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，為一種常見的環(huán)境毒物和確認(rèn)的人類致癌物。已有的動物實驗和人群流行病學(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)制研究還沒有取得令人信服的進(jìn)展。動物致癌模型難以建立和流行病學(xué)研究中的暴露評價不能嚴(yán)格控制混雜因素的干擾

2、是主要原因。以上說明砷對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開始分別測定生物體內(nèi)所含各種砷化合物后，對砷代謝研究有了迅速的發(fā)展。越來越多的研究認(rèn)為三價甲基砷酸和三價二甲基砷酸比相應(yīng)的無機(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。理想的砷致癌動物模

3、型一直不能建立起來，可能與人類和多數(shù)動物對砷的代謝轉(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值的研究結(jié)果。云南某砒霜廠是國內(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、劑量間外推問題的良好條件。 本課題選擇云南某

4、砒霜廠為研究現(xiàn)場，通過工程分析和職業(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)量評價以掌握職業(yè)危害現(xiàn)狀。在此基礎(chǔ)上，研究職業(yè)砷接觸對人群DNA和染色體損傷的影響，定量檢測基因特異性損傷，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。課題通過物料平衡計算、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。測定原輔材料、產(chǎn)品、熔煉渣及熔煉氣等的成分和含量，計算生產(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)量評價 課題研究中，對所有研究對象使用統(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，檢測尿中無機(jī)砷和有機(jī)砷。同時，采用WHO推薦的生命質(zhì)量評價量表(SF-36中文版)對所有研究對象進(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政府工業(yè)衛(wèi)生學(xué)家會議(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)砷和無機(jī)砷均很高。生命質(zhì)量評價顯示，與對照人群相比，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

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 酶聯(lián)免疫實驗檢測人群尿中8-羥基脫氧鳥苷(8-OHdG)水平和微量全血彗星實驗檢測外周血淋巴細(xì)胞DNA損傷實驗操作方便、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)場研究。本研究采用這兩個實驗對職業(yè)砷接觸人群DNA損傷進(jìn)行檢測。 研究發(fā)現(xiàn)，尿8-OHdG水平測定結(jié)

9、果男性高暴露組明顯高于對照組，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驗彗星平均拖尾率和尾長均顯著高于對照人群(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 實時熒光定量PCR定量檢測基因特異性損傷

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)。本課題建立了實時熒光定量PCR定量檢測人群外周血淋巴細(xì)胞p53基因第5和第8外顯子損傷的實驗方法，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)砷濃度的對數(shù)升高有顯著的上升趨勢。 第五部分 職業(yè)砷接觸人群的染色體損傷檢測 采用常規(guī)培養(yǎng)法檢測職業(yè)砷接觸人群外周血淋巴細(xì)胞微

12、核形成?，F(xiàn)場采集研究對象靜脈血進(jìn)行培養(yǎng)，進(jìn)行培養(yǎng)法微核實驗。 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