镉暴露对青少年肝脏健康的多种影响：抑制脂肪变性并促进纤维化

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镉暴露对青少年肝脏健康的多种影响：抑制脂肪变性并促进纤维化

时间：2026年1月4日

来源：Toxicology Letters

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本研究通过NHANES 2017-2020数据，分析铊暴露对青少年肝健康的影响。结果显示，铊暴露抑制脂肪肝（CAP负相关）并促进纤维化（STF正相关），肌酐和甘油三酯部分中介其作用，高铊组饮食中二十碳五烯酸和茶碱摄入显著影响肝脏健康。

洪思杰|洪丽伟|何晓晴|杨晓晴|钟晓红|吴金忠

中国厦门大学医学院妇女儿童医院超声科、儿科

摘要

目的

镉暴露对青少年肝脏健康的影响令人担忧。本研究旨在探讨镉暴露与青少年肝脏健康之间的关联。

方法

本研究使用了2017–2020.3年的NHANES数据进行了横断面分析。尿液中的镉浓度被用作暴露指标。通过肝脏超声参数、控制衰减参数（CAP）和硬度（E）（STF）来评估青少年的脂肪肝和纤维化程度。采用多元线性回归和逻辑回归分析来研究镉暴露与肝脏健康之间的相关性。同时进行了中介分析，以探讨碱性磷酸酶、肌酸磷酸激酶、胆固醇、甘油三酯、C-反应蛋白和肌酐的作用。此外，还使用了限制性三次样条（RCS）分析来评估高镉暴露组中营养摄入对肝脏健康的影响。

结果

镉暴露水平与种族和家庭收入相关。回归分析显示，镉暴露与CAP呈负相关，与STF呈正相关。中介分析表明，肌酐和甘油三酯部分介导了镉对CAP的影响，而只有肌酐介导了对STF的影响。饮食摄入，包括二十二碳二烯酸和可可碱，对高镉暴露青少年的肝脏健康有显著影响。

结论

镉暴露通过抑制脂肪肝和促进纤维化来影响肝脏健康，肾和脂质代谢因素起到了中介作用，饮食也影响了最终结果。

引言

镉（Cd）是一种高毒性的重金属，因其潜在的健康危害而受到广泛关注（Charkiewicz等人，2023年；Peana等人，2022年）。历史上，采矿、冶炼以及使用含镉的肥料和农药等人类活动导致了镉暴露。此外，消费电子产品和电池（尤其是镍镉（Ni-Cd）电池的普及加剧了镉的环境负担（Satarug等人，2003年）。根据有毒物质和疾病登记署（ATSDR）的数据，镉在对人体健康构成最大威胁的物质中排名第七，在重金属中排名第三，仅次于铅和汞（ATSDR，2022年）。因此，了解镉暴露的途径及其对人类健康和生态系统的毒理学效应至关重要。镉主要在肾脏、肝脏和骨骼等关键器官中积累，随着时间的推移会造成不可逆的损害（Genchi等人，2020年）。在成人中，镉暴露已被证实会导致多种健康问题，包括肾功能障碍（Doccioli等人，2024年）、骨密度降低（Lei等人，2024年）、神经系统疾病（Rezaei等人，2024年）以及生殖问题（Massányi等人，2020年）。长期镉暴露还与癌症风险增加（Lener等人，2021年；Qing等人，2020年）和糖尿病（Xiao等人，2021年）相关，同时还会导致血清肝酶升高（Kang等人，2013年）和甲状腺功能紊乱（Chung等人，2019年），进一步加剧了健康问题。此外，长期暴露还会引起全身炎症，表现为C-反应蛋白（CRP）水平升高，并加重心血管疾病，包括心力衰竭、中风和冠状动脉疾病（Lin和Hao，2021年；Obeng-Gyasi和Health，2020年）。对于儿童和青少年来说，镉暴露带来的健康风险尤其令人担忧，因为这可能导致长期的发育和生理损害。研究表明，镉对青少年的神经系统（Flannery等人，2022年；Ciesielski等人，2012年）、血压（Yao等人，2020年）、儿童恶性肿瘤（Sherief等人，2015年）以及成年后的骨质疏松和骨折风险（Sughis等人，2011年）有负面影响。然而，关于镉对青少年肝脏和肾脏影响的研究有限且不明确。Joo等人发现韩国青少年中镉水平与估算的肾小球滤过率（eGFR）之间没有关联（Joo等人，2022年）。Xu等人发现镉与肝脏损伤指标（丙氨酸氨基转移酶（ALT）和天冬氨酸氨基转移酶（AST）呈正相关（Xu等人，2022年）。相比之下，Poursafa等人在伊朗青少年中观察到镉与这些肝酶之间存在正相关但不显著的相关性（Kelishadi等人，2013年）。血清标志物和超声在评估肝脏功能障碍（包括非酒精性脂肪肝（NAFLD）和肝纤维化）方面的可靠性一直是研究的重点。血清标志物（如ALT和AST）在临床实践中被广泛使用；然而，它们在诊断脂肪肝和纤维化时可能缺乏特异性，因为这些酶也可能因其他情况（如病毒性肝炎和饮酒）而升高（Ahmadizar和Younossi，2025年）。相比之下，超声成像，特别是瞬时弹性成像（TE），已被证明是一种无创且可靠的方法，可用于检测肝硬度（作为纤维化的指标）和控制衰减参数（CAP）（Andersen等人，2016年；Park等人，2019年；Oh等人，2021年；Hong等人，2025年）。最近的研究证实，结合血清标志物和超声可以提高诊断准确性（Shieh等人，2020年）。尽管先前的研究已经建立了镉暴露与成人肝脏功能障碍之间的联系，但这些研究依赖于血清生物标志物来推断肝脏功能的变化，而镉对青少年肝脏健康的影响仍需进一步探索。在本研究中，我们分析了超声数据，以研究镉暴露对青少年脂肪肝和纤维化的直接影响。此外，我们还对血清标志物进行了中介分析，以确定与该人群中镉暴露和肝脏健康风险相关的潜在中介因素。此外，我们研究了高镉暴露组的饮食情况，以识别可能有助于减轻镉毒性相关风险的饮食模式。通过这些研究，我们加深了对镉暴露对青少年肝脏健康影响的理解，并探讨了在日益严重的镉环境挑战下保护肝脏的策略。

