上海交大曹心德教授团队提出降低污染土壤颗粒暴露导致铅中毒风险的新策略

近日，上海交通大学环境科学与工程学院曹心德教授团队在自然•通讯《Nat. Commun.》杂志在线发表了题为“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）。经口摄入污染土壤颗粒是成人和儿童铅暴露的主要途径之一，如何降低该途径导致的铅中毒风险一直是国际社会关注的焦点。该研究基于猪和小鼠的动物模型提出了一种简单有效的策略，即通过饮用可乐饮料可显著降低摄入污染土壤颗粒后的血铅水平。论文第一作者为续晓云副研究员和博士研究生钱泉，通讯作者为曹心德教授和戴家银教授。论文第一作者及第一通讯单位均为上海交通大学环境科学与工程学院。

研究背景

铅作为一种极具危害的环境污染物和神经毒素，对人类健康影响深远。全球范围内，铅污染问题严峻，儿童因自身行为特点和生理发育阶段，尤其容易受到铅中毒的威胁，约三分之一的儿童受其影响，每年有大量相关的过早死亡案例。对成年人而言，铅暴露同样会引发严重健康问题，与心血管疾病死亡率密切相关。铅污染土壤是人体铅暴露的主要源头之一，即便全球逐步淘汰含铅油漆和汽油，人们仍可能因意外摄入污染土壤颗粒而接触铅，特别是居住在工业区域附近的人群。当前用于降低血铅水平的螯合疗法存在诸多局限，在低收入和中等收入国家可及性差。因此，急需一种经济、便捷的方法来降低铅中毒风险，这也成为本研究探索可乐饮料对减少铅中毒作用的重要背景。

研究内容

本研究基于体外胃肠模拟和动物模型，发现可乐饮料可降低摄入铅污染土壤颗粒后的血铅水平，成为一种简单有效的降低铅中毒风险的策略。该方法能促使污染土壤中的铅直接通过消化系统排出，从而不被吸收进入血液循环。研究结果显示，可乐能使22种污染土壤中的铅生物可利用性降低32.6% – 98.8%（图1）。在接触铅污染土壤的雄性大鼠和猪中，可乐处理分别使血铅浓度降低32.9% – 96.0%和31.5% – 81.5%（图2、3）。可乐之所以能降低铅的生物利用性，是因为其在消化阶段促进了不溶性磷酸铅沉淀的形成（图4）。这种沉淀可直接通过粪便排出，从而降低了血液对铅的吸收。这些发现表明，饮用可乐可降低意外摄入污染土壤后铅中毒的风险。然而，由于缺乏基于人群的研究，该方法对人体的适用性仍不确定。上述研究结果表明，尽管饮用可乐在动物模型中具有减少摄入土壤后铅吸收的潜力，但在将其作为一种治疗方案应用前，还需进一步探明其在人体中的安全性、有效性以及可能存在的风险。  

图 1：添加或不添加可乐饮料的污染土壤的 Pb 生物可利用性和 XRD 图谱

图 2：不同处理对大鼠血铅浓度的影响

图 3：不同处理对猪血铅和尿铅浓度的影响

图 4：可乐饮料处理后形成的铅沉淀表征

该研究得到国家自然科学基金委和上海市科委的资助。

作者简介

续晓云，上海交通大学环境科学与工程学院副研究员，博士生导师。主要从事土壤污染风险管控与修复治理方面的研究。入选上海市青年科技启明星、2023/2024年度斯坦福大学“全球前2%顶尖科学家榜单”。主持国家自然科学基金青年/面上项目、国家重点研发计划子课题、上海市科技创新计划面上项目、中国博士后基金一等资助、上海交通大学“优秀博士毕业生海外博士后师资储备项目”等；以第一/通讯作者在Nat. Commun.、Environ. Sci. Technol.、Water Res.等重要SCI期刊发表论文40余篇，论文总他引6300余次，H指数42。

钱泉，上海交通大学环境科学与工程学院2021级博士研究生。主要方向为土壤重金属在人体消化系统的转化过程和生物可利用性。博士期间，以第一/共一作者身份在Nat. Commun.和J. Hazard. Mater.等期刊发表SCI论文2篇。

戴家银，上海交通大学环境科学与工程学院特聘教授（2021.1-至今），中科院动物所研究员（2005.4-2020.12）。国家杰出青年基金获得者（2010年）。连续入选爱思唯尔中国高被引学者榜单。国际SCI期刊Chemical Research in Toxicology和Environmental Pollution杂志副主编。主要从事新型全氟烷基化合物的筛查识别、环境行为及健康效应研究工作。先后主持重点研发计划项目、国家自然科学杰出青年基金项目、重点项目、重大国际合作项目等。2004年以来在Cell, Nature Communications, Environmental Health Perspectives等重要SCI刊物发表论文180余篇，引用6000多次。

曹心德，上海交通大学环境科学与工程学院特聘教授。上海市“浦江人才”计划获得者，中国高被引学者，全球高被引科学家。国际SCI期刊Chemosphere副主编。主持国家自然科学基金重点项目/面上项目、国家重大专项/重点研发计划课题、科技部国际合作项目、国家环保行业科研专项课题以及上海市科委重大课题等项目。在土壤地下水重金属介质多界面迁移转化及生物地球化学过程研究方面取得了系列创新成果，在Nat. Commun., Sci. Bull., Environ. Sci. Technol., Water Res.等期刊上发表SCI论文210多篇。获省部级奖4项，其中教育部自然科学一等奖1项。

作者： 环境科学与工程学院 供稿单位： 环境科学与工程学院