抗生素的人体健康风险、内暴露特征及检测技术研究进展

抗生素自问世以来,被广泛应用于临床治疗、畜牧业、农业和水产养殖业等领域中,在治疗感染性疾病和促进生长方面功不可没.但是,抗生素的大量使用甚至滥用,使得环境外暴露和人体内暴露水平升高,进而对生态环境和人体健康造成严重威胁.本文对抗生素的使用现状进行概述,并系统综述了尿液、血清、母乳、唾液等介质中抗生素的检测方法、内暴露特征及人体健康风险的研究进展.目前液相色谱串联质谱法是抗生素最常用的分析方法,固相萃取法是人体生物样本抗生素分析中最常用的前处理方法.人体抗生素内暴露靶向分析中,已有报道涵盖抗生素类别最多的分析方法包括41种抗生素及2种代谢物,而疑似靶向和非靶向分析方法鲜有报道,此后需进一步优化抗生素的提取和分析方法,开发涵盖更多抗生素及其代谢物类型的前处理技术及靶向、疑似靶向和非靶向分析方法.已有流行病学研究多是基于问卷调查、处方药记录和抗生素的产量和使用量调查等开展,而基于抗生素的实际负荷水平的人体健康风险研究和流行病学研究仍然有限,因此亟待开展涵盖不同地区、不同人群的抗生素内暴露特征和队列研究.

某化工园区附近学龄儿童血液中三种典型卤代烃的内暴露情况研究

目的探讨某化工园区附近学龄儿童体内三氯甲烷、四氯化碳和三氯乙烯的内暴露情况及其对血液指标的影响。方法于2016年选择某化工园区主导风向上风向1 km处的中学作为暴露组,在距离该化工园区上风向25 km地区选择某所中学作为对照组。采用整群随机抽样方法,在暴露组内抽取符合纳入排除标准的调查对象作为暴露组儿童,同时按照1∶1匹配的原则,在对照组内选择与暴露组儿童相同年龄和性别的在校学生作为对照组儿童,共纳入184名调查对象。采集环境空气、饮用水及调查对象血液样品,检测三氯甲烷、四氯化碳和三氯乙烯的浓度及静脉血血液学指标。结果暴露组饮用水中三氯甲烷、四氯化碳和三氯乙烯的检出率高于对照组(P<0.05)。暴露组儿童血液中三氯甲烷和四氯化碳的内暴露水平和检出率均高于对照组(P<0.05)。暴露组儿童的单核细胞计数及血红蛋白、白蛋白、谷丙转氨酶浓度均低于对照组,血小板计数高于对照组(P<0.05)。暴露组儿童血液中三氯甲烷的检出风险是对照组的3.13倍(OR=3.13,95%CI:1.20,8.15),四氯化碳的检出风险是对照组的7.02倍(OR=7.02,95%CI:1.44,34.34)。在校正了年龄、性别、BMI、被动吸烟情况等因素后,三氯甲烷对单核细胞计数以及四氯化碳对血红蛋白浓度均存在非线性影响(P<0.05)。结论暴露组儿童血液中三氯甲烷和四氯化碳的内暴露水平和检出率显著高于对照组,且三氯甲烷暴露与单核细胞计数有关联,四氯化碳暴露与血红蛋白浓度有关联。

