**章 认识硒
　　硒是一种化学元素，原子序数为34，原子量为78.96（表1-1）。硒是一种非金属（偶尔被认为是类金属）元素，其性质介于元素周期表中上、下两元素硫和碲之间，且硒与砷也有相似性。硒罕见以元素状态存在，亦甚少在地壳中以纯化合物的矿石存在[1]。
　　表1-1 硒的化学和物理性质
　　**节 硒的发现及研究进展
　　1817年，瑞典化学家永斯 雅各布 贝采利乌斯发现硫酸厂铅室中有一种红色的沉淀物，这种物质在燃烧时会发出与碲化物燃烧相似的味道，他认为这是一种碲的化合物。但在 1818年，他发现这种物质中并不包含碲元素，由此他认为这是一种与碲元素性质相似的新元素。因为碲（tellurium）的名字来源于“tellus”，而这种新元素与碲性质相似，所以他将这种新元素命名为硒（selenium）。
　　1915年，Walker和Klein提出将硒用于癌症的化学治疗。20世纪30年代，在我国黑龙江省克山县发现一种怪病，患者起初咳嗽、胸闷、呼吸困难、食欲减退，随后出现全身水肿、急性肺水肿或者心源性休克。因该病分布于克山县境内，故将该病命名为克山病。新中国成立后，我国营养学和微量元素研究专家经过多年研究，认为硒缺乏是克山病发病的重要因素。1949年，Clayton和Baumann*次报道在饲料中加入一定量硒可以预防对大鼠的致结肠癌作用，为硒与癌症之间的关系提供了依据[2]。1950年，德国科学家施瓦茨对肝坏死病因进行了研究，发现除了含硫氨基酸（因素1）和维生素E（因素2）对肝脏有保护作用外，另外一种未被人们认识的因素3对肝脏也有保护作用，而且保护作用比因素1和因素2更显著。1951年，施瓦茨开始提纯“因素3”，昀终于1957年5月17日发现“因素3”是硒，由此证实硒为营养性肝坏死预防的一种保护因子。该研究验证了硒对肝脏的保护作用较强，硒在动物营养中起着重要作用，这是人类对硒认识的**个里程碑。1958年，Mills和Randall在哺乳动物中*次发现**种被公认的含硒酶——谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，简称为 GSH-Px或 GPx）[3]。直到1971年，Rotruck的研究证明了硒是 GSH-Px的组成物质，并且是维持酶活性的重要组成[4]（图1-1）。
　　图1-1 “硒与健康”研究的里程碑事件
　　20世纪60年代，中国克山病防治组进行了大量的研究调查，发现病区的水土及粮食中硒含量显著偏低，病区人群血硒及发硒水平也显著偏低。通过对患者补充硒，在缺硒地区流行几十年的克山病终于被控制住。1959～1964年，湖北恩施地区暴发了一种原因不明的脱发、脱甲症，其中昀严重的村庄发病率高达82.6%，牲畜也中毒死亡。中国医学科学院杨光圻工作组经过调查研究发现，牲畜及患者的症状非常类似美国报道的硒中毒。后以病区玉米饲喂大鼠，发现典型的硒中毒症状和大片肝坏死现象，而含砷饮水对玉米毒性具有拮抗作用。通过硒含量测定发现，各样品均含大量硒，例如，有一份玉米样品硒含量竟高达44mg/kg（计算摄入的硒量相当于38mg/d，可使人3～4d内头发全部脱落），从而证明了致病原因确实是硒中毒。调查发现，当地村民有用石煤火熏土作底肥的习惯，而石煤硒含量高达13.2～1332mg/kg，从而造成土壤严重的硒污染，作物硒含量也随之增加，导致人畜硒中毒。
　　1969～1971年，Shamberger等经一系列流行病研究、临床试验发现，低硒地区及血硒低的人群中癌症发病率高，消化道癌及乳腺癌特别明显[5]。这是*次有关硒与癌症关系的研究报道。1972年，John Rotruck博士等在第56届FASEB年会上提出[6]：硒是谷胱甘肽过氧化物酶分子的一个重要组成部分（每一分子酶中含有4个硒原子），该酶与免疫、衰老、抗氧化、抗癌密切相关，从而在分子机制上确立了硒是人体必需的微量元素，并且全文发表在1973年的Science杂志上。John Rotruck博士等的研究结果使人们进一步认识了硒元素在人体内的重要性，并带动了对相关含硒酶的研究，在随后的几年中，先后发现了十几种在人体内起重要作用的含硒酶，其中包括硫氧还蛋白还原酶、碘化甲腺原氨酸脱碘酶、硒蛋白P、硒蛋白W、硒代磷酸合成酶。1973年，世界卫生组织宣布硒是人类和动物生命活动中不可缺少的微量元素之一。
