吳艾琳 綜述，練雪梅 審校

(1.重慶市疾病預(yù)防控制中心，重慶400042；2.重慶醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生與管理學(xué)院營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生教研室，重慶400016)

鎘(Cd)，是一種天然穩(wěn)定存在于地殼表面、含量通常較低的金屬元素，主要在電鍍、化工和電子工業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛作用[1]。Cd對(duì)人體而言是一類非必需元素，不具有任何營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[2-3]。環(huán)境中的Cd主要通過(guò)植物進(jìn)入人體內(nèi)，與人體內(nèi)高分子有機(jī)物結(jié)合，導(dǎo)致肝、腎、骨骼等發(fā)生病理改變[4]，引發(fā)骨痛病等。同時(shí)，還會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生生殖毒性，導(dǎo)致不孕或不育，甚至具有較強(qiáng)的致畸、致癌和致突變作用[1,5]。因此，在1971年的一次國(guó)際環(huán)境會(huì)議上Cd被列為環(huán)境污染中最為危險(xiǎn)的5種物質(zhì)之一，世界衛(wèi)生組織將Cd確定為優(yōu)先研究的食品污染物之一，1984年聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署提出的12種具有全球意義的危險(xiǎn)化學(xué)物質(zhì)中，Cd居首位，美國(guó)農(nóng)業(yè)委員會(huì)把Cd列為當(dāng)前最主要的農(nóng)業(yè)環(huán)境污染物。從1970年開(kāi)始，國(guó)際食品添加劑聯(lián)合專家委員會(huì)(JECFA)先后召開(kāi)7次會(huì)議對(duì)食品中Cd進(jìn)行了安全評(píng)價(jià)[5]，最后將Cd的每月耐受攝入量(PTMI)暫定為每月0.025 mg/(kg·bw)，并以此作為人體Cd攝入量的安全評(píng)價(jià)依據(jù)[5]。

1 Cd污染概述

1.1Cd接觸途徑 Cd主要應(yīng)用于工業(yè)，例如電鍍、電池、電工合金和油漆顏料等生產(chǎn)制作過(guò)程。近年來(lái)，隨著工業(yè)活動(dòng)的增加，Cd在環(huán)境中的排放量急劇上升，通過(guò)空氣、土壤和水的作用Cd被農(nóng)作物吸收，并在農(nóng)作物體內(nèi)富集，再通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體內(nèi)[1]，這成為環(huán)境中的Cd進(jìn)入人體的主要途徑[6-8]。

Cd不是農(nóng)作物生長(zhǎng)的必需元素，但在作物生長(zhǎng)過(guò)程中，卻極易被農(nóng)作物吸收并富集。有研究顯示，雖然不同農(nóng)作物對(duì)Cd的吸收度不同，但是水稻的吸收程度最高[9-10]，對(duì)Cd的富集性較強(qiáng)[11]。

1.2Cd污染現(xiàn)狀 日本的“骨痛病”事件是世界有名的公害事件之一[12]，是一起于1955—1972年發(fā)生在日本富山縣神通川流域由于重金屬尤其是Cd中毒引起的公害事件，1972年患病者達(dá)258例,死亡128例。在此之后，食品中Cd含量和安全性等問(wèn)題引起世界各國(guó)的持續(xù)關(guān)注。日本、美國(guó)、泰國(guó)、韓國(guó)等國(guó)家均有膳食Cd攝入增加事件發(fā)生，甚至導(dǎo)致腎功能不全等疾病的事件報(bào)道[13,16]。在中國(guó)先后依照1990、1992、2000年的總膳食研究開(kāi)展了Cd的膳食暴露評(píng)估[17]，北京、江蘇、深圳等地區(qū)也開(kāi)展過(guò)本地居民的膳食Cd調(diào)查，結(jié)果顯示對(duì)高消費(fèi)人群而言，膳食Cd的攝入存在潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)[18-20]。

2 Cd對(duì)人體健康的危害

2.1Cd對(duì)人體的急性毒性作用 Cd對(duì)人體的急性毒性一般分為吸入性和食入性2種。吸入毒性主要由職業(yè)接觸較高濃度Cd引起，主要造成肺部損害，表現(xiàn)為數(shù)小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)呼吸道刺激癥狀，病理表現(xiàn)為肺泡的增殖性病變。食入性主要是由于誤食Cd的化合物引起，主要造成胃腸道損傷，表現(xiàn)為在極短時(shí)間內(nèi)，出現(xiàn)強(qiáng)烈的胃腸道刺激癥狀，導(dǎo)致全身疲乏、肌肉酸痛和虛脫[21]。

2.2Cd對(duì)人體的慢性毒性作用 Cd對(duì)人體的慢性危害遍布腎臟、骨骼、肝臟等多個(gè)器官，涉及生殖、免疫、心血管、神經(jīng)等多個(gè)系統(tǒng)。

