综述：母乳与婴儿配方奶粉中铀的存在：一项系统评价

《Journal of Food Composition and Analysis》：Uranium occurrence in breast milk and infant formula: A systematic review

　　

确保婴幼儿营养安全是一项公共卫生优先事项，尤其是在经口暴露于污染物方面。铀在暴露后可产生神经毒性、生殖毒性、肝脏毒性等毒性作用。本文基于对PubMed和Scopus数据库的系统检索后获得的13项研究（发表于2011年至2025年间）中的15篇报告，综述了母乳与婴儿配方奶粉中铀的存在情况。电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）和微波消解法分别是这两类基质研究中报道的用于铀浓度测定和提取的最常用方法。在七项关于母乳的研究中，有五项检测到了铀，其浓度范围为0.01至160.97 μg/L，最高水平发现于巴西的样本中。另一方面，所有八项关于婴儿配方奶粉的研究均报告了铀污染，在巴西进行的一项研究中，浓度高达20 μg/kg。根据现有文献，婴儿配方奶粉可能比母乳是更大的铀暴露来源。

1. 引言

确保婴幼儿营养安全是一项关键的公共卫生优先事项，因为婴幼儿代谢系统尚未成熟且相对于体重的食物摄入量高，因此特别易受污染物影响。虽然母乳被认为是最佳的营养来源，但婴儿配方奶粉是那些无法接受母乳喂养的婴儿的重要替代品。据估计，全球仅有41%的六个月以下新生儿接受纯母乳喂养。尽管70%的母亲至少母乳喂养一年，但当孩子两岁时，这一比例降至45%。母乳和婴儿配方奶粉可能受到不同类别化学物质（如潜在有毒微量元素PTTEs、农药等）的污染，从而对婴儿构成健康风险。接触PTTEs是非传染性疾病全球负担的一个重要因素。近期研究表明，环境中有毒金属水平不断上升，这主要归因于人为活动。

铀是一种天然存在于环境中的元素，其痕量水平可存在于空气、土壤、水以及最终的食物链中，主要以铀-238、铀-235和铀-234三种同位素形式存在，其中铀-238约占总量的99%。在浓缩过程中，铀-235被分离和浓缩，留下其他两种同位素的混合物作为贫化铀（DU），后者可用作穿甲弹、辐射屏蔽物和飞机配重。近几十年来，由于核废料泄漏、尾矿排放进入土壤和地下水、农业实践中化肥的大量使用、因大量取水导致的地下水位下降以及军事行动等人为活动，环境中铀的存在变得更加普遍。联合国原子辐射效应科学委员会（UNSCEAR）2000年的估算显示，全球表层土壤、环境空气和海水中铀的平均含量分别为2.8 mg/kg、0.1 ng/m³和3.0 μg/L。人类主要通过食用受污染的食物和饮用水接触铀，估计每日膳食摄入量为0.9至1.5 μg，而吸入途径对总摄入量的贡献相对较小。铀倾向于在植物根部积累，而非广泛转移到地上组织，导致根茎类蔬菜中浓度较高。因此，生活在环境铀水平升高地区（尤其是靠近采矿和选矿场）的人群，可能通过当地生产的食品接触到更高水平的铀。饮用水中铀浓度在不同地点差异很大，而空气暴露通常较低，每天仅贡献0.001–0.01 μg。铀通过吸入、摄入或皮肤接触后的吸收率通常较低，大约0.1–6%的摄入铀被吸收进入体循环，具体取决于其化学形式和溶解度。吸收后，铀主要以与碳酸氢盐、柠檬酸盐或血浆蛋白结合的铀酰复合物形式循环。大约三分之二的吸收铀在24小时内迅速随尿液排出，而其余部分主要蓄积在骨骼、肾脏、大脑和肝脏中。铀在体内不被代谢，并表现出器官特异性的生物半衰期。毒代动力学研究报告称，沉积在这些器官中的80–90%的铀最终会在接下来的1.5年内离开身体，但其不良影响可能因残留毒性、氧化应激和对靶器官的长期损伤而持续存在。另一方面，保留在骨骼中的铀由于其与矿化组织的持续交换，生物半衰期约为70–200天。正常的体内铀储存主要集中在骨骼中，约占全身总负荷的三分之二。

