《Toxics》：Technology-Related Trace Elements in Paediatric Scalp-Hair Biomonitoring: Biomarker Validity, Environmental Relevance, and Implications for Risk Assessment
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技术相关微量元素（TTEs），包括稀土元素（REEs）、铂族元素（PGEs）、银、锑、铋、钡、锶、钒及与放射性核素相关的元素，在环境暴露评估中日益重要。儿童和青少年是重要的哨兵人群，头皮毛发为多元素分析提供了一种非侵入性生物基质。然而，所报告的毛发浓度可能同时
技术相关微量元素（TTEs），包括稀土元素（REEs）、铂族元素（PGEs）、银、锑、铋、钡、锶、钒及与放射性核素相关的元素，在环境暴露评估中日益重要。儿童和青少年是重要的哨兵人群，头皮毛发为多元素分析提供了一种非侵入性生物基质。然而，所报告的毛发浓度可能同时包含毛囊内掺入、汗液与皮脂沉积以及外源性颗粒物，并可能受到采集、洗涤、美容处理和分析污染的影响。此外，左截删（left-censoring）及对未检出值的统计处理可能显著影响人群汇总与比较。本批判性叙述性综述通过结构化证据矩阵和逐元素审查生物监测评估值，整合了儿科、职业、环境及多基质证据。毛发可识别空间差异和来源相关模式，但现有证据总体上不支持直接推断吸收剂量或临床风险。在长期职业性REE暴露中，尿液显示出比血液更强的暴露-反应表现；钍的配对毛发-尿液数据可区分暴露组，但未建立定量等效关系；锑的研究结果因暴露场景而异；钡的生物监测当量适用于尿液和血浆，但不适用于毛发。对于所有目标TTEs，均未发现专门针对儿科头皮毛发验证的健康基础指导值。研究人员提出一个七阶段证据权重框架，将毛发定位为多基质评估中的补充性筛选和假设生成基质。
1. 引言
技术相关微量元素（TTEs）涵盖稀土元素（REEs）、铂族元素（PGEs）、银、锑、铋、钒等，在数字技术、可再生能源和先进材料中的应用日益广泛。儿童因行为模式和发育阶段可能具有特定暴露与易感性；头皮毛发作为非侵入性采样基质有优势，但毛发浓度可能包含毛囊掺入、汗液/皮脂沉积和外源颗粒，且受洗涤、美容和分析污染影响。本综述旨在评估其生物标志物有效性、环境相关性和风险评估意义。
2. 材料与方法
本综述采用结构化批判性叙述方法，整合61篇核心文献，覆盖人类暴露、多基质/分析/统计验证和生物监测框架。检索更新至2026年8月6日；证据按设计、样本量、暴露差异、QA/QC等评价，未做定量meta分析。作者在准备过程中使用生成式AI工具辅助证据整理、语言起草和图形开发，但科学概念、证据选择与解释由作者验证，未使用AI生成或伪造数据。
3. 环境相关性
采矿/冶炼、城市磨损、消费品接触和电子废物回收是主要暴露场景。毛发可保留空间和源相关信号，但一般不直接反映吸收剂量。职业性REE暴露中尿液暴露-反应优于血液；钍配对数据可区分暴露组而非定量等效；Ag、Sb、Bi、Ba、Sr、V常呈地理或源模式；U和Th需同位素和生物动力学信息；Ga、Ge、Nb、Ta、W证据稀少。
4. 头皮毛发作为儿科生物监测基质
4.1 实际优势：无创、易储存、可进行ICP-MS多元素分析。
4.2 生物学掺入：血液中元素可进入毛干，但关系非恒定线性。
4.3 汗液与皮脂：可沉积于毛发表面，不等同于毛囊掺入。