数据来源

国家健康与营养调查（NHANES）是由美国国家卫生统计中心（位于佐治亚州亚特兰大）进行的一项全国性、多年期、基于人群的横断面调查系列。该调查旨在评估美国非机构化平民的健康和营养状况。NHANES获得了NCHS研究伦理审查委员会的批准，并从所有参与者处获得了书面知情同意（//www.cdc.gov/nchs/nhanes/irba98.htm）。

基本特征

共有408名符合条件的青少年参与了这项研究，其中210名为男性，198名为女性。根据尿液中镉的中位浓度（0.067 µg/L），研究人群被分为高镉组和低镉组，其特征总结在表1中。两组在肝脏相关的血清生物标志物（包括丙氨酸氨基转移酶（ALT）、天冬氨酸氨基转移酶（AST）和γ-谷氨酰转移酶）方面没有显著差异。

讨论

先前的研究表明，镉暴露与青少年肝脏中的ALT和AST酶呈正相关（Xu等人，2022年），但肝脏的生理变化仍不清楚。本研究基于超声数据，明确了镉暴露对青少年肝脏健康的双重影响。具体而言，它表明较高的尿液镉浓度显著抑制了脂肪肝，但促进了纤维化，这种复杂的关系尚未得到充分研究。

结论

本研究揭示了镉（Cd）暴露对青少年肝脏健康的双重影响——抑制脂肪肝的同时促进纤维化——强调了早期检测和针对性干预的必要性。低收入家庭的青少年受影响更为严重，这突显了通过教育和政策减少暴露的公共卫生策略的重要性。将无创超声弹性成像与血清生物标志物结合使用可能提供更敏感的检测方法。

CRediT作者贡献声明

吴金忠：撰写 – 审稿与编辑、方法学、概念化。 钟晓红：撰写 – 审稿与编辑、监督、资金获取、概念化。 杨晓晴：撰写 – 审稿与编辑、监督、概念化。 何晓晴：撰写 – 审稿与编辑。 洪丽伟：撰写 – 初稿撰写、验证、软件使用、方法学、资金获取、概念化。 洪思杰：撰写 – 审稿与编辑、调查、数据分析。