東南大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院(210009) 金英良 張亞非 閔 捷 孫金芳 劉 沛

鉛是自然界分布廣泛的重金屬污染物，除了職業(yè)接觸外，一般人群主要通過食物、水、空氣、土壤和灰塵等途徑暴露，其中食物是人體攝入鉛的最主要來源[1]。金屬鉛在體內(nèi)不能被生物降解，并隨年齡的增長在身體蓄積。鉛在低濃度長期暴露情況下可影響大腦和神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育，尤其對胎兒和嬰幼兒危害更大。1993年，聯(lián)合國糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織食品添加劑聯(lián)合專家委員會(JECFA)建議嬰兒和兒童的每周可耐受攝入量暫定為25μg/kg·bw[2]，隨后推廣到全人群。人群膳食鉛攝入一直是國際上研究的熱點，JECFA曾多次對其進(jìn)行評估。2010年JECFA第73次會議報告上，委員會取消了之前制定的鉛健康指導(dǎo)值(25μg/kg·bw)[3]，由于該健康指導(dǎo)值可引起兒童智商下降至少3個IQ點，造成成人收縮壓升高至少3mmHg。健康風(fēng)險評估過程中，對于有閾值化學(xué)物通常采用動物未觀察有害效應(yīng)劑量(no-observed adverse effect level,NOAEL)或最低觀察有害效應(yīng)劑量(lowest observed adverse effect level,LOAEL)來計算參考點并推導(dǎo)人類參考劑量(reference dose,RfD)；但對于無閾值化學(xué)物在零以上任何劑量，都存在某種程度危險性，歐洲食品安全局(EFSA)科學(xué)委員會建議采用BMD方法計算出參考點，并提出將暴露邊界比(margin of exposure,MoE)用于遺傳毒物和致癌物質(zhì)的風(fēng)險評估[4]，目前鉛沒有明確健康指導(dǎo)值也可采用MoE的方法。本研究主要介紹個體暴露邊界比(individual margin of exposure,IMoE)方法，以評價鉛膳食暴露對人群健康的風(fēng)險。

原理與方法

1.膳食鉛人群長期攝入量

2.個體臨界暴露劑量和個體暴露邊界比

在劑量反應(yīng)關(guān)系中，健康效應(yīng)可通過反應(yīng)變量進(jìn)行測量，尺度可以是定性的，也可是定量的。例如反應(yīng)變量可分為存活、死亡兩個類別即為定性的，而智商的改變則是定量的。為與定性反應(yīng)變量中的BMR和BMD區(qū)別，我們將定量的反應(yīng)變量定義為臨界效應(yīng)大小(critical effect size,CES)，與其相關(guān)的劑量被稱為臨界效應(yīng)劑量(critical effect dose，CED)。對于特定化學(xué)物，每一個體會有自己的CED值，即CED的敏感性會在人群間存在變異性，被稱作individual CED(ICED)，同時每一個體會有自身的個體暴露(IEXP)，對于重金屬鉛來說，長期低劑量暴露情況，本研究可借助BBN模型構(gòu)建人群膳食鉛長期個體暴露(IEXP)。ICDE和IEXP可以通過概率分布來量化。MoE為基準(zhǔn)劑量可信區(qū)間下限值(BMDL)(或NOAEL)與人群暴露量的比值，BMDL一般可通過動物實驗獲取，也可由人群調(diào)查直接獲得。IMoE為ICED與IEXP的比值，用公式表示為：IMoE=ICED/IEXP。其中，分子和分母均表示人體的相關(guān)數(shù)據(jù)。 當(dāng)IMoE值小于1時，它可解釋為臨界暴露，相關(guān)的概率分布被稱為臨界暴露概率(probability of critical exposure)。根據(jù)van der Voet等人提出的理論[8]，CED在個體之間的變異(EFintra)可通過對數(shù)正態(tài)分布來說明，并通過幾何均數(shù)(GM)和幾何標(biāo)準(zhǔn)差(GSD)來描述。這里取文獻(xiàn)中推薦值GM=1，GSD=1.98，ICED=CED/EFintra。

3.統(tǒng)計方法

本研究選用SAS9.1統(tǒng)計軟件包，應(yīng)用SAS程序?qū)崿F(xiàn)模型編程。包括：利用膳食消費量數(shù)據(jù)和污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)構(gòu)建人群膳食鉛長期暴露BBN模型。由BBN模型獲得人群膳食鉛長期暴露量數(shù)據(jù)、2010年JECFA報告數(shù)據(jù)和van der Voet等人提出的理論指定的CED在個體之間的變異(EFintra)服從對數(shù)正態(tài)分布，構(gòu)建IMoE模型。

實例分析

1.膳食消費量數(shù)據(jù) 2002年中國居民營養(yǎng)與健康狀況調(diào)查，采用連續(xù)三天24小時膳食回顧法，收集22567個家庭，共計65915人接受調(diào)查。

2.污染物監(jiān)測數(shù)據(jù) 2000～2006年全國14個省或地區(qū)食品污染物監(jiān)測網(wǎng)數(shù)據(jù)，以及2005～2006年海關(guān)出口農(nóng)產(chǎn)品監(jiān)測數(shù)據(jù)。膳食鉛的未檢出率為27.15%，未檢出值的處理參照WHO推薦的標(biāo)準(zhǔn)[9]，小于LOD的觀測值以1/2LOD值替代。

