翻译-关于饮水中硝酸盐和健康最近的调查结果和研究需要

中文译文工作组报告：关于饮水中硝酸盐和健康最近的调查结果和研究需要Mary H. Ward,1 Theo M. deKok,2 Patrick Levallois,3 Jean Brender,4 Gabriel Gulis,5 Bernard T. Nolan,6 and James VanDerslice 7人类对氮循环的改变导致了我们的饮用水中在不断积累硝酸盐。在急性条件下，美国针对饮用水中硝酸盐含量颁布了最大污染物标准和世界卫生组织指导方针，以保护来自发展中国家的高铁血红蛋白血症的婴儿。一些科学家最近提出，监管限制硝酸盐的做法过于保守，但是，他们并没有充分考虑长期健康结果。2004 年 8 月，在国际环境流行病学学会会议中对饮用水硝酸盐和健康进行了研讨，主要针对硝酸盐的风险评估和相应产生的监管限制对健康的影响。利用亚硝化增长率识别亚种群的方法评估出饮用水中硝酸盐对 N亚硝基化合物的内源性成的贡献。不良的健康影响可能是硝酸盐摄取总量产生的复杂的相互作用以及相伴的对亚硝化辅助因子和前体细胞的摄取，和增强亚硝化作用的特殊的医学条件共同作用的结果。研讨会参与者得出结论：更多的试验研究势在必行，而且，独特并富有成效的方法也许是在不断增长的内生亚硝化作用下对敏感人群进行传染病研究。少数已评估的传染病研究中对亚硝化前体细胞和亚硝化抑制剂摄入量的观测发现结肠癌和神经管缺损的风险提高与饮用水亚硝化关注点低于监管限度有关。在饮用水硝酸盐的角色变为已认定的饮用水硝酸盐控制标准之前，作为特殊癌症再生和其他慢性健康影响的风险因素必须被彻底的进行研究。关键词：不良生殖结果，高铁血红蛋白血症，肿瘤，硝酸盐，亚硝酸盐，N -亚硝基化合物，水的污染。在过去的半个世纪，人类戏剧性的改变了氮循环，其结果是，硝酸盐已在我们的水资源中稳定积累。从全球来看，1950 年以来人类氮气生产已迅速增长并超过了固定天然来源的 30%。而 1950 年以前，这只是天然来源中的很小一个部分。化肥是全世界人为氮气产生因素中的最重要因素；其他的主要来源包括动物和人类的排泄物，公共设施和汽车排放的氮氧化合物，以及固氮的豆科植物。这些有机和无机的氮源已被矿化作用、水解作用和细菌的硝化作用转变为硝酸盐。还原条件下，硝酸盐可以通过反硝化作用被生物转变为氮气。氮气不能被植物利用或脱氮迁移到溪流和地下水中。针对婴儿极易感染的高铁血红蛋白症或“蓝婴综合症”，美国环境保护署（EPA）发布最高污染物水平（MCL）饮用水中硝酸盐含量为 10mg/L 硝酸盐氮（硝态氮）（相当于 45mg/L）的硝酸盐，世界卫生组织（WHO）标准中硝酸盐含量为 50mg/L（相当于 11mg/L 硝态氮）。这一监管水平通常要满足日常监控中公共供水条件。更不用说众所周知的私人水井，这些井在美国只有在建造和转让的时候才要求被检测。最近有人提出对饮用水硝酸盐的监管水平过于保守，但是，这种监管层面的讨论还没有详细考虑其他慢性健康影响，包括癌症，不良生殖结果，和糖尿病的研究。虽然硝酸盐在其他健康结果中的因果关系并未最终决定，最近的研究表明最可能的负面影响在于硝酸盐水平低于最高污染水平，这是令人担忧的。针对饮用水资源被硝酸盐大面积污染和对除高铁血红蛋白症之外的对健康的潜在影响，一个题为“生活饮用水硝酸盐与健康：最近的调查结果和研究需要“的研讨会在国际环境流行病学会年度会议中举行。受邀专家从近期未发表的研究、有关现有的饮用水硝酸盐的接触及正面效应的总结及关注癌症和其不利的副作用中得出了结论。这个文章概述了研讨会的讨论内容和对未来调查前景的展望。尤其在现在的饮用水硝酸盐监管限制的情况下讨论了饮用水硝酸盐与特殊癌症、不良生殖结果风险的传染病学证据。