深圳市动物源产品中磺胺类兽药含量调查与居民膳食暴露风险评估

2022-03-25胡祥娜曹爱巧陈志军钟仕花

农产品质量与安全 2022年2期

胡祥娜曹爱巧岳帅黄裕陈志军张玲张兵钟仕花

（1.深圳市质量安全检验检测研究院，广东深圳 518102； 2.北京航空航天大学经济管理学院，北京 100083； 3.中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所，农业农村部农产品质量安全重点实验室，北京 100081）

深圳市是高度城市化一线城市，同时也是典型的食品输入型消费城市，粮食自给率较低[1]。因此，深圳市食品安全风险管控的重心是防范好输入性风险。从食物消费结构看，深圳市居民的肉类食品消费占比高于全国平均水平，畜禽肉摄入量约为全国的1.2 倍，鱼虾等水产品每日摄入量为277.9 g，远超膳食健康推荐值150 g[2]。这提示笔者团队，深圳市居民对动物源产品中兽药残留的暴露风险可能高于低摄入量地区人群，有必要进行较为全面的调查与分析。

磺胺类（Sulfonamides，SAs）兽药是畜禽、水产养殖业中广泛使用的抗生素类药物，具有较好的水溶性，不完全代谢的药物残留会随动物的尿液和粪便进入自然环境，污染水系统[3～4]。有研究表明，磺胺类兽药对高等动物的毒性并不强，但长期过剂量的暴露易引发细菌的耐药性，耐药基因通过世代遗传可从人体转移到环境中，进一步加剧耐药性的传播[5]。鉴于此情况，动物源食品中磺胺类药物的含量水平一直是各国食品安全风险管理者所重点关注的对象，对其潜在风险及时作出评估具有重要的意义。我国是磺胺类药物生产和使用大国，一些调查研究结果表明，当前的残留风险不容忽视。YU 等[6]在长江三角洲地区水产品中发现磺胺类药物残留，且样品的检出率和超标率在不同的生长期和生长地区间存在显著差异。 HE 等[7]的研究表明，食肉动物体内积累的磺胺类药物浓度高于植食性动物，淡水鱼中的磺胺类药物残留量高于海水鱼。向俊等[8]的调查分析结果显示，鸡肉等畜禽产品中磺胺类药物有较高的检出概率，检出概率的分布与禽流感易发地区的分布一致。为保障食用农产品安全，防止药物滥用，我国规定在畜禽和水产类产品中磺胺类药物的最大残留限量（Maximum residue limits，MRL）为100 μg/kg[9]。

为了对人体的膳食暴露风险进行定量的评估与分析，需要将残留调查数据与人群的消费信息结合起来，通过暴露评估，对照健康参考值［如每日允许摄入量（Allowable daily intake，ADI）］，对潜在风险进行分析。常规的暴露评估针对的是单一化学品的风险[10～11]，无法适用于具有累积毒性的化学品风险评估。为解决这一问题，美国国家环境保护局推荐使用相对效能因子法（Relative potency factors，RPF），将多种具有相同或相似毒理作用的化学品的浓度折算为一种参考化学品（Index chemical，IC）的累积浓度，从而实现对累积风险进行评估[12]。

本研究拟以深圳市2016－2020年水产、畜禽类产品中磺胺类药物残留量调查数据为基础，结合深圳市居民的膳食调查数据，应用RPF 法，对深圳市成年居民的磺胺类药物膳食暴露风险进行评估，以期为相关风险管理与健康膳食提供有益参考。

一、原理与方法

（一）药物残留调查数据本研究的磺胺类兽药残留数据来源于深圳市2016－2020年畜禽、水产类产品调查工作。其中，收集畜禽类产品信息1152 份，涉及猪肉、牛肉、羊肉、猪肝4 种产品；水产类产品2016－2017年调查数据缺失，共收集有效样品信息847 份，涉及鳊鱼、草鱼、大黄鱼、大菱鲆、对虾、鳜鱼、鲫鱼、加州鲈鱼、鲤鱼、鲢鱼、罗非鱼、鲶鱼、乌鳢、牙鲆、鳙鱼共15 种产品。所有样品均为市售鲜活产品，来源于全市129个固定监测点，包括58 家超市、 26 个批发市场、34 个农贸市场、 4 个屠宰场和7 个电商前置仓。各年份两类产品的采样数量见表1。