基于表面增强拉曼光谱的微纳塑料肝脏内暴露检测方法研究

微纳塑料因其难以降解和小尺寸特性可能危害人类健康,目前已报道大量微纳塑料检测手段,但是主要集中于食物和环境样本中,尚缺乏评估微纳塑料生物体内暴露水平的研究。表面增强拉曼光谱(SERS)因其灵敏度高、检测速度快和数据处理简单等优点,具有良好的应用前景。本研究基于金核银壳为基底的SERS技术,旨在开发一种高灵敏准确的检测手段评估微纳塑料肝脏内的暴露水平。首先对尺寸为1000 nm的聚苯乙烯微塑料进行物理化学性质表征。随后通过柠檬酸钠还原法成功制备形貌完整且粒径分布均一的30 nm金核银壳纳米粒子(Au@Ag NPs)。采用SERS对梯度稀释的微塑料标准品溶液进行检测,SERS成功检测浓度范围在10~0.05 mg·mL^(-1)的聚苯乙烯微塑料标准品,绘制标准曲线并计算最低检测限为0.0175 mg·mL^(-1)。构建小鼠微塑料尾静脉注射模型,使用SERS对小鼠肝脏内微塑料浓度进行检测,计算得到肝组织悬液中的微塑料浓度为0.493 mg·mL^(-1)。本研究建立的以Au@Ag为基底的SERS方法可实现肝脏内微塑料浓度的精确定量,弥补微塑料器官内暴露水平评价方法的空缺,为微塑料对人体危害的内暴露研究提供技术支持。

芳纶纤维增强复合材料在七地区库内暴露的寿命预测研究

目的预估不同地区芳纶纤维增强复合材料环境贮存寿命,及120℃热老化对七个地区的加速因子。方法对芳纶纤维增强复合材料(AFRC)在7个地区的自然库内暴露样品进行研究,考察了其弯曲强度性能变化规律,对AFRC的库内贮存寿命进行一元线性回归分析。结果得到了七个地区的线性回归方程,计算出其弯曲性能降到50%时的贮存寿命,得到了120℃热老化对七个地区的加速因子。结论以50%弯曲强度性能失效为例,自然库内暴露下芳纶纤维增强复合材料寿命依次为拉萨>敦煌>厦门>西双版纳>万宁>济南>漠河,加速因子大小顺序为漠河>济南>万宁>厦门>西双版纳>敦煌>拉萨。

南方某居民社区人群多环芳烃内暴露与环境空气污染的关系

通过对研究区域内环境空气多环芳烃污染以及人群体内多环芳烃内暴露的同时检测和分析,研究了人群体内的羟基多环芳烃1-羟基芘与环境空气中芘、多环芳烃、PM10以及PM2.5的关系.结果显示,4个研究点位人群体内1-羟基芘的中位数与环境空气中芘的浓度均值存在较好的相关性,而与空气中多环芳烃的浓度均值高低顺序不一致;这种关系表明人群尿液中1-羟基芘的浓度可以很好的反应当地人群面临的空气中芘的污染状况,同时说明仅仅采用1-羟基芘作为环境空气多环芳烃污染的生物标志物存在一定的局限性.

出生缺陷环境因素内暴露研究方法和技术进展

环境危险因素是导致出生缺陷的一个重要原因。随着检测技术的发展,对环境因素内暴露水平的检测越来越精准,同时,也对环境因素内暴露诱导的致畸效应和分子生物学效应有了明确的认识。综述出生缺陷环境危险因素及其内暴露来源、常见环境致畸物内暴露水平检测技术、利用动物模型研究环境污染物内暴露作用的方法和环境污染物内暴露致生物学效应研究方法。

沙颍河沈丘段重金属污染及居民机体内暴露水平调查

目的:了解沙颍河重金属污染水平及居民体内负荷。方法:距沙颍河2 km以内和20 km以外各选取1个自然村作为污染区和对照区,采用直接原子吸收分光光度法和石墨炉原子吸收分光光度法检测环境介质中铅、汞、镉含量,采用溶出伏安法测定人群血超过清铅、汞、镉含量。结果:污染区饮用水、土壤、小麦、叶类蔬菜中铅和镉含量均高于对照区(P均<0.05)。污染区饮用水、土壤中汞含量亦高于对照区(t=4.266、2.246,P均<0.05)。污染区人群血清中铅、汞、镉含量高于对照区人群(t=5.466、2.821、10.736,P均<0.05)。结论:沙颍河沈丘段河水中重金属通过水平扩散、垂直渗透等方式,污染了居民生活饮用水、土壤、叶类蔬菜、小麦,使居民机体铅、汞、镉内暴露水平增高。