地下水和供水中的硝酸盐含量硝酸盐是世界地下水含水层中最常见的污染物。据估计，42%的美国人使用地下水作为他们的饮用水水源。在美国，农业地区的溪流中总氮和地下水中的硝酸盐含量最高，其次是城市地区和混合地区。最新的数据显示，在美国农业地区大约22%的家庭水井超过MCL标准（美国地质调查局未发表数据）。相比之下，3%的主要含水层公共供水井（公共供水典型来源）超过MCL（美国地质调查局未发表数据）。被曝光的图片类似欧洲。公共供水大多低于世界卫生组织的标准；然而在一些国家，在农村地区的私人水井硝酸盐水平已提高到建议水平的1015倍。总体而言，硝酸盐含量已超过地下水体可供数据的三分之一。一些东欧国家报告中大部分私人水井的硝酸盐污染程度高。例如，在罗马尼亚，2000个水井中有20%的硝酸盐含量大于23mg/L的硝态氮。来自其他国家，包括中国、博茨瓦纳、土耳其、塞内加尔和墨西哥的研究报道私人水井中水平超出WHO标准，有的含量大于68mg/L硝态氮。化肥是农业地区的主要贡献因素；但是，在一些缺乏集中水源和卫生体系的城市地区人类排泄物是氮的主要来源。虽然，在世界其他地区地下水硝酸盐水平的系统性信息非常有限，但经验模型方法已指出在高氮输入，土壤排水良好岩石松散的地区的浅水井使用者正处于高消耗硝酸盐地下水的危险之中。高铁血红蛋白症人体摄入的硝酸盐被还原成亚硝酸盐，与血红蛋白结合生成高铁血红蛋白症。高铁血红蛋白症在高铁血红蛋白水平提高（超过10%）并与血液中的携血功能能力干涉时发生。婴幼儿极易发展成为高铁血红蛋白中的原因，包括他们不断提高的由硝酸盐到亚硝酸盐的转换能力和他们较低的可以将高铁血红蛋白还原为血红蛋白的细胞色素b5还原酶。Comly于1945年首次报道了由含有高份额硝酸盐精制水的食品喂养的婴儿有高铁血红蛋白症。已调整的饮用水硝酸盐含量标准在一次对美国婴幼儿高铁血红蛋白症案例调查被确定，报导指出没有案例被观测到饮用水中硝酸盐含量小于10mg/L硝态氮。由于美国农业地区22%家庭式水井已超出硝酸盐MCL。所以很大部分婴儿都是被含量大于10mg/L硝态氮的水喂养的。虽然如此，在MCL发表之后仍有一些高铁血红蛋白症的案例被报导出来。婴儿患高铁血红蛋白症的风险取决于除摄取饮用水硝酸盐之外的很多其他因素。一些食物和药品含有高水平的硝酸盐。由水井中排泄物内的细菌引起的肠道感染，可能会导致内源性亚硝酸盐的产生，这些已被有关婴儿腹泻和未显露内源性血红蛋白形成剂的高铁血红蛋白症的报告证明。这些诸如维生素C的抗氧化剂的多态性仿佛是一个保护因素。最后，细胞色素b5还原酶基团的多态性可能抑制了硝酸盐摄取和内源性硝酸盐的产生。对饮用水硝酸盐含量与婴儿血红蛋白水平之间的关系的调查研究产生了混合结果。一些实验研究大部分结果都是消极的；但是多数研究评估出饮用水中和一些婴儿体内硝酸盐含量较低。据传闻，诸如腹泻和呼吸道疾病等辅助因素会增大血红蛋白含量。南非的一项流行病学研究发现婴儿饮用水中硝酸盐含量大于20mg/L硝态氮，这导致了血红蛋白的升高；但是，临床高铁血红蛋白症很罕见。维生素C的摄取对血红蛋白的保护作用是显著的。最近，罗马尼亚的一项巢氏病例对照研究发现饮用水中硝酸盐和临床高铁血红蛋白症的关联，而且，还发现了一些与腹泻之间的关联。Gupta和同事们发现细胞色素b5还原酶在消耗水中硝酸盐的过程中活动性会大大提高，这表明对高硝酸盐水的消耗有一定适应性。近日，硝酸盐引起高铁血红蛋白症遭到质疑。显然，我们需要更好的了解导致高铁血红蛋白症的因素，以评估各因素的相对重要性，并确定在任何条件下水中硝酸盐与高铁血红蛋白症的发病风险构成了互动。硝酸盐摄入及N-亚硝基化合物内源性形成硝酸盐是N-亚硝酸盐致癌物形成的前体物，是一类基因毒性化合物，其中大部分是动物致癌物质。