铀向母乳的转移似乎是有限的。这种有限的转移归因于铀与血浆蛋白的强结合以及其在骨骼和肾组织中而非乳腺组织中的优先滞留。因此，只有一小部分的母体铀负荷可用于分泌到乳汁中。尽管如此，母亲通过受污染的饮用水和食物或环境来源的慢性暴露可能导致母乳中可测量的铀浓度，并在发育的关键阶段导致婴儿暴露。

1.1. 铀的毒性

尽管铀的水平通常低于其他有毒非必需元素，但其毒性和放射学特性使其成为一种严重的健康危害。长期低浓度暴露和急性高剂量暴露可在儿童和成人中引起神经毒性和遗传毒性。铀同位素的毒性通过辐射和化学毒性两种方式发生，与其化学性质直接相关。然而，后者是大多数铀诱导毒性的原因，其毒性是其溶解度、暴露和消除途径以及接触时间的函数。另一方面，有证据表明，通过摄入受污染的地下水（>200 ng/mL）长期暴露于铀可能同时引起放射毒性和化学毒性。这些综合的铀毒性也常归因于贫化铀（DU）的暴露，DU是铀-235含量降低的铀。尽管其放射性比天然铀低40%，但DU在吸入、摄入或皮肤吸收时完全能够诱发化学和放射毒性风险。在沉积于肾脏、骨骼、生殖器官和其他器官后，铀通过不同机制造成损害，例如破坏DNA、诱发肾功能衰竭、催化芬顿反应、引起氧化应激，特别是触发富含多不饱和脂肪酸的生殖系统，使其易受活性氧（ROS）的影响。关于口服铀暴露对人体毒性影响的循证数据很少。对大鼠、小鼠和兔子等实验动物的研究表明，肾脏是对铀毒性最敏感的器官。DU在骨骼中的蓄积会导致骨骼缩短、骨吸收增加和骨形成抑制。对大鼠股骨的研究表明，DU沉积在钙化软骨、骨膜和骨内膜区域以及小梁骨中。此外，DU暴露会改变维生素D代谢，影响矿物质稳态和骨骼维持，特别是在衰老个体中。尽管DU不会在肝脏中显著蓄积，但慢性暴露与肝脏应激有关。啮齿动物研究表明，长期暴露于10–80 mg/kg/天的铀剂量后，会产生显著的生殖毒性，表现为睾丸组织病理学改变、妊娠率降低和精子细胞数量减少。慢性亲代暴露于20 μg/L DU可破坏斑马鱼后代器官的组织学超微结构并改变分子发育。此外，长期口服暴露于3、30或300 mg/kg的DU，持续6–12个月，会导致雄性大鼠进行性睾丸损伤、睾酮水平降低、氧化应激增加和慢性炎症。一项研究追踪了DU暴露对两代Wistar大鼠的毒性影响。亲代大鼠长期口服暴露于4 mg/kg/天和40 mg/kg/天的DU四个月，引起了轻微的生殖效应，但在F1代大鼠中造成了严重损害，DU40组的妊娠率、正常分娩率和后代存活率降低了高达65%。铀在F1代睾丸和卵巢中的蓄积显著更高，表明存在母体转移。

