近日，上海交通大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院曹心德教授團(tuán)隊(duì)在自然?通訊《Nat. Commun.》雜志在線發(fā)表了題為“Cola beverage reduces risk of lead poisoning from accidental ingestion of contaminated soil particles in rat and swine models”的研究成果（https://www.nature.com/articles/s41467-025-56138-9）。經(jīng)口攝入污染土壤顆粒是成人和兒童鉛暴露的主要途徑之一，如何降低該途徑導(dǎo)致的鉛中毒風(fēng)險(xiǎn)一直是國際社會關(guān)注的焦點(diǎn)。該研究基于豬和小鼠的動物模型提出了一種簡單有效的策略，即通過飲用可樂飲料可顯著降低攝入污染土壤顆粒后的血鉛水平。論文第一作者為續(xù)曉云副研究員和博士研究生錢泉，通訊作者為曹心德教授和戴家銀教授。論文第一作者及第一通訊單位均為上海交通大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院。
研究背景
鉛作為一種極具危害的環(huán)境污染物和神經(jīng)毒素，對人類健康影響深遠(yuǎn)。全球范圍內(nèi)，鉛污染問題嚴(yán)峻，兒童因自身行為特點(diǎn)和生理發(fā)育階段，尤其容易受到鉛中毒的威脅，約三分之一的兒童受其影響，每年有大量相關(guān)的過早死亡案例。對成年人而言，鉛暴露同樣會引發(fā)嚴(yán)重健康問題，與心血管疾病死亡率密切相關(guān)。鉛污染土壤是人體鉛暴露的主要源頭之一，即便全球逐步淘汰含鉛油漆和汽油，人們?nèi)钥赡芤蛞馔鈹z入污染土壤顆粒而接觸鉛，特別是居住在工業(yè)區(qū)域附近的人群。當(dāng)前用于降低血鉛水平的螯合療法存在諸多局限，在低收入和中等收入國家可及性差。因此，急需一種經(jīng)濟(jì)、便捷的方法來降低鉛中毒風(fēng)險(xiǎn)，這也成為本研究探索可樂飲料對減少鉛中毒作用的重要背景。
研究內(nèi)容
本研究基于體外胃腸模擬和動物模型，發(fā)現(xiàn)可樂飲料可降低攝入鉛污染土壤顆粒后的血鉛水平，成為一種簡單有效的降低鉛中毒風(fēng)險(xiǎn)的策略。該方法能促使污染土壤中的鉛直接通過消化系統(tǒng)排出，從而不被吸收進(jìn)入血液循環(huán)。研究結(jié)果顯示，可樂能使22種污染土壤中的鉛生物可利用性降低32.6% - 98.8%（圖1）。在接觸鉛污染土壤的雄性大鼠和豬中，可樂處理分別使血鉛濃度降低32.9% - 96.0%和31.5% - 81.5%（圖2、3）。可樂之所以能降低鉛的生物利用性，是因?yàn)槠湓谙A段促進(jìn)了不溶性磷酸鉛沉淀的形成（圖4）。這種沉淀可直接通過糞便排出，從而降低了血液對鉛的吸收。這些發(fā)現(xiàn)表明，飲用可樂可降低意外攝入污染土壤后鉛中毒的風(fēng)險(xiǎn)。然而，由于缺乏基于人群的研究，該方法對人體的適用性仍不確定。上述研究結(jié)果表明，盡管飲用可樂在動物模型中具有減少攝入土壤后鉛吸收的潛力，但在將其作為一種治療方案應(yīng)用前，還需進(jìn)一步探明其在人體中的安全性、有效性以及可能存在的風(fēng)險(xiǎn)。
圖 1：添加或不添加可樂飲料的污染土壤的 Pb 生物可利用性和 XRD 圖譜
圖 2：不同處理對大鼠血鉛濃度的影響
圖 3：不同處理對豬血鉛和尿鉛濃度的影響
圖 4：可樂飲料處理后形成的鉛沉淀表征
該研究得到國家自然科學(xué)基金委和上海科委的資助。
作者簡介
續(xù)曉云，上海交通大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院副研究員，博士生導(dǎo)師。主要從事土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控與修復(fù)治理方面的研究。入選上海市青年科技啟明星、2023/2024年度斯坦福大學(xué)“全球前2%頂尖科學(xué)家榜單”。主持國家自然科學(xué)基金青年/面上項(xiàng)目、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題、上海市科技創(chuàng)新計(jì)劃面上項(xiàng)目、中國博士后基金一等資助、上海交通大學(xué)“優(yōu)秀博士畢業(yè)生海外博士后師資儲備項(xiàng)目”等；以第一/通訊作者在Nat. Commun.、Environ. Sci. Technol.、Water Res.等重要SCI期刊發(fā)表論文40余篇，論文總他引6300余次，H指數(shù)42。
錢泉，上海交通大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院2021級博士研究生。主要方向?yàn)橥寥乐亟饘僭谌梭w消化系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化過程和生物可利用性。博士期間，以第一/共一作者身份在Nat. Commun.和J. Hazard. Mater.等期刊發(fā)表SCI論文2篇。
戴家銀，上海交通大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院特聘教授（2021.1-至今），中科院動物所研究員（2005.4-2020.12）。國家杰出青年基金獲得者（2010年），中科院“百人計(jì)劃”入選者（2005年）。連續(xù)入選愛思唯爾中國高被引學(xué)者。國際SCI期刊Chemical Research in Toxicology和Environmental Pollution雜志副主編。主要從事新型全氟烷基化合物的篩查識別、環(huán)境行為及健康效應(yīng)研究工作。先后主持重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國家自然科學(xué)杰出青年基金項(xiàng)目、重點(diǎn)項(xiàng)目、重大國際合作項(xiàng)目等。2004年以來在Cell, Nature Communications, Environmental Health Perspectives等重要SCI刊物發(fā)表論文180余篇，引用6000多次。
曹心德，上海交通大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院特聘教授。國務(wù)院特殊津貼專家，上海市“浦江人才”計(jì)劃獲得者，中國高被引學(xué)者，全球高被引科學(xué)家。國際SCI期刊Chemosphere副主編。主持國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目/面上項(xiàng)目、國家重大專項(xiàng)/重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題、科技部國際合作項(xiàng)目、國家環(huán)保行業(yè)科研專項(xiàng)課題以及上海市科委重大課題等項(xiàng)目。在土壤地下水重金屬介質(zhì)多界面遷移轉(zhuǎn)化及生物地球化學(xué)過程研究方面取得了系列創(chuàng)新成果，在Nat. Commun., Sci. Bull., Environ. Sci. Technol., Water Res.等期刊上發(fā)表SCI論文210多篇。獲省部級獎4項(xiàng)，其中教育部自然科學(xué)一等獎1項(xiàng)。