錳接觸者生物標志物的橫斷面研究.pdf

1、錳（manganese，Mn）是人體正常代謝過程中不可缺少的一種微量元素，又是工作場所和環(huán)境中常見的易在體內(nèi)蓄積的毒物。職業(yè)性長期接觸錳最明顯的是對神經(jīng)系統(tǒng)的毒作用，表現(xiàn)為中樞神經(jīng)系統(tǒng)錐體外系受損和震顫麻痹癥狀，其臨床表現(xiàn)酷似神經(jīng)退行性疾病-帕金森氏?。≒arkinson’s disease，PD）。錳所致嚴重的、不可逆的神經(jīng)系統(tǒng)損傷一旦發(fā)生，臨床上無特效控制措施，病程遷延，終生不愈，給患者、家庭和社會造成巨大的經(jīng)濟負擔。為預(yù)防錳中毒，

2、應(yīng)在錳對靶器官系統(tǒng)造成不可逆的損害之前識別，并減少錳的接觸。因此，長期職業(yè)性錳接觸所引起的神經(jīng)系統(tǒng)損傷的防治問題是我國職業(yè)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域迫切需要解決的重要問題。 目前錳及其化合物對人體神經(jīng)系統(tǒng)的毒作用機制尚不完全清楚，錳主要侵害基底神經(jīng)節(jié)，選擇性損傷多巴胺能神經(jīng)元，其機制可能與干擾中樞神經(jīng)的能量代謝，改變神經(jīng)遞質(zhì)，激活氧化系統(tǒng)導(dǎo)致神經(jīng)細胞退行性變性等有關(guān)。本文選擇神經(jīng)系統(tǒng)中易受錳影響的生化指標、與神經(jīng)遞質(zhì)代謝、神經(jīng)細胞的脂質(zhì)過氧化有關(guān)

3、的合成酶及降解酶，如血清丙二醛（MDA）、總超氧化物岐化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化物岐化酶（GSH-Px）活力及膽堿酯酶（AChE）活性等指標，研究錳的接觸與效應(yīng)生物標志物。 在同樣作業(yè)環(huán)境、同樣接觸水平的工人中，僅有少部分人發(fā)生中毒，提示個體對錳易感性存在著差異，表明引起神經(jīng)系統(tǒng)損傷的錳接觸者可能存在某些敏感基因，遺傳因素可能對錳所致神經(jīng)毒性作用的發(fā)生起重要作用。有研究表明多巴胺-β-羥化酶（DBH）、熱休克蛋白70（HSP

4、70）、錳超氧化物歧化酶（MnSOD）及單胺氧化酶（MAO）與脂質(zhì)過氧化，損傷多巴胺能神經(jīng)元等機制有關(guān)，提示這四種酶的遺傳多態(tài)性可能影響錳對神經(jīng)損傷的敏感性。DBH、HSP70、MnSOD及MAO基因多態(tài)性與錳所致神經(jīng)損傷的關(guān)系研究國內(nèi)外報道較少，且不同國家、地區(qū)和種族間結(jié)果不一，有待確定它們是否為錳所致神經(jīng)損傷的遺傳敏感基因。本文同時研究了DBH、HSP70、MnSOD及MAO四種代謝酶基因多態(tài)性及mRNA表達，綜合分析它們是否為錳職

5、業(yè)危害的敏感基因。 熱休克蛋白（HSPs）在正常細胞中介導(dǎo)其它蛋白質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運和正確裝配，起著分子伴侶的重要作用，在應(yīng)激因素的作用下，可被誘導(dǎo)產(chǎn)生，通過應(yīng)激基因的激活，從而提高細胞對損傷的耐受和應(yīng)激能力，HSP70是含量最豐富的熱休克蛋白，有研究表明HSP70是反映機體應(yīng)激反應(yīng)的有價值的生物標志物。本文研究了HSP70表達與錳的神經(jīng)毒作用關(guān)系。 研究目的: 1．探討尿錳、血錳、血清丙二醛（MDA）、總超氧化物岐化

