高硒扁豆与砷毒性

慢性砷 (As) 中毒是一个世界性的公共卫生问题。 全世界有多达 1 亿人长期接触饮用水和食物供应中危险的高浓度砷。 孟加拉国正面临一项重大的公共卫生挑战——砷 (As) 对地下水的污染。 自从 1990 年代在孟加拉国发现管井水被砷污染以来，饮用水中的砷已减少 40%，但大约 4500 万孟加拉国人仍然面临高砷浓度的风险，高于世界卫生组织 10 微克/升的指导值井水。 据估计，孟加拉国每年治疗与砷相关的健康问题的费用高达 7750 万美元。 微量营养素缺乏（例如 硒）土壤导致当地食物营养不足，这成为犯罪的伙伴，加剧了接触砷引起的毒性负担。

硒 (Se) 是一种微量元素，是控制免疫功能的多种代谢途径的重要组成部分。 Se 和 As 通过竞争许多生物功能在体内对抗性地起作用。 自 1930 年代以来，已知添加到动物饮食中的砷可以抵消硒对动物的毒性/活性。 Se与As相互作用形成络合物；在慢性 As 摄入和低饮食 Se 摄入的情况下，Se/As 复合物的形成会导致过量的 Se 排泄。 这种情况可能会进一步加速硒的消耗。 同样，由于 Se 可以与 As 形成络合物，补充 Se 原则上可以降低 As 毒性，还可以降低 As 暴露对许多其他参数（如氧化应激、免疫毒性等）的影响。

补硒丸目前用于治疗砷中毒。 但药丸通常不被人们接受，而且对低收入家庭来说价格昂贵。 扁豆是孟加拉国的常见食物，该国已经从加拿大进口扁豆。 萨斯喀彻温省 (SK) 种植的扁豆富含硒，主要以 L-硒代蛋氨酸的形式存在，具有很高的生物利用度。 萨斯喀彻温扁豆的平均硒含量在 425-672 微克/千克之间，一些地区的扁豆硒含量高达 1884 微克/千克。 这些高硒小扁豆被纳入暴露于砷的孟加拉国家庭的日常膳食中，可能有助于以经济高效、简单且营养有益的方式减轻长期砷中毒的症状。

用于该试验的红扁豆生长于加拿大萨斯喀彻温省（Se = 854 µg/kg）和美国爱达荷州（Se = 0.043 µg/kg）。 在发送给孟加拉国的家庭之前，UofS 将测量两种扁豆作物的其他营养成分。 高硒扁豆和低硒扁豆将被包装在两种不同颜色的小包中，并分发给指定的家庭。 调查人员和现场工作人员将不知道提供给每个家庭的扁豆/达尔的类型。 每人每天 65 克扁豆将由女户主用杯子量出，她通常每天为全家人煮 moshur dahl（扁豆汤）。 65 克高硒扁豆提供 55 微克硒，这是建议的每日摄入量 55 微克/人/天。

采样程序和数据收集：在试验开始、试验中期和试验结束时（表 1），将从每个人身上采集家庭水样以及毛发、血液、粪便和现场尿样。

水（20 毫升）：目前使用饮用水测量砷和其他有毒元素和必需元素。 水在室温下以 pH <2.0 的无微量元素试管储存前将被酸化。

尿液（15-20 毫升）：将尿液收集在不含微量元素的试管中，等分并储存在 -80°C 中。

粪便（5-10 克）：粪便将收集在不含微量元素的试管中并储存在 -20°C 中。

血液（5 毫升/访视）：使用无菌针头和注射器在不含微量元素的真空采血管中采集血液。 血液样本将在同一天在冷藏箱中送到达卡实验室，并分离成血浆和细胞，等分血浆将在-80°C 下储存。 Buffycoat 细胞将储存在 RNALater 中的 -80°C 冰箱中。 全血 (100 ul) 将储存在 -80°C 中。

头发：将收集后脑勺的头发（约 0.2 克）用于砷分析，因为头发砷是长期暴露的合适标记。

实验室方法：

金属：将通过石墨炉原子吸收光谱法 (GFAAS) 测量血液中的 Se。 头发、粪便和尿液样品中的砷将在样品酸消解后通过氢化物发生原子吸收光谱法 (HGAAS) 进行测量。

氧化应激和抗氧化状态：研究人员将使用商业 ELISA 试剂盒测量儿童尿液/血浆中的 8-oxo-7、8-二氢-2'-脱氧鸟苷 (8-oxodG)，这是 ROS 诱导的氧化应激的主要产物. 还原型谷胱甘肽 (GSH) 被认为是活性氧 (ROS) 的重要清除剂，其与氧化型谷胱甘肽 (GSSG) 的比值被用作氧化应激的标志物。 全血中的抗氧化状态 (GSH/GSSG) 将通过使用商业试剂盒测量 GSH 和 GSSG 来评估。

肺部炎症：研究人员将测量参与者（≥9 岁）的呼出气一氧化氮分数 (FENO) 作为过敏性肺部炎症的标志。 使用手持式小型设备监测 FENO 简单且无创。 FENO 将根据已发布的指南 (ref) 和制造商的说明，使用 NIOX MINO® 通过单次呼吸技术在线测量。 FENO 将被记录为两个连续的可重现读数的平均值。 FENO 数据将以 p.p.b 的形式给出。 NIOX MINO 使用红外通信将参与者数据传输到使用软件 NIOX MINO 数据管理器的 PC。 当前患有过敏性哮喘或鼻炎的个体的 FENO 通常较高。