1.2. 母乳与婴儿配方奶粉中的铀

铀暴露通过多种途径发生，包括摄入受污染的水和食品，例如在被污染土壤中种植的植物性食品，以及在较小程度上，食用以受污染作物喂养的动物的肉类，以及通过皮肤接触和吸入。然而，鉴于口服暴露占总体暴露的90%，安全法规和监测必须主要关注受污染的食品。灌溉水可能因铀矿上的降雨以及农药和化肥的使用而受到污染，这两者随后都可能污染地下水或农作物及动物饲料，并最终进入人类食物。在这方面，牛奶中铀的污染已被频繁报道，并且牧场土壤与牛奶中铀水平之间的关联已被评估。通过母乳和婴儿配方奶粉口服暴露于铀是一个重大问题，可能危及新生儿和婴儿的健康，因为母乳和婴儿配方奶粉构成了他们全部或大部分的食物摄入。母乳被认为是理想的营养来源，具有丰富的蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素和矿物质，并带来众多免疫学和心理学益处。母乳喂养的儿童患哮喘、关节炎、过敏、糖尿病、感染、肥胖、癌症和心血管疾病的风险降低是长期报道的益处。与此同时，母乳可以作为包括铀在内的有害物质的暴露途径，因为母亲摄入的各种化学物质可以转移到乳汁中。母亲通过各种暴露来源摄入铀，可以在身体组织中形成铀库，或通过母乳排出。当无法或不建议进行母乳喂养时，婴儿配方奶粉可作为提供必需营养素的替代品，无论是作为母乳的完全替代品还是补充品。配方奶粉是使用来自牛或其他动物的改性奶，或源自大豆或大米等植物的蛋白质水解产物工业化生产的。其中，牛奶基配方奶粉旨在模拟人乳的营养和功能特性，使其成为最常用的选择。实际上，配方奶粉的所有成分都可能暴露于环境中的铀源，从而受到污染。此外，粉状配方奶粉需要使用水来制备，而水中也可能含有铀。因此，婴儿配方奶粉制造商必须严格遵守既定法规，以确保这些产品的安全和质量。鉴于人们对婴儿营养中化学污染物存在的日益关注，研究人员此前发表了全面综述，检查了母乳和婴儿配方奶粉中双酚化合物和全氟辛酸（PFOAs）的全球存在情况；在本篇文章中，研究人员综述了基于从Scopus和PubMed数据库检索到的研究中关于母乳和婴儿配方奶粉中铀的全球存在情况。尽管人们对婴儿期有毒金属暴露的担忧日益增加，但大多数综述都集中在常见重金属上，如铅、镉、砷和汞，而铀相对受到的关注较少。关于母乳和婴儿配方奶粉中铀的研究很少，地理分布分散，且方法学上异质性高。由于婴儿生长迅速且相对于体重的膳食摄入量高，他们尤其脆弱，因此需要解决这一空白。由于母乳和婴儿配方奶粉是生命早期的主要营养来源，了解通过这些基质的铀暴露是一个相关的公共卫生问题。据研究人员所知，此前尚无综述在全球范围内系统地汇编和比较人母乳和婴儿配方奶粉中报告的铀浓度。因此，本综述旨在批判性地评估关于这两种基质中铀存在的现有证据，识别地理趋势，比较母乳和婴儿配方奶粉之间的污染水平，评估用于铀测定的分析方法，并强调需要进一步研究的关键知识空白。通过提供对现有证据的综合概述，本综述有助于更好地理解潜在的早期生命铀暴露，并为未来的监测、风险评估和监管工作提供支持。

2. 方法

研究人员使用以下检索字符串系统检索了Scopus和PubMed：(Uranium) AND ("breast milk" OR "human milk" OR "mother milk" OR colostrum OR breastfeed* OR "infant formula" OR "baby formula")，以检索截至2026年6月10日发表的、报告母乳或婴儿配方奶粉中铀存在情况的研究。仅纳入可获得全文、以英文发表且目标与本综述范围一致的研究。标题、摘要和全文由两位评审员独立筛选。通过与其他研究人员讨论解决关于研究纳入的分歧。提取并记录在Excel中的信息包括：样本数量、报告的平均值和最大浓度、所采用的方法学以及研究所在国家。

