［專家介紹］蔣利和，研究員、教授，博士研究生導(dǎo)師，現(xiàn)任右江民族醫(yī)學(xué)院碩士研究生導(dǎo)師，馬來西亞瑪莎大學(xué)博士研究生導(dǎo)師。兼任廣西生物化學(xué)與分子生物學(xué)學(xué)會常務(wù)理事、中國抗癌協(xié)會會員、廣西抗癌協(xié)會腫瘤精準(zhǔn)治療專業(yè)委員會委員。入選百色市D類高層次人才計劃，獲中國科學(xué)院王寬誠博士后工作獎。擔(dān)任國家自然科學(xué)基金項目函評專家、教育部學(xué)位論文評審專家，廣西、江西、海南科技項目評審專家。2017年7月至今擔(dān)任廣西南寧靈康賽諾科生物科技有限公司研發(fā)副總裁。主要研究方向涵蓋腫瘤生物學(xué)（基因功能與預(yù)后關(guān)聯(lián)、表觀遺傳調(diào)控、腫瘤生物信息學(xué)）、腫瘤藥理學(xué)及再生醫(yī)學(xué)（神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域）。主持參與國家自然科學(xué)基金項目3項、省部級科研課題4項、廳級項目3項，參與科技攻關(guān)項目1項，完成科技成果轉(zhuǎn)化1項。發(fā)表學(xué)術(shù)論文100余篇，其中以第一或通信作者身份發(fā)表SCI收錄論文30余篇，獲授權(quán)國家發(fā)明專利3項。科研獲獎包括中共廣西壯族自治區(qū)委員會統(tǒng)戰(zhàn)部調(diào)研成果一等獎和二等獎各1項、第六屆廣西青年學(xué)術(shù)論文一等獎和二等獎各1項、2015年度廣西藥學(xué)會中恒科學(xué)技術(shù)獎三等獎。已經(jīng)培養(yǎng)碩士研究生14名、博士研究生1名。

【摘要】 鎘是一種全球性污染物，易通過食物鏈和飲水進(jìn)入人體，在骨骼和腎臟中累積，其生物半衰期長達(dá)10至30年，長期暴露可能導(dǎo)致骨質(zhì)疏松、骨軟化，增加骨折風(fēng)險。鎘的毒性作用不僅限于骨骼，還與腎臟損傷、癌癥和呼吸系統(tǒng)疾病等慢性疾病有關(guān)。本綜述系統(tǒng)總結(jié)國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，探討鎘對骨骼健康影響的歷史、現(xiàn)狀以及作用機制，鎘與骨質(zhì)疏松、骨關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的關(guān)系，還有鎘暴露風(fēng)險標(biāo)志物以及鎘致骨骼疾病的預(yù)防策略。了解鎘對骨骼的有害影響，有助于增強公眾的意識，為鎘污染的預(yù)防措施和科學(xué)干預(yù)提供見解。

【關(guān)鍵詞】 鎘；骨質(zhì)疏松；骨關(guān)節(jié)炎；類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎；生物標(biāo)志物

中圖分類號：R155"" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A"" DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2025.03.001

Impact of cadmium toxicity on human bone health

LI Tuna， JIANG Lihe^b▲

（a. School of Public Health， b. School of Basic Medical Sciences， Youjiang Medical University for Nationalities， Baise 533000， Guangxi， China）

【Abstract】"" Cadmium is a global pollutant that easily enters the human body through the food chain and drinking water， accumulating in bones and kidneys. Its biological half-life is as long as 10 to 30 years. Long-term exposure can lead to osteoporosis， osteomalacia， and an increased risk of fractures. The toxicity of cadmium is not limited to bones， but is also associated with chronic diseases such as kidney damage， cancer， and respiratory diseases. This review systematically summarizes relevant literature at home and abroad， exploring the history， current status， and mechanisms of cadmium's impact on bone health. It also investigates relationship between cadmium and osteoporosis， osteoarthritis， rheumatoid arthritis， as well as cadmium exposure risk biomarkers and preventive strategies for cadmium-induced bone diseases. Understanding the harmful effects of cadmium on bones can help raise public awareness and provide insights for the prevention of cadmium pollution and scientific interventions.

