中国L-麦角硫因的膳食暴露与风险评估

　　摘要：L-麦角硫因(L-EGT)是一种天然存在的硫醇化合物，主要富集于食用菌中，日益被认为是一种潜在的有益生物活性成分。然而，人群水平的暴露数据仍然有限。本研究旨在估计中国居民对L-EGT的背景膳食暴露量，描述其在人群亚组和地区的分布，识别主要食物贡献来源，并使用暴露限值(MOE)方法进行风险特征描述。个体体重校正后的L-EGT摄入量根据已发表的食品浓度数据和42,218名参与者的三天膳食回顾数据进行估算。MOE使用从亚慢性毒性研究中获得的800毫克/千克体重/天的未观察到有害作用水平(NOAEL)计算。普通人群的平均膳食L-EGT暴露量为0.043毫克/千克体重/天(MOE=18,605)，消费人群为0.174毫克/千克体重/天(MOE=4598)，第95百分位暴露量分别为0.244毫克/千克体重/天(MOE=3279)和0.644毫克/千克体重/天(MOE=1242)。所有亚组的MOE值均 consistently高于300的安全阈值，总人口中低于该值的比例低于0.3%，3-6岁消费人群中低于该值的比例为1.3%。这些结果表明，中国目前通过天然食物的L-EGT膳食暴露水平较低，不构成安全性问题，并为其健康效应、最佳摄入范围和长期安全性的未来研究提供了基础数据。

　　1、引言

　　L-麦角硫因(L-EGT)(C₉H₁₅N₃O₂S) 是一种天然存在的含硫组氨酸衍生物，由法国研究人员于1909年首次从麦角真菌中分离出来。由于人类缺乏内源性合成能力，L-EGT必须完全从饮食中获得，它广泛分布于食用菌、某些豆类和动物内脏等来源中。然而，重要的是要注意，L-EGT目前未被归类为必需营养素，因为尚未明确确定特定的缺乏综合征。摄入后，L-EGT通过特异性转运蛋白OCTN1被主动转运到组织中，并优先积聚在经受氧化或炎症应激的组织和细胞区室中，包括骨髓、肝脏、肾脏、大脑和晶状体。这种选择性分布，加上其约一个月的长半衰期，表明其在调节氧化还原稳态和细胞保护方面具有保守的生理功能。

　　在过去十年中，L-EGT因其广泛的抗氧化、抗炎和细胞保护特性，以及观察性数据表明额外摄入L-EGT或血浆L-EGT水平与较低的认知衰退、睡眠障碍和心血管代谢疾病风险相关，而受到越来越多的关注。体外实验研究表明，L-EGT可以清除活性氧，减轻氧化性DNA损伤，并调节内皮功能，而动物模型和人体补充试验显示其对氧化应激和炎症的生物标志物有影响。这些汇聚的证据鼓励研究人员探索评估和增加L-EGT摄入的策略，例如将其掺入食品中，以利用其在人类中的潜在健康益处。

　　伴随这种日益增长的科学兴趣，监管审查也聚焦于L-EGT。目前国际上尚无针对L-EGT的基于健康指导值。欧洲食品安全局(EFSA)根据亚慢性研究得出的800毫克/千克体重/天的未观察到有害作用水平，确认了合成L-EGT作为新型食品的安全性，即使对于高消费人群，其暴露限值也远高于200。欧盟(EU)批准L-EGT可用于各种产品，包括无酒精饮料、谷物棒、牛奶、新鲜乳制品和巧克力，每份最高5毫克。该提案还包括将其用作食品补充剂，成人每日最大剂量为30毫克，儿童为20毫克。在美国，食品药品监督管理局(FDA)将L-EGT归类为“一般认为安全”物质，并允许其用于蛋糕、饼干等产品中。此外，L-EGT被列入日本的“非药用成分”目录，允许在食品中使用，条件是不进行健康声称，且未设定具体使用限量。加拿大也已批准L-EGT作为天然健康产品成分，用于防腐和抗氧化目的，14岁及以上个体的摄入限量为每天6毫克，1-13岁儿童为2.2毫克，但不得声称具有抗氧化作用[23]。在中国，L-EGT已作为新型食品原料提交审批。这些意见强调，需要不同人群天然膳食L-EGT暴露的可靠信息，为强化食品和补充剂的风险评估及效益-风险评估提供依据。

