中华预防医学杂志    2014年09期 中国八省份一般人群血和尿中锰、钴、钼水平分布的研究    PDF     文章点击量:3299    
中华预防医学杂志2014年09期
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潘亚娟 丁春光 张爱华 吴邦华 黄汉林 朱醇 刘徳晔 朱宝立 许光 邵华 彭珊茁 姜先龙 赵春香 韩长城 姬红蓉 余善法 张晓曦 张龙连 郑玉新 闫慧芳
中国八省份一般人群血和尿中锰、钴、钼水平分布的研究
中华预防医学杂志, 2014,48(9)
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中国八省份一般人群血和尿中锰、钴、钼水平分布的研究
潘亚娟 丁春光 张爱华 吴邦华 黄汉林 朱醇 刘徳晔 朱宝立 许光 邵华 彭珊茁 姜先龙 赵春香 韩长城 姬红蓉 余善法 张晓曦 张龙连 郑玉新 闫慧芳     
摘要: 目的调查我国一般人群血和尿中锰、钴、钼水平,分析其人群分布特点。方法20092010年,在我国东部、西部和中部8个省份的24个市县,采用整群随机抽样的方法抽取了18 1206~60岁人群为研究对象,对其生活习惯和健康状况进行了问卷调查,并分别采集其静脉抗凝血样和尿样。用电感耦合等离子体质谱法对血样和尿样进行锰、钴、钼含量检测,通过统计学分析不同年龄、性别人群血和尿中锰、钴、钼水平的分布。结果我国一般人群血锰几何均数为8.98 μg/L,男性和女性血锰几何均数分别为8.149.88 μg/LZ=-18.84P<0.01);尿锰几何均数为0.63 μg/L,男性和女性尿锰几何均数分别为0.620.63 μg/LZ=-0.67P0.05;血钴几何均数为0.194 μg/L,男性和女性血钴几何均数分别为0.1660.225 μg/LZ=-23.04P<0.01);尿钴几何均数为0.282 μg/L,男性和女性尿钴几何均数分别为0.2600.307 μg/LZ=-7.35P<0.01);血钼几何均数为0.25 μg/L,男性和女性血钼几何均数分别为0.270.23 μg/LZ=-5.03P<0.01);尿钼几何均数为27.7 μg/L,男性和女性尿钼几何均数分别为29.825.6 μg/LZ=-6.31P<0.01)。结论我国一般人群血和尿中锰、钴、钼水平存在性别及地区差异。
关键词 :锰;钴;钼;血液;尿;电感藕合等离子体质谱
    
Abstract:

ObjectiveTo evaluated the manganese(Mn), cobalt (Co) and molybdenum (Mo) levels in blood and urine among general population in China, and thereby to analyze their prevalent features.MethodsFrom 2009 to 2010, a total of 18 120 subjects of general population aged 6~60 years were recruited from 24 districts in 8 provinces in eastern, central and western China mainland, by cluster random sampling method.The information about their living environment and health status were collected by questionnaire, and their blood and urine samples were also collected.Inductive coupled plasma mass spectrometry (ICP~MS) was applied to test the Mn, Co and Mo levels of blood and urine samples, and the Mn, Co, Mo distribution in blood and urine among groups of population in different ages and genders were then analyzed.ResultsAmong general population in China, the geometric mean (GM) of Mn concentration in blood was 8.98 μg/L.The Mn concentration in blood among males and females were separately 8.14 μg/L and 9.88 μg/L (Z=-18.84P<0.01).The GM of Mn concentration in urine was 0.63 μg/L.The Mn concentration in urine among males and females were separately 0.62 μg/L and 0.63 μg/L (Z=-0.67P0.05).The geometric mean (GM) of Co concentration in blood was 0.194 μg/L.The Co concentration in blood among males and females were separately 0.166 μg/L and 0.225 μg/L (Z=-23.04P<0.01).The GM of Co concentration in urine was 0.282 μg/L.The Co concentration in urine among males and females were separately 0.260 μg/L and 0.307 μg/L (Z=-7.35P<0.01).The GM of Mo concentration in blood was 0.25 μg/L.The Mo concentration in blood among male and female group were separately 0.27 μg/L and 0.23 μg/L (Z=-5.03P<0.01).The GM of Mo concentration in urine was 27.7 μg/L.The Mo concentration in urine among males and females were 29.8 μg/L and 25.6 μg/L (Z=-6.31P<0.01), respectively.ConclusionThe Mn, Co and Mo levels in blood and urine varied by gender and area among general population in China, the study provided basic data evidence for the following Mn, Co and Mo biological monitoring studies in near future.