表1 2016-2020年深圳市畜禽、水产类产品的采样数量

（二）未检出值的处理方法未检出值的产生主要有两种可能：一种是真实的“零” 值，即产品中没有药物残留；另一种是残留水平低于检测限（Limit of detection，LOD），无法获得有效的检测结果。膳食暴露评估中，常用替换法来处理未检出值，替换值通常为1/2 LOD 或LOD。本研究参照已有研究案例，将1/2 LOD 值替换作为乐观估计方案，将LOD 值替换作为悲观估计方案，后者是一种相对保守的风险评估方式[13]。

（三）膳食消费数据深圳市居民的膳食消费数据和体重信息均来自于《深圳市居民膳食与营养状况调查报告（2011年）》[14]。基于该调查报告整理的不同性别/年龄组人群的体重与消费量信息见表2。

表2 深圳市居民体重和膳食消费数据

（四）相对效能因子依照EPA 提出的RPF法[12～15]，首先选定参照化学品和特定的毒理学终点，记参照化学品在该毒理学终点下的毒性值为ToxIC，累积组中第i种化学品的毒性值为Toxi，则第i种化学品相对参照化学品的效能因子RPFi的计算方法见公式（1）。

本研究选取磺胺间二甲氧嘧啶作为磺胺类兽药的参考化学品，所有毒理学试验数据来源于ChemIDplus 数据库[16]。选择半数致死剂量LD50为所关注的毒理学终点，小白鼠（Mouse）作为受试动物，口服（Oral）作为受试方式，11 种磺胺类兽药的RPF值列于表3。

表3 磺胺类药物的RPF 值

（五）膳食暴露评估模型按照膳食暴露量的计算方法[17]，人群对磺胺类药物的累积暴露量可通过公式（2）估算。

公式（2）中，Expindex代表人群对磺胺类药物的累积暴露量（以参考化学品的累积暴露量计，μg/kg bw）；Cons代表产品的每日消费量（kg）；Concindex代表累积药物浓度（以参考化学品的累积浓度计，μg/kg）；Weight代表人群的平均体重（kg）；PF为产品的加工因子，因缺乏相关数据，本研究取1。其中，累积药物浓度的计算方法见公式（3）。

公式（3）中，Conci为药物i的残留浓度（μg/kg）。

本研究采用大规模计算机随机模拟的方式对风险进行概率评估[18]，相对于联合国粮食及农业组织（FAO）推荐的用97.5%分位数进行点估计的方法，概率评估方法可有效避免评估结果的保守性，并给出更为全面的决策参考信息[19]。

（六）模型算法及实现本研究采用基于经验样本的非参数方法进行风险概率的模拟分析[20～21]，具体模拟分析过程如下。步骤1：通过公式（3）计算调查样本的磺胺类兽药累积残留浓度。依据样本数据定义公式（2）中的Cons、Concindex为经验分布，Weight取定值。步骤2：用Bootstrap 方法[22]从经验分布中抽取重抽样样本。步骤3：从上述重抽样样本中通过蒙特卡洛（Monte Carlo）抽样抽取n个随机样本数据，带入公式（2）计算人群的累积暴露量Expindex，并输出Expindex的均值、P50、P97.5、P99、P99.9 等统计量。步骤4：重复B次步骤2、步骤3 过程，通过计算步骤3 中所述统计量的95%置信区间获得统计量的不确定性大小。

为尽可能减少随机误差，本研究设置了较大的抽样模拟次数，将n值和B值分别设置为100000和2000，每个人群共进行了2×108次抽样模拟。模拟分析过程在RAMA 3.0 环境下进行[23]。

二、结果与分析

（一）磺胺类药物的残留量畜禽、水产类产品中的磺胺类药物残留量的汇总分析结果见表4。从统计结果看，深圳市畜禽、水产类产品中磺胺类药物的总体残留水平较低，各药物的检出率均＜2%，所有药物的超标率＜0.2%。整体上看，水产类产品中磺胺类药物的残留水平高于畜禽类，这一结果是否与水体受磺胺类药物残留污染有关，有待进一步的调查研究。从统计数值上看，均值大于或等于中位数，这说明磺胺类药物残留的总体分布为左偏右尾分布，即绝大多数样本的残留水平是较低的。然而，在残留量总体乐观的同时，存在极个别产品超标的情况，例如，畜禽类产品出现磺胺间二甲氧嘧啶残留浓度达到962 μg/kg 的样本。这提醒食品安全风险管理者们，输入性风险防控工作仍然不能松懈，稍有不慎，高残留产品就有可能进入市场流通与消费环节。

