基于混合效應(yīng)模型的縱向膳食鎘暴露數(shù)據(jù)的模擬研究.pdf

1、目的:
　　慢性膳食暴露評估理論上需要收集人群長期膳食消費(fèi)數(shù)據(jù)，但實(shí)施這樣的調(diào)查是很困難的，如何對現(xiàn)有的短期膳食調(diào)查數(shù)據(jù)運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法與計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)獲得長期膳食數(shù)據(jù)值得探討，也是目前該領(lǐng)域研究熱點(diǎn)。本研究基于混合效應(yīng)模型原理提出新的縱向數(shù)據(jù)模擬方法，即將短期數(shù)據(jù)“拉伸”為長期結(jié)果，為慢性膳食暴露評估中日常攝入量的計(jì)算提供新的思路。
　　方法:
　　通過整合消費(fèi)量數(shù)據(jù)和污染物濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行膳食暴露量的計(jì)算，其中消費(fèi)量數(shù)據(jù)來

2、源于“中國健康與營養(yǎng)調(diào)查”中江蘇省數(shù)據(jù)，選取2004，2006，2009，2011非連續(xù)四年每年連續(xù)3天成人消費(fèi)量調(diào)查數(shù)據(jù)，而污染物濃度數(shù)據(jù)則來源于2004-2009年江蘇省污染物監(jiān)測網(wǎng)中鎘的數(shù)據(jù)。構(gòu)建橋梁數(shù)據(jù)庫，計(jì)算鎘的每天暴露量利用混合效應(yīng)模型算出固定效應(yīng)參數(shù)和隨機(jī)效應(yīng)參數(shù)，計(jì)算暴露量的一階自相關(guān)系數(shù)。根據(jù)這些模型參數(shù)，設(shè)置模擬人數(shù)、模擬天數(shù)，利用Monte Carlo模擬，獲得個(gè)體長期每天暴露量數(shù)據(jù)，并對模擬數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)證

3、，分析暴露量的變異性和均數(shù)、P95的不確定性，計(jì)算日常攝入量分布，并與OIM、BBN結(jié)果比較，分析本次研究方法的可行性。
　　結(jié)果:
　　本次研究4個(gè)年份連續(xù)3天均參加調(diào)查的成人共535人，其中男性247人，女性288人，城市成人178人，農(nóng)村成人357人，分析結(jié)果如下:
　　1、每天暴露量的分布:江蘇省成人及其亞組鎘的每天暴露量（μg kg-1bw day-1）分布如下:總?cè)巳海?35人）均值為0.36，P25～P9

4、99為(0.04～7.51);男性均值為0.36，P25～P999為(0.04～7.59);女性均值為0.36，P25～P999為(0.04～7.51);城市成人均值為0.34，P25～P999為(0.04～5.54);農(nóng)村成人均值為0.37，P25～P99.9為(0.04～10.60)。
　　2、相關(guān)模型參數(shù):將性別、城鄉(xiāng)、年份及各一級交互納入混合效應(yīng)模型進(jìn)行分析，最終年份、城鄉(xiāng)及其一級交互作用有意義，隨機(jī)效應(yīng)項(xiàng)中個(gè)體間方差為σ

5、b2=0.054，個(gè)體內(nèi)方差為σ(B)2=0.732，一階自相關(guān)系數(shù)ρ=-0.059。
　　3、模擬方法驗(yàn)證:本次研究共模擬3組數(shù)據(jù)，其模擬人數(shù)、模擬天數(shù)設(shè)置分別為（300人，365天），（500人，365天），（1000人，365天）。將對數(shù)轉(zhuǎn)換后的原始數(shù)據(jù)和模擬數(shù)據(jù)從均值、標(biāo)準(zhǔn)差、方差成分比例及一階自相關(guān)系數(shù)進(jìn)行比較，結(jié)果，模擬數(shù)據(jù)以上幾個(gè)指標(biāo)均與原始數(shù)據(jù)十分接近。
　　4、不確定性分析:重復(fù)200次Bootstrap抽

6、樣，分別計(jì)算3組模擬數(shù)據(jù)的總?cè)巳海ㄋ谐扇耍?、城市成人、農(nóng)村成人暴露量的統(tǒng)計(jì)量（均數(shù)和P95）及其置信區(qū)間，各統(tǒng)計(jì)量的95％置信區(qū)間均包含單次Monte Carlo模擬結(jié)果。
　　5、日常攝入量分布:基于混合效應(yīng)模型計(jì)算的日常攝入量均數(shù)為0.34μg kg-1bw day-1，標(biāo)準(zhǔn)差為0.09μg kg-1bw day-1，P25～P999為(0.20～0.72)μg kg-1bw day-1，相應(yīng)的BBN模型計(jì)算結(jié)果為0.34μ

7、g kg-1bwday-1，標(biāo)準(zhǔn)差為0.09μg kg-1bw day-1，P25～P999為(0.20～0.73)μg kg-1bw day-1，各人群P999均小于ADI值。
　　結(jié)論:
　　1、鎘膳食每天暴露量的差異主要體現(xiàn)在高端百分位數(shù)上，農(nóng)村成人高于城市成人。
　　2、基于混合效應(yīng)模型原理的模擬方法可以利用短期數(shù)據(jù)模擬獲得與原始數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特征一致的長期縱向數(shù)據(jù)。
　　3、利用本次模擬方法模擬獲得的長期