稻米镉暴露的人群基准剂量预测研究

Risk assessment is the necessary technical tool for developing food safety measures on the worldwide supervision and management. As the maximum limit value of cadmium in rice has been controversial in China and so far there is still a considerable gap in the risk assessment of dietary exposure to cadmium for establishing the health limit value, based on the previous researches on the modeling of external exposure, this project aims to integrate the probabilistic model of dietary exposure to chemicals, the physiologically based pharmacokinetic (PBPK) model, and the dose-response model, in order to estimate the exposure to cadmium from rice consumption, the dose of target organ, and the benchmark dose at certain response levels of the effective biomarkers. Fine evaluation is to implemented from the estimation of external to internal exposure and quantitative level of health concern directly related to actual risk is to predicted, which would provide scientific evidence for establishing the health limit value for cadmium exposure and maximum limit value of cadmium in rice for Chinese population. This project is also going to propose a general family of dose-response models, together with a formal method to decide which member of this family of models will be used for describing any particular data set, which would further encourage the introduction and application of Benchmark dose approach in the risk assessment of food safety in our country.

风险评估是世界范围用于制定食品安全监督管理措施的必要技术手段。针对我国稻米镉限量标准存在争议以及相关风险评估数据相对缺乏的现状，本项目在前期食品安全暴露评估模型研究的基础上，拟将化学物暴露评估概率模型、生理药物动力学模型与剂量反应模型有机结合，预测人群稻米镉暴露量、靶器官剂量、以及引起效应标志物特定反应水平下的基准剂量，在我国居民全人群范围既实现由外暴露向内暴露的精细评估，又提供与实际风险定量直接相关的健康关注水平，可为制定符合我国国情实际的镉暴露健康指导值和稻米镉限量标准提供科学依据。同时，提出一组通用的剂量反应模型族和标准化的模型筛选原则，为将基准剂量预测引入我国食品安全风险评估，不仅具有实际应用价值，而且具有重要的推广和促进作用。

针对我国稻米镉限量标准存在争议以及相关风险评估数据相对缺乏的现状，课题组围绕“稻米镉暴露的人群基准剂量预测”这一中心内容，构建了我国居民稻米镉暴露人群长期摄入量概率模型，并借助毒动学模型将外暴露与内暴露剂量相连接，获得外暴露、内暴露、以及效应标志物的数量关系；通过拟合剂量反应关系，预测特定毒效应下暴露的基准剂量，为制定符合我国实际的镉暴露健康指导值和稻米镉限量标准提供科学依据。.在模型构建上，我们着重研究了基于混合效应模型的纵向膳食镉暴露数据的模拟研究，获得长期膳食暴露量的人群概率分布，不同特征人群暴露分布的P90在0.65-0.70μgkg-1bwday-1，而P99.9达到5.54-10.60μgkg-1bwday-1；构建不同人群特征的生理毒动学模型，获得内暴露剂量与不同标志物的预测剂量，以单一模型剂量反应拟合的最优模型预测基准剂量；基于贝叶斯模型平均的基准剂量估计，获得特定效应标志物下稻米镉的基准剂量估计及不确定性量化。与最优模型法相比，贝叶斯模型平均法更多地考虑了模型不确定性，参数估计区间更宽，估计出的基准计量下限值（BMDL）更保守。整个过程整合了慢性暴露评估概率模型、PBPK 模型与BMD 模型，实现了由外暴露评估向内暴露延伸，并将暴露数据与毒理学基准剂量方法合理结合，应用于我国居民完成由外暴露向内暴露的精细评估，又提供与实际风险定量直接相关的健康关注水平，在风险评估领域具有较好的推广和应用价值。.依托本项目，已发表期刊论文4篇，有两篇在整理投稿中；著写“十三五” 国家重点图书《膳食暴露评估技术与总膳食研究》（吴永宁 刘沛 孙金芳 李敬光等著，90万字），东南大学承担50万字，项目组承担30万字。参加国内外学术会议16人次；国际培训与会议3人次；课题组成员参与修订《食品安全国家标准 食品中真菌毒素限量（GB 2761）》、《食品安全国家标准 食品中污染物限量（GB 2762）》；培养硕士研究生3名，本科生2名，1名课题组成员到比利时鲁汶大学访学，合作课题基于本项目外暴露评估中的不确定性的量化。