Cd導(dǎo)致的腎損害是最主要的慢性毒性作用，進(jìn)入人體的Cd降低了腎功能，腎近曲小管的吸收功能下降，維生素D代謝異常，進(jìn)而導(dǎo)致鈣離子的流失，造成骨軟化[21,24]。同時(shí)，Cd也可以直接損傷骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞，引起骨鈣和前列腺素2(PGE2)丟失，發(fā)生骨質(zhì)疏松、軟骨癥和骨折等癥狀。例如，發(fā)生在日本的骨痛病，患者的主要表現(xiàn)為骨質(zhì)疏松導(dǎo)致的骨軟化、腎功能不全和貧血等綜合性癥狀，并伴有嚴(yán)重疼痛感[25]。

2.3致癌、致畸、致突變作用 Cd不僅可以引起機(jī)體的急、慢性毒性作用，還可產(chǎn)生較強(qiáng)的致癌、致畸、致突變作用。不但可以誘導(dǎo)原癌基因表達(dá)增強(qiáng)，而且可與DNA產(chǎn)生直接或間接作用導(dǎo)致DNA損傷，產(chǎn)生致癌作用，主要為肺癌[21,24]。同時(shí)，Cd還能通過(guò)誘導(dǎo)肝和腎內(nèi)金屬硫蛋白(MT)的合成使母體中鋅離子濃度降低，導(dǎo)致胚胎發(fā)育異常[26]。

3 膳食暴露評(píng)估研究進(jìn)展

3.1膳食暴露評(píng)估概述 食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估已經(jīng)被世界衛(wèi)生組織、聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織等機(jī)構(gòu)作為制定食品安全標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)依據(jù)之一[27]，而膳食暴露評(píng)估則是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的重要環(huán)節(jié)，也是衡量膳食安全性的重要指標(biāo)[28]。膳食暴露評(píng)估是指“對(duì)經(jīng)由食品或其他相關(guān)來(lái)源攝入的生物、化學(xué)和物理性物質(zhì)進(jìn)行的定性和(或)定量評(píng)估”[29]。

膳食暴露評(píng)估的主要原理是整合目標(biāo)人群膳食調(diào)查的食物消費(fèi)水平和食品污染物的暴露水平，計(jì)算推論人體通過(guò)膳食途徑攝入某種或某類化學(xué)物的量，包括累積暴露和多途徑暴露[30]。據(jù)此計(jì)算人體對(duì)該食物中化學(xué)物的暴露量估計(jì)值，再將該估計(jì)值與健康指導(dǎo)值比較，從而得到風(fēng)險(xiǎn)特征描述[29]。

3.2經(jīng)典膳食暴露評(píng)估模型 經(jīng)典膳食暴露評(píng)估模型主要有3種：點(diǎn)評(píng)估模型、簡(jiǎn)單分布模型和概率評(píng)估模型。

點(diǎn)評(píng)估模型是膳食暴露評(píng)估中較為保守的方法，即假定所有個(gè)體對(duì)特定食物的消費(fèi)水平相同，同時(shí)在各食物中都存在某種食物成分，且含量統(tǒng)一。計(jì)算時(shí)，將人群的食物消費(fèi)量作為固定值，乘以固定的污染物含量，累加所有來(lái)源的暴露量，由此得到人群中某化學(xué)物暴露量的點(diǎn)估計(jì)值[31]。點(diǎn)評(píng)估模型計(jì)算簡(jiǎn)單，易于操作?？捎米鞒醪胶Y選，同時(shí)，在基于豐富的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，也可以實(shí)現(xiàn)較為真實(shí)的精細(xì)暴露評(píng)估[32]。

簡(jiǎn)單分布模型，將污染物設(shè)為固定水平，結(jié)合食物攝入量的分布，考慮膳食結(jié)構(gòu)變異的基礎(chǔ)上進(jìn)行評(píng)估。

概率評(píng)估模型，將污染物濃度和食物消費(fèi)量看作2個(gè)總體，在獲得2個(gè)總體的各自的分布特征和相應(yīng)的總體參數(shù)后，進(jìn)行分層抽樣，獲得yij的概率分布，從而得到平均值，再將P50、P90、P97.5、P99作為目標(biāo)人群的攝入量評(píng)估值[33]。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于可以對(duì)不確定性進(jìn)行全面分析，也可作為一種模型產(chǎn)生的假設(shè)結(jié)果，是一種更為精確的膳食暴露評(píng)估，評(píng)估結(jié)果較為真實(shí)且不確定性較小[28]。

在實(shí)際應(yīng)用中，較為廣泛使用的是點(diǎn)評(píng)估模型和概率評(píng)估模型。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織下的食品添加劑聯(lián)合專家委員會(huì)(JECFA)和歐盟曾經(jīng)都采用點(diǎn)評(píng)估模型進(jìn)行初步的暴露評(píng)估，當(dāng)污染物暴露量大于PTMI時(shí)，再用概率評(píng)估模型作進(jìn)一步分析。

