《Environmental Pollution》：Whole-Blood Metal(loid) Profiles Including Macroelements in Relation to Short-Term Glycemic Status: A Metallome-Based Analysis
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•常量元素与微量元素（类金属）呈现不同的关联模式。•钙（Ca）和钠（Na）与糖化白蛋白（GA）呈正相关。•混合物估计值因常量元素的纳入与否而有所不同。•纳入常量元素可提供更完整的金属组表征。引言糖尿病仍是全球范围内日益严峻的公共卫生挑战。据国际糖尿病联盟估计，2024年全球约
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常量元素与微量元素（类金属）呈现不同的关联模式。
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钙（Ca）和钠（Na）与糖化白蛋白（GA）呈正相关。
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混合物估计值因常量元素的纳入与否而有所不同。
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纳入常量元素可提供更完整的金属组表征。
引言
糖尿病仍是全球范围内日益严峻的公共卫生挑战。据国际糖尿病联盟估计，2024年全球约5.89亿20至79岁成年人患有糖尿病，其中中国占四分之一[1]。随着人口快速老龄化和生活方式持续转变，预计未来几十年中国的糖尿病人数将进一步增加[2]、[3]。鉴于与年龄相关的代谢调节变化以及糖尿病相关疾病负担的上升，中老年人群尤其需要预防高血糖[4]。因此，在临床糖尿病发生之前进行早期识别和风险管理已成为中国的一项公共卫生优先事项，这也与"健康中国2030"倡议相契合[5]。
越来越多的证据表明，金属和类金属（统称为金属/类金属）的暴露与糖稳态的改变有关。砷（As）、镉（Cd）和铅（Pb）等有毒金属/类金属常被认为与胰岛素抵抗、胰腺β细胞功能障碍和糖尿病风险升高有关[6]、[7]、[8]、[9]、[10]。锌（Zn）和硒（Se）等必需元素在胰岛素的合成、分泌和信号传导中发挥着关键作用[11]、[12]。然而，流行病学研究结果仍不一致，这可能归因于非线性或双相剂量-反应关系、暴露水平的差异、所用暴露生物标志物的不同（如血液与尿液）以及人群特征差异[12]、[13]、[14]、[15]、[16]、[17]。重要的是，现实暴露并非以单一金属的形式孤立发生。相反，在现实暴露场景中，多种金属/类金属共同存在，混合物分析被越来越多地用于表征它们与血糖结局的联合及潜在交互关联[18]、[19]、[20]。
流行病学研究日益采用混合物分析框架来评估多金属/类金属联合暴露与糖代谢异常之间的关系。基于全国健康和营养检查调查（NHANES）、全国女性健康研究（SWAN）队列以及韩国人群（KHNANES）研究的人群学分析均表明，多金属/类金属暴露模式可能与血糖和代谢特征有关[19]、[21]、[22]、[23]、[24]。在中国有色金属工业场所开展的研究已将多金属/类金属暴露模式与血糖升高和糖代谢异常相关联，进一步证实了代谢紊乱可能源于复杂联合暴露谱的合理性[25]、[26]。然而，已发表的混合物分析也显示了一些无关联的结果[20]、[27]。一个重要但常被忽视的原因可能是混合物本身的定义方式，特别是元素面板的组成。许多基于生物监测的金属/类金属混合物研究将混合物主要定义为必需或有毒微量元素，尽管常量元素在胰岛素分泌、渗透稳态和葡萄糖转运中发挥作用，却未将其纳入混合物面板[28]、[29]、[30]、[31]、[32]、[33]。因此，排除常量元素可能导致全血金属组与血糖状态关联的表征不完整。此外，大多数金属/类金属混合物研究依赖于传统的血糖标志物，如空腹血糖（FPG）或糖化血红蛋白（HbA1c）。糖化白蛋白（GA）反映的是过去2至3周的血糖状态，在单次空腹血糖与过去2至3个月的平均血糖状态（通过HbA1c测量）之间提供了一个互补的中间时间窗口[34]、[35]。然而，这一潜在的有价值时间窗口在金属/类金属混合物研究中很少被关注[27]、[34]、[35]、[36]、[37]、[38]。
