氨基甲酸酯和擬除蟲菊酯農藥暴露的男性生殖毒性研究.pdf

1、近年來隨著有機磷等高毒農藥逐步退出市場，擬除蟲菊酯農藥越來越多的進入我們的生活環(huán)境，2006年擬除蟲菊酯農藥需求總量約為8777噸，比上年度增加一倍多，這還不包括大量含有這些成分的混配農藥。氰戊菊酯(fenvalerate)是國內最常用的Ⅱ型擬除蟲菊酯農藥之一，生產和使用量均居前列。正是由于這兩類農藥的廣泛生產和應用，它們與人類的接觸難以避免。基于以往研究對其內分泌干擾效應和雄/男性生殖毒性作用的提示，從不同暴露水平研究這些農藥對男性生

2、殖健康的影響及其可能機制是極有價值的，這將有助于我們闡明影響精液質量的環(huán)境危險因素，從而為男性不育的病因學及其機制研究提供依據。 第一部分 農藥西維因職業(yè)暴露的精子遺傳毒性研究 西維因是一種重要的氨基甲酸酯農藥，數十年來一直被廣泛生產和使用。為研究西維因暴露導致的精子遺傳毒性作用，尤其是精子DNA損傷和染色體畸變，我們分析了農藥廠西維因暴露工人和內、外對照組研究對象的常規(guī)精液參數以及精子運動性和前向性參數；使用斷端脫氧核

3、酸轉移酶末端標記法(TUNEL)分析了DNA鏈斷裂陽性率以提示精子DNA損傷程度；利用多色熒光原位雜交(FISH)技術研究了X、Y和18號染色體的數目畸變和非整倍體。結果顯示：暴露組與外對照組的精子總畸形率有顯著差異(P=0.008)；暴露組精子DNA鏈斷裂陽性率(21.04±8.88％)顯著高于內對照(13.36±12.17％)和外對照(13.92±7.15％)，(P=0.035和P=0.030)；暴露組的精子性染色體雙體率為0.66

4、1±0.238％，顯著高于外對照組(0.386±0.140％)(P=0.001)；并且暴露組的精子18號染色體雙體率(0.276±0.126％)分別顯著高于內、外對照組(0.195±0.094％和0.124±0.068％)(P<0.05和P<0.01)。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)暴露組精子的性染色體和18號染色體缺體率顯著高于外對照(P<0.01)，研究中觀測到的非整倍體率和染色體數目畸變率在暴露組和對照之間也有顯著性差異(P<0.05和/或P

5、<0.01)。通過相關性分析發(fā)現(xiàn)性染色體雙體率、非整倍體率和精子畸形率之間存在正相關關系(r=0.564和r=0.555，P<0.01)。這些結果提示，西維因暴露不僅可引起精子的形態(tài)學缺陷，還可通過引起精子發(fā)生過程中的DNA鏈斷裂或染色體數目畸變造成相應的遺傳毒性作用，是一種潛在的遺傳毒性物質。這些結果也提示西維因暴露引起的精子毒性作用可能與不良生殖結局有關。 第二部分 農藥氰戊菊酯職業(yè)暴露的精子遺傳毒性研究 擬除蟲菊酯

6、農藥氰戊菊酯在世界范圍內被廣泛生產和應用。為研究氰戊菊酯誘導的精子遺傳毒性作用，尤其是染色體畸變，我們分析了農藥廠氰戊菊酯暴露工人和內、外對照組研究對象的常規(guī)精液參數及精子運動性和前向性參數；利用多色FISH研究了X、Y和18號染色體的染色體數目畸變和非整倍體。結果顯示：暴露組和外對照組的精子總畸形率有顯著差異(P=0.024)；對于非整倍體，暴露組精子的性染色體雙體率為0.742±0.131％，顯著高于內對照組(0.563±0.135

7、％)和外對照組(0.386±0.140％)(P<0.01)，并且暴露組精子的18號染色體雙體率(0.326±0.069％)分別顯著高于內、外對照組(0.195±0.094％和0.124±0.068％)(P<0.01)。研究還發(fā)現(xiàn)暴露組精子的性染色體和18號染色體缺體率顯著高于外對照和內外對照(P<0.01)，實驗中觀測到的精子非整倍體率和染色體數目畸變率在暴露組和對照之間也有顯著差異(P<0.05和/或P<0.01)。此外，通過相關性分

8、析發(fā)現(xiàn)性染色體和18號染色體的缺體率和染色體數目畸變率之間存在正相關關系(r>0.70，P<0.01)，且性染色體雙體率、非整倍體率和精子畸形率之間也存在正相關關系(r=0.530和r=0.536，P<0.01)。這些結果提示，氰戊菊酯或其代謝物不僅可引起暴露工人精子的形態(tài)學缺陷，同時通過引起精子發(fā)生過程中的染色體數目畸變造成相應的遺傳毒性作用，是一種潛在的遺傳毒性物質。 第三部分 普通人群擬除蟲菊酯農藥內暴露水平與精液質量的相

9、關性研究 擬除蟲菊酯農藥是一類在農業(yè)和日常生活中最常用的殺蟲劑。以往的動物實驗和有限的職業(yè)人群研究結果提示擬除蟲菊酯暴露和雄/男性生殖毒性間有關聯(lián)，尤其表現(xiàn)為精液質量的改變。本部分研究旨在探討中國男性人群尿液中擬除蟲菊酯主要代謝產物3-苯氧基苯甲酸(3-PBA)的內暴露水平是否與精液質量的改變有關。研究對象為來自生殖健康門診的376名符合入選標準的中國漢族男性。通過氣相色譜-質譜聯(lián)用(GC-MS)，我們分析了研究對象尿液中的3-

10、PBA濃度，并進行了肌酐(CR)校正。精液質量評價包括：精液容積、精子濃度、一次射精總數、精子活動力和九項精子前向性和運動性參數。這些精液參數按照WHO參考值分為正常和異常，并同時進行連續(xù)變量和分類變量的分析。對照組為四項精液質量參數均高于參考值的男性。研究發(fā)現(xiàn)，校正后3-PBA濃度的中位數為0.879 μg/g．CR。研究結果提示：3-PBA暴露層次的增加與精子濃度的下降有關聯(lián)(第一、二、三、四層次的相對危險度分別為1.00、1.31

11、、1.73和2.04；趨勢P值為0.027)，而與精液容積、一次射精總數和精子活動力等沒有顯著關聯(lián)；與校正3-PBA水平相關的精子前向性和運動性參數只有直線速度(VSL；P=0.003)和曲線速度(VCL；P=0.039)。3-PBA水平和精液質量間的關系提示，擬除蟲菊酯農藥暴露對成年男性的生殖系統(tǒng)具有一定的影響。 第四部分 精子端粒長度與精子非整倍體的相關性研究 精子染色體畸變，尤其是精子非整倍體，是造成不育、流產和一

12、些先天性疾病的重要原因。端粒長度則是維持染色體穩(wěn)定性的關鍵因素。端粒的減短和損耗可導致染色體對端融合和基因組不穩(wěn)定，進而出現(xiàn)非整倍體。為同時分析精子的端粒長度和非整倍體以及其間的可能關聯(lián)，我們建立了新方法18C-Q-FISH和17T-Q-FISH，即利用人類端粒肽核酸(PNA)探針分別和18號染色體著絲粒探針或17號染色體亞端粒探針進行組合。并同時應用了傳統(tǒng)的18XY-FISH方法。結果發(fā)現(xiàn)，精子相對端粒長度與非整倍體率的相關性強于直接