《Journal of Exposure Science & Environmental Epidemiology》：Metal and metal mixture biomarkers across three U.S. cohorts: MASALA, MESA-LA, and Strong Heart Family Study
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背景：低剂量金属暴露可导致慢性疾病，但不同美国人群的金属暴露与代谢差异尚不清楚。地理区位、饮用水来源、膳食、生活方式及文化特定产品使用可塑造多金属暴露格局。目的：刻画亚洲印度裔成人尿多金属生物标志物，与其他美国西部人群比较，并在亚洲印度裔成人中评估血清-尿液金
背景：低剂量金属暴露可导致慢性疾病，但不同美国人群的金属暴露与代谢差异尚不清楚。地理区位、饮用水来源、膳食、生活方式及文化特定产品使用可塑造多金属暴露格局。目的：刻画亚洲印度裔成人尿多金属生物标志物，与其他美国西部人群比较，并在亚洲印度裔成人中评估血清-尿液金属关系，以区分金属清除与生理调控。方法：研究人员采用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测定MASALA试点研究（旧金山湾区，2010–2013；n=111）中19种尿金属；MESA-LA（2010–2012；n=444）中白人、黑人、西班牙裔/拉丁裔、华人的对应指标；SHFS（2006–2009；n=111）美洲原住民的指标。金属按肌酐校正，以μg/g肌酐报告。MASALA同时测定血清19种金属。结果：MASALA中位年龄56岁、女性50%；MESA-LA为62岁、49%；SHFS为56岁、49%。与MESA-LA和SHFS相比，MASALA尿Zn（354 μg/g）和Mn（0.11 μg/g）最低，Mo（66.5 μg/g）和Tl（0.26 μg/g）最高；Cs（8.55 μg/g）与MESA-LA华人（9.38 μg/g）接近；Ba（2.57 μg/g）高于其余两组。MASALA的As、Pb、Cd高于SHFS（As 7.60对5.08；Pb 0.88对0.59；Cd 0.51对0.47 μg/g），但低于MESA-LA华人（As 43.9；Pb 1.12；Cd 0.81 μg/g）。MASALA中血清-尿液相关性最强为Mo（r=0.83）、As（r=0.79）、Co（r=0.76）、Cs（r=0.67）；Zn、Cu、Mn相关性弱。意义：多金属生物标志物模式在人群间不同，影响暴露评估与生物监测解释；血清-尿液分析可区分近期暴露与生理调控，支持人群特异性金属混合物与慢性病风险研究。
研究背景方面，金属是全球疾病负担中重要的可改变化学贡献因素，铅（Pb）、镉（Cd）、砷（As）等有毒金属无已知有益生理作用，锌（Zn）、铜（Cu）等必需元素过量亦与代谢失调有关。心血管疾病（CVD）、慢性肾病（CKD）、神经退行性疾病、糖尿病与癌症均被证实与金属暴露相关。然而，美国不同种族和族群、地理区域及城乡环境中的金属暴露差异未被充分表征；文化特定产品如香料、美白霜、焚香、传统药物也可成为暴露源。血清金属反映循环生物活性池与短期波动，尿液金属反映排泄、近期暴露与清除；配对血清-尿液测量可揭示代谢、储存与排泄差异。但既有研究很少用统一分析方法比较多族群多金属谱，南亚裔作为美国增长最快的亚裔亚群且心血管代谢风险高，却几乎缺乏血清-尿液金属数据，因此研究人员开展本项跨队列比较研究。
