黃曲霉毒素暴露與風險評估研究范文
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材料與方法
1數(shù)據(jù)來源
在我國31個省（市、自治區(qū)）的省會城市采集玉米類食品201份。在每個城市選擇當?shù)赜写硇缘某校ㄞr(nóng)貿(mào)市場、糧油店）作為采樣點進行采樣，采樣點的分布兼顧城區(qū)、城郊、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等不同社會區(qū)域，使采樣區(qū)域能夠覆蓋我國不同氣候、飲食類型和經(jīng)濟社會類型。所有樣品用無菌封口袋密封包裝，4℃儲存。采用酶聯(lián)免疫吸附試驗（ELSA）法對樣品中的黃曲霉毒素B1進行檢測，試劑盒采用德國拜發(fā)公司（R-BiopharmAG）生產(chǎn)的ELISA試劑盒RIDASCREEN®AflatoxinB130/15（R1211），按照說明書規(guī)定的程序進行檢測。該方法對樣品中黃曲霉毒素B1的回收率為85%-101%，最低檢測限（LimitofDetection，LOD）為1µg/kg。
1.2其他數(shù)據(jù)來源
暴露評估所需的食物消費量數(shù)據(jù)來自王君等整理的2002年中國居民營養(yǎng)與健康調(diào)查數(shù)據(jù)庫中玉米食品消費數(shù)據(jù)，年齡體重等人口學數(shù)據(jù)來自評估所需的各人群的體重信息來自于《中國居民營養(yǎng)與健康狀況調(diào)查報告之三-2002居民體質(zhì)與營養(yǎng)狀況》。選取2~6歲兒童、標準人、城市標準人和農(nóng)村標準人4類人群進行暴露評估，按照消費量大小將每類人群分為一般消費人群和高消費人群兩組，具體信息見表1。
2暴露評估模型的構建
食品中危害物質(zhì)的暴露評估方法主要有點評估和概率評估兩種方法。點評估方法基于食品攝入量、真菌毒素含量以及體重的點值（平均值或高百分位數(shù)如P95）計算得到，忽視了食物攝入量和真菌毒素含量的變異性以及抽樣的不確定性，無法全面反映真菌毒素的暴露情況。為解決以上問題，本研究基于MonteCarlo模擬和Bootstrap抽樣技術，采用非參數(shù)概率評估方法構建概率評估模型，模擬評估不同人群通過玉米食品對黃曲霉毒素B1的暴露水平，描述分析其變異性和不確定性。具體方法如下：
（1）對于每一組人群，按照公式ECT/W進行暴露評估。式中E代表該組人群通過玉米食品對黃曲霉毒素B1的攝入量，C代表該組人群對玉米食品的攝入量，T代表玉米食品中黃曲霉毒素B1的含量，W代表該組人群的體重。
（2）將檢測得到的玉米食品樣本中黃曲霉毒素B1污染水平定義為離散均勻分布（DiscreteuniformDistribution），使變量分布中的每一個數(shù)據(jù)都有相同概率被抽到，不同人群的玉米攝入量C和體重信息W用點值（平均值）給出。進行10,000次MonteCarlo非參數(shù)模擬，抽樣方法設定為LatinHypercubeSampling，通過模擬得到該組人群通過玉米對黃曲霉毒素B1暴露水平的概率分布，計算均值、百分位數(shù)等統(tǒng)計量，描述黃曲霉毒素B1暴露評估結果的變異性。
（3）以檢測得到的201個玉米食品樣本中黃曲霉毒素B1污染數(shù)據(jù)作為經(jīng)驗樣本，進行1000次bootstrap抽樣，將每一次bootstrap抽樣得到的數(shù)據(jù)按照前面描述的方法進行10,000次MonteCarlo模擬，并計算均值、百分位數(shù)等統(tǒng)計量。1000組bootstrap樣本總共進行1,000×10,000次抽樣，計算上述均值、百分位數(shù)等統(tǒng)計量的90%置信區(qū)間（90%CI，P5-P95）以反映抽樣的不確定性。以上模擬抽樣過程在美國Palisade公司的@risk5.5IndustrialEdition專業(yè)風險分析軟件環(huán)境下運行。其中，低于檢測限的黃曲霉毒素B1污染數(shù)據(jù)按照1/2倍檢出限（0.5µg/kg）替換處理。
3風險描述方法
黃曲霉毒素B1屬于遺傳毒性致癌物，無法制定安全限值（閾值）對其膳食暴露產(chǎn)生的健康風險進行評價，本研究基于模擬得到的黃曲霉毒素B1攝入量，按照JECFA確立的黃曲霉毒素B1引發(fā)肝癌的危害程度公式對不同人群通過玉米食品攝入黃曲霉毒素B1產(chǎn)生的健康風險進行評價：危害程度=0.01（1-P）+0.03P。即當黃曲霉毒素暴露量為1ng/kgbodyweight（bw）/day時，乙肝表面抗原（HBsAg）陽性人群中肝癌年發(fā)生率為0.3例/10萬人，HBsAg陰性人群肝癌年發(fā)生率為0.01例/10萬人。p表示人群中HBsAg陽性比例，全國乙肝血清流行病學調(diào)查結果表明我國人群HBsAg攜帶率為7.18%。以此計算，黃曲霉毒素B1攝入量為1ng/kgbw/day時引發(fā)我國居民患肝癌的風險為每年0.031例/10萬人。