　　尽管L-EGT作为一种生物活性膳食成分日益受到关注，但人群水平的背景暴露定量数据仍然有限，且主要来自欧洲或北美的食物成分数据集和膳食模式。特别是，关于亚洲人群习惯性L-EGT摄入量知之甚少，因为亚洲的烹饪传统包括大量食用菌、大豆制品、豆类和动物内脏——这些食物群可能共同导致相对较高的L-EGT暴露。然而，尚无研究系统地汇编中国常见食物中的L-EGT浓度，并将这些数据与全国代表性的膳食摄入调查联系起来，以描述全面的背景暴露及其在不同社会人口学亚组间的变异性。

　　因此，本研究旨在汇编已发表的中国饮食相关食物中L-EGT浓度的数据，将其与全国代表性的膳食消费数据相结合，并估计中国人群对L-EGT的膳食暴露量。随后，利用现有的毒理学参考值进行了风险特征描述。这些发现旨在为未来评估L-EGT作为中国食品供应中潜在有益生物活性成分提供科学依据，并支持与新型食品和配料使用相关的风险评估和监管决策。

　　2、材料与方法

　　2.1、L-EGT在食物中浓度的数据库

　　根据预设的分层选择策略，从已发表的文献中汇编了食物中L-EGT浓度的数据库。对于L-EGT的主要膳食来源——食用菌，优先采用中国的研究，因其检测技术更先进，发表年份更新。以E等人(2022)的研究为主要参考，该研究采用超高效液相色谱-亲水相互作用色谱(HILIC-UPLC)(美国米尔福德)。该研究未涵盖的菌种，则补充Zhang等人(2013)的数据。对于缺乏中国分析数据的非真菌食品类别，采用Cheah等人(2018)在新加坡进行的研究作为主要来源，因其饮食背景与中国的东亚饮食背景最具可比性。其余项目的数据由Ey等人(2007)的研究补充。所有有检出报告的主要食品类别均被纳入：真菌、蔬菜、干豆及其制品、动物内脏、坚果和种子。浓度低于1毫克/千克湿重或未检出的食物被排除，因为这类食物对总L-EGT暴露的贡献可忽略不计，这与EFSA将背景暴露评估主要限于食用菌的方法一致。)。

　　对于源出版物中缺乏水分含量的食物，其水分值从《中国食物成分表》(第6版，2023)中相应项目进行估算。如果该表中没有，则使用美国农业部FoodData Central数据库或NutriData数据库的数据作为替代。转换后的浓度统一应用以与消费数据保持一致。湿重与干重之间的转换使用以下公式标准化：

　　其中Cwet是湿重浓度(毫克/千克)，Cdry是干重浓度(毫克/千克)，M是水分含量(%)。

　　2.2、食物消费和体重数据

　　食物消费数据来自2018-2020年中国居民食物消费调查，这是一个由国家食品安全风险评估中心收集的现有数据集。这项全国代表性研究采用多阶段随机抽样方法，覆盖了21个省、自治区或直辖市的48个调查点。目标人群是年龄≥3岁的常住家庭成员。排除了因重大疾病显著改变日常饮食，或无法完成膳食访谈或人体测量的个体。由受过培训的调查员收集基本人口统计信息并进行非连续的3天24小时膳食回顾调查。在3天中的每一天，记录受访者过去24小时内消费的所有食品和饮料，包括家中制备和在外就餐的食品。使用标准化食谱和份量将报告的摄入量转换为单个食品项的克重。对于每个个体，每种食物的每日摄入量计算为三个调查日的平均值。体重由受过培训的工作人员使用便携式电子秤现场测量，精确到0.1公斤，遵循标准化程序。当无法进行现场测量时，则使用近期自报体重。在排除了不可信的体重值(n=20)后，共有42,218名参与者被纳入分析。