多环芳烃污染与儿童内暴露负荷的关系

为了更好地了解环境空气PAHs污染与儿童内暴露负荷之间的关系,该研究在儿童尿液中未代谢PAHs以及代谢PAHs研究的基础上,同时获取了连续3 d空气中PAHs污染浓度。对环境空气中PAHs和尿液中未代谢的PAHs的分析表明:除Nap和Phe以外的其它PAHs单体在环境空气和尿液中占比一致,而且环境空气和尿液中PAHs组成特征一致,均表现为2环PAHs>3环PAHs>4环PAHs的规律;3 d中仅有A-Nap和U-Nap之间存在相关性(P<0.05,R^2=0.9996)。对尿液中代谢的PAHs和尿液中未代谢的PAHs分析表明:儿童尿液中排出的Nap、Flu和Phe主要以羟基代谢物为主,仅Pyr与OHPyr基本一致。尿液中未代谢PAHs与代谢的PAHs组成特征一致,表现为Nap>Phe>Flu>Pyr和OHNap>OHPhe>OHFlu>OHPyr的规律;仅U-Nap和OHNap 3 d中均存在相关性,U-Phe和OHPhe、U-Pyr和OHPyr仅1 d存在相关性。结合PAHs污染与儿童内暴露负荷的共同研究表明,PAHs内暴露标志物可以在一定程度上反映环境PAHs污染的时间变异性。

吸烟及吸二手烟对人体多环芳烃内暴露的影响

采用快速液相色谱-三重四级杆串联质谱仪对吸烟、吸二手烟和不吸烟的居民的尿样进行抽检,分析了10种多环芳烃羟基代谢物(OH-PAHs)的组成和含量,评估了吸烟及吸二手烟对人体OH-PAHs内暴露水平的影响.结果表明,吸烟及吸二手烟对居民尿液中OH-PAHs的浓度水平和组成特征均有影响,对萘和芴的代谢产物影响最为显著.OH-PAHs的浓度水平按照吸烟组>吸二手烟组>不吸烟组的顺序递减,吸烟组和吸二手烟组人群尿液中萘的代谢产物2-羟基萘和1-羟基萘所占的比例分别是不吸烟组人群的1.5、1.2倍和1.7、1.9倍;吸烟、吸二手烟和不吸烟人群体内各OH-PAHs之间的相关性分析表明,吸二手烟人群体内OH-PAHs来源最为复杂,受环境空气和香烟烟雾的双重影响.与同类研究结果相比,本研究吸二手烟人群体内OH-PAHs明显偏低,这可能与吸二手烟人群受到烟气的暴露时间和暴露量有关.

工业区居民砷、铅、镉的内暴露水平及影响因素分析

目的探讨工业区居民砷、铅、镉的内暴露水平及影响因素。方法采用随机整群分层方法抽取兰州市工业区常住居民135人进行问卷调查,尿及血中砷、铅、镉的含量检测。两组间比较采用Mann-Whitney U检验,多组间比较采用Kruskal-Wallis H检验;尿、血中重金属水平相关性分析采用Spearman等级相关。结果研究对象尿砷、尿铅、尿镉的几何均数分别为14.17μg/L、0.81μg/L、0.22μg/L;与儿童比较,成人尿铅、尿镉水平较高;与不吸烟者比较,吸烟者尿镉的水平较高(P<0.05)。血砷、血铅、血镉几何均数分别为0.92μg/L、18.43μg/L、0.49μg/L;与儿童比较,成人血砷、血铅和血镉的水平均较高(P<0.05);与不吸烟者比较,吸烟者血铅和血镉的水平均较高(P<0.05)。尿砷和血砷、尿铅和血铅、尿镉和血镉的水平均呈正相关(P<0.05)。结论工业区居民砷、铅、镉的内暴露水平存在年龄差异,吸烟也有影响;3种重金属的尿、血水平呈正相关。