3. 结果与讨论

3.1. 母乳中的铀水平

检索策略共获得41条结果，其中13项分析了母乳和婴儿配方奶粉样本中铀污染并符合纳入标准的研究被纳入。排除项包括重复项、综述论文、书籍章节、非英语文章以及超出本综述范围或侧重于方法开发且样本量少的研究。纳入的研究发表于2011年至2025年间。在关于母乳的研究中，只有五项研究报告了可检测到的铀水平。在巴西进行的一项研究分析了居住在巴伊亚州卡埃特（Caetité, Bahia）——一个靠近铀矿开采区的地区——的15名健康哺乳期妇女的母乳样本。该研究采用了一种基于凝固漂浮有机液滴的分散液液微萃取（DLLME-SFO）结合紫外-可见分光光度法的新颖分析程序来测定人母乳中的铀。在所有分析的样本中都检测到了铀，其浓度范围为45.87至160.97 μg/L，代表了本综述纳入研究中报告的最高浓度。作者认为，升高的水平可能与参与者靠近铀矿开采活动导致的环境暴露有关。波兰的一项研究调查了吸烟状况对哺乳早期和晚期母乳中铀水平的影响。结果显示，在所有组别中都检测到了铀，但其最高浓度出现在主动吸烟者的母乳中，其次是被动吸烟者，最低水平出现在非吸烟者中。此外，初乳和成熟乳样本之间的铀水平存在显著差异，前者的铀浓度普遍高于所有组别。印度唯一一项研究分析了来自该国六个地区的40名哺乳期母亲的母乳，并在100%的样本中报告了可测量的铀-238浓度。浓度范围约为0.85至5.25 μg/L，最高值出现在卡蒂哈尔（Katihar）地区。日本的一项研究采用了多点采样方法，分析了11名女性在12个不同时间点的母乳铀水平。尽管前乳和后乳的成分存在差异，但在不同时间点获得的所有前乳和后乳样本中均未检测到铀。在一项研究中，调查了铀从消费食品到母乳的转移因子。研究发现铀确实从母体饮食转移到母乳中，但未得出母体饮食与母乳中铀水平之间的相关性。一些饮食铀摄入量较低的母亲，其母乳中铀的浓度反而更高。研究提出，母乳中铀的水平主要受个体差异影响，例如不同的吸收率、代谢和储存特性、从体内储库的释放以及从母体组织或血液向母乳的转移。这项研究强调了不同身体器官作为储库的作用，这些储库可能因铀的高摄入而饱和，导致其释放到血液和母乳中。此外，观察到随着哺乳期的推进，铀浓度呈下降趋势，这与先前对其他微量元素和污染物（如内分泌干扰化学物EDCs）的研究结果一致。最后，在这项研究中，母乳中铀的平均浓度为0.03 μg/L，浓度范围从0.01到0.11 μg/L。在哺乳的前两周之后，报告了母乳中铀的急剧减少。考虑到用于测定母乳样本中铀的方法学，除一项研究外，所有纳入的研究均采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）进行分析。此外，微波消解是所有研究中使用的主要样品制备方法，但有一项研究使用了碱溶解法。