　　2.3、膳食暴露评估

　　采用简单分布法估算来自天然食物的L-EGT膳食暴露量，以获得归一化到体重的个体水平慢性摄入量。对于每位参与者，暴露量计算如下：

　　其中Exp是个人每日L-EGT摄入量(毫克/千克体重/天);Fi表示个体对食物项i的消费量(千克/天);Ci是食物i中L-EGT的平均浓度(毫克/千克);W是个体体重(千克)。

　　2.4、风险特征描述方法

　　鉴于缺乏L-EGT的基于健康指导值，采用与EFSA评估一致的、来自亚慢性毒理学研究的800毫克/千克体重/天的NOAEL，计算暴露限值。每个个体的MOE定义为：

　　其中NOAEL为800毫克/千克体重/天，Exp是如上估算的个体膳食暴露量。根据EFSA科学委员会的建议，对L-EGT的风险特征描述采用300的MOE临界值，该值由10倍的种间变异因子、10倍的人类个体间变异因子和3倍的时间外推因子组成。

　　2.5、统计分析

　　对普通人群(所有参与者)和消费人群(在3天回顾期内至少消费了一种含L-EGT食物的参与者)计算了L-EGT膳食暴露量和MOE。总体以及按性别、年龄组和省份分层的分布情况以平均值和第95百分位数(P95)值的形式总结了Exp(毫克/千克体重/天)和MOE。还计算了MOE低于300的个体比例。所有分析均使用R软件(版本4.4.2)进行。

　　3、结果

　　3.1、食物中的L-EGT浓度

　　不同食物组中的L-EGT浓度如图1和表S1所示。真菌的浓度迄今为止最高。在新鲜蘑菇中，口蘑(Tricholoma gambosum)和鸡腿菇(Coprinus comatus)的湿重L-EGT浓度最高(分别为1730和1185毫克/千克)，其次是美味牛肝菌(Boletus edulis)(775.2毫克/千克)。常见栽培食用菌，如平菇(Pleurotus ostreatus)(373毫克/千克)、草菇(Volvariella volvacea)(347毫克/千克)和金针菇(Flammulina filiformis)(171毫克/千克)，也含有相当高的L-EGT水平。相比之下，茶树菇(Cyclocybe aegerita)、猴头菇(Hericium erinaceus)和银耳(Tremella fuciformis)等物种的浓度较低(湿重3.5-8.36毫克/千克)。

　　非真菌类食物的L-EGT含量通常低得多。在蔬菜中，大蒜和芦笋的湿重含量分别约为11.6和10.9毫克/千克。在干豆及其制品中，天贝的含量相对较高(155.47毫克/千克)，而黑豆和红芸豆的含量分别为13.49和4.52毫克/千克。动物内脏，如鸡肝和猪肝、猪肾，L-EGT含量在7.66-10.78毫克/千克范围内。坚果和种子的含量最低，巴西坚果和银杏果的含量分别为4.30和1.78毫克/千克。

　　3.2食物消费量

　　普通人群和消费人群每日含L-EGT食物的消费量总结于表1。图S1中的气泡图对比了平均L-EGT浓度与消费量。在真菌中，香菇(Lentinula edodes)、金针菇(Flammulina filiformis)和蜜环菌(Armillaria mellea)在普通人群中的摄入量最高，在消费者中则显著更高。大多数其他真菌、干制品、豆类、蔬菜、坚果和动物内脏的平均摄入量较低，通常低于1克/天。猪肝是个例外，普通人群平均摄入1.56克/天，消费者中第95百分位数达50克/天。如图2所示，几种食用菌同时具有高L-EGT浓度和相对较高的日均消费量。

