学术研究报告：镉暴露对糖尿病及糖尿病前期患者死亡风险的影响及氧化应激与炎症的介导作用

第一作者及机构
本研究由Jingqi Liu和Kehan Chen（共同第一作者）及团队完成，通讯作者为Chuan Wang（四川大学华西公共卫生学院）。论文发表于*Cardiovascular Diabetology*（2025年），标题为《The effect of cadmium exposure on mortality risk among individuals with diabetes and prediabetes: mediation by oxidative stress and inflammation》。

学术背景
糖尿病是全球公共卫生挑战，2021年影响5.37亿成年人，预计2045年将达7.83亿。糖尿病前期患者更易进展为糖尿病，且两者均与心血管疾病（CVD）和癌症的高死亡率相关。传统风险因素（如高血糖）已被广泛研究，但环境毒物（如镉）的作用尚不明确。镉（Cd）是国际癌症研究机构（IARC）定义的1类致癌物，已知对心血管和癌症有毒性，但其在代谢疾病人群中的效应存在争议。此外，糖尿病患者的氧化应激和慢性炎症可能加剧镉的毒性，但相关机制缺乏流行病学证据。本研究旨在填补这一空白，通过分析美国国家健康与营养调查（NHANES）数据，探讨镉暴露与糖尿病及糖尿病前期患者全因、CVD和癌症死亡率的关系，并评估氧化应激和炎症生物标志物的介导作用。

研究流程与方法
1. 研究设计与人群
- 数据来源：利用NHANES（1999–2018）的10个周期数据，纳入17,687名20岁以上的糖尿病或糖尿病前期患者。排除标准包括妊娠、癌症病史、关键数据缺失等。
- 定义标准：糖尿病定义为自我报告诊断、使用降糖药、空腹血糖≥126 mg/dL或糖化血红蛋白（HbA1c）≥6.5%；糖尿病前期定义为空腹血糖100–125 mg/dL或HbA1c 5.7–6.4%。

1. 镉暴露与生物标志物测量

   • 血镉检测：1999–2002年采用原子吸收光谱法（AAS），2003年后改用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS），检测限以下值以LLOD/√2处理。
     
   • 氧化应激与炎症标志物：包括γ-谷氨酰转移酶（GGT）、尿酸（UA）、高密度脂蛋白（HDL）、UA/HDL比值（UHR）、中性粒细胞-淋巴细胞比值（NLR）、单核细胞-淋巴细胞比值（MLR）等9项指标，通过血液生化分析和全血细胞计数计算。
     

2. 统计方法

   • 生存分析：采用Kaplan-Meier曲线和Cox比例风险模型评估镉暴露与死亡率的关联，调整年龄、性别、种族、社会经济因素等混杂变量。
     
   • 限制性立方样条（RCS）：分析镉与死亡率的剂量-反应关系。
     
   • 中介分析：通过广义线性模型（GLM）和Bootstrap法评估氧化应激与炎症标志物的介导比例。
     

主要结果
1. 镉暴露与死亡率
- 中位随访161,047.75人年期间，共3,562例死亡（CVD 1,214例，癌症680例）。血镉最高四分位数组的全因死亡率风险是最低组的2.17倍（HR: 2.17, 95% CI: 1.69–2.79），CVD和癌症死亡率风险分别增加2.06倍和2.38倍。
- 剂量-反应分析显示，镉水平与死亡率呈线性正相关（非线性检验P>0.05）。

1. 氧化应激与炎症的介导作用

   • 直接关联：镉水平与GGT、UA、NLR、SIRI等标志物显著正相关（如GGT: β=0.035, P<0.001）。
     
   • 中介效应：UA、NLR、MLR和SIRI介导了镉与全因及CVD死亡率的关联（介导比例1.4%–4.8%），GGT介导了镉与癌症死亡率的关联（1.6%）。
     

2. 分层分析

   • 糖尿病前期患者对镉的敏感性更高，尤其是癌症死亡率（HR: 1.77 vs. 1.38）。
     

结论与意义
本研究首次证实镉暴露显著增加糖尿病及糖尿病前期患者的全因、CVD和癌症死亡风险，并揭示了氧化应激和炎症的部分介导作用。科学价值在于：
1. 机制阐释：明确了镉通过氧化损伤和免疫失调加剧代谢疾病预后的路径。
2. 临床意义：建议对高危人群监测镉暴露及炎症标志物，以早期干预。
3. 政策启示：呼吁加强环境镉污染管控，尤其是针对代谢疾病易感人群。

研究亮点
1. 创新性：首次系统评估镉在糖尿病及糖尿病前期患者中的死亡风险及介导机制。
2. 方法学严谨性：采用大规模前瞻性队列、多标志物分析和因果中介模型。
3. 公共卫生价值：为代谢疾病患者的精准预防提供了环境毒理学依据。

其他发现
敏感性分析显示，排除短期死亡或长期随访者后结果仍稳健。此外，单核细胞计数是唯一介导全因死亡率的血细胞成分，提示镉的免疫毒性可能通过特定细胞亚群发挥作用。