3.2. 婴儿配方奶粉中的铀水平

文献综述共获得8项在2011年至2025年间发表的分析了婴儿配方奶粉样本中铀的研究。在报告了铀最大值的婴儿配方奶粉研究中，最高含量出现在巴西的第二阶段样本（适用于12个月以下的婴儿）中，达到20 μg/kg。在西班牙的一项研究中，尽管在不同哺乳阶段收集的不同母乳样本中铀水平始终低于检出限（LOD），但所有测试类型的婴儿配方奶粉均显示出高水平的污染，表明原材料、水源或制造过程可能存在污染。早产儿配方奶粉中检测到的铀水平最高（平均0.94 μg/L），这种配方奶粉专门喂养给处于生长发育关键阶段的最脆弱婴儿。这引发了严重关切，因为婴儿在出生后最初几个月完全依赖牛奶获取营养，使他们特别容易受到污染物的影响。尽管其他婴儿配方奶粉样本（即续段配方奶粉、水解蛋白配方奶粉和起始段配方奶粉）的污染水平较低，但它们含有的铀水平仍高于母乳样本。鉴于这两种基质之间污染水平的这种差异，该研究呼吁紧急制定法规以尽量减少婴儿配方奶粉中的铀含量。然而，另一项研究报告了相当矛盾的结果，即纯母乳喂养的6周龄婴儿尿液中的铀水平（平均1.32 μg/L）高于纯配方奶粉喂养的婴儿（平均0.74 μg/L）。另一项研究评估了巴西市场上销售的两种婴儿配方奶粉中的铀水平，一种是为新生儿设计的产品（第一阶段），另一种是为12个月以下婴儿设计的产品（第二阶段）。结果显示，在分析的30个样本中，铀以低浓度被检测到，并且6个第一阶段样本的铀水平低于LOD。此外，研究人员进行了风险评估并计算了目标危险商数（THQ），结果表明，口服暴露于所确定的铀水平不会构成即时健康风险。来自约旦的另一项研究报告了37个婴儿配方奶粉样本中的铀水平，这些样本根据其适用年龄组进行分类，包括起始段配方奶粉、后续配方奶粉和成长配方奶粉。在所有样本中，只有一个成长配方奶粉样本的铀水平低于LOD。后续配方奶粉显示出最高水平，其次是成长配方奶粉和起始段配方奶粉。科威特市场婴儿配方奶粉的研究反映了类似的结果，后续配方奶粉的铀水平高于早期阶段的配方奶粉。值得注意的是，添加不同的添加剂（如乳清、大豆或酪蛋白）被证明会影响瑞典市场婴儿配方奶粉样本中铀等不同污染物的整体污染水平。一项调查斯洛文尼亚配方奶粉污染的研究采用了放化中子活化分析法（RNAA）来获得粉状配方奶粉样本中每质量的铀水平。该研究报告了对铀-238和铀-234的分析。结果表明，所有5个样本中铀-238的含量均高于LOD，最高达2.06 μg/kg。ICP-MS是纳入研究中最常用的测定方法，而一项研究采用了电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）。继微波辅助消解作为最常用的消解方法之后，水浴消解、用曲拉通X-100简单稀释以及酸消解是其他采用的制备方法。一项研究还使用了UTEVA^?树脂进行样品提取。调查显示，大多数纳入的研究未指明所分析的铀的类型（贫化或非贫化），这限制了评估毒性和环境来源潜在差异的能力。未来研究应区分铀同位素形态以提供更好的理解。确保更安全的喂养替代方案对于保护婴儿健康和减轻与铀暴露相关的潜在风险至关重要。然而，值得注意的是，所审查的研究均未考察包装材料在配方奶粉铀污染中的潜在作用。鉴于污染物可能从食品接触材料浸出到产品中，未来研究应评估包装是否在婴儿配方奶粉的铀暴露中起作用。只有一项研究指明了样品包装在金属罐中。此外，有三项研究报告了用于制备分析的容器材质。纳入研究的样本收集标准仅在西班牙的一项研究中有明确报告。其他研究则仅纳入了基于牛奶蛋白的样本。三项研究反映了收集的样本是国内生产还是进口的。

3.3. 环境、生活方式和社会经济混杂因素

地理因素通过不同途径影响母乳和婴儿配方奶粉中的铀浓度。母乳主要反映母亲通过受污染的水、食物和当地环境产生的暴露，正如在约旦和印度的研究所观察到的。相比之下，婴儿配方奶粉中的铀可能源于受污染的原材料、制造过程、添加剂和制备用水。因此，地理变异通常更直接地反映在母乳中，而配方奶粉的污染则受环境和工业因素的共同影响。评估母乳中的铀需要评估环境和生活方式混杂因素。口服摄入占人体总铀摄入量的90%。这种地理影响之前在约旦的一项研究中得到了说明，将其直接归因于该国受损的地下水质量。母亲的生活习惯和社会经济状况也会影响铀的水平。烟草烟雾是有毒金属的已知暴露途径。在一项旨在量化吸烟影响的研究中，在整个哺乳阶段，主动吸烟者的平均铀转移量最高，其次是被动吸烟者和非吸烟者。然而，由于母体的代谢缓冲作用，即时的膳食摄入量与母乳浓度之间并非线性关系。一项计算膳食转移因子的研究报告称，两者之间没有直接相关性；一些膳食铀摄入量较低的母亲却表现出升高的母乳水平。作者通过引入“身体储库”机制来解释这一差异，即长期的过去暴露使内部组织储备饱和，促使铀稳定释放到血液和乳汁中，而与当前的膳食摄入无关。一项研究通过严格的采样方案考虑了生理时间变化。长期变化表明，产后头两周后铀急剧下降，原因是母体解毒/身体储库耗竭以及体积性乳汁稀释。在微观时间层面，一项研究通过每个受试者12个时间点的矩阵控制了日内和日间波动，将前乳与后乳分开，以排除母体脂肪和热量变化作为分析混杂因素。