　　图2.不同地区L-EGT膳食摄入水平(毫克/千克体重/天)。(a)普通人群平均摄入量;(b)普通人群第95百分位数(P95)摄入量;(c) 消费人群平均摄入量;(d)消费人群P95摄入量。颜色从浅蓝到深蓝的渐变表示摄入水平增加。白色区域表示没有数据的省、自治区或直辖市。

　　表1. 普通人群和消费人群对不同食物的消费量(克/天)

　　3.3、膳食L-EGT暴露量

　　按性别和年龄组分层的中国人群L-EGT膳食摄入水平见表2。对于普通人群(n=42,218)，平均暴露量为0.043毫克/千克体重/天，P95为0.244毫克/千克体重/天。同时，在消费人群(n=10,518)中，平均暴露量增加至0.174毫克/千克体重/天，P95为0.644毫克/千克体重/天。女性的L-EGT暴露量 consistently略高于男性。在普通人群中，女性平均摄入量为0.047毫克/千克体重/天(P95=0.264毫克/千克体重/天)，而男性为0.039毫克/千克体重/天(P95=0.222毫克/千克体重/天)。年龄分层分析显示，儿童的体重校正后L-EGT暴露量最高。在3-6岁儿童中，普通人群平均摄入量为0.094毫克/千克体重/天(P95=0.522毫克/千克体重/天)，消费人群中为0.364毫克/千克体重/天(P95=1.306毫克/千克体重/天)。对于7-12岁儿童，普通人群平均暴露量为0.061毫克/千克体重/天(P95=0.356毫克/千克体重/天)，消费人群中为0.249毫克/千克体重/天(P95=0.869毫克/千克体重/天)。青少年和中年成年人(13-44岁)的暴露量居中，而成年人(≥45岁)的平均暴露量较低，约为0.031-0.036毫克/千克体重/天，消费人群平均约为0.131-0.160毫克/千克体重/天。

　　表2. 不同人群L-EGT膳食摄入水平(毫克/千克体重/天)

　　3.4、L-EGT暴露的地区差异

　　观察到L-EGT膳食暴露存在显著的省际差异(图2，表S2)。在普通人群中，平均暴露量从河北和黑龙江等省的约0.020毫克/千克体重/天到福建和湖南的0.076-0.084毫克/千克体重/天不等，几个沿海和中部省份(如北京、上海、江西、云南、重庆)显示出中等到高的数值(0.054-0.068毫克/千克体重/天)。当聚焦于消费人群时，云南和重庆的平均暴露量超过0.26毫克/千克体重/天，江西和重庆接近0.28-0.29毫克/千克体重/天，在云南和重庆等省份，P95值约为或高于1.0毫克/千克体重/天。

　　3.5、L-EGT暴露的主要食物贡献来源

　　按食物组分解暴露量证实，真菌在L-EGT摄入量中占绝对主导地位(表3)。在普通人群中，真菌平均占总L-EGT暴露量的97.7%，在P95水平占98.4%。在消费人群中，真菌的贡献在均值水平仍高于97%，在P95水平接近99.5%。在物种层面，香菇是L-EGT的最大单一来源，贡献了普通人群平均暴露量的34.9%和P95暴露量的28.7%，在消费人群中贡献了平均暴露量的34.5%和P95暴露量的44.1%。黑木耳贡献了普通人群暴露量的18.6%(均值)和13.1%(P95)，在消费人群中贡献了18.4%和22.5%。平菇和金针菇各自贡献了约13-14%的平均暴露量，其中金针菇在消费人群的高摄入端尤为重要(P95占27.5%)。其他蘑菇物种合计约占摄入量的7%。相比之下，蔬菜、干豆及其制品、动物内脏以及坚果和种子平均占总L-EGT暴露量的比例均≤2-3%。

　　表3. 不同食物组对L-EGT暴露的贡献(毫克/千克体重/天)