6、酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化物岐化酶（GSH-Px）活力及膽堿酯酶（AChE）活性等指標與空氣錳個體接觸劑量的相關(guān)關(guān)系，研究錳職業(yè)危害的接觸與效應(yīng)生物標志物。 2．以微流控芯片為檢測平臺，應(yīng)用單核苷酸多態(tài)性的方法，探討四種代謝酶DBH、HSP70、MnSOD與MAO基因多態(tài)性與錳所致神經(jīng)損傷的關(guān)系。 3．以實時熒光定量為檢測平臺，探討空氣錳個體接觸不同暴露水平對mRNA表達及mRNA指導(dǎo)下的蛋白質(zhì)含量的影響。探尋錳職業(yè)危

7、害的生物標志物，為職業(yè)暴露人群的篩選、高危人群的健康監(jiān)護提供理論依據(jù)，從而達到進一步加強病因預(yù)防的目的。 研究方法: 1．采用個體采樣器對錳職業(yè)接觸工人進行八小時時間加權(quán)平均濃度的監(jiān)測，獲得準確的工人工作班內(nèi)錳個體接觸劑量。測定血清MDA含量、SOD、GSH-Px活力及AChE活性等指標。應(yīng)用石墨原子吸收法測定錳職業(yè)接觸工人的血錳、尿錳含量及空氣錳個體接觸劑量。 2．選擇錳職業(yè)接觸工人為研究對象，以微流控芯片為檢

8、測平臺，采用限制性片段長度多態(tài)性（RFLP-PCR）方法檢測與錳體內(nèi)代謝過程關(guān)系密切的四種生物代謝酶DBH，MAO，HSP70和MnSOD的基因位點多態(tài)性，統(tǒng)計分析四種生物代謝酶不同基因型及等位基因?qū)﹀i所致神經(jīng)損傷的影響，篩選出錳職業(yè)接觸遺傳易感基因。 3．以SYBR GreenⅠ嵌合熒光實時定量聚合酶鏈式反應(yīng)法檢測四種代謝酶mRNA含量表達；應(yīng)用蛋白印跡法檢測HSP70基因的蛋白含量，探討空氣錳個體接觸不同暴露水平對四種酶mR

9、NA表達及mRNA指導(dǎo)下的蛋白質(zhì)含量的影響。 研究結(jié)果: 1．根據(jù)8小時時間加權(quán)平均濃度（8h-TWA）分組，高錳暴露組工人血錳及血清MDA含量、SOD、GSH-Px活力及AChE活性等指標與低暴露照組比較均有顯著性差異（P<0．05），但與8h-TWA無明顯相關(guān)關(guān)系；尿錳含量在兩組間比較沒有顯著性差異，與8h-TWA也無明顯相關(guān)關(guān)系（P>0．05）。 2．以402名錳接觸者外周血為樣本，測定四種生物代謝酶基因型

10、，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在神經(jīng)功能異常組與正常組間，DBH基因A2A2型與A2等位基因分布明顯不同，在異常組的分布多于正常組有顯著性差異（P<0．05）；MnSOD基因的VV基因型在高暴露水平下，異常組的分布明顯多于正常組（P<0．05）；而MAO與HSP70多態(tài)位點基因型及等位基因在高、低暴露水平下兩組間分布均沒有顯著性差異（P>0．05）。 3．根據(jù)8h-TWA所分為高、低暴露組，錳高暴露組的HSP70的mRNA及HSP70蛋白表達水平

11、明顯高于低暴露組（P<0．05）。DBH、MAO與MnSOD的mRNA表達在兩組問沒有顯著性差異（P>0．05）。 結(jié)論: 1．血錳、MDA含量、SOD、GSH-Px活力及AChE活性雖在高低暴露組間有顯著性差異，有助于確定當前錳暴露的程度，但對空氣錳個體接觸濃度的變化不敏感，不能很好的作為錳職業(yè)危害的接觸與效應(yīng)標志物，可以作為參考指標與其他指標聯(lián)合分析錳的內(nèi)暴露劑量及產(chǎn)生的神經(jīng)毒性作用。 2．DBH基因TaqI