近日,公共卫生学院名誉院长牛侨教授以通讯作者在国际环境科学领域顶级期刊、中国科学院1区Top期刊《Environmental Science & Technology》(2026年影响因子12.2,5年平均影响因子13.1)上发表高水平研究论文。该论文题为“Integrated Assessment of Internal Metal Mixtures and Plasma Neurodegeneration Biomarkers in Relation to Mild Cognitive Impairment among Aluminum Workers”,该论文同时被期刊选为封面文章,充分体现了研究成果的创新性与学术影响力。


职业性金属暴露是广受关注的公共卫生问题。铝冶炼与加工行业的工人除长期接触铝颗粒物外,还可能同时暴露于多种金属构成的复杂混合物中。现实暴露场景下,多种金属常共存并可能产生加和、协同或拮抗效应,而传统研究多聚焦单一金属的神经毒性,难以全面反映真实暴露风险。与此同时,轻度认知功能障碍(MCI)作为阿尔茨海默病(AD)等神经退行性疾病的早期关键阶段,严重威胁职业人群的工作能力、作业安全及长期健康。尽管血液神经退行性生物标志物已在临床和社区人群中广泛应用,但其在铝作业工人这类金属混合暴露高风险人群中的预测价值尚不明确,系统评估金属混合暴露认知效应并综合探讨“暴露-生物标志物-疾病”三者关联的研究仍较缺乏。因此,整合混合金属内暴露、血浆神经退行性生物标志物与认知结局,将三个决定性环节放入同一条证据链,是职业健康早起筛查的首要问题,对于制定科学有效的职业健康防护策略至关重要。

本研究以山西省某大型铝生产企业382名铝作业工人为研究对象,系统测定了血浆中10种金属(Al、Zn、Li、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Se、Pb)浓度、6种神经退行性相关生物标志物(Aβ42/Aβ40、Total-tau、P-tau181、P-tau396、GFAP、NfL)水平,并进行了认知功能评估。研究采用多变量逻辑回归、限制性立方样条、贝叶斯核机器回归等多种先进统计模型,全面揭示了金属混合暴露与MCI的关联。研究发现:血浆铝升高和锌降低与MCI风险呈明确剂量-反应关系;GFAP、NfL和P-tau396是敏感的早期损伤指标,其中NfL和P-tau396部分介导了金属暴露与MCI的关联。值得注意的是,经典AD相关标志物Aβ42/Aβ40、Total-tau和P-tau181在该职业人群中未显示显著关联,提示铝诱导的早期神经毒性可能存在以星形胶质细胞活化、轴突损伤和位点特异性tau磷酸化为特征的独特病理通路。研究进一步构建了整合血浆Al、Zn、GFAP、NfL和P-tau396的联合筛查模型,其曲线下面积达0.924,显著优于任何单一指标或两两组合,为高风险职业人群MCI的早期筛查提供了灵敏高效的工具。基于贝叶斯模型平均的基准剂量分析,研究在国际上首次提出了职业铝暴露工人血浆铝的候选生物监测参考点——31μg/L(基准反应10%),该值已被研究团队作为团体标准上报中华预防医学会,为职业性铝暴露生物接触限值的制定和更精细化的职业健康标准提供了科学依据。我国是全球铝生产大国,铝作业人群和铝产量都占全球60%以上,该研究具有国际意义,锚定中国标准就是国际标准这一目标,今后将这一标准推至相关国际组织,能为全球职业健康标准提供科学依据,为保护铝作业人群健康做出巨大贡献。研究获国家自然科学基金等项目资助。
(初审:王皓;复审:吕鑫,终审:曾平)