　　1974～1977年，中国医学科学院防治克山病工作组在四川省冕宁县进行了大规模口服亚硒酸钠预防克山病效果的严格双盲试验。观察服硒人数达3.66万，其发病率由服硒前的13.6/10万，逐年降到2.2/10万、1.0/10万、0.3/10万、0/10万，得出了补硒可有效预防克山病的肯定结果。1979年，中国科学家发表补硒可有效预防克山病的文章，奠定了硒是人体必需微量元素的基础。1984年，中国医学科学院的科学家发现补硒可以防治克山病，从而确认硒为人体不可缺少的微量元素。中国防治克山病工作组集体荣获了国际生物无机化学家协会1984年度的施瓦茨奖。1982～1990年，中国医学科学院杨光圻工作组在低硒和高硒地区进行了为期8年的调查，得出成人日摄入硒的营养需要量为50～250μg，此后该数据成为世界卫生组织/联合国粮农组织/国际原子能机构专家委员会，以及美国、欧洲和澳大利亚等相应机构制定膳食硒**摄入量和安全量的基础。1986～1994年，于树玉等对江苏启东市13万居民开展8年的补硒预防肝癌试验，证实补硒可使肝癌发生率下降35%，使肝癌家庭史患者发病率下降50%[7]。
　　1983～1996年，美国亚利桑那州立大学癌症中心Clark教授对1312例癌症患者进行了长达13年大规模对照试验，结果发现，每日补充200μg硒，癌症的死亡率下降了50%，其中，硒对前列腺癌、肺癌和直肠癌防治十分明显[8]。1988年，中国营养学会在修订我国日常膳食营养供应品种时，将硒作为人畜的14种生命所必需微量营养元素之一，每天建议摄入 50～250 μg。
　　2001年6月15日，我国率先推出纳米硒及其合成技术，标志着生物纳米材料在保健医药方面的应用取得了重大进展。同等给药剂量时，纳米硒可显著改善生物体免疫指标、明显延缓生物衰老，且高剂量应用纳米硒为预防癌症提供了可能性。由于纳米硒由数万个硒化合物组成一个微小单位，所以其抗氧化和清除自由基的能力更强，对自由基损伤引起的疾病具有较好的抑制作用。2003年 9月，美国食品药品监督管理局（FDA）通过了一项将硒视为抑癌剂的重要决议，并允许硒营养品标识硒的抑癌性质。
　　对硒的研究从早期的化学合成开始，到近年来的分子生物学研究，都取得了重要进展。如今，硒对人和动物的营养作用日益受到重视，尤其是偏向实际生产和应用方面的研究，如硒的生物强化、硒的植物修复等，但深入的机制层面研究还较少。目前认为硒能增强免疫功能，调节人体代谢，抑制肿瘤生长，降低癌症发病率。研究发现，硒水平与肿瘤死亡率呈明显的负相关，动物实验表明微量元素硒能抑制肝、乳腺、结肠、皮肤等癌症的发展。然而，硒在生物体内的重要化学作用及其与多种疾病之间的复杂关系尚未研究清楚，仍需在基础和临床层面进行大量研究与发现。
　　第二节 硒的分布
　　硒资源以综合性矿床为主，其成矿类型以斑岩铜矿、铜钼矿床为主。全球富硒的国家有日本、德国、比利时、加拿大、俄罗斯、智利、芬兰和菲律宾。在全球地理环境中，我国缺硒面积昀大，缺硒程度严重。
　　一、硒资源储量
　　自然界中的硒资源主要来自富硒土壤、岩石与矿物等，以多种形态在土壤、水和大气中持续循环。硒在地壳中丰度较低，大约为0.05ppm（1ppm=1mg/kg）左右，虽可形成某些*立矿物，却很少形成工业富集。硒矿主要以与其他金属矿如金矿、银矿、铜矿等伴生的形式产出[9]。根据美国地质调查局2022年公布的数据，世界硒资源储量约为10万t，2021年全球范围内硒资源年产量约为3000t，硒资源储量相对丰富的国家有中国（2.6万t）、俄罗斯（2.0万t）、秘鲁（1.3万t）、美国（1.0万t），其他国家硒资源总量约为2.2万t，各国硒资源地预测储量如表1-2所示[10]。
　　表1-2 全球硒资源储量
　　我国硒资源分布十分不均匀，局部土壤硒含量较高，而局部土壤有缺硒的现象，各地区硒的分布有很大差距。我国早期发现的富硒地区有湖北省恩施市、陕西省安康市、贵州省开阳县、浙江省龙游县、山东省枣庄市、四川省万源市、江西省丰城市、安徽省石台县等。近几年发现的富硒地区有青海省海东地区的平安—乐都一带、山西省阳泉市、江西省鄱阳湖地区、湖南省慈利县和桃源县、浙江省杭嘉湖平原和宁绍平原地区、广东省佛山市、海南省澄迈县等。
　　中国地质调查局组织的土地质量地球化学调查表明，我国有72%的地区处于缺硒地带。研究表明，我国存在东北—西南分布的低硒带，从内蒙古东部至青藏高原一带呈现片状不连续分布，整体硒资源较为匮乏[11]。我国广东、黑龙江、湖北、青海和甘肃地区硒资源丰富，占全国硒资源总量的79.3%。