《Ecotoxicology and Environmental Safety》:Determination of 10 nitrosamines in stinky mandarin fish and cumulative health risk assessment across four dietary patterns
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摘要:本研究采用伤残调整生命年(disability-adjusted life years,DALYs),对四种饮食模式及不同暴露频率下臭鳜鱼中10种N-亚硝胺(N-nitrosamines,NAs)的健康风险进行了评估。鉴于样品中存在大量未检出值,研究人员
摘要:本研究采用伤残调整生命年(disability-adjusted life years,DALYs),对四种饮食模式及不同暴露频率下臭鳜鱼中10种N-亚硝胺(N-nitrosamines,NAs)的健康风险进行了评估。鉴于样品中存在大量未检出值,研究人员采用分位数-分位数(Quantile–Quantile,Q–Q)图模型,以获得臭鳜鱼中NAs浓度分布的更精确函数。结果表明,2.97%的臭鳜鱼样品中NDMA含量超过中国标准限值4 μg/kg。在四种饮食模式和四种暴露频率下,9种NAs的累积疾病负担介于4.52 × 10?9至1.09 × 10?5 ppy之间。肝癌被确定为NAs暴露相关的主要健康风险,其次为肺癌和膀胱癌。基于中位风险估计值的饮食模式风险分层如下:生酮饮食 > 地中海饮食 > 中国膳食宝塔 > DASH饮食。相反,在本研究界定的四种饮食模式框架内,仅考虑臭鳜鱼来源的NAs暴露时,按月摄入该鱼类被认定为安全的。本研究为优化饮食模式和降低NAs相关癌症风险提供了科学证据和宝贵见解。
**臭鳜鱼中N-亚硝胺污染的多模式饮食健康风险评估研究解读**
**一、研究背景与意义**
臭鳜鱼作为中国传统腌制发酵食品的代表,以其独特风味和良好的保藏特性在传统饮食文化中占据重要地位。近年来,臭鳜鱼产业链为当地经济贡献了近100亿元人民币的年产值。然而,这类食品在腌制和发酵过程中易形成强致癌物N-亚硝胺(N-nitrosamines,NAs)。研究显示,NAs在肉、禽和水产品中被广泛检出,浓度可达30.60 μg/kg以上。大量研究表明,NAs可通过形成DNA加合物、诱导免疫抑制及扰乱正常细胞增殖等多种机制促进肿瘤发生。目前,国际癌症研究机构(International Agency for Research on Cancer,IARC)已将多种亚硝胺类化合物列为1类或2A类致癌物。因此,如何在享受传统腌制食品独特风味的同时,选择适当的饮食模式以减轻相关健康风险,成为一个关键问题。
目前全球范围内已有多项饮食模式因其健康促进特性获得广泛认可,包括终止高血压饮食法(Dietary Approaches to Stop Hypertension,DASH)、地中海饮食、生酮饮食以及中国膳食宝塔。这些饮食模式在食物组成和宏量营养素比例上存在显著差异,提示其对NAs暴露风险的影响机制可能完全不同。例如,生酮饮食的高脂特性可能增加NAs摄入或内源性合成。然而,这四种饮食模式是否因食物选择差异(如鱼类摄入量、果蔬消费量)导致不同的累积NAs暴露风险,尚不明确。
现有关于腌制发酵食品中NAs的研究常常仅报告阳性样品中的最大检出值或简单地列出检出浓度,而非系统地整合未检出数据,这种做法倾向于高估实际暴露水平,从而影响健康风险评估的准确性。因此,系统研究臭鳜鱼中NAs的浓度分布特征,并应用适当的统计方法处理未检出数据,是实现精准风险评估的必要步骤。分位数-分位数(Quantile–Quantile,Q–Q)图方法作为一种稳健的非参数方法,为未检出数据的插补和处理提供了新思路。
**二、主要技术方法**
研究人员从京东、淘宝、拼多多等在线购物平台以及销售臭鳜鱼的餐厅和外卖平台采购了101份样品(2024年5月至11月),去骨均质后于?18 °C保存。样品经乙腈提取后,采用气相色谱-串联质谱法(gas chromatography-tandem mass spectrometry,GC–MS/MS)在MRM模式下对10种NAs进行同步检测,采用内标法定量。针对大量未检出数据,研究人员采用Q–Q图法拟合浓度分布:对8种NAs(NDMA、NEMA、NDEA、NDBA、NMNA、NPIP、NMOR和NDPhA)选择对数正态分布,对NPYR和NDPA采用伽马分布,并通过R语言“EnvStats”包中的“egammaCensored”函数进行最大似然估计。慢性每日摄入量(chronic daily intake,CDI)、癌症风险(cancer risk,CR)和伤残调整生命年(disability-adjusted life years,DALYs)分别依据相应公式计算。不确定性采用非参数蒙特卡洛方法(100000次重抽样)量化。