Key words :Manganese;Cobalt;Molybdenum;Blood;Urine;Inductive coupled plasma mass spectrometry
全文

锰、钴、钼均是公认的人体必需微量元素,多通过酶的活力组分实现其生理功能,与人体健康密切相关,其缺乏或过量均会导致疾病[1]。生物材料中微量元素的监测是研究微量元素与人体健康关系的基础。锰、钴和钼对于人体健康影响的研究结果也显示,对正常人体内锰、钴、钼负荷水平进行评估具有极为重要的意义。笔者采集了我国8省份24个地区一般人群的血和尿,并对样品中的锰、钴、钼含量进行了测定和统计分析,对我国一般人群的血和尿中锰、钴、钼水平分布状况进行了描述,为开展生物监测和进行相关科学研究提供基础数据。
对象与方法
1对象:根据国家统计局的分类方法,将全国省份划分为东、中、西部地区,采用分层整群随机抽样的方法,抽取了8个省份,每个省份抽取3个市县,共24个市县,共调查了18 120名研究对象。选取的调查对象均符合以下条件:(1)常住于该地区满5年;(2)居住地无相关污染性企业;(3)现未患肝脏疾病、肾脏疾病、糖尿病、甲亢及肿瘤等慢性消耗性疾病;(4)3个月内未服用复合微量元素类药物和保健品;(5)年龄范围为6~60岁。本次调查通过了中国CDC职业卫生与中毒控制所伦理审查委员会的审查。调查对象均经过了知情同意,对所有调查对象进行问卷调查并采集其血样和尿样。
2试剂及仪器:肝素锂抗凝剂采血管(美国BD公司),冻存管(美国Axygen公司),去离子水(≥183 mΩ),曲拉通(超纯,美国西格玛公司),硝酸(优级纯,德国默克公司),全血痕量元素标准物质(L1,批号1103128,挪威Seronorm公司),电感耦合等离子体质谱仪(X SERIES 2型,美国Thermo Fisher Scientific公司)。
3调查内容和样品采集:(1)问卷调查:对调查对象的一般情况进行了调查,包括年龄、性别、教育程度、生活环境和生活习惯等。(2)样品的采集:样品采集和处理均在洁净的环境中进行。血液:采用6 ml肝素锂抗凝采血管,抽取调查对象的静脉血(血液体积>2 ml),分装至2 ml冻存管中并进行编号。尿液:采集调查对象一次性尿作为样品,使用一次性尿杯采集(尿液体积>50 ml),测定尿比重并收集比重在1010~1030 g/ml的尿样,分装至50 ml离心管中进行编号。在样品采集的当天随机抽取2套采集用品和样品容器作为样品空白。采集后的样品和样品空白分装入专用容器中进行冷冻运输。样品置于-70 ℃冷冻储存。
4样品检测:(1)血样处理:取050 ml血液样品,加入450 ml稀释液(含体积分数为001%曲拉通和05%硝酸的混合溶液),样品经震荡充分混匀;(2)尿样处理:取050 ml尿液样品,加入450 ml的05%硝酸溶液,样品经震荡充分混匀;(3)调节电感耦合等离子体质谱仪测定参数:冷却气流速为125 L/min,辅助气流速为07 L/min,雾化器流速为090 L/min;蠕动泵速为20 r/min;雾化器温度为3 ℃,以浓度为10 μg/L的钇(Y)溶液为内标,定量测定同位素55Mn、59Co、98Mo。锰、钴、钼的方法检出限分别为012、0045、0072 μg/L[2]。
5实验过程的质量控制:本次调查的质量控制在采样容器使用、样品采集和样品检测等方面均按照课题组制订的现场采样及质量控制方案进行[3]。生物样品采集所用采血针、抗凝采血管、尿杯、离心管等用品经本底检测,均低于方法检出限;实验及采样用品统一配置后发放;样品空白与样品处理方法相同,对样品空白检测确定未被污染后,再进行样品检测;样品检测过程中采用挪威Seronorm公司标准物质和实验室制备的质量控制样品进行质量控制。
6统计学分析:采用EpiData 31软件进行数据录入,数据分析均采用SPSS 190软件。人群血尿中的锰、钴、钼含量均为非正态分布,采用几何均数(95%CI值)及P25、P25、P50、P75、P90、P95、P975 描述其分布情况。采用MannWhitney U检验对性别、吸烟、饮酒等组间的几何均数数据差异进行了比较,采用KruskalWallis H检验对不同年龄组和不同区域间的几何均数差异进行了多重统计学比较,以P<005为差异具有统计学意义。采用Spearman秩相关分析对血锰与尿锰、血钴与尿钴以及血钼与尿钼结果进行相关性分析。数据统计过程中低于方法检出限的样品数值以检出限除以2代替。
结     果
