1、環(huán)境鎘污染對機體健康損害研究一直是近幾十年來公共衛(wèi)生領域研究的熱點問題。資料顯示,鎘為已知的最易在體內蓄積的毒物之一,長期鎘暴露與腎臟損傷、骨骼損害、心血管疾病等存在正相關關系,鎘暴露是眾多損害的危險因素,其導致患者死亡率增加,尤以女性更甚,腎損害是鎘暴露引起的最早期關鍵效應。
　　在鎘的健康損害效應研究中,國際上將尿鎘作為公認的內暴露指標以反映體內鎘負荷水平,尿β2-MG、NAG等效應性生物標志物作為早期腎損傷監(jiān)測指標,被廣泛應

2、用,是鎘中毒人群臨床診斷和治療的重要參考依據。
　　人們對于鎘的生理代謝過程仍知之甚少,對鎘的健康危害的機理仍有許多未明之處。本研究擬采用代謝組學法,探索環(huán)境鎘長期暴露人群尿中顯著變化的小分子代謝產物,從代謝途徑角度尋找環(huán)境鎘暴露對機體健康損害的證據,為進一步尋找環(huán)境鎘暴露健康損害相關的生物標志物提供線索。
　　研究目的：
　　探索環(huán)境鎘長期暴露人群尿中顯著變化的小分子代謝產物,為尋找環(huán)境鎘暴露健康損害相關的生物標志物

3、提供線索。
　　研究方法：
　　1.流行病學調查
　　1.1調查對象
　　根據歷史資料和研究目的,選擇某環(huán)境高鎘礦區(qū)作為環(huán)境鎘暴露區(qū),選擇無明確重金屬污染史,與暴露區(qū)經濟水平相當、居民生活條件和生活習慣相似的地區(qū)作為對照區(qū)進行現場調查。選擇本地居住時間15年以上,以居民家中自產大米和蔬菜為主要食物來源的45-70歲女性為調查對象,排除肝腎疾病及慢性代謝性等疾病。
　　1.2樣本的采集、運輸及保存
　　

4、大米和蔬菜的采集、運輸及保存
　　采集調查對象當季家中自種自食大米和葉類蔬菜各一份,統一編號并記錄;統一將收集的大米和新鮮蔬菜迅速送至實驗室,分析前儲存于-4℃冷庫。
　　尿樣的收集、運輸及保存
　　收集調查對象空腹晨尿貯存于冷藏箱中,迅速送至實驗室,分裝至凍存管用于相關分析;尿鎘、肌酐、β2-MG和NAG檢測工作在樣品收集后8 h內完成;進行HPLC-Q/TOF檢測的尿樣儲存于-80℃低溫冰箱中。
　　1.3檢

5、測指標及方法
　　外暴露指標：
　　以大米和蔬菜鎘含量作為外暴露指標,采用ICP-MS進行檢測。
　　內暴露指標：
　　以尿鎘作為內暴露指標,采用ICP-MS進行檢測。
　　腎損傷生物標志物
　　以尿肌酐、NAG和β2-MG作為鎘暴露相關的腎損傷生物標志物,采用苦味酸法測定尿中肌酐含量,采用免疫比濁法檢測尿中β2-MG和NAG的含量。
　　2.尿液代謝組學分析
　　2.1代謝組學分析技術平

6、臺
　　樣本前處理：
　　尿樣室溫下解凍后渦旋2min,移取100μL加入配置內標溶液,充分混合后離心10min,移取上清液后再次離心,將二次離心獲得的上清液上機分析。
　　液相色譜條件：
　　采用C18反相色譜柱,柱溫保持在50℃,一次進樣量為5μL;流動相A:純水+0.1％甲酸,B:甲醇+0.1%甲酸,流速0.4 mL/min,執(zhí)行梯度洗脫程序。
　　質譜條件：
　　電離源:ESI,毛細管電壓:3

