衰老是一個(gè)復(fù)雜的過程，它反映了遺傳和環(huán)境因素的相互作用。正如理解“致癌物質(zhì)”對(duì)癌癥生物學(xué)的發(fā)展至關(guān)重要一樣，理解“加速衰老的環(huán)境毒素”對(duì)抗衰老學(xué)科的發(fā)展也同樣重要[1]。因此，時(shí)光派愿同讀者一道，加深對(duì)環(huán)境毒素的認(rèn)識(shí)，知己知彼，百戰(zhàn)不殆。

本期筆者將與大家分享一種人人談之色變的重金屬毒素——汞。

從“藥丸”到“要完”

汞（Hydrargyrum），俗稱水銀，是一種常溫常壓下呈液態(tài)的金屬。由于其魔幻的物理性質(zhì)，如超高的比重（13.55）和絲滑的液態(tài)身形，汞在中國(guó)古代深受煉丹方士的垂青。秦始皇更是稀里糊涂地吃下一堆汞藥丸企圖長(zhǎng)生不老，甚至還在自己的陵墓中灌滿了汞[2]。此外，作為煉汞最主要的礦物原料，朱砂（主要成分為HgS）自古便是一種重要的顏料和中藥藥材。

圖注：朱砂原石

隨著科技的爆炸式發(fā)展，汞的諸多優(yōu)良性能被發(fā)掘并廣泛應(yīng)用于生活和生產(chǎn)中，如體溫計(jì)、血壓計(jì)、節(jié)能燈、化妝品添加劑、補(bǔ)牙材料、消毒劑、冶金工業(yè)等等。對(duì)汞的依賴和濫用，讓我們?cè)诤荛L(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都忽略了它致命的毒害風(fēng)險(xiǎn)。直到1956年，震驚世界的日本水俁病事件發(fā)生，才終于讓人們意識(shí)到事情有些不對(duì)勁了。

所謂水俁病，是指人或其他動(dòng)物食用了含有機(jī)汞污染的魚貝類，使有機(jī)汞侵入腦神經(jīng)細(xì)胞而引起的一種綜合性疾病。由于這一病癥最早發(fā)生在日本九州島不知火海之濱的熊本縣水俁市，故稱“水俁病”。水俁病的患者輕則手足麻痹、運(yùn)動(dòng)障礙、失智，重則痙攣、神經(jīng)錯(cuò)亂、乃至死亡，且至今仍無有效的治療方法。這一切的罪魁禍?zhǔn)?，來自于水俁灣上游的Chisso's chemical factory（日本一家氮肥工廠）不經(jīng)處理便排出的工業(yè)廢水。該廠使用了低成本的硫酸汞做催化劑，利用乙炔水化法制備乙醛，并將廢水直接排入不知火海。此舉導(dǎo)致海中魚貝類吸收了無機(jī)汞化合物，并在體內(nèi)將其轉(zhuǎn)化為毒性更為強(qiáng)烈的有機(jī)汞。當(dāng)?shù)氐木用袷秤昧吮晃廴镜聂~貝類后，便患得水俁病。

圖注：水俁病患者

然而沉重的史實(shí)在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)尚未能遏制住汞的發(fā)展利用。直到2017年8月16日，《關(guān)于汞的水俁公約》才終于生效[3]，《公約》中文版開頭寫道：

本公約締約方，認(rèn)識(shí)到鑒于汞可在大氣中作遠(yuǎn)距離遷移、亦可在人為排入環(huán)境后持久存在、同時(shí)有能力在各種生態(tài)系統(tǒng)中進(jìn)行生物累積、而且還可對(duì)人體健康和環(huán)境產(chǎn)生重大不利影響，此種化學(xué)品已成為全球關(guān)注問題。（www.mercuryconvention.org）

隨著《公約》的執(zhí)行，汞也將會(huì)逐步地被其它無毒或低毒材料所替代。

防不勝防的汞污染

除了日常生活中的汞制品，工業(yè)三廢和食物本身也是重要的汞源。

實(shí)際上，生態(tài)系統(tǒng)十分復(fù)雜，今天人們所生產(chǎn)、消耗的汞，不僅會(huì)在環(huán)境中不斷富集，甚至還會(huì)再回到我們體內(nèi)。如圖展示了汞在生態(tài)系統(tǒng)中的循環(huán)富集過程，簡(jiǎn)單概括而言：汞能以各種形態(tài)聚集于全球各地的大氣、水域、土地環(huán)境，并最終富集到生物體中，進(jìn)入食物鏈。

圖注：汞在生態(tài)系統(tǒng)中的循環(huán)和富集[4]

煤炭中汞含量約為0.10μg/g，屬于痕量級(jí)污染物，然而我國(guó)龐大的燃煤電廠基數(shù)使得大氣汞污染不容小覷。2015年中國(guó)燃煤電廠汞排放量總計(jì)73噸，其中單質(zhì)汞54噸，氣態(tài)氧化汞18噸，顆粒結(jié)合汞1噸。清華大學(xué)郝吉明院士課題組基于2015年的數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)并繪制了中國(guó)燃煤電廠汞排放清單[5]。下圖展示了不同規(guī)模的煤粉鍋爐在全國(guó)范圍內(nèi)的分布，受原料煤的不同及各地燃煤習(xí)慣差異影響，汞排放強(qiáng)度亦有所不同（圖5）。

圖注：2015年全國(guó)1472臺(tái)煤粉鍋爐的汞排放量及空間分布。直方圖：煤粉鍋爐的基本參數(shù)；紅點(diǎn)大?。汗欧帕浚焕ㄌ?hào)中的數(shù)字：鍋爐數(shù)量