【Keywords】 cadmium; osteoporosis; osteoarthritis; rheumatoid arthritis; biomarkers

鎘（Cd）是一種廣泛分布于環(huán)境中的有毒重金屬，其生物半衰期長達(dá)10至30年^［1］。隨著工業(yè)化進(jìn)程的加速，鎘通過環(huán)境暴露、食物鏈和飲水進(jìn)入人體，逐漸累積于骨骼和腎臟^［2］。20世紀(jì)日本發(fā)生的“痛痛?。↖tai-itai disease）”事件首次揭示了慢性鎘中毒可導(dǎo)致嚴(yán)重骨質(zhì)疏松、骨折及骨骼畸形^［3］，此后鎘對骨骼健康的危害逐漸成為研究焦點。本綜述系統(tǒng)分析鎘的體內(nèi)代謝特征、骨骼毒性機制及其與骨質(zhì)疏松癥、骨關(guān)節(jié)炎（OA）、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎（RA）等疾病的關(guān)聯(lián)，旨在為公共衛(wèi)生干預(yù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 鎘對骨骼影響的機制與研究沿革

1.1 早期研究階段

鎘的骨骼毒性最早在20世紀(jì)中期的流行病學(xué)研究中被發(fā)現(xiàn)。日本富山縣“痛痛病”事件中，患者因長期攝入鎘污染的水稻出現(xiàn)嚴(yán)重骨軟化癥和骨折，證實了鎘暴露與骨骼健康的直接關(guān)聯(lián)^［3］。此階段研究主要集中于鎘對鈣磷代謝的干擾，例如鎘通過置換骨骼中的鈣離子抑制骨礦化^［4］，并通過腎損傷減少活性維生素D合成，間接影響鈣吸收^［5-6］。

1.2 現(xiàn)代機制研究進(jìn)展

21世紀(jì)以來，分子生物學(xué)技術(shù)揭示了鎘通過多重途徑損害骨骼細(xì)胞功能。研究表明，鎘可激活氧化應(yīng)激反應(yīng)，誘導(dǎo)成骨細(xì)胞凋亡并抑制其分化，同時增強破骨細(xì)胞活性，導(dǎo)致骨吸收與骨形成失衡^［7-8］。此外，鎘在骨骼細(xì)胞內(nèi)的蓄積直接干擾骨基質(zhì)合成，加劇骨礦化紊亂^［3，7］。這些發(fā)現(xiàn)不僅深化了我們對鎘毒性機制的理解，也為未來可能的治療策略提供了新的思路。

2 鎘暴露與骨骼疾病的流行病學(xué)關(guān)聯(lián)

2.1 骨質(zhì)疏松癥

中國一項涵蓋3063名受試者的研究發(fā)現(xiàn)尿鎘水平與骨密度的T值之間存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系^［9］。機制研究揭示，鎘能夠通過抑制鈣的吸收、干擾維生素D的正常代謝^{［6，10］}，以及激活破骨細(xì)胞的活性^［11］，這些因素共同作用導(dǎo)致了骨密度的下降。此外，美國的NHANES數(shù)據(jù)進(jìn)一步表明，在50歲以上的人群中，尿鎘濃度與骨質(zhì)疏松的風(fēng)險呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系^［12］。

2.2 骨關(guān)節(jié)炎

鎘暴露通過氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)加劇OA的病理進(jìn)程。在動物實驗中已經(jīng)證實，鎘能夠誘導(dǎo)關(guān)節(jié)軟骨基質(zhì)分解酶的表達(dá)，從而加速糖胺聚糖和蛋白多糖的降解^［13］。同時，鎘暴露還會增加促炎因子如TNF-α、IL-6等的水平^［14］。此外，流行病學(xué)的調(diào)查研究也顯示，在高鎘污染的地區(qū)，居民發(fā)生骨關(guān)節(jié)損傷的風(fēng)險顯著升高^［15］。

2.3 類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎

鎘可能通過激活免疫系統(tǒng)來參與RA的發(fā)病^［16］。研究顯示，血鎘水平升高與RA風(fēng)險呈正相關(guān)^［17］，其潛在的機制包括鎘誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激反應(yīng)和T細(xì)胞的異?；罨?sup>［^18］。在中國進(jìn)行的一項研究也發(fā)現(xiàn)，那些居住在環(huán)境鎘暴露地區(qū)的RA患者，他們的血鎘濃度顯著高于沒有暴露在鎘環(huán)境中的對照組^［19］。

2.4 其他骨疾病

長期的鎘暴露可能會通過干擾鈣和磷的正常代謝過程，導(dǎo)致骨鹽沉積出現(xiàn)障礙，從而引發(fā)骨軟化癥^［10］。由于鎘對骨骼礦化過程的負(fù)面影響，骨密度會有所降低，這使得長期暴露于鎘環(huán)境中的老年人群體面臨更高的骨折風(fēng)險^［20］。流行病學(xué)的研究表明，在那些重金屬污染較為嚴(yán)重的地區(qū)，鎘暴露與骨折發(fā)生風(fēng)險之間存在著顯著的正相關(guān)關(guān)系^［15］。

