田 瑞，鎖忠伏，馬忠英，馬銘琦，李家興，朱美霖（.寧夏醫(yī)科大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，寧夏銀川750004；2.寧夏醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，寧夏銀川750004）

黃芪為豆科黃芪屬植物，主要入藥成分為干燥根，產(chǎn)于內(nèi)蒙古、寧夏、山西、甘肅、黑龍江等地。黃芪是重要的傳統(tǒng)中藥材，有增強(qiáng)機(jī)體免疫功能、保肝、利尿、抗衰老、抗應(yīng)激、降壓和較廣泛的抗菌作用[1]。但由于長期的大量采挖，近年來，野生黃芪的數(shù)量急劇減少，有趨于絕滅的危險(xiǎn)。目前，黃芪為國家三級保護(hù)植物。黃芩在人工種植的過程中，添加的農(nóng)藥化肥等含有重金屬，因此，了解黃芪中重金屬的污染狀況，以及服用黃芪所產(chǎn)生的基于重金屬污染的健康風(fēng)險(xiǎn)，對黃芪的長期服用者具有非常重要的意義。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源 運(yùn)用計(jì)算機(jī)在國內(nèi)外數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行檢索，檢索時(shí)間截至2018年，中文檢索以“黃芪+化學(xué)污染”“黃芪+重金屬”“黃芪+無機(jī)元素”“黃芪+微量元素”“黃芪+砷（As）”“黃芪+鎘（Cd）”“黃芪 鉛（Pb）”“黃芪+銅（Cu）”作為關(guān)鍵詞進(jìn)行搜索，得到文獻(xiàn)51篇；以中文檢索關(guān)鍵詞相應(yīng)的英文檢索關(guān)鍵詞在外文數(shù)據(jù)庫搜索，得到文獻(xiàn)15篇。由2位研究成員對文獻(xiàn)進(jìn)行整理、歸納，首先對文章題目及摘要是否符合標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷，對不確定的文獻(xiàn)通過閱讀全文后進(jìn)行判斷；然后交叉核對判斷結(jié)果；最后對于有分歧的文獻(xiàn)與第3位研究者進(jìn)行討論并決定。最終篩選出符合標(biāo)準(zhǔn)的中文文獻(xiàn)14篇，英文文獻(xiàn)3篇，應(yīng)用SPSS20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行極端值分析，剔除Z分?jǐn)?shù)大于3或小于-3的數(shù)據(jù)，最終得到 5 種重金屬（Cu、As、Cd、Hg和 Pb）在黃芪中的濃度樣本數(shù)分別為 58、30、44、27、45 個(gè)，數(shù)據(jù)量可以進(jìn)行進(jìn)一步計(jì)算。

1.2 方法

1.2.1 重金屬超標(biāo)率計(jì)算 中國藥用植物及制劑外經(jīng)貿(mào)綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（WM∕T2-2004）Cu、As、Cd、Hg和 Pb 的限量標(biāo)準(zhǔn)為分別 20.0、2.0、0.3、0.2、5.0 mg∕kg[2]。超標(biāo)樣本數(shù)與總樣本數(shù)的比值即為超標(biāo)率。

1.2.2 健康風(fēng)險(xiǎn)評估

1.2.2.1 暴露評估 黃芪通過口服發(fā)揮藥效作用，因此黃芪中重金屬也是經(jīng)口對人健康產(chǎn)生危害，不同重金屬產(chǎn)生的危害種類不同。所研究的5種重金屬，As元素可以產(chǎn)生致癌風(fēng)險(xiǎn)（即對機(jī)體能產(chǎn)生致癌效應(yīng)），5種重金屬均能產(chǎn)生非致癌風(fēng)險(xiǎn)（即對機(jī)體產(chǎn)生的其他危害的風(fēng)險(xiǎn)）。2種風(fēng)險(xiǎn)的暴露量計(jì)算有所不同，公式如（1）、（2）所示[3-4]：

