職業(yè)砷接觸人群健康危害與遺傳毒性研究.pdf

1、砷是影響人類健康的重要元素，為一種常見(jiàn)的環(huán)境毒物和確認(rèn)的人類致癌物。已有的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和人群流行病學(xué)研究表明，砷接觸可引起不同程度的皮膚損傷、腱反射異常、肝功能損傷、心血管及神經(jīng)系統(tǒng)病變等多方面的疾病，嚴(yán)重危害人體健康。砷與皮膚癌、膀胱癌、肺癌、肝癌、胃癌、前列腺癌及直腸癌等多種腫瘤的發(fā)病率升高有密切相關(guān)。但迄今為止，砷的遺傳毒性和致癌機(jī)制研究還沒(méi)有取得令人信服的進(jìn)展。動(dòng)物致癌模型難以建立和流行病學(xué)研究中的暴露評(píng)價(jià)不能嚴(yán)格控制混雜因素的干擾

2、是主要原因。以上說(shuō)明砷對(duì)人類健康危害非常嚴(yán)重，深入探討其致病機(jī)制難度較大。 Braman開(kāi)始分別測(cè)定生物體內(nèi)所含各種砷化合物后，對(duì)砷代謝研究有了迅速的發(fā)展。越來(lái)越多的研究認(rèn)為三價(jià)甲基砷酸和三價(jià)二甲基砷酸比相應(yīng)的無(wú)機(jī)砷毒性更強(qiáng)，可能是砷遺傳毒性和致癌作用的關(guān)鍵物質(zhì)。這與以前普遍認(rèn)同的無(wú)機(jī)砷毒性強(qiáng)于有機(jī)砷觀念有很大的差別，砷在人體代謝轉(zhuǎn)化過(guò)程和/或代謝轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的遺傳毒性可能是砷遺傳毒性和致癌機(jī)制研究今后的主要方向。理想的砷致癌動(dòng)物模

3、型一直不能建立起來(lái)，可能與人類和多數(shù)動(dòng)物對(duì)砷的代謝轉(zhuǎn)化途徑及體內(nèi)各種產(chǎn)物含量存在巨大差異有關(guān)。流行病學(xué)研究在砷的遺傳毒性和致癌機(jī)制探討中具有關(guān)鍵的作用，但只有很好控制各種混雜因素才可能得到具有重要價(jià)值的研究結(jié)果。云南某砒霜廠是國(guó)內(nèi)最大的專業(yè)生產(chǎn)廠家之一，存在的危害因素較為單一。其職業(yè)暴露特點(diǎn)為探討砷的職業(yè)危害及劑量．效應(yīng)關(guān)系提供了極為有利的條件，也具有解決目前研究比較難以解決的物種間、劑量間外推問(wèn)題的良好條件。 本課題選擇云南某

4、砒霜廠為研究現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)工程分析和職業(yè)衛(wèi)生調(diào)查尋找存在的主要職業(yè)病危害因素，進(jìn)行職業(yè)性健康監(jiān)護(hù)體檢和生命質(zhì)量評(píng)價(jià)以掌握職業(yè)危害現(xiàn)狀。在此基礎(chǔ)上，研究職業(yè)砷接觸對(duì)人群DNA和染色體損傷的影響，定量檢測(cè)基因特異性損傷，尋找早期生物學(xué)效應(yīng)標(biāo)志物，深入探討砷的遺傳毒性和致癌機(jī)制。 第一部分 云南某砒霜廠工程分析和職業(yè)衛(wèi)生調(diào)查 云南某砒霜廠是生產(chǎn)砒霜、金屬砷的專業(yè)廠家，采用反射爐熔煉法生產(chǎn)三氧化二砷；以94％左右的三氧化二砷為原料，

5、木炭為還原劑生產(chǎn)金屬砷。課題通過(guò)物料平衡計(jì)算、生產(chǎn)工藝流程分析和職業(yè)衛(wèi)生調(diào)查等方法探討該廠存在的主要職業(yè)病危害及可能的影響因素。 在課題進(jìn)行中，采用多種方法進(jìn)行職業(yè)病危害調(diào)查。深入砒霜生產(chǎn)車間，了解生產(chǎn)工藝流程和主要生產(chǎn)設(shè)備，分析生產(chǎn)過(guò)程中可能產(chǎn)生和/或存在的主要職業(yè)病危害因素種類、分布及危害程度、職業(yè)病防護(hù)措施等。測(cè)定原輔材料、產(chǎn)品、熔煉渣及熔煉氣等的成分和含量，計(jì)算生產(chǎn)環(huán)境存在的砷、鐵、硫、碳等元素的物料平衡，掌握其來(lái)源與去

6、處。職業(yè)衛(wèi)生調(diào)查顯示，職業(yè)環(huán)境砷化合物污染非常嚴(yán)重，是導(dǎo)致工人健康損害的主要原因，尤其在遺傳毒性和致癌效應(yīng)方面，其他職業(yè)危害因素影響較小。 第二部分 職業(yè)砷接觸人群健康監(jiān)護(hù)體檢和生命質(zhì)量評(píng)價(jià) 課題研究中，對(duì)所有研究對(duì)象使用統(tǒng)一的表格、統(tǒng)一的方法嚴(yán)格按照《職業(yè)健康監(jiān)護(hù)管理辦法》及國(guó)家相關(guān)職業(yè)病診斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行職業(yè)性健康監(jiān)護(hù)體檢，檢測(cè)尿中無(wú)機(jī)砷和有機(jī)砷。同時(shí)，采用WHO推薦的生命質(zhì)量評(píng)價(jià)量表(SF-36中文版)對(duì)所有研究對(duì)象進(jìn)行