7、500 V,干燥氣溫度:350℃,流速:10.0 L/min-1,霧化壓力:30 psi,質荷比(m/z)檢測范圍:50~1000。
　　2.2代謝組學數據處理平臺
　　采用SPSS13.0進行秩和檢驗和ROC曲線繪制等;采用MPP12.1進行色譜峰的識別和前處理;運用SIMCA-P13.0進行PCA和OPLS-DA分析,篩選VIP值較大的小分子代謝產物;通過數據庫,對篩選的代謝產物進行鑒定。
　　3.質量控制

8、　　現場調查人員經過統一培訓,嚴格按照納入排除標準選擇調查對象;尿樣、大米和蔬菜在運輸過程中保持冷鏈;各項指標檢測均由實驗室相關專業(yè)人員承擔,測定前調試儀器穩(wěn)定性,樣品進樣順序隨機,樣品間穿插空白樣和質控樣,要求質控樣中內標物豐度及保留時間RSD小于10%。
　　結果：
　　1.流行病學資料
　　1.1人口學資料
　　根據研究目的和納入排除標準,本研究以60名女性為調查對象,暴露組與對照組各30人,年齡分別為55

9、.3±6.99歲和59.7±7.52歲。
　　1.2調查對象外暴露水平
　　分析暴露組和對照組人群食用自產大米各30份,蔬菜各30份,與對照組相比,暴露組米鎘和菜鎘含量增高,差異均具有統計學意義(P<0.001)。
　　1.3調查對象內暴露水平
　　對照組和暴露組人群尿鎘含量中位數分別為1.95μg/g.Cr和8.33μg/g.Cr,分析發(fā)現,暴露組人群尿鎘含量高于對照組,差異具有統計學意義(P<0.001)。<

10、br>　　1.4調查對象腎損傷相關生物標志物水平
　　對照組與暴露組人群尿肌酐中位數分別為84.38 mg/dL和85.25 mg/dL,其差異無統計學意義(P>0.05);對照組與暴露組人群尿NAG含量中位數分別為5.50 U/g.Cr和6.18 U/g.Cr,其差別無統計學意義(P>0.05);對照組與暴露組人群尿β2-MG含量中位數分別為0.04 mg/g.Cr和0.07 mg/g.Cr,其差別無統計學意義(P>0.05)。

11、提示與對照組人群相比,本研究中環(huán)境鎘暴露組人群未見腎損害。
　　2.代謝組學分析
　　2.1檢測系統的穩(wěn)定性和精密度
　　正離子模式(ESI+)下,QC樣中內標物豐度值和保留時間的RSD分別為5.13%和0.06%,負離子模式(ESI-)下分別為2.00%和0.06%。提示該檢測系統的穩(wěn)定性和精密度符合代謝組學分析要求。
　　2.2模式識別
　　通過HPLC-Q/TOF檢測出兩組人群尿液中有效代謝物共235

12、1個;經非參數檢驗,與對照組相比,暴露組人群尿液中有139個代謝物發(fā)生變化(P<0.05);將這139個代謝物用于模式識別分析,建立PCA和OPLS-DA模型,發(fā)現暴露組和對照組人群尿液呈現不同的代謝輪廓,建立的OPLS-DA模型能夠解釋兩組人群尿液中全部變異的96.7%,模型對未知樣本的判別準確率為95.3%,說明建立模型效果良好。結果表明暴露組人群尿液中存在的某些小分子代謝產物,表現出與對照組不同的特征。
　　2.3鎘暴露引起

13、變化的代謝產物分析
　　采用VIP值、z值等方法篩選了9個具有顯著性差異的小分子代謝產物,它們在暴露組人群尿液中均呈現上調趨勢,其AUC值為0.658-0.714,表明通過觀察這些代謝產物的變化能夠較好地將環(huán)境鎘暴露組與對照組人群區(qū)分開來。它們可望作為環(huán)境鎘暴露相關的特征性代謝物提供重要線索。這9個代謝產物主要為核苷類化合物、脂類化合物和氨基酸類化合物等。
　　結論：
　　1、通過HPLC-Q/TOF技術對環(huán)境鎘暴露人