　　3.6、风险特征描述

　　不同人群组L-EGT的MOE值见表4。在普通人群中，总体平均MOE为18,605，P95 MOE为3279。性别特异性平均MOE为男性20,513，女性17,021，P95值分别为3604和3030，仅有0.1%的个体MOE低于300。关于年龄组，儿童和青少年(3-17岁)的MOE值较低，但即使在P95摄入量下，MOE值仍大于1500。成年年龄组(18-44、45-59、≥60岁)的MOE值较高，平均值通常在16,000至25,806之间，P95值接近或高于3300-4100。

　　表4. 不同人群组L-EGT的暴露限值(MOE)

　　在消费人群中，总体平均MOE为4598，P95为1242。性别特异性P95 MOE为男性1342，女性1187，有0.2-0.4%的个体低于300。3-6岁儿童的MOE值最低，反映了他们每公斤体重最高的暴露量。在消费人群中，平均和P95 MOE分别为2198和613，有1.3%的个体低于300。对于7-12岁儿童，相应的值分别为3213(均值)和921(P95)，有0.2%低于300。在其他年龄-性别层中，MOE < 300的个体比例为0-0.5%。

　　4、讨论

　　本研究首次对中国人膳食L-EGT暴露进行了全面的、基于人群的评估，结合了汇编的浓度数据和全国代表性的膳食消费模式。来自天然食物的总体暴露水平较低，普通人群平均摄入量为0.043毫克/千克体重/天，消费人群中为0.174毫克/千克体重/天。食用菌占总L-EGT摄入量的97%以上。MOE分析显示具有广泛的安全范围。普通人群的平均MOE值(18,605)远高于300的安全阈值，即使在摄入量最高的3-6岁消费人群的第95百分位数，MOE仍保持在600以上，表明在当前饮食条件下健康风险可忽略不计。

　　由于缺乏暴露评估以及食物成分数据的异质性，与其他国家直接比较具有挑战性。尽管如此，现有来自欧洲和美国的估计表明，背景饮食中L-EGT的日均摄入量在普通人群中范围为0.016至0.067毫克/千克体重/天，在消费人群中为0.057至0.244毫克/千克体重/天。在第95百分位数，成年消费者的暴露量据报道为0.203-0.660毫克/千克体重/天，儿童消费者为1.017-1.110毫克/千克体重/天[25]。主要来源于蘑菇消费数据，2016年EFSA的科学意见报告称，意大利是欧洲估计暴露量最高的国家，成年人的P95值高达0.48-0.70毫克/千克体重/天，儿童的P95水平高达0.64-1.11毫克/千克体重/天[17]。尽管膳食模式存在差异，初步比较初步表明，中国和西方人群的天然膳食L-EGT摄入量可能大致相似。

　　观察到的较高MOE值表明当前膳食暴露量与800毫克/千克体重/天的NOAEL之间存在广泛的安全范围。儿童表现出最高的体重校正后暴露量，P95摄入量达到0.522毫克/千克体重/天(3-6岁)和0.356毫克/千克体重/天(7-12岁)。这种年龄依赖性模式与其他营养素和污染物的既定观察结果一致，这是由于较小的体重和多样化的含菌饮食所致。然而，即使在幼儿中，MOE值也远远超过300，表明健康风险较低。L-EGT暴露的地区差异显著。云南、江西、福建和重庆等省份较高的暴露水平反映了当地富含食用菌的饮食传统以及野生或干制蘑菇的可及性。相反，河北和黑龙江等北方地区的暴露水平较低，与其饮食习惯一致。

　　应当指出，上述广泛的安全范围与毒理学风险相关，而非生理功效。这是两个不同的考虑因素：背景暴露水平下的安全性无虞并不意味这些摄入量足以带来可衡量的健康益处。现有的人体研究表明，每日摄入量低于25毫克具有良好的耐受性，并可能与认知能力、睡眠质量和关节相关结局的改善有关[4,16,33-39]。然而，由于试验数量有限且终点异质，无法进行稳健的剂量-反应荟萃分析来定义L-EGT摄入的功效阈值。在一项由生理药代动力学模型支持的随机对照试验中[36]，每天8毫克、持续16周的方案被确定为达到假定有效血浆L-EGT浓度以改善主观睡眠结局的最佳剂量，这意味着来自未强化食品的背景摄入量不太可能达到与大多数个体生理益处相关的水平。