1调查对象一般情况及样品检测情况:调查地区的18 120名调查对象根据不同年龄段人群的社会活动方式、饮食状态、发育状态和主要环境状态等差异分成:6~12、13~16、17~20、21~30、31~45以及46~60岁组。根据调查问卷对采集的18 120名调查对象的血、尿样品进行筛选,并对合格样品中的锰、钴、钼含量进行检测分析,最终获得了13 061份血样、12 516份尿样。
2血和尿中锰水平:13 061名调查对象血锰几何均数为898 μg/L(95%CI:888~908),P50为979 μg/L,P975为1927 μg/L。男性和女性人群血锰几何均数差异有统计学意义(Z=-1884,P<001),女性高于男性。不同年龄组人群血锰水平差异有统计学意义,其中46~60岁组血锰水平最高,6~12岁组水平较低。血锰水平几何均数由西、中、东部依次降低(Z=51913,P<001)。吸烟、饮酒人群血锰水平均低于不吸烟、不饮酒人群,其差异有统计学意义。12 516名调查对象尿锰几何均数为063 μg/L(95%CI:061~064),P50为077 μg/L。男性和女性人群尿锰几何均数差异无统计学意义(Z=-067,P>005)。不同年龄组人群尿锰水平差异有统计学意义(Z=23040,P<005),其中6~12岁组尿锰水平最高。西部地区尿锰水平最高。吸烟、饮酒人群尿锰水平均低于不吸烟、不饮酒人群,其差异有统计学意义(表1)。
3血和尿中钴水平:13 061名调查对象血钴几何均数为0194 μg/L(95%CI:0190~0198),P50为0306 μg/L,P975为0852 μg/L。男性和女性人群血钴几何均数差异有统计学意义(Z=-2304,P<001),女性高于男性。不同年龄组人群血钴差异有统计学意义,其中31~45岁组血钴水平最高,6~12岁组水平较低。不同地区血钴水平有差异(Z=12632,P<001),其中西部地区血钴水平最高为0303 μg/L。吸烟、饮酒人群血钴水平均低于不吸烟、不饮酒人群,其差异有统计学意义。12 516名调查对象尿钴几何均数为0282 μg/L(95%CI:0276~0288),P50为0360 μg/L。男性和女性人群尿钴几何均数差异有统计学意义(Z=-735,P<001),女性高于男性。不同年龄组人群差异有统计学意义,其中17~20岁组尿钴水平最高,6~12岁组水平较低。中部地区尿钴水平最高为0550 μg/L。饮酒人群尿钴水平低于不饮酒人群,其差异有统计学意义(Z=-363,P<001),但吸烟与否对尿钴水平无影响(Z=-106,P>005)(表2)。
4血和尿中钼水平:13 061名调查对象血钼几何均数为025 μg/L(95%CI:024~026),P50为032 μg/L,P975为305 μg/L。男性和女性人群血钼几何均数差异有统计学意义(Z=-503,P<001),男性高于女性。不同年龄组人群差异有统计学意义,其中46~60岁组血钼水平最高,21~30岁组水平较低。血钼水平几何均数由西、中、东部依次降低(Z=1 27572,P<001)。12 516名调查对象尿钼几何均数为277 μg/L(95%CI:270~284),P50为338 μg/L。男性和女性人群尿钼几何均数差异有统计学意义(Z=-631,P<001),男性高于女性。不同年龄组人群差异有统计学意义,其中17~20岁组尿钼水平最高,46~60岁组水平最低。西部地区尿钼水平几何均数最高为433 μg/L。吸烟、饮酒对尿钼水平差异有影响(表3)。
5血、尿指标结果相关性分析:对9 551名调查对象的全血和尿液中锰、钴、钼测定结果进行数据匹配,分别就锰、钴、钼数据进行双变量相关分析。因结果均非正态分布,采用秩相关分析。结果显示,血锰与尿锰、血钴与尿钴、血钼与尿钼Spearman秩相关系数分别为0071、0207、0202。
讨    论
摄取正常量的微量元素对维持生命活动发挥着重要作用。日常饮食是一般人群摄入锰、钴、钼的主要来源,合理膳食不会导致这些元素缺乏。但锰、钴、钼在自然界广泛存在且应用广泛,造成环境中锰、钴、钼含量升高,并通过食物链转移到人体,导致这些元素摄入过量而对机体产生不同程度的损表1不同特征人群血锰、尿锰水平(μg/L)
组别人数
(名)几何均数
(95%CI)百分位数P25P25P50P75P90P95P975检验值P值血锰13 061898(888~908)2207719791226150517001927性别-1884a<001男6 428814(799~829)1067269241161141415971773女6 633988(975~1001)33982410401289157917892067年龄(岁)12450b<0016~2 065874(844~904)0807941015124614751637177313~2 309896(864~929)005男6 397062(060~065)