結果與分析
1玉米食品樣本中黃曲霉毒素B1污染狀況分析
進行暴露評估模擬所用的玉米食品樣本中黃曲霉毒素B1污染狀況統(tǒng)計結果見表2。總共201個樣本中，71個樣本檢出黃曲霉毒素B1，所有檢出樣本中黃曲霉毒素B1含量均未超過我國現(xiàn)行國家標準對玉米食品中黃曲霉毒素B1設定的最高限量20µg/kg。
2暴露評估結果分析
基于檢測得到的與玉米食品樣本中黃曲霉毒素B1污染數(shù)據(jù)，結合玉米食品的消費量和人口學數(shù)據(jù)，模擬計算我國不同人群對通過玉米食品對黃曲霉毒素B1的攝入量，統(tǒng)計結果見表3。結果表明，2-6歲兒童通過玉米食品對于黃曲霉毒素B1的攝入量最高，在一般消費水平和高消費水平下對黃曲霉毒素B1攝入量的平均值（90%置信區(qū)間）分別為0.50（0.43-0.58）和5.46（4.67-6.32）ng/kgbw/day，其高百分位數(shù)（P99）為2.76（76-6.33）和29.98（19.03-68.59）ng/kgbw/day。在成年消費人群中，農(nóng)村標準人群通過玉米食品對黃曲霉毒素B1的暴露量遠遠高于城市標準人群，特別是在高消費水平下黃曲霉毒素B1攝入量的高百分位數(shù)（P99）達到13.37（8.49-30.60）ng/kgbw/day。
3風險描述
基于前面模擬得到的以上四類不同人群通過玉米類食品對黃曲霉毒素B1攝入量，按照JECFA確立的方法對玉米食品中黃曲霉毒素B1膳食暴露可能引發(fā)的肝癌風險進行評價，結果見表4。按照全國平均HBsAg攜帶率計算，即使在P99的高風險水平下，我國標準人平均消費人群和高消費人群由于玉米食品中黃曲霉毒素B1的膳食暴露引發(fā)肝癌的風險（90%置信區(qū)間）分別為0.031（0.020-0.071）和0.314（0.199-0.718）例/10萬人/年，遠遠小于我國目前每年24.6例/10萬人的肝癌發(fā)病率，表明目前玉米食品中的黃曲霉毒素B1對我國居民產(chǎn)生的健康風險較低。但2-6兒童和農(nóng)村玉米高消費人群對于黃曲霉毒素B1的攝入量較大，其引發(fā)肝癌的風險相對較高，應該予以關注。
討論與結論
目前真菌毒素等化學危害物質(zhì)膳食暴露評估中普遍采用的點評估方法基于真菌毒素含量和食物消費量的點值計算得到，忽視了不同樣本之間真菌毒素含量的變異性以及樣品抽樣與檢測等過程產(chǎn)生的不確定性。本研究采用概率評估方法，利用MonteCarlo技術從玉米食品黃曲霉毒素B1污染分布中隨機抽樣，模擬得到不同人群通過玉米食品對黃曲霉毒素B1膳食暴露水平的概率分布及不同百分位數(shù)，反映了真菌毒素污染分布差異造成的暴露評估結果的變異性；通過1000次Bootstrap抽樣，模擬計算得到所有統(tǒng)計結果的90%置信區(qū)間（P5-P95），量化分析了暴露評估結果的不確定性，克服了點評估方法不能量化描述結果變異性和不確定性的缺點，使評估結果更加全面可靠。
膳食暴露概率評估方法有參數(shù)和非參數(shù)兩類方法。參數(shù)方法是用適當理論分布（如對數(shù)正態(tài)分布、威布爾分布等）對污染物數(shù)據(jù)等參數(shù)進行擬合，對擬合的分布進行抽樣模擬；非參數(shù)方法是指將具有代表性的較大容量原始觀察數(shù)據(jù)作為經(jīng)驗分布，直接從中進行抽樣模擬。由于黃曲霉毒素B1在食品中痕量存在，本研究所用的玉米食品中黃曲霉毒素B1污染數(shù)據(jù)中有很大比例（64.68%）在檢測限以下，無法找到合適的理論分布對玉米食品中的黃曲霉毒素B1污染數(shù)據(jù)進行擬合。因此本文最終采用非參數(shù)概率評估方法，利用@risk軟件的DiscreteuniformDistribution分布，對不同人群通過玉米食品對黃曲霉毒素B1膳食暴露情況進行模擬計算。
本研究結果表明我國不同人群通過玉米食品攝入黃曲霉毒素B1可能引發(fā)肝癌的風險較低。由于真菌毒素在食品中污染狀況隨著年份和季節(jié)變化較大，需進一步對玉米食品中黃曲霉毒素B1污染情況進行連續(xù)跟蹤監(jiān)測，并加大采樣數(shù)量，全面評估其對我國居民產(chǎn)生的健康風險；另一方面，由于黃曲霉毒素B1在花生、堅果和大米等食品中也有較為廣泛的分布，下一步需結合其他食品中黃曲霉毒素污染情況，對黃曲霉毒素B1的總體膳食暴露及風險狀況進行評估。此外，本研究采用ELSA方法對樣本中黃曲霉毒素B1進行檢測，該方法具有簡便、快捷等優(yōu)點，但可能存在檢測結果假陽性，造成黃曲霉毒素B1膳食暴露和風險評估結果偏高，后續(xù)研究需要采用更加精確的檢測方法來提高黃曲霉毒素B1污染數(shù)據(jù)質(zhì)量，降低數(shù)據(jù)來源本身的不確定性。
作者：郭耀東陳璐袁亞宏岳田利單位：西北農(nóng)林科技大學食品科學與工程學院