其中EXPO非致癌和EXPO致癌-As分別代表非致癌重金屬的暴露量和致癌金屬As的暴露量；C代表重金屬的濃度（mg∕kg）；DI代表黃芪每天的攝入量（g），《中華人民共和國藥典2010版》規(guī)定黃芪的日攝入量在9～30 g最佳，取最大值30 g進(jìn)行暴露評價(jià)；EF為黃芪的暴露頻率（d）；ED為黃芪暴露年限（年）；AT為平均暴露時(shí)間（ED×365）；LT 為人的平均壽命（設(shè)為 70×365 d）；BW為體重（成年人的平均體重設(shè)為70 kg）。

1.2.2.2 風(fēng)險(xiǎn)表征 非致癌風(fēng)險(xiǎn)一般采用危害商數(shù)法（HQ）進(jìn)行表征，即暴露量與非致癌重金屬參考劑量（RFD）的比值，如公式（3）[4]所示，美國環(huán)保署（USEPA）規(guī)定 Cu、As、Cd、Hg和 Pb的參考劑量分別為分別40.0、1.0、0.3、0.7、3.8 μg∕（kg·d）[5]，如果同時(shí)有多種非致癌重金屬暴露，則可以用危害指數(shù)法（HI）進(jìn)行計(jì)算，如公式（4）[6]所示，當(dāng)HQ或HI大于1時(shí)，代表所研究重金屬具有非致癌風(fēng)險(xiǎn)，HQ或HI小于1時(shí)，表明重金屬無非致癌風(fēng)險(xiǎn)。

經(jīng)口暴露的As元素還可產(chǎn)生致癌風(fēng)險(xiǎn)，計(jì)算公式如（5）[6]所示。其中，SF為斜率因子，USEPA 規(guī)定As的SF為1.5 mg∕（kg·d）[7]。

1.2.3 限量濃度推定 WHO制定的《藥用植物質(zhì)量控制方法》中，規(guī)定來源于藥用植物的重金屬等有害物質(zhì)含量應(yīng)不超過該物質(zhì)總攝入量的1%[8]。因此，5種非致癌重金屬Cu、As、Cd、Hg和Pb來源于黃芪的量不超過4.000、0.010、0.003、0.007、0.038 mg∕kg。根據(jù)健康風(fēng)險(xiǎn)理論，非致癌重金屬的暴露量小于來源于黃芪中重金屬的暴露量時(shí)所得到的黃芪中的濃度即為安全限量濃度；致癌金屬As的風(fēng)險(xiǎn)小于1×10-5（WHO建議的基本無風(fēng)險(xiǎn)數(shù)值）時(shí)所得到的黃芪中As的濃度。

2 結(jié) 果

2.1 黃芪中重金屬污染現(xiàn)狀 黃芪中Cu、As、Cd、Hg和 Pb 的平均濃度為 8.20、0.86、0.16、0.04、1.58 mg∕kg，與中國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相比較，上述5種重金屬的超標(biāo)率分別為 8.6%、10.0%、11.4%、0、4.4%。從超標(biāo)率可以看出，As和Cd的超標(biāo)率相對較高。見表1。

表1 黃芪中Cd、Cu、Pb、As及Hg的含量及超標(biāo)率

2.2 暴露風(fēng)險(xiǎn)評估 利用公式（1）計(jì)算得到非致癌重金屬 Cu、As、Cd、Hg 和 Pb 的暴露量分別為 0.009 6、0.001 0、0.000 2、0.000 0、0.001 9 μg∕（kg·d），利用公式（2）計(jì)算得到致癌重金屬As的暴露量為0.000 0 μg∕（kg·d）。見表2。