职业性铬内暴露水平和血清素、五羟基吲哚乙酸、褪黑素水平的相关性研究

目的分析职业性铬暴露的工人尿铬水平与血清素、五羟基吲哚乙酸、褪黑素水平的相关性。方法选取市郊某电镀铬企业85名电镀工人作为暴露组,选取不接触铬生产线的工人120人为对照组,采集电感耦合等离子体质谱仪测定尿中铬水平,超高液相色谱串联质谱测定尿中血清素、五羟基吲哚乙酸、褪黑素水平,分析各组间指标的差异及尿铬水平与其的相关性。结果暴露组的尿铬水平(0.32±0.18)[log(μg/g肌酐)]高于对照组(0.23±0.11)[log(μg/g肌酐)],暴露组尿液中血清素和褪黑素水平高于对照组(P值均<0.05)。对照组、低暴露组、中暴露组、高暴露组之间血清素和褪黑素水平差异具有统计学意义(P值均<0.05),五羟基吲哚乙酸的差异无统计学意义(P>0.05)。尿铬水平与尿液中血清素、褪黑素水平呈正相关关系(β=0.152,95%CI:0.036~0.926;β=0.229,95%CI:0.269~1.065)。结论尿铬水平与尿液中血清素和褪黑素水平的增高呈正相关关系,未观察到与五羟基吲哚乙酸有关。

广州市成年居民邻苯二甲酸酯内暴露水平及影响因素研究

目的 分析广州市成年居民邻苯二甲酸酯(phthalic acid esters, PAEs)内暴露水平及其影响因素。方法 2020年在广州市抽取310名18岁及以上常住居民进行问卷调查,并收集其尿样。应用固相萃取-高效液相色谱串联质谱技术检测尿液中PAEs的代谢物—7种邻苯二甲酸单酯的含量,包括邻苯二甲酸单甲酯(monomethyl phthalate, mMP)、邻苯二甲酸单乙酯(monoethyl phthalate, mEP)、邻苯二甲酸单正丁酯(monobutyl phthalate, mBP)、邻苯二甲酸单异丁酯(monoisobutyl phthalate, miBP)、邻苯二甲酸单(2-乙基-5-氧己基)酯[mono(2-ethyl-5-oxohexyl) phthalate, mEOHP]、邻苯二甲酸(乙基羟基己基)单酯[mono (2-ethyl-5-hydroxohexyl) phthalate, mEHHP]和邻苯二甲酸-单-乙基己基酯(mono-ethylhexyl phthalate, mEHP)。采用单因素分析和多因素logistic回归分析居民邻苯二甲酸单酯水平的影响因素。结果 尿样中7种邻苯二甲酸单酯mMP、mEP、mBP、miBP、mEOHP、mEHHP和mEHP的浓度中位数分别为6.148、9.956、240.121、37.632、12.386、16.985、13.674 ng/ml;计算出对应的PAEs日暴露量分别为0.346、0.603、15.689、2.459、5.493、5.486、11.301 ng/(g·d),其中mBP的日暴露量高于容许参考暴露量,是广州市居民暴露最主要的PAEs。多因素logistic回归分析结果显示:随着文化程度的提高,尿液中mBP含量呈下降趋势,学历为高中/中专、大专及以上OR(95%CI)值分别为0.454(0.219~0.940)、0.449(0.216~0.934);烫/染头发与尿液中mBP含量的增加有关,烫/染头发一年1次、一年2次以上的OR(95%CI)值分别为1.770(1.051~3.233)、2.113(1.156~3.865);24 h内食用水产品会使尿液中mBP的含量增加,OR(95%CI)值为2.751(1.018~4.048);每周进食2次以上油炸类食品会使尿液中mBP的含量增加,OR(95%CI)值为1.255(1.007~2.882)。结论 广州市成年居民普遍暴露于PAEs, mBP的日暴露量存在健康风险,mBP内暴露水平与多种因素存在关联性。

