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冠心病具有发病率高、死亡率高和致残率高等特点,是全球范围内的重大公共卫生问题。2017全球疾病负担研究结果显示,冠心病的患病率及死亡率仍处于持续上升的阶段。冠心病已成为男性首位、女性第二位死亡原因,并且造成了最高的寿命损失。冠心病是多病因的复杂疾病。越来越多的研究表明金属暴露与冠心病的发生、发展存在联系。另外,金属可通过影响冠心病患者肝脏、肾脏和甲状腺的生理功能,对冠心病的治疗和预后产生不良影响。与此同时,与健康人群相比,冠心病患者对金属暴露的易感性更高,可能更容易出现肝、肾和甲状腺功能的损伤。因此,开展金属暴露与冠心病患病风险及相关脏器功能的研究,对于制定冠心病的防治策略、提高居民生活质量具有重要的战略意义。本研究共分为两部分:第一部分 多金属暴露与冠心病患病风险的关联研究目的:以尿中金属浓度评价人群金属暴露水平,分析多种金属暴露与冠心病患病风险之间的关联性。方法:采用1:1的病例-对照设计,使用ICP-MS检测512对研究对象尿样中20种金属浓度,运用多元Logistic回归模型探究金属暴露对冠心病患病风险的影响,使用阳性错误发现率(False discovery rate,FDR)控制假阳性,并运用多金属模型分析金属的联合作用。结果:数据分析结果显示,尿中铝、锰、钴、镍、锶、钡和汞的浓度与冠心病患病风险存在正向的剂量-反应关系;尿中钒和铷的浓度与冠心病患病风险为负向的剂量-反应关系。在多金属模型中,与第一分位相比,第四分位的铝、锰、镍、钡和汞浓度分别使冠心病患病风险增加6.78倍(95%CI:2.29,20.06)、3.56倍(95%CI:1.15,11.05)、2.80 倍(95%CI:1.11,7.06)、3.02 倍(95%CI:1.11,8.16)和 6.11 倍(95%CI:2.72,13.74)。结论:铝、锰、钴、镍和汞等金属环境暴露水平的升高与冠心病患病风险呈正相关,而金属钒和铷的浓度与冠心病患病风险呈负相关。第二部分多金属暴露对冠心病患者相关脏器功能的影响第一节多金属暴露对冠心病患者肝功能的影响目的:分析金属暴露与冠心病患者肝功能之间的关联性。方法:采用横断面的研究设计,以457名冠心病患者为研究对象,测定尿中金属浓度,选取总胆红素(Total bilirubin,TBil)、直接胆红素(Direct bilirubin,DBil)、丙氨酸氨基转移酶(Alanine aminotransferase,ALT)、白蛋白(Albumin protein,AP)、前白蛋白(Prealbumin,PA)和总胆汁酸(Total bile acid,TBA)评价肝功能,采用多元线性回归模型及多金属模型探讨金属暴露与肝功能之间的关系。结果:数据分析结果显示,尿中锌、铷浓度与TBil水平呈正相关,但经过FDR校正后,这两个关联均不具有显著性;尿中锌、铀浓度与DBil水平呈正相关,经过FDR校正后,尿中锌浓度与DBil的关联性依然显著;尿中硒、铷、铯、铊、铅与ALT呈正向的剂量-反应关系;尿中铜浓度与PA水平呈负向的剂量-反应关系。在多金属模型中,尿中铊浓度的两倍增长可使ALT水平增加24.61%(95%CI:10.21%,40.89%);尿中铝浓度的两倍增长可使ALT水平增加12.08%(95%CI:2.43%,22.63%)。结论:铝、铜、铊、铅等金属暴露水平的升高与冠心病患者的肝功能异常有关。第二节多金属暴露对冠心病患者肾功能的影响目的:分析金属暴露与冠心病患者肾功能之间的关联性。方法:采用横断面的研究设计,纳入451名冠心病患者为研究对象。利用尿中金属浓度评价金属暴露水平,使用肾小球滤过率(Estimated glomerular filtration rate,eGFR)评估肾功能,采用多元线性回归模型及多金属模型探讨金属暴露与eGFR之间的关系。结果:数据分析结果显示,男性及总的冠心病患者尿中砷、锶浓度与eGFR水平呈正相关,总人群中尿中硒浓度与eGFR水平呈正相关。在总人群中,与低砷低锶暴露相比,高砷高锶暴露可使eGFR升高9.44(95%CI:2.00,16.88)mL/min/1.73m2。在多金属模型中,尿中钒和锌浓度的两倍增加可使eGFR分别下降 5.37(95%CI:1.82,8.92)和 5.04(95%CI:1.18,8.90)mL/min/1.73m2,而尿锶浓度的两倍增加可使 eGFR 升高 8.56(95%CI:4.84,12.28)mL/min/1.73m2。结论:金属砷暴露与冠心病患者肾功能受损有关,金属硒、锶的暴露与冠心病患者的肾功能呈正向相关。第三节多金属暴露对冠心病患者甲状腺功能的影响目的:分析金属暴露与冠心病患者甲状腺功能之间的关联性。方法:采用横断面的研究设计,以453名冠心病患者为研究对象,测定尿中金属浓度来评价金属暴露水平,使用游离三碘甲状腺原氨酸(Free triiodothyronine,FT3)、游离甲状腺素(Free thyroxine,FT4)和促甲状腺激素(Thyroid stimulating hormone,TSH)对甲状腺功能进行评价,采用多元线性回归模型及多金属模型探讨金属暴露与甲状腺功能指标之间的关系。结果:尿中金属铊浓度的增加可使FT3水平上升,而且这种趋势在经过FDR校正后依然有统计学意义(PFDR<0.05)。尿中铷浓度的升高可使FT3(P=0.042)和FT4(P=0.049)水平升高,但这种趋势经过FDR校正后不再显著(PFDR>0.05)。多金属模型结果显示,尿中铊浓度的两倍增长可使FT3单位水平(pmol/L)增加0.075(95%CI:0.008,0.141)。结论:金属铊的暴露与冠心病患者甲状腺功能异常有关。