3.2010年JECFA報告數(shù)據(jù) 1～4歲兒童，當(dāng)人群鉛暴露為每千克體重0.6μg/d時，將會造成智商(IQ)降低1分；當(dāng)成人暴露量為1.2μg/d時，將使收縮壓上升1mmHg[10]。

4.BBN模型結(jié)果 由2002年中國居民營養(yǎng)與健康狀況調(diào)查獲得的膳食消費量數(shù)據(jù)和污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)計算人群膳食攝入量，經(jīng)自然對數(shù)變換攝入量，通過極大似然估計法計算線性隨機效應(yīng)模型中的三個參數(shù)，共模擬10萬次抽樣。2～6歲膳食鉛長期攝入量第25～99.9百分位數(shù)為2.290～8.870μg/kg/d；7～17歲膳食鉛長期攝入量第25～99.9百分位數(shù)為1.593～6.169μg/kg/d；18歲以上人群膳食鉛長期攝入量第25～99.9百分位數(shù)為1.121～4.342μg/kg/d，見表1。

5.個體暴露邊界比結(jié)果 2～6歲IMoE第25～99.9百分位數(shù)為0.122～2.326， IMoE值小于1的比例為97.94%；7～17歲IMoE第25～99.9百分位數(shù)為0.350～6.690，小于1的比例為75.35%；18歲以上IMoE第25～99.9百分位數(shù)為0.497～9.505，小于1的比例為59.08%，見表2。

表1 各年齡組BBN模型鉛攝入量分布描述(μg/kg/d)

表2 個體暴露邊界比(IMoE)分布描述

討 論

MoE主要用于具有遺傳毒性物質(zhì)或致癌物的風(fēng)險評估，人群MoE越大說明健康效應(yīng)風(fēng)險越小，而MoE越小則人群健康效應(yīng)風(fēng)險越大，對于沒有健康指導(dǎo)值的鉛來說也是適用的。澳大利亞第23次總膳食研究報告中，膳食鉛暴露首次提出基于MoE方法。李筱薇等[10]在國內(nèi)第一次采用MoE對中國人群總膳食鉛暴露進(jìn)行評估，但MoE只是一個點估計值，不能反映人群的變異情況。對于人群來說，人們可能會存在不同的消費模式和接觸不同污染物水平，會產(chǎn)生不同的暴露水平，即個體暴露量。同時，個體往往對化學(xué)物染污產(chǎn)生的不良反應(yīng)會存在個體差異，即敏感性不同。例如：兒童、孕婦和老年人可能是更敏感人群，個體敏感性可通過ICED來體現(xiàn)。取GM=1，GSD=1.98，其原理假定一個對數(shù)t分布，在自然對數(shù)尺度，我們指定均數(shù)m=ln(GM)=ln(1)=0，為找到適合的標(biāo)準(zhǔn)差S，S=ln(GSD),假定m+t×S=ln(10)，這里t值是第99百分位數(shù)，自由度為5，通過計算可得到S=0.684，因此，GSD=exp(S)=1.98。人群IMoE低于1可用來說明人群暴露水平高于可產(chǎn)生有害效應(yīng)的劑量所占的比例，結(jié)果顯示2～6歲IMoE低于1的比例為97.94%，7～17歲IMoE低于1的比例為75.35%，18歲以上IMoE低于1的比例為59.08%。人群低于1的比例均較高，可以看出各組人群膳食鉛暴露風(fēng)險不可忽視。本文主要為介紹方法，故未對參數(shù)進(jìn)行不確定性分析，如分析可采取Bootstrap可放回重復(fù)抽樣，尚需進(jìn)一步開展研究。

參 考 文 獻(xiàn)

1.Liu P,Wang CN,Song XY,et al.Dietary intake of lead and cadmium by children and adults-Result calculated from dietary recall and available lead/cadmium level in food in comparison to result from food duplicate diet method.Int J Hyg Environ Health,2010,213:450-457.

2.World Health Organization.Evaluation of certain food additives and contaminants.Geneva: Forty-first report of the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives,1993,41.

3.Food and Agriculture Organization/ World Health Organization.Geneva: Summary report of the seventy-third meeting of JECFA.2010:1-17.

4.EFSA Scientific Committee.Guidance of the Scientific Committee on a request from EFSA on the use of the benchmark dose approach in risk assessment.The EFSA Journal,2009,1150: 1-72.

5.de Boer WJ,van der Voet H.MCRA,Release 5,a web-based program for Monte Carlo Risk Assessment.

6.Boon PE,Sioen I,van der Voet H,et al.Scientific report to EFSA: long-term dietary exposure to lead in young children living in different European countries.

7.田野,閔捷,劉沛,等.BBN模型在江蘇居民氰戊菊酯長期膳食暴露評估中的應(yīng)用.中國衛(wèi)生統(tǒng)計,2012,29(5): 661-663,666.

8.van der Voet H,Slob W.Integration of probabilistic exposure assessment and probabilistic hazard characterization.Risk Analysis,2007,27(2): 351-370.

9.王緒卿,吳永寧,陳君石.食品污染監(jiān)測低水平數(shù)據(jù)處理問題.中華預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志,2002,36(4): 278-279.

10.李筱薇,劉卿,劉麗萍,等.應(yīng)用中國總膳食研究評估中國人膳食鉛暴露分布狀況.衛(wèi)生研究,2012,41(3): 379-384.