**三、研究结果**
**3.1 臭鳜鱼中NAs浓度分布**
10种NAs的检出率为4.95%至66.34%,其中NMOR检出率最高(66.34%),其次为NMNA(54.46%)和NDMA(53.47%);NDBA检出率最低(4.95%)。平均浓度方面,NMOR最高(2.20 μg/kg),其次为NPYR(1.13 μg/kg)和NDMA(0.73 μg/kg),NDBA最低(0.08 μg/kg)。2.97%的臭鳜鱼样品中NDMA含量超过中国标准4 μg/kg的限值。与国外腌鱼和烟熏鱼产品相比,本研究样品中多数NAs浓度处于较低水平。
**3.2 臭鳜鱼中9种NAs的癌症风险**
在四种饮食模式和四种暴露频率下,9种NAs的癌症风险评估显示,随着消费频率从每日降至每年,各亚硝胺的暴露水平下降约2至4个数量级。生酮饮食在所有污染物和暴露频率下均产生最高的暴露水平,地中海饮食、中国膳食宝塔和DASH饮食的暴露水平相当且显著较低。以NDMA为例,每日暴露下生酮饮食的癌症风险为3.36 × 10
?5,分别约为地中海饮食(1.61 × 10
?5)、中国膳食宝塔(1.43 × 10
?5)和DASH饮食(1.41 × 10
?5)的2.1至2.4倍。与WHO推荐的癌症风险限值1 × 10
?5相比,每日暴露下NDMA在四种饮食模式中的风险均超过该基准。
**3.3 臭鳜鱼中9种NAs的累积癌症风险**
研究人员将9种NAs按致癌靶器官分类汇总:6种NAs(NDMA、NEMA、NDEA、NDPA、NPIP和NPYR)归因于肝癌,NMOR归因于肺癌,NDBA和NDPhA归因于膀胱癌。结果显示,肝癌在所有饮食模式和暴露频率下均呈现最高风险,其次为肺癌,膀胱癌风险最低。每日暴露下,生酮饮食的肝癌中位风险为5.69 × 10
?5,约为其他饮食模式的2倍。与WHO推荐的1.0 × 10
?5可接受终身癌症风险水平相比,每日暴露场景下肝癌风险在四种饮食模式中均超标(2.4至5.7倍),肺癌风险仅在生酮饮食下超标,膀胱癌风险在所有模式下均远低于限值。
**3.4 臭鳜鱼中9种NAs导致的DALYs**
四种饮食模式和四种暴露频率下9种NAs的累积疾病负担为4.52 × 10
?9至1.09 × 10
?5 ppy。每日暴露下,生酮饮食的健康负担最重,中位DALYs为8.59 × 10
?6 ppy(范围6.87 × 10
?6至1.09 × 10
?5),约为WHO阈值(1 × 10
?6 ppy)的8.6倍;地中海饮食(4.12 × 10
?6 ppy)、中国膳食宝塔(3.66 × 10
?6 ppy)和DASH饮食(3.61 × 10
?6 ppy)同样超标。当暴露频率降至每周时,除生酮饮食外(中位1.22 × 10
?6 ppy),其余三种饮食模式均降至安全阈值以下。在每月和每年暴露频率下,所有饮食模式的疾病负担均远低于WHO标准。与食物中其他常见污染物(如无机砷、铅、镉和二噁英类化合物)相比,臭鳜鱼中NAs在每日暴露频率下的DALYs处于较低至中等水平。
**四、讨论与结论**
饮食模式风险排序(生酮饮食 > 地中海饮食 > 中国膳食宝塔 > DASH饮食)可由多方面因素合理解释。生酮饮食以高动物脂肪和蛋白质摄入、严格限制碳水类食物为特征,提供大量胺/酰胺前体,同时缺乏维生素C、维生素E和酚类化合物等已知的NAs抑制剂。DASH饮食强调低脂乳制品、瘦肉蛋白以及高水果、蔬菜和全谷物摄入,既能最小化NAs直接来源,又能最大化提供抗氧化剂和膳食纤维。地中海饮食处于中间位置,其高鱼类摄入引入外源性NAs,但橄榄油、蔬菜和红酒中的丰富多酚类物质可能部分抵消该效应。中国膳食宝塔代表中国居民的平均饮食模式,处于上述两个极端之间。此外,膳食脂肪组成可调节细胞色素P450同工酶(尤其是CYP2E1)的活性,高脂饮食可上调CYP2E1及其他致癌物代谢酶,可能加剧外源性NAs暴露的遗传毒性负担。
研究人员同时承认研究存在若干局限性:仅评估了单一食品来源(臭鳜鱼),未涵盖其他NAs来源;模型参数基于成人消费模式,无法外推至儿童和孕妇等易感人群;未考虑个体间NAs代谢动力学差异及CYP2E1基因多态性;Q–Q图方法在处理高比例删失数据时存在固有统计不确定性;风险排序仅基于外源性NAs摄入,未考虑内源性亚硝化作用(在酸性胃环境中可超出外源性暴露2至3个数量级)。因此,研究结果应被解读为相对NAs暴露风险的保守、部分估计。
结论:本研究使用DALYs对四种饮食模式和不同暴露频率下臭鳜鱼中10种NAs进行了综合评估。2.97%的臭鳜鱼样品NDMA含量超过中国标准限值4 μg/kg。四种饮食模式和四种暴露频率下9种NAs的累积疾病负担为4.52 × 10
?9至1.09 × 10
?5 ppy。生酮饮食与评估的其他饮食模式相比,其估计癌症风险显著较高,尤其在肝癌和每日暴露场景下。地中海饮食、中国膳食宝塔和DASH饮食相关的相对较低风险凸显了其作为更安全饮食替代方案的潜力。相反,在本研究界定的四种饮食模式下,仅考虑臭鳜鱼来源的NAs暴露时,每月食用臭鳜鱼被认定为安全的。该研究发表于《Ecotoxicology and Environmental Safety》。