必需元素是指人体新陈代谢或生长发育必不可少的元素，其在体内不能合成，只能通过外界供给。因此，自然及生活环境的差异会引起人体内元素水平的差异^{[1 – 2]}，过度缺乏会导致疾病，过度富集会导致中毒^{[3 – 4]}。但亦有另外一种现象，长时间的进化发展，机体形成了与之相适应的健康平衡。近期，国内已有专家提出，在制定健康筛查指标及阈值时应充分意识到人群地域的差异性，然而不同区域及民族的健康本底资料尚缺乏^[5]。本研究于2016年5 — 9月，累计纳入696个研究对象，对粤、藏、新疆3地的汉族、藏族和维吾尔族健康人群血清中铁、锌、硒、铜、钙、钠、镁、钾和锰9种人体必需元素进行检测分析，旨在了解3个人群体内相关金属元素水平差异，为深入研究人群健康状况提供科学参考。

于2016年5 — 9月，共收集汉族、藏族和维吾尔族健康人群的血液标本各232份，总计696份。维吾尔族人群的样本来来自新疆喀什地区开展的《喀什疏附县糖尿病筛检适宜人体测量指标体系的建立》项目；藏族人群的样本来自同年西藏林芝地区某医院的健康体检的对象；汉族人群的样本来自同期广州市疾病预防控制中心年度健康人群监测标本库。以上3个民族的研究对象通过性别和年龄匹配，年龄在 ± 3岁以内，且均无肝、肾疾病史的健康人，获得所有研究对象的知情同意。

血液样本是由专业的医护人员采集，在抽血后30 min内分离血清并编号存盒，再送往当地 – 20 ℃冰箱储存，新疆和西藏的标本通过低温环境运送至广州，所有样本储存在广州市疾病预防控制中心 – 80 ℃冰箱中。元素检测在广州市疾病预防控制中心理化检验部完成，该部实验室获得中国合格评定国家认可委实验室认可及广东省实验室资质认定计量认证。使用电感耦合等离子体质谱法（inductively coupled plasma-mass spectrometer，ICP-MS）测定血清中的9种元素，该方法测定元素具有选择元素种类较为广泛、检出限低、线性范围宽、谱线简单、干扰少、分析精密度高、分析速度快等优点正在被研究工作者所接受^[6]。该单位理化检验部对ICP-MS直接测定血清中的微量元素的方法已经得到很好的验证，方法简单快速并且准确可靠^[7]。血清与稀释液1:19稀释后，按照实验条件进行测定，使用标准曲线法进行定量，用内标校正基体干扰和漂移。如果血清中含量低于检测限，就用此种元素的检测限乘以0.5代入^[8]。

本次采用Agilent7700 ICP-MS分析，主要工作条件见表1。

表 1

表 1 仪器主要工作条件 项目 参数 　项目 参数 功率 1 550 W 　Omega偏转电压 – 90 V RF匹配 1.70 V 　Omega透视电压 7.0 V 采样深度 8.0 mm 　碰撞池入口 – 36 V 载气 0.70 L/min 　碰撞池出口 – 95 V 蠕动泵 0.20 r/s 　Deflect 2.2 V 雾化室温度 2 ℃ 　Plate Bias – 60 V 补偿气 0.5 L/min 　碰撞池氦气流量 4.3 mL/min 提取透镜1 0.0 V 　八极杆偏转电压 – 18 V 提取透镜2 – 130.0 V 　八极杆RF 130 V 能量歧视 3 V

表 1 仪器主要工作条件

0.1 %硝酸，0.1 %聚乙二醇辛基苯基醚，超纯水，单元素和内标元素（Sc、Ge、In）标准溶液来之国家标准物质研究中心。

先对数据进行检查核对，在Excel 2010中清理数据后导入SPSS 19.0统计分析软件，正态性检验使用单样本Kolmogorov-Smirnov检验，年龄使用 $\bar x \pm s$ 表示，不符合正态的资料使用极小值、极大值、均数、中位数和四分位数间距表示，3个民族年龄之间的比较使用单因素方差分析，不符合正态的多组资料之间的比较使用Kruskal-Wallis H秩和检验，不符合正态的两组资料之间的比较使用Mann-Whitney U秩和检验，P < 0.05差异具有统计学意义。

维吾尔族健康人群血清标本取自新疆维吾尔自治区西南部喀什地区，地处东经75.86°，北纬39.38°，海拔高度约1 300米；藏族健康人群的血清标本取自西藏自治区东南部林芝市，地处北纬26°52′～30°40′，东经92°09′～98°47′之间，平均海拔3 100米；汉族健康人群血清标本取自广东省广州市，位于东经112°57′～114°3′，北纬22°26′～23°56′之间，平均海拔43.4米。共收集藏族、汉族和维吾尔族人群各232人，年龄在1～81岁之间，藏族、汉族和维吾尔族人群的平均年龄分别为（32.13 ± 18.59）、（31.99 ± 18.78）和（32.59 ± 18.23）岁，3个民族之间年龄的差异无统计学意义（F = 0.067，P = 0.936）。每个民族有男性115人，占49.6 %，女性117人，占50.4 %。

