**镉及其化合物中毒的病理机制、临床诊疗与防控策略研究进展**

   镉（Cd）是一种广泛存在于环境中的有毒重金属元素，其化合物在工业生产（如电镀、电池制造、颜料生产）和自然活动中释放，可通过食物链富集，对人体健康构成持续威胁。镉及其化合物中毒主要涉及职业性暴露和环境污染性暴露两条途径，其毒性作用具有累积性、隐匿性和多系统性损害的特点。本文旨在从医学角度，系统阐述镉中毒的最新研究进展，涵盖其毒理学机制、临床表现、诊断标准、治疗策略及预防控制的前沿方向。

   **一、 毒理学机制与病理生理学基础**

   镉进入人体的主要途径为呼吸道吸入（职业暴露为主）和消化道摄入（环境污染为主）。吸收后的镉与血浆中的金属硫蛋白（MT）结合，形成镉-金属硫蛋白复合物（Cd-MT），主要蓄积于肝脏和肾脏，尤其是肾皮质。其毒性机制复杂，主要包括：

   1. **氧化应激损伤**：镉离子（Cd²⁺）可间接诱导活性氧（ROS）和活性氮（RNS）的大量产生，消耗细胞内抗氧化物质（如谷胱甘肽），导致脂质过氧化、蛋白质羰基化和DNA氧化损伤，破坏细胞结构和功能完整性。 2. **干扰必需金属离子稳态**：镉与锌（Zn）、钙（Ca）、铁（Fe）等二价金属离子具有相似的离子半径，可竞争性地取代这些离子在关键酶（如超氧化物歧化酶、碱性磷酸酶）和结构蛋白中的位置，导致酶失活和细胞信号转导异常。 3. **细胞凋亡与自噬紊乱**：镉能激活多条细胞凋亡通路，包括线粒体通路、死亡受体通路和内质网应激通路。同时，它也能干扰细胞自噬过程，导致受损细胞器和蛋白质无法正常清除，加剧细胞损伤。 4. **表观遗传学改变**：近年研究表明，镉暴露可引起DNA甲基化模式、组蛋白修饰和非编码RNA表达谱的异常，这些表观遗传改变可能在镉的长期毒性效应（如致癌性）中扮演关键角色，且可能具有跨代遗传潜力。 5. **特异性器官损伤**： * **肾脏**：近曲小管上皮细胞是镉毒性的主要靶点。Cd-MT在肾小管细胞溶酶体中降解，释放出的游离Cd²⁺直接损伤细胞，导致肾小管重吸收功能障碍，出现低分子量蛋白尿（如β2-微球蛋白、视黄醇结合蛋白升高），晚期可发展为间质性肾炎和肾小球滤过率下降。 * **骨骼**：镉通过损伤肾功能（继发性）和直接作用于成骨细胞/破骨细胞（原发性）两种机制干扰钙磷代谢，抑制维生素D活化，导致骨质疏松、骨软化，严重时引发“痛痛病”样改变。 * **呼吸系统**：急性吸入高浓度镉烟尘可引起化学性肺炎、肺水肿。慢性暴露则导致肺气肿、肺纤维化及肺功能进行性减退，其机制与镉诱导的肺部慢性炎症和蛋白酶/抗蛋白酶失衡有关。 * **其他系统**：镉被国际癌症研究机构（IARC）列为Ⅰ类人类致癌物，与肺癌、前列腺癌、乳腺癌等的发生风险增加相关。此外，其对心血管、神经、生殖及内分泌系统也具有潜在损害。

   **二、 临床表现与诊断进展**

   1. **临床表现**： * **急性中毒**：罕见，多因吸入高浓度镉烟尘或误食被污染饮食所致。表现为急性呼吸道刺激症状（咽痛、咳嗽、胸痛、呼吸困难）、发热、乏力，严重者出现急性呼吸窘迫综合征（ARDS）或急性肾损伤（AKI）。消化道摄入可引起恶心、呕吐、腹痛、腹泻。 * **慢性中毒**：更为常见。早期症状隐匿，可表现为乏力、嗅觉减退、鼻黏膜溃疡、牙齿黄染（镉环）。典型表现为： * **肾脏损害**：蛋白尿（尤以肾小管性蛋白尿为特征）、糖尿、氨基酸尿，尿镉显著升高。 * **骨骼损害**：腰背及四肢疼痛，行走困难，病理性骨折，X线显示骨质疏松、骨软化。 * **呼吸系统损害**：慢性咳嗽、咳痰、气短，肺功能提示阻塞性或混合性通气功能障碍。