表4 磺胺类药物在畜禽、水产类产品中的残留情况

（二）累积暴露量与风险评估深圳市不同性别/年龄组人群的磺胺类药物多残留累积暴露量乐观估计、悲观估计结果见表5、表6。对照联合国粮食及农业组织和世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会（JEFCA）推荐的磺胺间二甲氧嘧啶（参考化学品） ADI 值50 μg/kg bw，各人群的暴露均值与中位数均远低于这一健康参考值，这说明整体上人群的健康风险是有保障的。即使在P99.9 高风险水平下，乐观估计与悲观估计的结果均低于ADI值，进一步说明了深圳市居民对磺胺类药物的膳食暴露风险处于较为安全的水平。这一结果间接证明了风险管理工作在磺胺类药物残留输入性风险的预防和控制上的成效。

表5 深圳市不同性别/年龄组人群磺胺类药物多残留累积暴露量的乐观估计结果

续表5

表6 深圳市不同性别/年龄组人群磺胺类药物多残留累积暴露量的悲观估计结果

比较不同年龄组可以发现，15～17 岁人群的暴露量高于其他人群，60 岁及以上人群的暴露量相对较低，这一结果与人群的消费量高低差异一致。从不同性别组来看，总体上男性的暴露量低于女性；女性的暴露量随年龄的增长呈下降趋势，而男性人群也发现有类似规律。上述分析结果在乐观估计与悲观估计下并未发现明显差异。

三、讨论

深圳市是典型的食品安全输入型城市，同时也是动物源食品的高消费城市[13]。本研究的调查结果显示，深圳市市售畜禽与水产类产品中磺胺类兽药残留的检出率与超标率均处于相对较低水平[24]，膳食暴露风险结果也显示人群的相关健康风险较低。这些结果从客观上说明了深圳市在动物源产品质量安全的防控工作方面是卓有成效的，有关防控机制发挥了应有的效能，有效保护了市民的膳食健康。

在取得工作成效的同时，也应注意有关工作的一些不足。本研究试图在中长期尺度上对磺胺类兽药的残留水平及其潜在风险进行评估，但受限于工作方案的连续性不够、一些年份的数据缺失、具体产品间的抽样数量计划性不强等原因无法进行，比如2020年畜禽类产品仅收集到牛肉、羊肉、猪肝等少数几类畜禽产品的数据。这些问题在增加评估结果的不确定性以外，也提示食品安全风险管理者们要加强风险监测方案的计划性与严密性，以试验设计的相关理论进一步优化方案，努力减少因误差过大带来的监测结果的不确定性[25～26]。此外，本研究仍然发现了一定比例的超标样本，甚至发现了严重超标的极端样本。这说明在严密的风险防控机制下，仍然存在着监测监管的死角，在磺胺类兽药广泛使用的背景下，应进一步加强风险溯源工作，持续做好风险跟踪监测不放松。

另一方面，受数据获取条件与工作积累的限制，本研究的评估结果存在着一定的不确定性。首先，牛奶、鸡蛋等是膳食占比较高的动物源产品，本研究未能收集到这些产品的调查数据，这会造成磺胺类药物累积残留量的估计值偏低，从而使评估结果偏向乐观。其次，本研究收集的调查结果仅包含了11 种磺胺类兽药的残留量，实际生产过程中使用的磺胺类兽药种类有可能高于这一数值，这也会造成累积残留量估计值偏低，使评估结果偏向乐观。此外，本研究未考虑加工与烹饪等环节的影响，在实际消费过程中，这些环节可能造成药物残留量的显著降低，忽视这些环节有可能使风险评估值偏高，获得偏向悲观的评估结果。上述评估不确定性的控制，有赖于后续研究工作的进一步完善，尤其应在现有工作基础上着重提高产品与药物的覆盖面，从而获得更为全面的产品中药物残留水平信息。

此外，除了膳食暴露途径，饮用水也是需要关注的磺胺类药物残留暴露途径。已有研究结果表明，磺胺类药物会随生物代谢进入环境，在水体中产生残留[27]，并有可能迁移到地下水中[28]。因此，居民除膳食途径之外，还有可能通过饮用水增加磺胺类药物残留暴露风险。由此带来居民对饮用水中磺胺类药物残留的暴露水平处于什么程度；与膳食暴露一起考虑，总的暴露量达到多少；人群的潜在健康风险如何等新问题。这些问题的解答有待于跨部门数据的联合应用与研究。