3.3現(xiàn)階段基于Cd的膳食暴露評(píng)估進(jìn)展 在美、英、法等發(fā)達(dá)國(guó)家均已開(kāi)展Cd的膳食暴露評(píng)估。EGAN等[34]研究顯示，美國(guó)成人Cd的攝入量雖低于PTMI的15%～18%，但攝入量仍處于較高水平，約11.5～14.2 μg/d；GILLIAN等[35]研究結(jié)果顯示，英國(guó)成人Cd攝入量為14 μg/d；LEHLANC等[36]研究結(jié)果顯示，根據(jù)法國(guó)第1次總膳食研究，法國(guó)成人膳食Cd的平均暴露量為PTMI的4.3%，兒童膳食Cd的平均暴露量為PTMI的5.7%，但低年齡兒童組暴露量較高。

目前，我國(guó)對(duì)人群Cd攝入量的研究大多基于人群的總膳食調(diào)查。高俊全等[17]根據(jù)3次全國(guó)總膳食研究(1990、1992、2000年)，以成年男子為例，發(fā)現(xiàn)Cd的全國(guó)平均膳食攝入量呈上升趨勢(shì)，2000年我國(guó)成年男子膳食Cd的平均暴露量為22.2 μg/d，雖未超過(guò)PTMI限值，但與各國(guó)相比仍然較高[17]。同時(shí)，張磊等[32]研究結(jié)果顯示，低年齡組人群Cd暴露量最高，暴露量最高值出現(xiàn)在4～7歲女童。而我國(guó)其他省市也開(kāi)展了針對(duì)各省的膳食Cd暴露評(píng)估。聞劍等[37]利用2002年廣東省居民膳食調(diào)查，結(jié)合2004—2005年廣東省各類食品Cd平均濃度的檢測(cè)資料，得到成人Cd的膳食暴露量平均值占PTDI的108.3%，而其后，周少君等[10]根據(jù)對(duì)廣東省2012年市售大米的Cd含量研究結(jié)果顯示，廣東省調(diào)查人群的大米Cd暴露量低于JECFA推薦的PTMI值，而2～7歲兒童的Cd暴露量較高，超過(guò)了PTMI值。田明勝等[38]研究結(jié)果顯示，上海市居民每天Cd的膳食暴露量均數(shù)占Cd FFDI的47.9%，主要暴露來(lái)源為谷類。宋曉昀等[39]利用點(diǎn)評(píng)估和簡(jiǎn)單分布評(píng)估對(duì)江蘇省居民膳食Cd暴露進(jìn)行評(píng)估，點(diǎn)評(píng)估結(jié)果顯示，江蘇省各年齡組居民Cd的平均膳食暴露量遠(yuǎn)高于Cd的FTMI，簡(jiǎn)單分布評(píng)估結(jié)果顯示，江蘇省各年齡組人群Cd的膳食暴露量的平均值僅為點(diǎn)估計(jì)暴露量平均值的1/40～1/20，且遠(yuǎn)低于JECFA制定的Cd PTMI值，主要暴露來(lái)源為谷類。

4 小 結(jié)

隨著國(guó)際化合作的日益緊密，食品安全問(wèn)題已成為各國(guó)共同關(guān)注的話題。食品安全問(wèn)題不但是影響我國(guó)農(nóng)業(yè)和食品產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵因素，更是關(guān)乎國(guó)計(jì)和民生問(wèn)題。Cd作為一種對(duì)人體危害較大的重要食品污染物，評(píng)估其質(zhì)量安全是食品安全的重中之重，研究其Cd污染現(xiàn)狀及評(píng)估其膳食暴露情況，對(duì)國(guó)民的食品安全具有深遠(yuǎn)影響和實(shí)際意義。根據(jù)目前研究結(jié)果顯示，我國(guó)膳食Cd暴露主要來(lái)源于谷類及其制品，對(duì)于高攝入量人群和低年齡組人群，膳食Cd暴露仍存在潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)。這提示應(yīng)加強(qiáng)流通食品的源頭管控，確保流入市場(chǎng)的食品安全，同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)污染物排放的監(jiān)管，控制環(huán)境中污染物含量。目前，通用的膳食暴露評(píng)估方法基本沿用的歐美國(guó)家的經(jīng)典膳食暴露評(píng)估模型，但由于各國(guó)甚至各地間消費(fèi)模式、污染物的分布模式等存在較大差異，因此，根據(jù)被調(diào)查人群當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，構(gòu)造符合本地居民的膳食暴露評(píng)估模型，進(jìn)一步完善本地食品安全評(píng)價(jià)體系將成為下一步研究的重點(diǎn)。