在人体中，硝酸盐是一种稳定的惰性化合物，不能被人类酶代谢。但是，共生细菌的硝酸盐转化活动可能会将硝酸盐转化为亚硝酸盐和其他影响生理过程或人类健康的生物活性氮化合物。硝酸盐在摄入后会很容易的被上部胃肠管道吸收，高达25%的硝酸盐被唾液分泌，约20%被口腔中的细菌转化为亚硝酸。这种转换也可发生在远端小肠和结肠等位置。在胃部的酸性条件下，硝酸盐被质化，转化为亚硝酸盐，这反过来又自发的产生三氧化二氮（N 2O3）、一氧化氮（NO）和二氧化氮 NO2）一氧（化氮是一种生物活性化合物，它在血管舒张和对牙周细菌和其它病原体的抵御作用中扮演重要角色。另一方面，三氧化二氮是一个强大的亚硝化基团，它将 传递给二级胺和三胺，以形成具有潜在致癌能力的 N-亚硝胺。NO+此外， 可被质子化形成 ，在与酰胺反应生成 N-亚硝胺。在中性NO2 2O2条件下，亚硝酸盐可被细菌转化形成一氧化氮，再与分子氧反应生成亚硝基化合物三氧化二氮和四氧化二氮 ）。除了亚硝化基团的酸催化和（ N2O4细菌催化，炎症细胞内的诱导型一氧化氮合酶也能产生一氧化氮。总之，这三个内源性亚硝化过程负责了大概 4075%的 NOC 人类感染。其他的 NOC感染包括预成型组织在腌制的鱼肉，啤酒，职业辐射和烟草生产中被发现。几项研究支持硝酸盐摄入和内源性NOC形成有直接关系。饮用水中硝酸盐的高摄入量与硝酯肟酸脯氨酸的内源性能力的提高有关。此外，患食道癌和胃癌的人群排泄的N-亚硝胺脯氨酸的量也高。硝酸盐的日常可接受摄入量（3.67mg/L体重，0.84mg/L硝态氮）导致尿液中NOC含量升高，特别是与饮食中亚硝基前体的摄入量升高相关。然而，加拿大人口硝酸盐摄入量低于日常可接受水平却显示出饮用水中硝酸盐含量与尿液中亚硝胺分泌无关。调节内源性亚硝化的因素。虽然饮用水硝酸盐的高摄入量与内源性亚硝化能力始终有关联，但饮食中硝酸盐的摄取似乎没有促进亚硝化作用，因为蔬菜中含有可抑制饮食硝酸盐摄入的抑制剂。食物中可抑制内源性亚硝化的化合物有维生素C，它可阻止二氧化氮转化为一氧化氮，还有-维生素E，它可阻止亚硝酸盐转化为一氧化氮。一些流行病学研究报告中指出，饮食硝酸盐摄取和人类癌症之间没有任何正向或反向关系，这也许是由于食物中含有抗氧化剂和亚硝化抑制剂。槟榔提取物，阿魏酸，咖啡酸，大蒜，咖啡，绿茶多酚都具有亚硝化抑制作用。此外，非饮食因素例如使用含洗必泰的漱口水也会影响内源性亚硝化作用。除了亚硝基化剂，主要来自于鱼肉中的亚硝基前体也是内源性亚硝化的关键因素。红肉和加工肉类的日常摄入对排泄物NOC的形成有重要作用。高摄食的红肉，而非白肉，会导致排泄物中NOC量升高3倍。结肠癌的发病率一向与红肉摄入量相关，但与家禽和鱼类无关。对红肉中含量很少的亚铁红素铁和无机铁的补充说明亚铁红素可刺激内源性亚硝化作用。从而为红白肉对结肠癌的风险差异提供了一个可能性解释。此外，这个联系可能会壮大肉处理行业，因为与鲜肉相比，加工肉中NOC和NOC前体物质的量更高。内源性亚硝化作用也可被炎症或其它药物条件刺激产生。举例来说，血吸虫病患者患膀胱癌的风险升高与尿液中亚硝酸盐和挥发性亚硝胺含量升高有关，而最有可能与由尿液中一氧化氮和胺诱发的炎症有关。在炎症性肠道疾病中，诱导型一氧化氮合成酶的活性增加产生过多的一氧化氮，它是氮氧化物和亚硝酸盐的氧化产物，而在结肠中一氧化氮又反过来与亚硝化前体反应生成NOC。事实上，溃疡性结肠炎患者的结肠粘膜中的诱导型一氧化氮合酶以及结肠腔中的一氧化氮和亚硝酸盐含量很高。炎症性肠病患者和化学诱导患结肠炎的小鼠体内发现了较高含量的排泄物NOC。饮水中硝酸盐与健康的关联癌症:NOC是强烈的动物致癌物，也包括多种器官的肿瘤，比如，食道，胃，结肠，膀胱，淋巴系统和造血系统。