近日，南京农业大学汪鹏教授团队在期刊 The Innovation 发表题为 Gene-diet interaction amplifies toxic cadmium and lead burdens in Asian populations 的研究论文。该研究整合全球人群膳食与生物监测数据、美国国家健康与营养调查（NHANES）数据、 多人群转录组数据以及动物实验结果，系统揭示了亚洲人群体内镉、铅负担偏高的现象及其形成机制，提出这种差异与“基因-膳食”互作密切相关，为亚洲人群膳食镉风险评估及相关标准修订提供了新的科学依据。

镉是第一类致癌物。对于非吸烟人群而言，膳食摄入是镉暴露的主要来源，其中谷物是重要来源。镉进入人体后主要在肾脏等器官蓄积，且生物半衰期长，尿液中的镉浓度可较好反映人体长期累积负荷。研究团队首先对全球一般人群膳食镉摄入和尿镉水平进行了系统 分析，结果发现，亚洲人群膳食镉摄入总体约为欧美人群的 2 倍，而尿镉水平约为欧美人群的 4 倍。为进一步排除不同国家环境背景带来的影响，研究团队又分析了美国 NHANES 数据，发现与其他种族相比，亚裔美国人的尿镉和血镉水平均更高，同时其血铅水平也处于最高水平。上述结果表明，在相近膳食镉暴露条件下，亚洲人群具有更高的镉、铅体内负担，这种差异可能与人群生物学特征及营养因素有关。

图1. 全球不同地区人群膳食镉摄入量（a）和尿液镉含量（b）

围绕这一现象，研究团队进一步分析了不同人群的转录组数据，发现东亚人群体内与镉吸收密切相关的转运蛋白基因 SLC11A2（DMT1）具有更高表达活性。DMT1 不仅参与铁、锌、锰等二价金属元素的吸收，也可转运镉和铅。进一步的小鼠实验发现，这种高表达与膳食主粮结构密切相关：以大米为主的膳食相比小麦和土豆，铁、锌等微量元素含量更低，会诱导肠道对这些微量元素的吸收系统上调表达，而这一系统同时也会增强对镉和铅的转运。这一发现不仅解释了亚洲人群在相近膳食镉暴露条件下为何更易积累镉，也为亚洲人群体内铅水平偏高提供了机制解释。

图2. 美国NHANES数据显示亚裔人群具有更高尿镉水平（a），不同人群转录组分析显示SLC11A2基因在东亚人群中具有更高表达活性（b）

该研究表明，镉和铅暴露不仅是环境污染问题，也具有明显的环境正义内涵。研究结果提示，现有面向一般人群制定的膳食镉限量标准，可能需要结合亚洲人群的膳食结构和生物学特征作进一步精准评估与修订。同时，从膳食结构优化、主粮营养元素强化等方面开展干预，对于降低易感人群镉、铅暴露风险具有重要意义。

南京农业大学顾毅博士和翟志强博士为论文共同第一作者，汪鹏教授为论文通讯作者。研究获得国家自然科学基金项目资助。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666675826001840

文字：顾毅、翟志强

校对：陈丹

审核：汪鹏