2017年滇中滇西居民砷硒内暴露水平分析

目的 掌握滇中、滇西常住居民砷、硒内暴露水平及其地区和人群分布特征。方法 采用多阶段复杂抽样、成比例概率抽样以及分层随机抽样,在云南省选取监测点、调查单元和调查对象。按照知情同意原则,采集调查对象外周静脉血和尿样,并分装、转运、实验室检测。利用Excel、SPSS 25.0和GraphPad Prism 8进行数据整理与分析。结果 2017年共调查云南省滇中、滇西常住居民720人,有效血样、尿样分别为709、719人份。血砷、尿砷中位数分别为2.40、19.38μg/L,血硒、尿硒分别为82.40、14.56μg/L。不同地区间、城乡间常住居民血砷、尿砷、血硒、尿硒浓度比较,差异均有统计学意义(均P<0.05);不同年龄段、不同性别常住居民血砷、尿砷浓度比较,差异均有统计学意义(均P<0.05);男性尿硒浓度低于女性(P<0.01)。结论 砷、硒内暴露水平在滇中、滇西常住居民中具有地区和人群分布差异,滇中常住居民血砷、血硒较滇西高。

对羟基苯甲酸酯类防腐剂的环境和人体暴露研究进展

对羟基苯甲酸酯(parabens,PBs)作为一类防腐剂,因其具有独特的理化性质而被广泛应用于食品、药品和个人护理品中.但随着科学技术的发展和研究的不断深入,PBs被证明在一定程度上具有与持久性有机污染物相类似的“持久性、生物富集性和生物毒性”,是潜在的内分泌干扰物.近年来此类防腐剂已经在世界范围内的环境介质和人体样本中被广泛检出,且检出浓度呈逐年上升趋势,引发国内外高度关注.本文分别从环境外暴露和人体内暴露两个方面,对国内外最新的PBs暴露相关研究成果进行归纳和总结,为开展PBs人体暴露和健康风险评估研究提供参考及思路.

微塑料的人体内外暴露现状及其检测技术进展

微塑料在生态环境中广泛分布,可通过吸入、摄入和皮肤接触等途径进入生物体中,威胁人类健康。近年来关于人体微塑料内外暴露水平的相关研究逐渐增多,检测技术得到了发展和优化。本文综述国内外不同环境和人体介质中微塑料的赋存水平,并对微塑料的常用预处理和检测技术的现状及优缺点进行了总结分析。

济南市社区居民血清中PFASs内暴露水平及影响因素

为了解中国一般人群体内全氟及多氟烷基化合物(per-and polyfluoroalkyl substances,PFASs)的暴露水平,通过超高效液相色谱串联质谱法测定济南市84名非职业暴露人群血清样本中19种传统和新型PFASs,并探究不同性别、年龄和身体质量指数(body mass index,BMI)参与者PFASs暴露水平的差异。研究结果表明:大多数种类的PFASs都能检出,其中全氟辛酸、全氟辛基磺酸和全氟己烷磺酸的中值质量浓度较高,分别为14.0、8.4和2.5 ng/mL,6∶2氯代多氟醚基磺酸这一新型PFAS的中值质量浓度也可达1.8 ng/mL,仅次于上述3种传统PFASs;大多数PFASs在血清中的质量浓度水平显著正相关,提示其有相似的来源、暴露途径和/或代谢过程;部分血清PFASs质量浓度在性别、年龄段、BMI组中存在显著差异。本研究为后续PFASs的人群暴露与健康风险研究的先导性研究。