害[46]。锰、钴、钼在体内的作用机制已有阐述[710]。生物监测研究表明,尿锰可大致反映机体近期吸收锰的情况,而测定血锰对于评估体内锰负荷有一定意义[1112];测定尿钴含量可了解短期内钴进入体内的状况[9];血、尿中钼浓度能较准确的反映体内钼的负荷水平[6]。
国内外已有研究关注一般人群体内锰负荷水平。Ikeda等[13]报道了日本妇女血锰为132 μg/L;Heitland和Kster[14]报道了130名德国人血锰为86 μg/L;Goullé等[15]报道了法国100名志愿者血锰、尿锰中位数分别为76 μg/L和031 μg/L;White和Sabbioni[16]报道了英国约200名调查对象的血锰、尿锰中位数分别为74、03 μg/L。王克[17]报道了312名调查对象血锰含量为55~463 μg/L;表2不同特征人群血钴、尿钴水平(μg/L)
组别人数
(名)几何均数
(95%CI)百分位数P25P25P50P75P90P95P975检验值P值血钴13 0610194(0190~0198)005是1 3260269(0252~0287)

孙宏华和米长清[18]调查了802名调查对象,血锰含量为406~164 μg/L。本研究显示,我国一般人群血锰水平与上述报道相当。本研究与加拿大的研究均发现女性血锰水平高于男性[19],引起这一差异的影响因素有待探讨。本研究也发现我国一般人群尿锰水平高于法国和英国[1516],且男女尿锰水平差异无统计学意义。此外,与加拿大[19]、丹麦[20]报道的结果不同的是,本研究显示不同年龄组、不同地区一般人群血锰、尿锰水平均差异具有统计学意义,其影响因素还需进一步探讨。
我国一般人群钴负荷水平的研究仅限于某个地区或某一年龄段。如王均乐[21]曾报道了南京88例7~14岁儿童全血和血清钴分别为0366、0266 μg/L,郁燕等[22]报道了上海80名新生儿尿表3不同特征人群血钼、尿钼水平(μg/L)
组别人数
(名)几何均数
(95%CI)百分位数P25P25P50P75P90P95P975检验值P值血钼13 061025(024~026)005是1 394026(024~028)005是1 055025(023~027)

钴几何均数为005 μg/L。巴西报道了亚马逊丛林地区血钴水平为(04±03) μg/L[23],加拿大曾报道61名调查对象血清钴水平为869 nmol/L[24],美国《人群环境污染物暴露国家报告》(第四版)显示尿钴几何均数为0369 μg/L[25]。本文报告了我国一般人群血钴、尿钴水平。与巴西、美国报告的钴水平相比,我国人群钴的负荷水平较低。加拿大曾有报道血清钴水平不受年龄、性别影响[24],而本研究则显示不同性别、年龄人群血钴、尿钴水平差异有统计学意义。
王克等[26]调查显示,该地区人群血中钼为022~354 μg/L;加拿大人群血钼为1536 nmol/L[24];Heitland和Kster[14]报道了德国北部130名对象血钼几何均数为033 μg/L;Heitland和Kster[27]还报道了德国儿童和成年人尿钼分别为48 μg/L和26 μg/L,美国《人群环境污染物暴露国家报告》(第四版)显示尿钼几何均数为457 μg/L[25]。本研究结果表明我国人群钼的负荷水平低于美国和加拿大,而与德国基本相当。
本研究结果显示,吸烟、饮酒人群的血锰、尿锰、血钴及尿钼水平均低于不吸烟、不饮酒人群,其差异有统计学意义,这与吸烟、饮酒导致体内铅、镉等重金属含量偏高的研究结论不同,可能与元素在体内代谢途径不一有关。此外,本研究还发现不同地区人群锰、钴、钼水平差异均有统计学意义,引起差异的原因可能是地区环境及人群饮食习惯有差异,提示在应用本研究结果时有必要关注所属地区。本研究覆盖了全国从东到西、从南到北共24个地区,具有较好的代表性。研究结果可为评估特殊人群锰、钴、钼负荷水平和环境污染状况提供重要参考数据。

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