3.4. 暴露评估

为了便于解释报告的污染数据，可以使用特定年龄的奶消耗量将铀浓度转换为估计的婴儿摄入量。假设早期婴儿期平均奶摄入量为0.78 L/天，体重为5 kg，则可按公式计算估计每日摄入量（EDI）。使用这种方法，德国报告的平均铀浓度（0.03 μg/L）对应约0.005 μg/kg/天的摄入量，而约旦报告的平均浓度（1.77 μg/L）对应约0.28 μg/kg/天。后者超过了有毒物质和疾病登记署（ATSDR）的慢性口服最小风险水平（MRL）0.2 μg/kg/天。在约旦报告的最大浓度（6.80 μg/L）下，估计摄入量达到约1.06 μg/kg/天，相当于MRL的五倍以上。同样，某些婴儿配方奶粉样本中报告的铀浓度可能导致摄入量接近或超过安全值。这些计算基于保守假设，但突出了婴儿期铀暴露的潜在重要性，并支持持续监测和风险评估的必要性。纳入研究的一个关键局限性是缺乏铀同位素表征。大多数研究测量了总铀，而未区分天然铀、贫化铀或浓缩铀。虽然化学毒性在同位素之间通常相似，但放射毒性随同位素组成和比活度而变化。因此，未来的研究应包括同位素分析，以改进来源识别、暴露评估和风险评估。此外，两项研究均未控制来自样品收集材料或吸奶器组件的潜在微量元素浸出。最后，研究间的变异来源之一是铀测定前采用的样品制备程序。尽管大多数研究使用了高度灵敏的分析技术，如ICP-MS或ICP-MS/MS，但样品预处理（包括酸消解方案、矿化程序、样品稀释和预浓缩步骤）的差异可能会影响铀回收率和分析性能。由于纳入的研究应用了不同的制备方案，并且经常报告有限的验证数据，因此在解读不同研究间的铀浓度时应谨慎进行直接比较。采用标准化的样品制备和质量控制程序将提高未来研究的可比性和可靠性。

4. 结论

母乳和婴儿配方奶粉中铀的存在引发了对早期生命暴露于这种有毒金属的担忧。虽然根据纳入的研究，母乳中的铀水平通常较低，但研究表明，母体膳食摄入、环境暴露和生理因素会影响其向乳汁中的转移。相比之下，婴儿配方奶粉中的铀浓度往往明显更高，尤其是在早产儿和后续配方奶粉中，表明原材料受到了污染。纳入的研究还揭示了铀浓度的显著地理变异性，在受铀污染水源或环境污染影响的地区，通常报告了更高的水平。鉴于婴儿因其不成熟的代谢系统和完全依赖牛奶而具有更高的脆弱性，即使是低水平的铀暴露也可能带来长期的健康风险，包括肾毒性、神经毒性和发育影响。本综述进一步强调了先进分析技术（特别是ICP-MS和ICP-MS/MS）在铀测定中的广泛应用，尽管研究方法学上的差异可能会影响数据的可比性。母乳和婴儿配方奶粉中铀水平的差异凸显了严格监测和监管措施的必要性，以最大限度地减少婴儿营养中的污染。需要进一步研究以更好地了解铀在母乳中的转移动态，评估污染的地区和膳食差异，并为婴儿配方奶粉中的铀制定明确的安全指南。未来的研究还应优先考虑标准化的分析方案、同位素表征、全面的暴露评估以及在代表性不足的地理区域进行调查，以加强婴儿铀风险评估的证据基础。