1,3-丁二烯作業(yè)工人接觸評(píng)估與遺傳損傷易感性研究.pdf

1、1，3-丁二烯(Butadiene，BD)是重要的化工原料，廣泛用于合成橡膠、樹(shù)脂、塑料等行業(yè)；同時(shí)也是一種重要的環(huán)境大氣污染物，汽車(chē)尾氣、卷煙煙氣中均可檢出[1]。2011年，我國(guó)BD產(chǎn)能達(dá)到了250萬(wàn)噸，成為重要的BD生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)。由于BD是確定的人類(lèi)致癌物，龐大的職業(yè)接觸人群的健康問(wèn)題值得關(guān)注。
　　 BD作為確定的人類(lèi)致癌劑，可導(dǎo)致多系統(tǒng)、多器官腫瘤的發(fā)生。對(duì)其致癌機(jī)制的研究認(rèn)為主要是BD活性代謝產(chǎn)物導(dǎo)致遺傳物質(zhì)損傷而

2、啟動(dòng)致癌過(guò)程。隨著生產(chǎn)工藝的進(jìn)步和衛(wèi)生防護(hù)措施的加強(qiáng)，我國(guó)工人接觸BD的水平大多低于國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(2007年P(guān)C－TWA為5mg/m3)。但西方發(fā)達(dá)國(guó)家BD職業(yè)接觸限值多為1ppm(2.2 mg/m3，PEL)，低于我國(guó)，因此有必要探討在較低接觸水平下，BD對(duì)作業(yè)工人的健康危害。在同樣暴露環(huán)境中，并不是所有個(gè)體都會(huì)發(fā)生染色體損傷乃至腫瘤，提示接觸BD個(gè)體的遺傳損傷易感性不同。有關(guān)BD作業(yè)工人遺傳損傷與代謝酶類(lèi)多態(tài)性關(guān)系的研究已有報(bào)道，但

3、對(duì)代謝通路上涉及的酶進(jìn)行系統(tǒng)研究的報(bào)道尚少，并缺乏對(duì)代謝酶基因與基因之間，基因與環(huán)境之間聯(lián)合作用進(jìn)行的報(bào)道。
　　 本研究建立了UPLC－MS/MS方法測(cè)定尿中BD源巰基尿酸類(lèi)代謝產(chǎn)物3，4－二羥基硫尿酸(DHBMA)和1－羥甲基－2－苯硫酚尿酸(MHBMA)，通過(guò)比較作業(yè)場(chǎng)所空氣中BD含量和接觸工人班末尿中代謝產(chǎn)物濃度，尋找更敏感的暴露標(biāo)志物，來(lái)評(píng)估BD暴露對(duì)作業(yè)工人健康效應(yīng)及染色體損傷的影響；通過(guò)分析BD作業(yè)工人的健康查體資

4、料，檢測(cè)工人血漿p53蛋白和抗體水平，檢測(cè)外周血淋巴細(xì)胞遺傳損傷狀況，來(lái)探討長(zhǎng)期接觸較低濃度BD時(shí)的主要效應(yīng)標(biāo)志物；通過(guò)人群研究，探討代謝酶類(lèi)基因多態(tài)性與BD致遺傳物質(zhì)損傷之間的關(guān)系，尋找易感性標(biāo)志物，以保護(hù)高危人群。
　　 本次調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)為某合成橡膠廠，研究對(duì)象接觸組為該廠BD作業(yè)工人200例(男154例，女46例)，平均年齡40.94±7.70歲，平均工齡21.68±14.70年。對(duì)照組179例，其中該企業(yè)內(nèi)不接觸BD的鍋爐廠

5、工人和行政人員89例(男66例，女23例)，平均年齡42.75±7.04歲，當(dāng)?shù)亟】祵?duì)照人群90例(男56例，女34例)，平均年齡39.92±10.80歲。
　　 選擇44例BD接觸工人和25例不接觸BD和其他化學(xué)毒物的健康志愿者，收集班末尿，用固相微萃取柱對(duì)尿液進(jìn)行處理，UPLC－MS/MS檢測(cè)，同位素內(nèi)標(biāo)定量尿液中BD代謝產(chǎn)物3，4－二羥基硫尿酸和1－羥甲基－2－苯硫酚尿酸兩種巰基尿酸的濃度，同時(shí)用氣相色譜－火焰離子化檢測(cè)器

6、(GC－FID)測(cè)定工人作業(yè)場(chǎng)所空氣中BD濃度，比較其內(nèi)、外暴露指標(biāo)之間的相關(guān)性。應(yīng)用多元線性回歸分析BD接觸工人尿中代謝產(chǎn)物含量與BD外接觸劑量及可能的混雜因素年齡、性別、吸煙、飲酒、工齡等因素的關(guān)系。結(jié)果顯示尿中DHBMA的濃度受空氣中BD含量影響顯著(spearman r=0.539，P=0.001)，回歸方程式為y=2.417+0.520*x。模型的調(diào)整R2為0.262，性別、工齡、吸煙、飲酒被排除在模型外。經(jīng)分析，這些因素對(duì)尿