孕期三卤甲烷内暴露水平及影响因素分析

目的调查孕期三卤甲烷内暴露水平及影响因素,为饮水氯化消毒副产物的暴露评估提供科学依据。方法选择湖北省武汉市某医院2011年7—12月入院分娩的277名孕妇进行问卷调查,采用顶空固相微萃取-气相色谱法测定血液中4种三卤甲烷(三氯甲烷、二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷和三溴甲烷)的浓度,采用广义线性回归模型分析探讨孕期三卤甲烷内暴露水平的影响因素。结果血液中三氯甲烷的检出范围为13.08～480.26 ng/L,中位数为70.17 ng/L,检出率为100%;二氯一溴甲烷的检出范围为未检出～38.24 ng/L,中位数为3.30 ng/L,检出率为86.6%;一氯二溴甲烷的检出范围为未检出～20.92 ng/L,中位数为0.48 ng/L,检出率为27.4%;三溴甲烷的检出范围为未检出～78.76 ng/L,中位数为1.41 ng/L,检出率为43.7%;总三卤甲烷的范围为17.04～491.42 ng/L,中位数为84.86 ng/L;广义线性回归分析结果显示,血液中三氯甲烷含量和总三卤甲烷含量均与年龄呈正相关(β=0.007,P=0.039;β=0.007,P=0.016),均与饮水煮沸呈负相关(β=-0.170,P=0.003;β=-0.135,P=0.004)。结论年龄和饮水煮沸可能影响孕期三卤甲烷内暴露水平。

南方某重金属暴露区儿童血和尿中铅、镉水平及影响因素调查

目的了解南方某工业区儿童重金属内暴露水平,为环境重金属污染综合防治提供科学依据。方法采用环境流行病学方法进行横断面调查,共招募530名儿童,包括暴露区266名和对照区264名,调查问卷的同时采集儿童血、尿样本,用ICP-MS方法进行铅、镉含量检测。结果暴露区儿童血、尿中铅、镉含量几何均数分别为65.89,1.93μg/L和4.04,1.43μg/L,显著高于对照区儿童(P<0.05),其对应含量分别为37.21,1.07μg/L和2.14,1.02μg/L。暴露区儿童血铅随着年龄的增长有波动样升高趋势,对照区儿童血镉、尿镉水平随着年龄增加有轻微增加趋势,同时无论暴露区还是对照区,男孩重金属内暴露水平比女孩高,存在显著性的性别差异(P<0.05)。结论环境重金属暴露区儿童重金属内暴露水平显著高于非暴露区,且随着年龄增长呈现轻微的增长趋势,同时存在显著的性别差异。

苏南农村地区健康人群镉内暴露水平调查

目的了解苏南农村地区居民镉内暴露现状,探讨影响因素,提出镉污染控制措施。方法采用分层整群抽样的方法,在农村东、南、西、北、中5个方位及市区按比例抽取不同性别、年龄居民1 233人,进行问卷调查、体格检查及实验室检测。结果居民尿镉、血镉、尿N-乙酰-β-D氨基葡萄糖苷(NAG)、β2微球蛋白(β2-MG)分别为(0.29±3.47)μg/g Cr、(0.54±3.08)μg/L、(8.20±1.59)U/g Cr、(126.32±2.54)μg/g Cr,并且存在剂量-效应关系。经相关性分析发现,尿镉高低与年龄、体质指数(BMI)、吸烟、家庭经济收入存在相关性;多元回归分析结果显示,年龄、吸烟为尿镉影响因素(P<0.05)。结论该地区居民体内镉暴露未超过正常参考值,控制吸烟是减少镉暴露的有效手段。

环境化学物质人体内暴露与健康效应

环境暴露对人类造成的健康威胁已成为全球广泛关注的公共卫生问题,环境化学物质在人体内的累积水平及其生物学效应仍有待探索。本期“环境化学物质人体内暴露与健康效应”专栏从疾病、代谢和分子层面分析了我国环境化学物暴露对人群健康的效应,丰富了对我国环境污染物内外暴露的潜在健康影响的认识,可为我国制定应对环境污染物排放的治理决策提供科学依据。