4.4 外源沉积：土壤、灰尘、气溶胶等可附着，具有环境指示意义，但不等同于全身吸收。
4.5 暴露窗口与分段分析：生长速率个体差异大，不能精确对应日历日期。
4.6 发色、黑色素与纤维形态：黑色素亲和力及纤维几何、曲率可能影响元素含量；不应以种族类别代替直接观察。
4.7 美容处理：染色、漂白等改变角质层并引入元素，需排除或作协变量。
4.8 儿科伦理与沟通：需知情同意、文化敏感性，个体结果反馈需谨慎。
4.9 存档毛发：可提供历史证据，但需记录来源、保存条件，并视为回顾性发生基线。
5. 分析前与分析有效性
5.1 生物标志物适用性：需先明确决策问题。
5.2 采样部位与节段：常取后顶部近头皮处，报告近端-远端方向。
5.3 采集工具污染：不锈钢剪刀可能贡献元素，需工具空白。
5.4 参与者元数据：需记录年龄、性别、发色、美容、饮食、居住/学校位置等。
5.5 洗涤程序：尚无方法能同时去除外源并完全保留内源，需报告完整方案。
5.6 消解与仪器：密闭微波消解与ICP-MS/MS可测总元素，但会损失化学形态；超痕量元素易受记忆效应和干扰。
5.7 全程序空白：需逐批评估，不能仅用试剂空白。
5.8 负空白校正值：应保留于数据集，不应用零替代。
5.9 有证标准物质与能力验证：需基质与分析物匹配；TTEs参考物质缺口仍存在。
5.10 多基质分析验证：能在多种基质中测量不等于生物学等价。
5.11 检出限与定量限：需报告推导方法，不能回顾性重算。
5.12 左截删数据：任意替换会致偏，宜用Kaplan-Meier估计、最大似然估计等处理。
5.13 多变量与混合物分析：不能任意填补后强行纳入；来源标注需独立证据。
6. 儿科人群的人类证据
6.1 不同环境背景下的人群模式：毛发可揭示空间和人口异质性，但不自动等于内剂量。
6.2 欧洲儿科证据与Alcalá de Henares项目：系列研究显示年龄、性别、居住地区差异；存档样本扩展至TTEs，但存在采样期久、无配对血尿等局限。
6.3 营养、行为与健康结局背景：饮食和营养状况是核心决定因素；健康结局证据稀少且异质，需先验证暴露基质。
7. 多基质证据与生物标志物有效性
7.1 分析可行性不等于生物等价：血-发关联弱，选择基质需基于毒代动力学。
7.2 元素组经验：REE和Th可区分暴露组但缺乏剂量定量；Sb和Ba具有基质特异性；PGEs和Ag主要为描述性；Mn提示高灵敏度不一定带来个体解释能力。
8. 从人群分布到健康风险解释
8.1 参考分布与健康基础生物监测值：未发现针对儿科头皮毛发的TTEs健康指导值；其他基质值不能转移。相比之下，甲基汞的毛发解释有较完整的证据链，但不能迁移到TTEs。
8.2 为何毛发浓度不能转换为危险商：浓度单位与每日摄入量或参考剂量不兼容；环境指导值具基质特异性；所需条件目前未满足。
9. 证据权重解释与公共卫生应用
9.1 七阶段框架：包括决策问题、分析有效性、人群分布、来源合理性、多基质佐证、毒理学相关性和相称行动；证据不足时不能自动推进。
9.2 人群监测、个体结果与环境正义：毛发适合人群筛查；单个高值需分析确认和核查；需考虑儿童实际活动空间；应重视社区参与和避免污名化。
10. 结论、应用与展望
毛发是有价值的补充筛查工具，但并非吸收剂量或临床风险的替代指标。优先研究方向是儿童配对血/尿/毛发验证、纵向干预、形态特征记录和形态/种态分析；同时应推进全程序空白、检出限定义、参考物质和左截删统计流程的协调。在明确的分析和质量保障措施下，毛发可作为儿科环境监测中伦理友好且实用的组成部分。