   2. **诊断与生物监测**： * **诊断依据**：明确的镉接触史、相应的靶器官损害临床表现、以及实验室检查证据。 * **关键生物标志物**： * **尿镉（U-Cd）**：反映体内镉负荷和长期累积暴露水平，是慢性中毒诊断和风险评估的核心指标。通常以肌酐校正（μg/g Cr）。 * **血镉（B-Cd）**：反映近期（数月内）暴露水平，对急性或亚急性暴露评估更有价值。 * **肾小管损伤标志物**：尿β2-微球蛋白（β2-MG）、视黄醇结合蛋白（RBP）、N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶（NAG）等升高，提示早期肾小管损伤。 * **其他**：尿金属硫蛋白、骨代谢标志物（如血钙、磷、碱性磷酸酶、甲状旁腺激素）等辅助评估。 * **影像学与功能检查**：胸部X线/CT、肺功能检查、肾脏B超、骨密度检测等用于评估器官损伤程度。

   **三、 治疗策略与研究方向**

   目前，镉中毒尚无特效解毒剂。治疗原则为立即脱离接触、减少吸收、加速排泄、对症支持治疗和防治并发症。

   1. **急性中毒**：首要为生命支持，尤其是呼吸支持。可考虑使用大剂量糖皮质激素减轻肺水肿和炎症反应。对于经口中毒，可洗胃、导泻。**驱镉治疗需极其谨慎**，因常用的络合剂（如EDTA、二巯基丙醇）可能增加肾脏镉负荷，加重肾损伤，仅在急性早期、肾功能正常时权衡使用。 2. **慢性中毒**：以对症治疗和器官功能支持为主。 * **肾脏保护**：控制血压、血糖、血脂，避免使用肾毒性药物，补充适量维生素D和钙剂。 * **骨骼治疗**：补充活性维生素D（骨化三醇）、钙剂、磷酸盐，使用双膦酸盐类药物等。 * **营养支持**：保证充足蛋白质和热量摄入，补充锌、硒、铁等微量元素可能有助于拮抗镉的毒性。 * **新型治疗探索**：研究聚焦于利用抗氧化剂（如N-乙酰半胱氨酸、白藜芦醇）、金属硫蛋白诱导剂、具有镉螯合潜力的天然产物（如某些多酚类、多糖类化合物）以及针对特定信号通路（如Nrf2/ARE抗氧化通路）的靶向药物，以减轻氧化损伤和促进镉排出，但仍处于临床前研究阶段。

   **四、 预防控制与职业健康管理**

   预防是应对镉中毒的根本策略。 1. **工程控制与工艺改革**：生产过程中采用密闭化、自动化操作，加强局部通风和废气、废水处理，推广无镉或低镉替代工艺。 2. **个人防护**：为接触人员配备符合标准的防尘防毒口罩（如P100级别）、防护服、手套，并严格执行穿戴和清洁制度。 3. **职业健康监护**：建立完善的岗前、在岗和离岗职业健康检查制度。重点监测尿镉、血镉及肾功能、肺功能、骨骼健康指标。设定生物接触限值（BEI）并定期评估。 4. **环境与食品监管**：加强土壤、水源的镉污染监测与修复，严格管控工业排放。制定并执行食品中镉的限量标准，降低人群膳食暴露风险。 5. **风险评估与精准预防**：利用基因组学、表观基因组学等技术，识别对镉毒性易感的个体或人群，实施差异化的健康监护和防护策略，是未来职业与环境医学的重要方向。

   **结论** 镉及其化合物中毒是一个涉及多器官、多机制的复杂公共卫生与职业健康问题。深入理解其分子毒理机制是开发有效干预手段的基础。当前临床管理仍以早期诊断、脱离接触和对症支持为主，缺乏逆转损伤的特效疗法。未来研究应致力于发现更敏感早期的生物标志物、开发安全高效的促排或拮抗药物，并将前沿的毒理学发现转化为切实的预防和临床管理策略。同时，强化“预防优先”的理念，通过工程技术革新、严格监管和全民健康教育，从源头减少镉暴露，是保护劳动者和公众健康的根本途径。