表 2

表 2 实验的检出限、精密度和加标回收率 元素 单位 检出限 精密度（%） 加标回收率（%） 钠 mg/L 1.00 0.5 101.0 镁 mg/L 0.02 0.4 98.8 钾 mg/L 0.30 0.7 98.5 钙 mg/L 0.30 1.1 98.4 锰 μg/L 0.02 1.2 103.0 铁 mg/L 0.02 2.0 97.6 铜 mg/L 0.01 0.6 101.0 锌 mg/L 0.02 1.2 99.6 硒 μg/L 0.50 1.9 97.0

表 2 实验的检出限、精密度和加标回收率

本次检测的检出限、精密度和加标回收率见表2，所有元素的精密度均优于2.0 %，加标回收率在97 %～103 %。

图 1

图 1 维吾尔族、汉族、藏族健康人群血清中9种必需元素的柱状图

表 3

表 3 维吾尔族、汉族、藏族健康人群血清样本中9种必需元素测定结果表 元素 民族 极小值 极大值 $\bar x$ 中位数 四分位数间距 秩均值 χ2值 P值 钠 藏族ab 2 231.57 3 690.71 3 283.31 3 276.85 3 205.11～3 405.87 439.88 93.39 < 0.01 汉族ac 1 777.55 3 538.18 3 138.22 3 148.02 3 075.34～3 227.22 259.53 维吾尔族bc 1 509.31 3 735.46 3 201.17 3 218.87 3 092.42～3 320.10 346.09 镁 藏族 13.46 29.83 21.49 21.43 19.91～23.01 372.82 5.15 0.076 汉族 11.14 31.67 21.26 20.72 19.52～22.75 334.10 维吾尔族 10.21 36.29 21.20 20.95 19.83～22.19 338.58 钾 藏族ab 110.98 905.64 257.57 206.75 175.34～283.56 446.23 103.87 < 0.01 汉族ac 94.53 1 649.56 228.58 174.80 160.12～195.31 343.06 维吾尔族bc 69.40 1 024.77 220.82 158.83 149.46～177.69 256.21 钙 藏族ab 54.13 234.43 98.03 91.86 85.67～104.48 252.45 91.08 < 0.01 汉族ac 50.69 213.70 110.79 102.41 91.52～124.63 364.66 维吾尔族bc 46.98 213.20 113.31 112.72 98.98～123.32 428.40 铁 藏族ab 0.08 84.01 2.65 1.55 1.01～2.40 350.14 35.21 < 0.01 汉族ac 0.41 24.25 2.37 1.82 1.28～2.38 403.05 维吾尔族bc 0.29 11.15 1.57 1.34 1.01～1.79 292.31 铜 藏族ab 0.45 3.36 1.17 1.05 0.88～1.33 424.91 85.19 < 0.01 汉族ac 0.45 2.86 0.90 0.84 0.72～0.99 255.14 维吾尔族bc 0.38 2.34 1.00 0.97 0.87～1.12 365.45 锰 藏族ab 0.01 462.56 10.80 11.24 0.01～8.07 213.79 161.58 < 0.01 汉族ac 0.01 682.77 31.04 18.74 8.06～38.65 433.00 维吾尔族bc 0.01 274.13 21.88 14.62 7.96～22.42 398.71 锌 藏族b 0.10 2.27 0.62 0.61 0.45～0.78 258.20 263.85 < 0.01 汉族c 0.01 1.64 0.52 0.64 0.01～0.89 263.95 维吾尔族bc 0.45 2.07 1.02 1.02 0.91～1.10 523.35 硒 藏族ab 13.21 201.19 73.04 71.91 51.71～91.41 193.99 291.57 < 0.01 汉族ac 52.65 202.14 120.91 121.48 107.12～135.35 512.35 维吾尔族bc 32.69 193.05 97.85 95.53 84.36～107.82 339.16 　　注：a 藏族vs汉族；b 藏族vs维吾尔族；c 汉族vs维吾尔族，2者比较P < 0.05。单位：钠、镁、钾、钙、铁、铜、锌：mg/L；锰、硒：μg/L。

表 3 维吾尔族、汉族、藏族健康人群血清样本中9种必需元素测定结果表

本研究血清中9种元素水平经正态性检验发现均不符合正态分布（P < 0.1）。由 表3对9种元素的描述可见，除了镁元素，其他元素3个民族之间的差异有统计学意义（P < 0.01）。汉族人群的钠和铜（3 148.02 、0.84 mg/L）低于维吾尔族（3 218.87、0.97 mg/L）和藏族（3 276.85、1.05 mg/L）；维吾尔族人群的钙和锌（112.72、1.02 mg/L）高于汉族（102.41、0.64 mg/L）和藏族（91.86、0.61 mg/L）；汉族人群血清中的锰、硒水平（18.74 μg/L，121.48 μg/L）高于维吾尔族（14.62 μg/L，95.53 μg/L）和藏族（11.24 μg/L，71.91 μg/L）；汉族人群血清中的铁（1.82 mg/L）高于藏族（1.55 mg/L）和维吾尔族（1.34 mg/L）；藏族人群的钾（206.75 mg/L）高于汉族（174.80 mg/L）和维吾尔族（158.83 mg/L）。3个民族健康人群血清中9种必需元素的柱状图见 图1。