7、中MHBMA濃度的影響不顯著。因此認(rèn)為，在職業(yè)環(huán)境暴露水平下，班末尿中DHBMA可以作為BD近期接觸的內(nèi)劑量標(biāo)志物。
　　 選擇BD接觸工人200例(男154例，女46例)，對(duì)照人數(shù)89例(男66例，女23例)；通過(guò)健康監(jiān)護(hù)資料，對(duì)BD接觸工人查體發(fā)現(xiàn)的異常指標(biāo)包括肝功能(血清丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、γ-谷氨酰肽氨基轉(zhuǎn)移酶)和肝、膽、腎B超，腎功能及心血管等進(jìn)行分析，未發(fā)現(xiàn)這些異常指標(biāo)在BD接觸組和對(duì)照組間的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0

8、.05)。將研究對(duì)象的血常規(guī)指標(biāo)：白細(xì)胞、紅細(xì)胞和血小板計(jì)數(shù)、血紅蛋白含量和紅細(xì)胞比積進(jìn)行定量分析和T檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)BD接觸組血紅蛋白含量顯著高于對(duì)照組(P<0.001)，這種現(xiàn)象發(fā)生的原因尚待探討。其他指標(biāo)包括白細(xì)胞計(jì)數(shù)在內(nèi)與對(duì)照組相比未發(fā)現(xiàn)明顯差異。在目前職業(yè)BD接觸水平較低的情況下，雖然肝功能和肝B超檢測(cè)結(jié)果不能作為BD接觸的特異指標(biāo)，但這兩項(xiàng)指標(biāo)在BD職業(yè)工人健康監(jiān)護(hù)中仍有一定意義。雖然白細(xì)胞計(jì)數(shù)在此人群中無(wú)異常變化，考慮到BD已被

9、列為確定人類(lèi)致癌物，能夠引起白血病，在今后健康監(jiān)護(hù)過(guò)程中，應(yīng)注意血常規(guī)指標(biāo)的檢測(cè)，建議增加白細(xì)胞分型的檢測(cè)。
　　 選擇BD接觸工人90例(男63例，女27例)，年齡范圍為24～59歲(平均42.10歲)，平均工齡21.74年，和對(duì)照人員90例(男56例，女34例)，年齡范圍為21～60歲(平均39.92歲)。用酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)(ELISA)對(duì)研究對(duì)象血漿中p53蛋白和抗體濃度進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果顯示p53抗體在接觸組和對(duì)照組的表達(dá)

10、存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)，p53蛋白和抗體聯(lián)合陽(yáng)性指標(biāo)亦存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.01)，但是p53蛋白表達(dá)不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。本結(jié)果顯示血漿p53蛋白和抗體聯(lián)合陽(yáng)性指標(biāo)可以作為BD致機(jī)體早期損傷的敏感指標(biāo)，需在以后的調(diào)查研究中仔細(xì)考慮吸煙、飲酒、營(yíng)養(yǎng)、性別，年齡等多個(gè)影響因素后，才可以判斷是否能夠?qū)⒀獫{p53指標(biāo)作為有效的生物標(biāo)志物。
　　 利用胞質(zhì)分裂阻滯微核實(shí)驗(yàn)(CBMN)、姐妹染色單體交換實(shí)驗(yàn)(SCE)和染色體畸變實(shí)驗(yàn)

11、(CA)對(duì)BD接觸工人和對(duì)照人群染色體損傷情況進(jìn)行檢測(cè)，共獲得71例(接觸組44例，對(duì)照組27例)微核結(jié)果，33例(接觸組23例，對(duì)照組10例)SCE結(jié)果，186例(接觸組99例，對(duì)照組87例)CA結(jié)果。分析顯示，SCE和CA發(fā)生率在BD接觸組和對(duì)照組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(SCE：FR1.14，95％CI：0.81-1.61；CA：FR1.25，95％CI：0.88-1.78)?？刂颇挲g、性別、吸煙、飲酒等因素，BD接觸組外周血淋巴細(xì)胞微

12、核細(xì)胞率(簡(jiǎn)稱(chēng)微核率)，顯著高于對(duì)照組(FR1.48，95％CI：1.14-1.91，P<0.01)。以累積接觸劑量的中位數(shù)24.80 mg/m3為界，將BD作業(yè)工人劃分為高、低接觸組。多元poisson回歸顯示，與對(duì)照組比較，只有在BD累積接觸水平較高時(shí)，作業(yè)工人微核率明顯上升，且差異具有顯著性(FR1.59，95％CI：1.18-2.15，P<0.05)；BD累積接觸水平較低的作業(yè)工人的微核率雖上升，但差異無(wú)顯著性(FR1.31，9