7、量表自行調(diào)查。 職業(yè)性健康監(jiān)護(hù)體檢表明，高接觸組工人皮膚損傷、腱反射減弱、心電圖異常等發(fā)病率高，而這些疾病在低暴露組和對(duì)照組發(fā)生頻率很低；所有職業(yè)砷接觸人群尿砷均顯著高于美國(guó)政府工業(yè)衛(wèi)生學(xué)家會(huì)議(ACGIH)最新制定的尿總砷生物接觸限值(BEI)，即35ug/L高接觸組工人平均濃度超標(biāo)10倍以上。工人尿中有機(jī)砷和無(wú)機(jī)砷均很高。生命質(zhì)量評(píng)價(jià)顯示，與對(duì)照人群相比，職業(yè)砷接觸人群軀體健康得分較高，但軀體疼痛和總體健康、活力、心理功能對(duì)

8、角色的影響和心理健康等多緯度得分較低(P<0.05)?？梢哉J(rèn)為，部分職業(yè)砷接觸人群身體處于亞健康狀態(tài)。 第三部分 職業(yè)砷接觸人群DNA損傷檢測(cè) 酶聯(lián)免疫實(shí)驗(yàn)檢測(cè)人群尿中8-羥基脫氧鳥苷(8-OHdG)水平和微量全血彗星實(shí)驗(yàn)檢測(cè)外周血淋巴細(xì)胞DNA損傷實(shí)驗(yàn)操作方便、不需要特殊儀器、具有較高的敏感性，非常適合流行病學(xué)現(xiàn)場(chǎng)研究。本研究采用這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)職業(yè)砷接觸人群DNA損傷進(jìn)行檢測(cè)。 研究發(fā)現(xiàn)，尿8-OHdG水平測(cè)定結(jié)

9、果男性高暴露組明顯高于對(duì)照組，低暴露組男性低于女性(P<0.05)。砷暴露人群尿8-OHdG水平隨有機(jī)砷含量增加而升高，存在相關(guān)關(guān)系(spearman'correlation coefficient，r<,s>=0.279，P=0.019)。職業(yè)砷接觸人群微量全血彗星實(shí)驗(yàn)彗星平均拖尾率和尾長(zhǎng)均顯著高于對(duì)照人群(P<0.01)。 第四部分 職業(yè)砷接觸人群基因特異性損傷與砷的代謝轉(zhuǎn)化 實(shí)時(shí)熒光定量PCR定量檢測(cè)基因特異性損傷

10、的理論依據(jù)是，活細(xì)胞DNA損傷將直接影響Taq聚合酶，導(dǎo)致PCR反應(yīng)達(dá)到一定產(chǎn)物量需要的反應(yīng)循環(huán)數(shù)更多(即CT值更大)，基因特定片段損傷指數(shù)升高(即PCR擴(kuò)增效率(E)下降)。本課題建立了實(shí)時(shí)熒光定量PCR定量檢測(cè)人群外周血淋巴細(xì)胞p53基因第5和第8外顯子損傷的實(shí)驗(yàn)方法，并應(yīng)用于職業(yè)砷接觸人群分子流行病學(xué)研究。 研究發(fā)現(xiàn)，高接觸組、低接觸組和對(duì)照組之間p 53基因第5外顯子損傷指數(shù)存在顯著差異(P<0.05)，高接觸組高于對(duì)照

11、組(P<0.05)。Pearson相關(guān)分析(Pearson’correlation coefficient=0.351，p=0.012)和多元逐步回歸分析(Standardized coefficient=0.6,4-8，P=0.018)均顯示，職業(yè)砷接觸人群p53基因第5外顯子損傷指數(shù)隨尿中有機(jī)砷濃度的對(duì)數(shù)升高有顯著的上升趨勢(shì)。 第五部分 職業(yè)砷接觸人群的染色體損傷檢測(cè) 采用常規(guī)培養(yǎng)法檢測(cè)職業(yè)砷接觸人群外周血淋巴細(xì)胞微

12、核形成。現(xiàn)場(chǎng)采集研究對(duì)象靜脈血進(jìn)行培養(yǎng)，進(jìn)行培養(yǎng)法微核實(shí)驗(yàn)。 研究發(fā)現(xiàn)，職業(yè)砷接觸人群外周血淋巴細(xì)胞微核細(xì)胞率和微核率均顯著高于對(duì)照人群(P<0.01)。相關(guān)分析顯示，職業(yè)砷接觸人群外周血淋巴細(xì)胞微核細(xì)胞率和微核率與尿有機(jī)砷濃度工齡乘積之間存在正相關(guān)關(guān)系(r<,s>=0.356，p=0.024；rs=0.347，p=0.028)，微核細(xì)胞率和微核率隨工齡、尿有機(jī)砷乘積增加而升高。長(zhǎng)期職業(yè)砷接觸可導(dǎo)致外周血淋巴細(xì)胞染色體損傷，染色