越来越多的证据表明，非自愿的环境暴露（包括污染金属）是临床心血管疾病（CVD）、亚临床CVD及全因死亡的可调整危险因素，并在这些疾病的发展中发挥关键作用。金属诱发的全身炎症和氧化应激、酶促反应中断、内皮功能障碍及动脉粥样硬化是其可能的心脏毒性机制。然而，只有少数高质量的前瞻性研究收集并检查了金属暴露指标与CVD终点的关联。
金属在环境中广泛存在，其暴露源和途径各不相同，既有自然发生的，也有与人类活动相关的。例如，气候变化加剧的野火会导致空气、土壤和水中的金属污染，并在食物链中累积。美国心脏协会最近将砷、镉和铅（无生物功能的污染金属）暴露认定为心血管疾病的危险因素。非必需金属如铀和钨，以及必需金属如钴、铜和锌也可能增加心血管疾病风险，尽管相关证据仍较少。必需金属（也称生物金属）在体内受到严格调控，其尿液中含量升高可能是心脏代谢失调的早期表现。多项研究表明，体内必需金属含量较高与临床和亚临床CVD事件风险增加有关。尽管评估金属混合物影响的前瞻性研究有限，但这些研究比单一金属研究更能模拟现实生活中的暴露和发生情况。
该研究优先考虑了尿液水平已确定为暴露生物标志物的非必需金属（如镉、铀和钨）以及尿液水平能够反映暴露情况和早期代谢失调变化的必需金属（如钴、铜和锌）。在MESA的既往研究中，这六种金属与冠状动脉钙化的进展相关，而冠状动脉钙化是动脉粥样硬化的一个亚临床标志物。然而，这些金属与该人群的临床CVD事件和全因死亡率之间的具体关联尚未明确。
MESA研究纳入了2000年7月至2002年8月期间美国6个城市和郊区的6814名年龄在45至84岁之间的参与者，组成了一个种族和民族多元化的群体。该研究纳入了MESA中6599名在基线检查时提供了尿液金属数据、完整的相关协变量信息的个体，并确保其随访数据截至2019年12月。研究排除了85名未提供尿液样本进行金属分析的参与者、4名尿液金属值极端的参与者、30名随访数据不完整的参与者、以及96名缺乏调整所需社会人口统计学或临床信息的参与者。心血管事件通过研究的临床检查和每9至12个月的电话采访（与参与者或其代理人）来确定，调查内容包括住院、门诊诊断、手术和死亡情况。中位随访时间为17.7年（IQR：12.4-18.5）。新发CVD事件包括心肌梗死、心脏骤停后复苏、确诊和可能的心绞痛、中风、动脉粥样硬化相关死亡（包括冠心病）以及其他CVD相关死亡。模型经过逐步调整：模型1根据年龄、性别、种族和民族、吸烟情况、体重指数以及估计肾小球滤过率（因其可能影响尿液金属水平）进行调整；模型2在此基础上进一步根据收缩压、高血压治疗、总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、降脂药物使用和糖尿病状况进行调整。所有模型均按研究中心进行分层，以允许基线风险函数在不同模型之间有所变化。随访期间，共有1162名入选者发生了CVD，1844名入选者死亡。在调整了行为和临床指标的模型中，与最低四分位数相比，最高四分位数的CVD发病率和全因死亡率的风险比（HR）及其95%置信区间（CI）如下：镉 1.25（1.03, 1.53）和 1.68（1.43, 1.96）；钨 1.20（1.01, 1.42）和 1.16（1.01, 1.33）；铀 1.32（1.08, 1.62）和 1.32（1.12, 1.56）；钴 1.24（1.03, 1.48）和 1.37（1.19, 1.58）；铜 1.42（1.18, 1.70）和 1.50（1.29, 1.74）；锌 1.21（1.01, 1.45）和 1.38（1.20, 1.59）。镉和铜在两个终点上均呈现出正相关线性剂量效应反应。六种尿液金属的四分位距（IQR）增加所对应的校正HR和相应的10年生存概率如下：CVD 1.29（1.11, 1.56）和 -1.1%（-2.0, -0.05）；全因死亡率1.66（1.47, 1.91）和 -2.0%（-2.6, -1.5）。该项针对美国成年人的流行病学研究表明，尿液金属水平与心血管疾病风险和死亡率增加有关。这些发现有助于为开发改善心血管健康的新型预防策略提供参考。
图1. 基线尿液金属浓度与心血管疾病 (CVD) 发病率和全因死亡率的风险比。图2. 单个尿液金属基线水平每四分位距变化对10年生存概率的影响，其中其他尿液金属的中位分布用于弹性网状Cox模型分析。表1. 入选者的基线特征（按心血管疾病和全因死亡事件发生情况划分）
表2. 基于基线尿液金属水平计算的心血管疾病发病率和全因死亡率的风险比（95% CI）(n=6599)表3. 基线时6种和15种尿液金属混合物的风险比（95% CI）、10年生存概率差异及每四分位距变化的相应百分比doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.124.069414
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