　　迄今为止，包括欧盟、美国、日本和加拿大在内的几个监管机构已授权将L-EGT添加到食品、膳食补充剂或天然健康产品中[18–23,40]。关于安全性，EFSA评估了来自强化食品、背景饮食和食品补充剂的高消费水平L-EGT。对于成年人，估计的高摄入量分别为0.545、0.700和0.430毫克/千克体重，合计总摄入量为1.68毫克/千克体重(对应MOE = 470)。对于儿童，这些值分别为1.179、1.110和1.429毫克/千克体重，合计总摄入量为3.72毫克/千克体重(对应MOE = 216)。EFSA的结论是，由此产生的安全范围是足够的[17]。我们的研究表明，中国现有的天然膳食L-EGT暴露不太可能构成健康风险，同时为风险特征描述、未来的新型食品应用以及含L-EGT食品的效益-风险评估提供了定量基础。建立这样的人群水平基线对于解释流行病学和临床研究中的潜在健康益处也至关重要。

　　本研究存在一些不确定性。首先，关于食物浓度数据，不确定性源于源研究在采样年份和地区、提取和色谱方法以及定量限方面的异质性，所有这些都可能引入研究间的测量变异性。使用食物成分表中的标准水分含量进行干重和湿重浓度转换时，特别是对于水分含量可变的食物，会引入额外的不确定性。此外，加工、烹饪、浸泡或复水过程中L-EGT含量的潜在变化未被全面量化。其次，对于消费数据，3天24小时回顾设计存在回忆偏差，并且自报体重(如果使用)可能与测量值存在偏差，从而影响基于毫克/千克体重的暴露估计。最后，非膳食暴露途径，如化妆品使用，原则上可能贡献有限的局部皮肤暴露。

　　未来的工作应以逐步的方式建立在这些基线暴露估计之上。首先，应通过跨地区和季节的系统采样，并量化加工和烹饪的影响，将中国特有的L-EGT浓度数据扩展到食用菌之外，以减少摄入估计的不确定性。其次，这里建立的人群水平基线为前瞻性队列研究提供了基础，以检查L-EGT摄入与健康结果(包括认知衰退、心血管代谢疾病和健康老龄化)之间的关联。应特别关注可能易感或高受益的亚群，如孕妇、老年人和慢性病患者。第三，开发和协调标准化分析方法，特别是针对食物基质和生物样本的优化LC-MS/MS方案，对于确保跨研究可比性至关重要。最后，随着中国对L-EGT作为新型食品原料的监管兴趣日益增长，结合强化食品和补充剂的综合暴露估计对于效益-风险评估和基于证据的监管决策将至关重要。

　　5、结论

　　这项全国性评估首次全面描述了中国居民背景膳食L-EGT暴露的特征。来自天然食物的L-EGT慢性暴露量较低，MOE分析表明，在所有人口统计学阶层中，即使是在体重校正后摄入量最高的幼儿中，也存在广泛的安全范围。食用菌贡献了总L-EGT暴露量的97%以上，常见的食用菌——香菇、黑木耳和平菇是主要的膳食来源。这些发现表明，中国目前背景膳食L-EGT暴露不构成安全问题，并为中国监管和公共卫生环境中含L-EGT食品的风险特征描述、未来新型食品应用以及效益-风险评估提供了定量基础。

　　注：本文为英文文献【Dietary Exposure and Risk Assessment for L-Ergothioneine in China】 中文翻译分享，版权归原出版方所有，仅作行业交流使用，不用于任何商业目的，如有侵权，请联系删除。