我们在中国某铜冶炼地区开展了针对非糖尿病中老年居民的社区横断面生物监测研究，旨在探讨全血多金属/类金属谱与由GA反映的短期血糖状态之间的关联。从金属组学角度而言，所测量的全血金属/类金属谱涵盖了常量元素以及必需/潜在必需、有毒/潜在有毒和非必需微量元素/类金属。采用单金属/类金属和混合物方法，我们评估了各成分与GA的特定关联及总体关联，并考察了在纳入、排除或分别评估常量元素时混合物关联估计的差异。分类水平分析进一步用于评估金属组中不同金属/类金属群体间的关联。总体而言，本研究旨在通过在全血金属组分析中明确纳入常量元素，并评估其与金属组-血糖关联表征的相关性，从而拓展当前的金属/类金属混合物研究。
章节摘要
研究区域与人群
本研究采用社区横断面研究设计，于2023年7月至8月在中国湖北省某县级市收集数据和生物样本，该地自20世纪50年代起运营一家大型有色金属冶炼厂。参与者招募自多个居住社区，包括冶炼厂附近的社区和周边无主要工业源的社区。居住区域予以记录，并在统计中进行了调整
参与者特征
参与者特征见表1。在281名参与者中，中位年龄为61岁（四分位距：55-70岁），女性占70.1%。大多数参与者已退休或无业（75.1%），学历为小学及以下（59.5%），且从不吸烟（89.3%）。多数（78.6%）参与者居住在工业区相邻的社区。根据中国BMI标准[50]，41.3%的参与者被归类为超重或肥胖（BMI ≥ 24 kg/m2）。根据
讨论
在这项针对居住于铜冶炼地区的非糖尿病中老年居民的社区横断面生物监测研究中，我们表征了全血金属组与GA的关联，并观察到不同金属/类金属成分间存在方向性差异。常量元素，特别是钙和钠，始终表现为与GA的正相关，而若干微量元素和有毒金属/类金属则呈负相关，葡萄糖敏感蛋白（GSP）也呈现出大致相似的模式。
结论
本研究对铜冶炼地区非糖尿病中老年人群的全血金属组与短期血糖状态的关联表征显示，不同金属/类金属成分间存在不同的关联模式。常量元素，特别是钙和钠，总体与GA呈正相关，而若干微量元素/类金属则呈负相关，葡萄糖敏感蛋白（GSP）也呈现出大致相似的模式。混合物估计值的
利益冲突声明
作者声明，他们不存在已知可能影响本文所报告工作的竞争性经济利益或个人关系。
论文撰写过程中生成式人工智能和人工智能辅助技术的声明
在撰写本文过程中，作者使用了ChatGPT改进语言表达。作者对输出内容进行了审阅和编辑，并对发表文章的内容承担全部责任。
CRediT作者贡献声明
曹淑贞：撰写——审阅与编辑、监督、项目管理、资金获取。李杰：方法论。张俊峰（Jim）：撰写——审阅与编辑。段晓莉：撰写——审阅与编辑、监督。刘翠翠：调查研究。刘乐意：调查研究。余杰：验证、调查研究。侯文悦：验证、方法论、调查研究。尚晓晨：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、可视化、软件、方法论、调查研究、数据整理
伦理声明
所有参与者或其法定代理人均已签署知情同意书，同意参与本研究并发表文章。参与者的隐私权得到了尊重。
本研究包含器官或组织捐献者。本研究涉及人类生物材料，已获捐献者或其近亲属或法定代理人同意用于本研究及文章发表。本研究使用的样本并非来源于执行死刑的
利益冲突声明
? 作者声明，他们不存在已知可能影响本文所报告工作的竞争性经济利益或个人关系。
致谢
我们感谢思科卫生中心的医护人员在本研究中提供的协助。我们也感谢参与者为本项目作出的宝贵贡献。本研究得到国家重点研发计划（项目编号：2022YFC3701303、2023YFC3905103）以及甘肃省自然科学基金项目（23JRRA1274）的资助。
尚晓晨|侯文悦|余杰|刘乐意|刘翠翠|段晓莉|张俊峰（Jim）|李杰|曹淑贞
