苯乙烯DNA化學損傷機制及遺傳易感性生物標志物的研究.pdf

1、苯乙烯(Styrene)是世界上最重要的化工原料單體之一，在常溫下為無色、具有芳香氣味，高濃度有刺鼻氣味的液體，主要用于生產(chǎn)聚苯乙烯、丁苯橡膠、ABS和SAN樹脂、離子交換樹脂、不飽和樹脂，也可作為油漆、醫(yī)藥、涂料、染料和香料的原料和溶劑，在化學工業(yè)中已得到廣泛應用。1975年苯乙烯即被列為全球產(chǎn)量最大的50種化學品之一，目前全國年產(chǎn)量為200萬噸左右，山東省則高達60萬噸。預計到2008年，我國苯乙烯年產(chǎn)量將達到300萬噸以上。在我國

2、，目前苯乙烯職業(yè)接觸工人數(shù)量已超過50萬。 苯乙烯的毒性已被廣泛研究，已被證明具有神經(jīng)毒性，對呼吸道和眼均具有刺激作用，接觸后會出現(xiàn)如眼痛、流淚、流涕、噴嚏、咽痛、咳嗽、頭痛、頭暈、惡心等癥狀、對血液系統(tǒng)和肝臟也具有損害作用，國內(nèi)外還有研究表明，短期高濃度或長期低濃度職業(yè)接觸苯乙烯，對消化系統(tǒng)、泌尿生殖系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)都有損害，甚至還很可能具有致癌作用。苯乙烯屬于中等偏低毒性化合物。環(huán)境和職業(yè)接觸主要吸收途徑為呼吸道。我國規(guī)定居民

3、大氣中允許濃度為0.10mg/m<'3>，工作場所空氣中容許濃度為：8h時間加權平均容許濃度(TWA)：50mg/m<'3>，短時間接觸容許濃度(STEL)：100mg/m<'3>。 國內(nèi)外對于苯乙烯職業(yè)接觸及其毒性、苯乙烯在體內(nèi)的生物轉化過程等都進行了大量的研究，目前的研究熱點主要集中在苯乙烯的遺傳毒性和接觸個體遺傳易感性差異方面，雖然取得了一些積極的成果，但仍沒有定論。 DNA加合物是生物有效劑量(到達劑量或靶劑量)

4、的生物標志物，它是毒性化合物進入人體后與細胞中DNA分子相互作用而形成的。DNA加合物被認為是化學致癌、致畸、致突變過程的關鍵，它一旦逃避了自身修復就可能成為"三致"作用的最小因子。因此，DNA加合物是研究化學毒物DNA損傷機制的主要內(nèi)容之一。 遺傳易感性生物標志物主要包括環(huán)境化學物在接觸者體內(nèi)代謝、免疫及靶分子的基因多態(tài)性。苯乙烯在體內(nèi)的代謝過程已經(jīng)探明，代謝過程與其在體內(nèi)增毒、解毒過程密切相關。有研究發(fā)現(xiàn)職業(yè)接觸苯乙烯工人對

5、苯乙烯的毒性效應具有明顯的個體差異性，考慮可能與其遺傳易感性有關。苯乙烯在體內(nèi)經(jīng)生物轉化排出體外的代謝過程由多種生物代謝酶參與，代謝酶的催化活性受其基因多態(tài)性的調(diào)控，因此這些酶的基因多態(tài)性在很大程度上影響到苯乙烯在體內(nèi)的代謝，從而影響其對機體的毒性損害作用。本研究選擇四種與苯乙烯體內(nèi)代謝過程相關性最高的生物代謝酶(CYP2E1，EPHX1，GSTM1和GSTT1)，觀察其基因多態(tài)性對苯乙烯代謝過程的影響，以進行遺傳易感性生物標志物的研究

6、。為了系統(tǒng)研究苯乙烯的DNA化學損傷機制及遺傳易感性生物標志物，為苯乙烯接觸人群的生物學監(jiān)測、易感人群的篩檢，職業(yè)流行病學調(diào)查及職業(yè)危險度評價提供科學的理論根據(jù)，本項目從苯乙烯-DNA加合特性、生物代謝酶基因多態(tài)性與苯乙烯體內(nèi)代謝產(chǎn)物含量相關關系入手，進行了以下研究： 1．研究了苯乙烯-DNA的加合特性，包括苯乙烯及其代謝產(chǎn)物與DNA的體外加合實驗、加合鍵型及反應級數(shù)等，以及與體外培養(yǎng)的淋巴細胞中DNA分子的加合作用。

7、2．采用無泵型個體采樣器對苯乙烯職業(yè)接觸工人八小時時間加權平均濃度進行了監(jiān)測，獲得了較為準確的工人工作班內(nèi)苯乙烯個體接觸劑量。 3．應用高效液相色譜和可見分光光度法測定了苯乙烯職業(yè)接觸工人班末尿中苯乙烯三種代謝產(chǎn)物含量。 4．采用PCR-RFLP和多重PCR方法測定了職業(yè)接觸苯乙烯工人與苯乙烯體內(nèi)代謝過程關系最密切的四種生物代謝酶(CYP2E1，EPHX1，GSTM1和GSTT1)的基因多態(tài)性。 5．經(jīng)過統(tǒng)計學處

8、理，研究了這四種生物代謝酶的基因多態(tài)性對苯乙烯代謝的影響。并以此為根據(jù)，篩選出苯乙烯職業(yè)接觸遺傳易感性生物標志物。 本項研究的特點在于，選擇DNA加合物和遺傳易感性生物標志物為突破點，研究了苯乙烯-DNA加合物的形成、加合鍵型及反應級數(shù)，為苯乙烯DNA化學損傷機制及遺傳毒性研究提供了理論依據(jù)；同時把四種苯乙烯代謝相關酶的基因多態(tài)性、苯乙烯暴露水平及苯乙烯三種代謝產(chǎn)物含量結合起來，并結合相應的代謝機制，進行綜合分析，探索它們之間的