13、5％CI：0.95-1.80，P>0.05)。初步分析結(jié)果提示外周血淋巴細(xì)胞微核率可以作為評(píng)價(jià)BD接觸的染色體損傷的效應(yīng)指標(biāo)。
　　 應(yīng)用PCR-RFLP和多重PCR法對(duì)134例BD接觸工人和39例對(duì)照的代謝酶基因多態(tài)性進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)其基因型分布和等位基因頻率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)描述，H-W平衡檢驗(yàn)結(jié)果顯示所研究基因位點(diǎn)多態(tài)在該人群中的分布符合遺傳平衡定律，各基因型分布在接觸組和對(duì)照組間無(wú)明顯差異。選擇參與BD代謝過(guò)程的5個(gè)關(guān)鍵酶基因：CY

14、P2E1、GSIT1、GSTM1、GSTP1和mEH，對(duì)其6個(gè)常見(jiàn)多態(tài)位點(diǎn)：CYP2E15’啟動(dòng)子區(qū)clc2，GSTT1和GSTM1存在/缺失，GSTP1 Ile105 Glu，mEH3 His113 Tyr，mEH4 His139 Arg，進(jìn)行了基因型的檢測(cè)和分析。從上述人群中選出完成微核實(shí)驗(yàn)并且成功進(jìn)行基因多態(tài)檢測(cè)的BD接觸工人44例和對(duì)照27例作為遺傳損傷易感性研究對(duì)象，繼而以外周血淋巴細(xì)胞微核率作為染色體損傷的效應(yīng)指標(biāo)，應(yīng)用po

15、isson回歸分析各多態(tài)位點(diǎn)基因型與染色體損傷之間的關(guān)系(單因素)。多元poisson回歸分析微核發(fā)生的主要危險(xiǎn)因素，在平衡可能的混雜因素如年齡、性別、BD接觸劑量以及吸煙、飲酒等因素后，進(jìn)入方程的變量有GSTT1、GSTM1、mEH。因此認(rèn)為，GSTT1、GSTM1和mEH為BD作業(yè)工人遺傳損傷的易感基因，GSTT1(-)、GSTM1(-)、mEH(L)酶低活性可顯著增加BD致染色體損傷的危險(xiǎn)。分別以攜帶GSTT1(+)、GSTM1(

16、+)或mEH(H)酶高活性基因型個(gè)體為參照，GSTT1(-)基因型可使BD作業(yè)工人微核發(fā)生率增加1.33倍，95％CI為1.01-1.75；GSTM1(-)基因型可使作業(yè)工人微核率增加1.37倍，95％CI為1.03-1.83；mEH(L)酶低活性可使作業(yè)工人微核率增加1.85倍，95％CI為1.08－3.17；均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。CYP2E1和GSTP1多態(tài)性經(jīng)調(diào)整混雜因素后，其突變基因型對(duì)微核發(fā)生的影響不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義

17、(P>0.05)。故本研究認(rèn)為GSTT1(-)、GSTM1(－)、mEH(L)酶低活性可能是BD致染色體損傷的危險(xiǎn)基因型，攜帶者可能是BD作業(yè)人群遺傳損傷的易感者。
　　 控制相應(yīng)的混雜因素，分析基因－基因、基因－環(huán)境聯(lián)合作用對(duì)BD作業(yè)工人MN率變化的影響，發(fā)現(xiàn)GSTT1與GSTM1兩易感基因在BD致機(jī)體遺傳損傷效應(yīng)上存在明顯的交互作用；分別對(duì)GSTT1、GSTM1與BD暴露水平聯(lián)合作用對(duì)遺傳損傷效應(yīng)的影響進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，G

18、STT1、GSTM1分別與BD暴露水平間存在聯(lián)合作用。
　　 綜上所述，在我國(guó)現(xiàn)行衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的職業(yè)接觸限值條件下，長(zhǎng)期接觸低濃度BD仍可引起遺傳損傷，血漿或血清p53蛋白和抗體聯(lián)合陽(yáng)性指標(biāo)可作為職業(yè)性接觸BD工人健康監(jiān)護(hù)的一項(xiàng)早期檢測(cè)指標(biāo)。外周血淋巴細(xì)胞微核率可作為接觸BD致機(jī)體遺傳損傷的效應(yīng)生物標(biāo)志物。BD作業(yè)工人遺傳損傷的發(fā)生是遺傳因素、營(yíng)養(yǎng)因素、生活習(xí)慣、丁二烯作業(yè)等綜合影響的結(jié)果，對(duì)丁二烯作業(yè)工人的健康監(jiān)護(hù)應(yīng)全面考慮這