研究人员利用MASALA试点研究（旧金山湾区南亚裔/亚洲印度裔成人，2010–2013，n=111）、MESA-LA（洛杉矶现场，白人、华人、黑人、西班牙裔/拉丁裔，Exam 5，2010–2012）与SHFS（美洲原住民家族研究，Phase 5，2006–2009）三个西部美国队列；为可比性从SHFS与各MESA-LA族群随机抽取n=111亚组，匹配MASALA年龄与性别结构。技术方法上，研究人员用电感耦合等离子质谱（ICP-MS）测定19种金属；尿金属以肌酐校正报告为μg/g肌酐；MASALA具备配对血清与尿液金属。统计上计算中位数与四分位距，做Spearman相关、层次凝聚聚类（Euclidean距离），并以年龄、性别、教育、吸烟、体重指数（BMI）、估算肾小球滤过率（eGFR）等协变量做回归，采用Bonferroni多重比较校正；研究以描述与探索为主，不合并队列估计暴露-结局关联。
研究结果部分，第一部分“Urinary and serum metals in MASALA”中，研究人员发现MASALA尿中以Zn、Mo、Se、Cu较高，Mn最低；非必需元素中Sr、Li、Cs较高，Cd、Tl、V、W、Sb、U较低。血清中Zn与Cu达102 μg/L，Co最低；非必需血清元素以Sr、Ba、Li较高，Pb、Cd、W、Tl、U极低。性别上女性尿Mn、Cd更高、血清Cu更高；年龄增长伴随尿Zn、Cd、Pb、V升高；大学及以上教育者血清Se更低。由此说明南亚裔具有自身血清-尿液元素浓度结构。
“Correlations between serum and urine”部分，研究人员得到Mo（r=0.83）、总As（r=0.79）、Co（r=0.76）、Cs（r=0.67）强相关；Li、Tl、Cd中等；Zn、Cu、Mn等弱或负向。结论为：少蛋白结合、经肾快速清除的元素在血清与尿液间一致，而受蛋白结合、胆道排泄、组织储存者两矩阵不一致。
“Urinary metal profiles across cohorts”部分，研究人员比较六个人群：MASALA尿Zn与Mn最低、Mo最高；MESA-LA黑人尿Zn最高；MESA-LA华人尿As、Pb、Cd最高（As 43.9 μg/g）；SHFS最低。Tl以MASALA最高，Cs以MESA-LA华人与MASALA居前，Ba以MASALA最高。说明城市、乡村、饮水与膳食塑造不同尿金属签名。
“Cluster analysis”部分，研究人员基于相关结构聚类，跨队列稳定出现Cs–Tl与Ba–Sr簇；MASALA与SHFS另有Co–Ni、Sb–V；MASALA与MESA-LA华人出现Mo–W、Se–Zn。结论为相关簇反映共同来源、转运或清除通路，而非绝对浓度差异。
讨论部分，研究人员解释MASALA血清-尿液格局由肾清除、系统调控与元素特异性转运决定：As、Cs、Tl、Li等非必需金属尿高于血清且血清-尿液耦合强；Cd与Pb因多存于红细胞、骨与肾皮质，血清不能代表总体负荷；Sb与Ba因蛋白结合或胃肠排泄而血清高于尿；Zn、Cu、Mn、Se因蛋白结合与管周重吸收而血清高、尿低、相关弱；Mo与Co因离子态、少蛋白结合、少管重吸收而相关最强。跨队列差异由地下水As/U、城市铅污染、稻米与海鲜As、豆类高Mo、吸烟率不同解释。局限性是SHFS与MESA-LA无血清金属，无法跨队列做矩阵比较；传统药物、补充剂、食品进口网络等未测因素仍可能影响。
结论部分翻译：与MESA-LA和SHFS相比，MASALA参与者呈现出独特的多金属剖面，表现为比MESA-LA华人更低As、Cd和Pb，但高于SHFS，同时具有最高Mo、升高Tl以及中等的Sr、Cs和Ba。该模式反映膳食、水文地质及人口学特征（包括高比例从不吸烟者）的共同影响。需做尿As形态分析以确定总As差异是否由海产品来源化合物驱动，此类物质通常毒性较低。MASALA、MESA-LA与SHFS中聚类模式的高度一致，强化了已建立的金属转运（Cs–Tl与Ba–Sr簇）、系统分布和肾消除机制。总体而言，这些队列所代表人群间的差异，说明地理、水源、膳食及社会行为因素如何塑造美国多元人群的金属暴露剖面。明确下一步是将这些暴露模式与MASALA中的临床结局（尤其是心血管代谢与肾脏疾病）关联起来。论文发表于《Journal of Exposure Science》。