在每一个动物种类实验中，NOC都诱发了肿瘤，人类不可能不受影响。许多经过细心研究的那些个人案例和由于亚硝酸及其前体引起的癌症只是一个小方面，对于引起癌症的风险下的结论太过狭隘。大多数研究已经生态学化，为与城市和乡村中饮用水硝酸盐发病率和死亡率相联系。早期的研究主要集中在胃癌死亡率以及同时期的饮用水中硝酸盐测量值。结果是混合的，一些研究显示它们之间表现出肯定的联系，一些又表明否定关系，而还有一部分说明它们有反向作用关系。近期，斯洛伐克，西班牙和匈牙利的生态学研究表明历史测量值和公共曝光值与MCL相近或在其之上，这与胃癌发病率和死亡率呈正相关。两份研究报告中也包含其它癌症部位。在斯洛伐克，非霍奇金淋巴瘤与结肠癌的发病率显著提高，男性和女性公共供应硝酸盐值为4.511.3mg/L硝态氮；但与膀胱癌和肾脏癌发病率无关。在西班牙，公共供应硝酸盐量与前列腺癌发病率呈正相关关系，但与膀胱癌和结肠癌无关。在过去的十年中，一些病例对照研究和队列研究已评估出公共饮用水中历史硝酸盐水平以及一些癌症的风险性。一些研究调查出影响亚硝化的因素，比如维生素C的摄入。在爱荷华州的一项针对老年妇女的队列研究中发现患膀胱癌和卵巢癌的风险性分别为2.8倍和1.8倍，这与长期摄取高水平的硝酸盐量（大于2.46mg/L硝态氮）有关。他们发现与子宫癌和直肠癌有负相关关系，与非霍奇金淋巴瘤，白血病，结肠，直肠，胰腺，肾脏和黑色素瘤没有明显相关性。爱荷华州的对膀胱、大脑、结肠、直肠及胰腺癌的病例对照研究中发现在近30年来患癌症的风险与平均硝酸盐水平无关。每一次研究都评估出亚硝化抑制剂或NOC前体与饮用水硝酸盐摄入之间的关系。对患大肠癌来说，需要10年或10年以上大于5mg/L硝态氮摄入量和低维生素C摄入以及高程度肉类摄入量三者相互作用，这些因素似乎都会促进内源性NOC形成。在内布拉斯州的一项关于非霍奇金淋巴瘤的病例对照研究指出在40年间饮用水中硝酸盐水平与男性女性患病风险呈正相关。在高量的硝酸盐（4.0mg/L硝态氮）摄入情况下，患病风险升高2倍。但是，近期爱荷华州的非霍奇金淋巴瘤的研究没有发现与之有关联。明尼苏达州非霍奇金淋巴瘤研究发现在更高水平（大于1.5mg/L硝态氮）情况下会有负相关。而内布拉期加州和德国都未发现长时间饮用水硝酸盐摄入与成人脑癌有关。内布拉期加州的研究发现没有证据表明维生素C摄入会与之产生相互作用。一个荷兰的胃癌断代分析研究发现公共供水量与硝酸盐摄入量无关。结论饮用水硝酸盐所造成的最不利的健康影响可能是硝酸盐大量摄取、硝态氮辅助因子和前体细胞的伴随摄取、以及最主要的能够促进亚硝化作用的医疗状况，三者的混合作用。此外，这三个因素可以被内源性亚硝化作用抑制剂，例如 Vc 和 Ve，抑制它们的作用。我们建议未来的研究要在理解饮用水硝酸盐与癌症、不良生殖结果以及其他健康问题之间复杂关系的基础上更加深入的研究。一些学者曾经质疑过饮用水硝酸盐含量作为高铁血红蛋白症的最主要因素的重要性，并建议在高铁血红蛋白症病例没有增加的情况下，可以将现行的硝酸盐标准安全的提高到 1520mg/L 硝态氮。在饮用水硝酸盐成为高铁血红蛋白症主要诱因的条件下一个更好的解释显得尤为重要，特别是近来高铁血红蛋白症的病例与井水中 2030mg/L 的硝态氮含量水平息息相关。最重要的是，在硝酸盐含量被认为水质质量标准中的条款之前它必须要作为癌症和不良生殖结果的风险系数被彻底的研究。参考文献：Arbuckle TE, Sherman GJ, Corey PN, Walters D, Lo B. 1988. 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