基于农产品消费的累积膳食农药暴露评分与美国生物监测队列尿液农药生物标志物的关联研究

　　本研究针对膳食农药混合暴露的健康风险认知不足问题，开发了一种基于农产品农药残留水平的累积暴露评分方法。研究人员利用美国农业部农药数据计划（PDP）和全国健康与营养调查（NHANES）数据，通过对44类农产品建立农药负荷指数，计算了1837名参与者的膳食农药暴露评分。研究发现排除马铃薯后，高农药残留农产品的消费与尿液中有机磷、拟除虫菊酯和新烟碱类杀虫剂生物标志物水平呈显著正相关（β=0.75[0.35,1.14]）。该研究为评估膳食农药混合暴露对健康影响的流行病学研究提供了重要方法学支持。

　　

在现代农业生产中，农药的使用确保了作物的高产稳产，但同时也带来了不可忽视的健康风险。数百万吨的合成农药活性成分每年被用于美国农业生产，人们通过食物、饮用水、居住环境等多种途径暴露于农药残留。特别值得注意的是，水果和蔬菜作为健康饮食的重要组成部分，往往也是农药残留的主要载体，即使经过清洗仍可能含有多种农药残留。这种膳食农药暴露与癌症风险增加、不良出生结局、神经毒性、生殖毒性等多种健康危害密切相关。

然而，当前对农药混合暴露的累积健康效应仍知之甚少。美国政府的农药风险评估和食品中农药残留限量标准通常只关注单一农药，未能充分考虑农药混合物的累积毒性效应。这一认知空白使得我们难以准确评估消费者实际面临的农药组合暴露风险，而非孤立物质的暴露。

为了填补这一研究空白，Environmental Working Group的研究团队开展了一项创新性研究，开发了一种评估膳食农药累积暴露的新方法，并验证了其与人体内暴露水平的相关性。该研究近期发表在《International Journal of Hydrogen Energy》上。

研究人员采用了多项关键技术方法：利用美国农业部农药数据计划（PDP）2013-2018年对44类农产品的农药残留检测数据；从美国环保署（EPA）和欧洲食品安全局（EFSA）等权威机构获取农药毒性参考值；基于2015-2016年全国健康与营养调查（NHANES）队列中1837名参与者的膳食问卷数据和尿液生物标志物检测结果；建立包含农药检出频率、种类数量、总浓度和相对毒性的农药负荷指数；使用协变量调整加权线性回归模型分析膳食农药暴露评分与尿液农药生物标志物平均等级的关系。

农药残留特征分析

研究分析了44类农产品中的222种农药分析物，对应178种独特母体农药。结果显示农药残留在不同商品间差异很大，最常检测到的农药（所有商品样本中>10%）包括杀菌剂噻菌灵、boscalid、吡唑醚菌酯、fludioxonil和嘧菌酯，以及杀虫剂吡虫啉。平均浓度最高的五种农药是植物生长调节剂氯苯胺灵和杀菌剂ametoctradin、fludioxonil、嘧霉胺和iprodione，平均浓度范围从0.04到0.01ppm。

农产品农药负荷排名

研究人员开发了三种农药负荷指数：使用NOAEL（未观察到 adverse effect level）的"NOAEL"指数、使用RfD/ADI（参考剂量/可接受日摄入量）的"RfD/ADI"指数，以及不包含毒性指标的"No HI"指数。使用所有PDP农药和NOAEL毒性指标时，农药负荷指数最高的十种商品是菠菜（100）、羽衣甘蓝（99）、草莓（97）、马铃薯（94）、油桃（91）、桃子（91）、苹果（91）、樱桃（88）、葡萄干（83）和葡萄（82），而最低的十种商品是甜玉米（1）、洋葱（5）、橙汁（10）、冷冻甜豌豆（12）、卷心菜（20）、芦笋（21）、花椰菜（23）、苹果汁（24）、西兰花（24）和蘑菇（30）。

暴露与生物标志物关联分析

对1837名NHANES参与者的分析显示，膳食农药暴露评分增加与平均农药生物标志物等级无显著关联（β[95%CI]=0.02[-0.34,0.38]），且在使用不同指数计算的评分中结果一致。当将食物和尿液中的农药进行匹配时，关联性略强（β[95%CI]=0.09[-0.32,0.51]）。排除马铃薯后，出现了显著的正向关联（β[95%CI]=0.75[0.35,1.14]）。当排除马铃薯时，按农药污染加权的果蔬消费与尿液中有机磷、拟除虫菊酯和新烟碱类杀虫剂生物标志物水平较高相关。

敏感性和分层分析

留一法敏感性分析显示，排除大多数商品时，总体关联没有明显变化，且仍然为零关联，但排除马铃薯后，膳食农药暴露评分与平均农药生物标志物等级之间出现了显著的正相关。将消费基于高残留和低残留水果和蔬菜进行分类的分析表明，高残留食物（β[95%CI]=59.9[25.9,93.9]）和低残留食物（37.1[-7.46,81.6]）的消费都与等级增加相关，但单份高残留食物的关联更强，且估计更精确、显著。

研究结论表明，普通人群通过饮食暴露于多种农药混合物，需要深入评估这些混合物对人类健康的影响。本研究开发的方法通过用44种不同商品的农药负荷加权水果和蔬菜消费来估计累积膳食农药暴露，称为膳食农药暴露评分。当将食物中测量的农药与尿液生物标志物匹配时，膳食农药暴露评分增加或消费农药负荷较高的农产品（马铃薯除外）与尿液中农药生物标志物浓度相关。

该研究的讨论部分强调，这些发现与其他表明饮食是测量尿液农药浓度关键贡献者的研究一致，通过食物残留监测和食物频率问卷估计的膳食暴露与农药生物标志物浓度相关。与先前使用类似方法的Hu等人（2016）和Chiu等人（2018c）的研究一致，当限制食物中分析的农药为验证队列尿液中测量的农药时，模型得到加强，特别是在排除马铃薯的情况下。

该方法在多个方面扩展了已发布的PRBS（农药残留负担评分）方法：添加了检测农药的毒性参考值指标，并考虑了农药的总浓度；使用了比Hu等人（2016）更晚的PDP采样年份和更晚的NHANES参与者队列，能够测量更广泛农药的关联，并由于NHANES饮食问卷协议的更新而更广泛地代表单个商品以及食品制备方式。

研究人员建议，未来的流行病学研究可以使用这种方法（建议排除马铃薯）来评估膳食农药暴露对健康结果的影响。这种方法也可能有助于为创建社区报告工具提供信息，以教育消费者了解减少农药暴露的方法，因为它提供了关于消费特定水果和蔬菜可能如何提高尿液农药水平的进一步见解。

该研究的意义在于为评估农药混合暴露的健康影响提供了重要的方法学工具，特别是在当前监管机构通常只关注单一农药风险评估的背景下。通过将膳食暴露估计与内部生物标志物测量相关联，该方法为未来研究膳食农药暴露与健康结果之间的关系提供了可靠的工具，同时也为消费者做出减少农药暴露的饮食选择提供了科学依据。