本次使用ICP-MS法测定血清中的9种必需元素，实验结果显示，元素测定的精密度均优于2.0 %，加标回收率为97 %～103 %，提示检测结果较好。研究发现，除了镁元素外，其余8种元素在汉、藏、维吾尔族健康人群血清中含量存在统计学差异。目前，对于不同民族全人群血清中的元素比较分析报道较少，大多研究对象集中在单一民族的儿童、住院病人、运动员等特殊群体，而且以汉族人群的研究居多，有关少数民族人群的研究不多见。本研究利用性别和年龄匹配进行涵盖汉、藏、维吾尔族人群的检测分析，反应了在不同自然地理及人文生活环境下，人群体内必需元素的本底差异。

一项针对西藏儿童的研究显示，铁的缺乏率高达57.6 %^[9]。本次调查发现，汉族、藏族、维吾尔族人群的铁水平依次降低。由于汉族人群来自经济发达地区，通过饮食等途径对这两种元素的补充较多，而西藏和南疆地区不合理的膳食结构可降低铁的生物利用率，容易导致体内铁的缺乏^{[10 – 11]}。众所周知，缺铁是导致贫血的主要原因，朴建华等^[12]对全国居民贫血状况的研究显示，广州缺铁性贫血患病率为13.4 %，新疆为22.5 %，西藏^[10]为20.0 %，其结果与本次调查结果互相印证。

缺硒与大骨节病和克山病存在一定的相关性^[13]，人体内硒水平主要来自食物和水，研究显示大骨节病病区饮水和食物中的硒含量低于非病区^{[14 – 15]}。西藏曾是大骨节病最严重、最活跃的地区之一^[16]。同时，1995年一项针对对新疆乌鲁木齐市居民调查的血硒为75 μg/L，约是美国的1/3，日本的2/5，英国的7/10，显示新疆当地的硒处于缺乏状态。本次研究发现曾经作为克山病和大骨节病最严重的地区之一的西藏当地居民体内的硒水平低于汉族和维吾尔族居民。我国从八十年代开始，一直致力于大面积补硒工作，近年病情明显好转，以上2种疾病得到了很好的控制^[17]，同时本研究中新疆维吾尔族人群硒水平高于1995年吴敦虎^[18]的研究。但是本次研究依旧发现曾经的病区硒水平依旧低于非病区。

本次研究数据显示，汉族人群体内的钠水平低于藏族和维吾尔族，这可能与广州居民喜食清淡的饮食，而西藏高能量、高脂肪和高盐的膳食结构有关^[10]，另外南疆地区维吾尔族山区牧民普遍喜欢咸食，盐摄入盐量较高^[11]。有学者分析，由于南疆居民日常饮食以骆驼、羊的乳、肉及乳制品为主^[19]，导致维吾尔族人群体内的钙水平高于汉族，本研究亦验证了这一点。锰虽是人体必需的微量元素，但它也能在一定程度上反应工业污染的水平^[20]。本次研究发现，汉族人群血清中的锰水平显著高于藏族和维吾尔族，提示汉族居民广州地区的环境工业污染比相对欠发达地区的南疆和西藏地区严重。

本研究发现，新疆居民体内的锌水平高于西藏和广州居民，新疆居民的铜水平高于汉族居民。这种差异性可能是由于新疆当地居民喜欢吃牛羊内脏有关，因为动物内脏中的锌和铜的含量较高^[21]。潘兴富等^[22]对我国八省市一般人群全血中铜、锌水平分布进行了调查，其结果显示东部地区人群血锌水平低于中部地区和西部地区，与本次研究中汉族居民锌水平低于维吾尔族居民的结果类似，但是针对血铜的水平的调查结果与本次研究结果相反，需要进一步探讨。

值得注意的是，虽然本次研究显示汉族、藏族和维吾尔族人群血清中的铜、钾、钙等元素存在显著差异，但本次研究对象均为健康人群，均无既往疾病史，即血清中必需元素的差异性没有引起健康问题的差异。这提示，不同种族、不同地区，所谓“健康”的指标与疾病发生风险可能存在差异，既往基于汉族人群为主制定的“健康”标准及疾病的防控策略可能不适用于不同民族或生活在不同地理环境下的同一民族。因此，针对不同人群，制定出因人而异的健康指标，实施个性化干预策略是目前我国卫生领域亟待解决的问题。

本次研究使用ICP-MS法检测3个民族人群血清中9种必需元素的水平，方法快速准确，人群是按照性别和年龄 ± 3岁匹配，可以消除由年龄和性别带来的干扰。但是本次研究没有纳入可能的影响因素如采样前较短时间内的膳食种类及摄入量等影响因素；另外，本次研究的样本量相对较小，亦并非是随机抽样获得的样本，研究结果的外推有一定的局限。