3 鎘暴露評估與防治策略

3.1 生物標(biāo)志物應(yīng)用

在環(huán)境健康領(lǐng)域，尿鎘和血鎘的測定被廣泛用于評估個體的長期與近期鎘暴露水平^［21-22］。尿鎘水平通常反映的是過去幾個月至幾年的鎘暴露情況，而血鎘水平則更多地指示最近一段時間內(nèi)的鎘暴露水平。骨代謝標(biāo)志物，例如β-膠原交聯(lián)C-末端肽（β-CTX）和Ⅰ型前膠原氨基端前肽（PINP），可以用來反映鎘對骨吸收與骨生成的動態(tài)影響^［23-24］。這些標(biāo)志物的水平變化能夠提供關(guān)于骨骼健康狀況的重要信息。此外，血清維生素D和甲狀旁腺激素（PTH）水平的測定可以作為鈣代謝異常的輔助指標(biāo)^［25-27］。維生素D水平的高低直接關(guān)聯(lián)到鈣的吸收和骨骼健康，而PTH的水平則反映了身體對鈣平衡的調(diào)節(jié)機制。通過這些生物標(biāo)志物的綜合評估，可以更全面地了解鎘暴露對人體健康的影響。

3.2 綜合防治措施

①環(huán)境污染控制：為了有效控制環(huán)境污染，我們需嚴(yán)格限制工業(yè)鎘排放，以降低食品和水源污染的風(fēng)險。這一步驟至關(guān)重要，因為鎘是一種對人體有害的重金屬，一旦進(jìn)入環(huán)境，將對生態(tài)系統(tǒng)和人類健康造成長期影響。通過實施嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管措施，可以減少鎘對環(huán)境的污染程度，從而保護(hù)公共健康^［28］。②飲食干預(yù)：在飲食方面，建議增加鈣、鋅、硒以及抗氧化劑（如維生素C、E）的攝入量。這些營養(yǎng)素能夠有效拮抗鎘的毒性，幫助身體抵御鎘帶來的負(fù)面影響^［29-32］。③臨床干預(yù)：在臨床治療方面，雙膦酸鹽類藥物已被證明可以減緩骨質(zhì)疏松的進(jìn)展，這對于那些因長期暴露于鎘環(huán)境中而可能面臨骨骼健康問題的個體來說，是一個重要的治療選擇^［33］。此外，研究也顯示N-乙酰半胱氨酸等抗氧化劑可以減輕鎘誘導(dǎo)的氧化損傷，為鎘中毒的治療提供了新的思路和方法^［34］。

4 小結(jié)與展望

鎘暴露通過干擾鈣磷代謝、誘導(dǎo)氧化應(yīng)激及炎癥反應(yīng)等多種機制損害骨骼健康?，F(xiàn)有研究表明，鎘與骨質(zhì)疏松癥、骨關(guān)節(jié)炎及類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的發(fā)病風(fēng)險顯著相關(guān)。未來需深入探討鎘毒性的分子機制，尤其是基因表達(dá)調(diào)控和信號通路的作用。此外，長期隊列研究應(yīng)重點關(guān)注不同人群（如女性、老年人）的鎘暴露差異及干預(yù)效果。公共衛(wèi)生層面需加強鎘污染監(jiān)管，完善高風(fēng)險人群健康監(jiān)測體系，以實現(xiàn)早期預(yù)防和精準(zhǔn)干預(yù)。

參 考 文 獻(xiàn)

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（編輯：梁明佩）

基金項目：右江民族醫(yī)學(xué)院高層次人才引進(jìn)基金（YY2021SK002）；環(huán)境毒理學(xué)安徽普通高校重點實驗室開放課題（2022-AHMUT-KF-5）

第一作者簡介：李囤，男，醫(yī)學(xué)學(xué)士，在讀碩士研究生，研究方向：環(huán)境污染物對人體健康的影響及防治。E-mail：lt2543270069@163.com

▲通信作者：蔣利和。E-mail：jianglihe@ymun.edu.cn

［本文引用格式］李囤，蔣利和.鎘毒性對人體骨骼健康的影響［J］.右江醫(yī)學(xué)，2025，53（3）：193-196.