表2 非致癌及致癌風(fēng)險(xiǎn)評估中各參數(shù)的確定及暴露結(jié)果

2.3 風(fēng)險(xiǎn)表征

2.3.1 非致癌風(fēng)險(xiǎn) Cu、As、Cd、Hg和 Pb的 HQ分別為 0.004 8、0.020 0、0.013 0、0.001 4、0.009 7，每種重金屬的HQ值均小于1，因此，每種重金屬均不產(chǎn)生非致癌風(fēng)險(xiǎn)。5種重金屬共同暴露的HI為0.049，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1，因此，5種重金屬共同暴露也不會(huì)產(chǎn)生非致癌風(fēng)險(xiǎn)。

2.3.2 致癌風(fēng)險(xiǎn) As元素經(jīng)口暴露還會(huì)產(chǎn)生致癌風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)公式（5）計(jì)算得到致癌風(fēng)險(xiǎn)R為4.3×10-6，該風(fēng)險(xiǎn)值大于USEPA所建議的1×10-6，但是小于WHO的建議值1×10-5。因此黃芪中As元素會(huì)產(chǎn)生高于USEPA建議的致癌風(fēng)險(xiǎn)。建議在人工種植時(shí)，要盡量控制黃芪中As元素的含量。

2.3.3 限量濃度 經(jīng)計(jì)算，非致癌重金屬Cu、As、Cd、Hg和 Pb的限量濃度分別為 17.03、0.43、0.13、0.30、1.62 mg∕kg，即當(dāng)黃芪中5種重金屬的濃度分別小于上述濃度時(shí)不會(huì)產(chǎn)生非致癌風(fēng)險(xiǎn)，Cu、As、Cd、Pb的限量濃度均嚴(yán)格于現(xiàn)行濃度標(biāo)準(zhǔn)；致癌重金屬As的限量濃度為2.0 mg∕kg時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生高于WHO建議的致癌風(fēng)險(xiǎn)。

3 討 論

重金屬的超標(biāo)率與非致癌風(fēng)險(xiǎn)的大小并無直接的相關(guān)性，Cd超標(biāo)率為最高，但是產(chǎn)生的非致癌風(fēng)險(xiǎn)并不是最高，此結(jié)論與以往研究相吻合[9]。重金屬的非健康風(fēng)險(xiǎn)的大小除了與日攝入量，攝入頻率，攝入時(shí)間等因素相關(guān)，還與無非致癌風(fēng)險(xiǎn)的RfD有很大相關(guān)性。因此，在判斷中藥材中重金屬的健康危害時(shí)，不應(yīng)簡單地通過超標(biāo)率進(jìn)行推測。

USEPA建議無致癌風(fēng)險(xiǎn)上限為1×10-6，其主要針對發(fā)達(dá)國家，WHO的建議值為1×10-5，主要針對發(fā)展中國家[10]，因此，本研究以WHO的建議值反推出致癌重金屬As的限量濃度為2 mg∕kg，其結(jié)果與現(xiàn)行As限量標(biāo)準(zhǔn)相吻合。但是在非致癌風(fēng)險(xiǎn)中，反推出As的限量濃度為0.43 mg∕kg。因此，為了使As既不產(chǎn)生非致癌風(fēng)險(xiǎn)又不產(chǎn)生高于建議值的致癌風(fēng)險(xiǎn)，As的濃度應(yīng)小于0.43 mg∕kg。但是該濃度較難以達(dá)到（本研究中31個(gè)樣本中只有17個(gè)達(dá)標(biāo)），但是為了人體的健康，應(yīng)盡量向這樣的低濃度標(biāo)準(zhǔn)靠近。

綜上所述，黃芪中5種常見重金屬的含量均較低，最高超標(biāo)元素為Cd（11.4%），按照《中華人民共和國藥典》規(guī)定攝入黃芪，5種重金屬不會(huì)產(chǎn)生非致癌風(fēng)險(xiǎn)，但是As元素會(huì)產(chǎn)生大于USEPA規(guī)定的致癌風(fēng)險(xiǎn)。因此，建議種植黃芪的過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制As元素的含量。