圖5：2015年全國(guó)各省份和地區(qū)的汞排放強(qiáng)度（單位：克/千兆瓦時(shí)）

此外，東北大學(xué)于永亮課題組通過調(diào)研分析1970-2010四十年來中國(guó)各地人群的尿汞水平及變化趨勢(shì)發(fā)現(xiàn)，我國(guó)普通公眾和職業(yè)暴露人群尿汞水平整體呈下降趨勢(shì)，但仍存在地域和人群差異：如北京和山西太原地區(qū)較多的金屬冶煉廠和煤礦活動(dòng)導(dǎo)致當(dāng)?shù)仄胀ü娔蚬骄灯?，貴州、青海等地則由于大量開采汞礦使得礦工等從業(yè)者尿汞含量高達(dá)正常參考值的10-30倍[6]。

有了水俁病的前車之鑒，我們理應(yīng)更加關(guān)注水產(chǎn)食物中汞含量是否合乎標(biāo)準(zhǔn)。上海交通大學(xué)附屬新華醫(yī)院顏崇淮課題組調(diào)研了1982名上海學(xué)齡前兒童，分析發(fā)現(xiàn)兒童頭發(fā)中汞含量的幾何平均值為191.9 (95% CI: 181.8, 202.4) μg/kg，略高于美國(guó)NIH規(guī)定的1-5歲兒童120μg/kg的標(biāo)準(zhǔn)；且食用海魚類頻率與頭發(fā)中汞含量呈正相關(guān)，尤其是金槍魚（Tuna）和鯧魚（Pomfret）[7]。下圖展示了頭發(fā)中汞含量與不同水產(chǎn)品攝入之間的關(guān)系。

圖注：上海學(xué)齡前兒童頭發(fā)中汞含量與攝入水產(chǎn)品種類之間的關(guān)系。OR（95% CI）表示優(yōu)勢(shì)比（置信區(qū)間95%），OR值大于1，表示該因素是危險(xiǎn)因素；P值是用來判定假設(shè)檢驗(yàn)結(jié)果的參數(shù)，P值越小，表明相關(guān)性越顯著

獵人或是獵物

在人們大肆消費(fèi)、排放汞時(shí)，或許并不會(huì)想到這些毒素從未離開，而是以另一種方式蟄伏于環(huán)境中。某種程度上，我們自以為是站在食物鏈頂端的獵人，殊不知已成為汞的獵物。

汞不僅能以多種形式被攝入人體，還能在體內(nèi)進(jìn)行形態(tài)轉(zhuǎn)化，沉積于身體各個(gè)器官，包括腎臟、腸道、大腦等。美國(guó)摩斯大學(xué)的研究者們總結(jié)了汞暴露對(duì)腎臟損傷及衰老的影響和作用機(jī)制（如下圖），一旦進(jìn)入細(xì)胞，汞結(jié)合物可能導(dǎo)致DNA甲基化、炎癥、線粒體損傷和氧化應(yīng)激反應(yīng)[8]。

圖注：近端腎小管細(xì)胞中汞的轉(zhuǎn)運(yùn)和毒性

江西農(nóng)業(yè)大學(xué)的研究者們持續(xù)90天為實(shí)驗(yàn)組小鼠飼喂5mL HgCl2含量為80mg/L（小鼠致死量的1/20~1/5）的水。與對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)組小鼠出現(xiàn)了腸道嚴(yán)重?fù)p傷、腸道微生物群代謝紊亂、細(xì)胞凋亡加重的癥狀[9]。另有綜述匯總對(duì)比了汞中毒與阿爾茨海默癥的表型、癥狀、機(jī)理等，鑒于有機(jī)汞具備穿透血腦屏障的能力，因而汞中毒很可能是阿爾茨海默癥的病因之一[10]。

亡羊補(bǔ)牢，為時(shí)未晚

盡管工業(yè)生產(chǎn)使得汞在環(huán)境和人體中富集，但隨著人們意識(shí)的不斷提高，如《關(guān)于汞的水俁公約》等一系列條約的履行；以及現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展，我們終究能戰(zhàn)勝并消除汞對(duì)我們的不利影響。

臨床上治療汞中毒主要利用二硫醇螯合劑，如與汞具有高親和性的BAL（二巰基丙醇）及其類似物DMPS(單硫醇)和DMSA(琥珀酸二硫醇)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和某些情況下的人體數(shù)據(jù)表明，二硫醇螯合劑能促進(jìn)砷和汞的排泄[11]。

除了避免使用汞制品、遠(yuǎn)離工業(yè)重災(zāi)區(qū)、減少攝入海魚產(chǎn)品外，我們還可以通過調(diào)整營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)以防患于未然。挪威CONEM（營(yíng)養(yǎng)和環(huán)境醫(yī)學(xué)理事會(huì)）研究員Geir Bj?rklund在動(dòng)物研究中發(fā)現(xiàn)，硒可以降低汞化合物的毒性，雖然具體機(jī)制有待驗(yàn)明[12]，但我們?nèi)钥梢栽谑匙V上添加一些常見的含硒食物，如雞蛋、鴨蛋、鵝蛋等。此外，印度藥學(xué)教育研究所的學(xué)者總結(jié)了一些具有清除自由基和螯合作用的天然抗氧化劑，可作為醫(yī)用螯合劑的替代品[13]。與傳統(tǒng)的螯合劑相比，天然化合物具備豐富的可用性、經(jīng)濟(jì)性和最小的副作用。

圖注：部分具備排汞解毒功能的天然化合物（如大蒜提取物、維生素B6等）

—— TIMEPIE ——

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