不同地區(qū)顆粒物致肺泡巨噬細(xì)胞毒性作用的研究.pdf

1、目的：近年來外來人口大量涌入經(jīng)濟快速發(fā)展的珠江三角洲地區(qū)，加上該地區(qū)私人交通工具數(shù)量急劇增長和城市配套能源供應(yīng)等建設(shè)的增多，加重了當(dāng)?shù)乜諝馕廴境潭取８鶕?jù)氣象部門統(tǒng)計結(jié)果，珠江三角洲地區(qū)人口集中的幾個城市近十年來頻繁發(fā)生灰霾天氣。而且灰霾天氣發(fā)生持續(xù)的時間及年灰霾天氣總天數(shù)均呈逐年增加的趨勢。國內(nèi)外對于環(huán)境中顆粒物對健康的影響已經(jīng)進行了大量的流行病學(xué)調(diào)查及實驗室研究，證實高濃度顆粒物天氣時受影響地區(qū)人群呼吸系統(tǒng)疾病發(fā)病率及易感人群死亡率均

2、隨之增加，存在明顯的正相關(guān)性。但是針對珠江三角洲地區(qū)發(fā)生的灰霾這一特殊天氣的顆粒物污染對人群可能造成的健康危害尚未開展系統(tǒng)研究，尤其是在體外細(xì)胞實驗方面未見報道。職業(yè)衛(wèi)生與環(huán)境衛(wèi)生在對顆粒物接觸限值方面均有標(biāo)準(zhǔn)，但關(guān)于環(huán)境大氣顆粒物與職業(yè)場所粉塵成分中普遍存在的石英在引起呼吸系統(tǒng)生物學(xué)效應(yīng)能力異同方面的比較研究并不多見。因此本研究以體外培養(yǎng)的大鼠原代肺泡巨噬細(xì)胞（AM）為研究對象，觀察大氣顆粒物及中國標(biāo)準(zhǔn)石英分別染塵24小時后AM早期生

3、物學(xué)效應(yīng)指標(biāo)的變化情況，比較不同地區(qū)、不同粒徑大氣顆粒物對AM的影響程度，并通過與石英在致AM毒性作用上進行比較從而對職業(yè)衛(wèi)生與環(huán)境衛(wèi)生共同關(guān)心的不同顆粒物細(xì)胞毒性作用存在的特異性有所認(rèn)識。
　　 方法：選擇珠江三角洲地區(qū)受灰霾天氣影響嚴(yán)重的廣州市、東莞市和深圳市三個城市市區(qū)作為灰霾顆粒物采樣地點。同時選擇廣東省內(nèi)未報道出現(xiàn)過灰霾天氣的肇慶市作為地區(qū)對照。顆粒物PM2.5組分由大流量環(huán)境顆粒物采樣器采集，顆粒物呼吸性組分（PM5

4、.0）由淘析式采樣器采集。采樣時間自2008年8月底起至同年12月底止，為期4個月，期間每日連續(xù)采樣?；姻蔡鞖忸w粒物待處理樣本選擇是根據(jù)采樣當(dāng)?shù)貧庀笳景l(fā)布的當(dāng)天氣象報告作為依據(jù)。大氣顆粒物PM2.5組分采樣濾膜采用超聲后行濕法刮擦進行處理。大氣顆粒物PM5.0組分采樣濾膜采用超聲處理。處理得到的顆粒物懸液再由真空冷凍干燥法去水，稱重后用生理鹽水重懸制備顆粒物懸液。中國疾控中心實驗室提供標(biāo)準(zhǔn)石英（SiO2含量大于95%），經(jīng)研磨破碎，加入

5、生理鹽水超聲處理制備石英懸液。肺泡灌洗操作獲取大鼠原代肺泡巨噬細(xì)胞，以1×106個/ml或5×105個/ml細(xì)胞濃度鋪入96孔板，用1、10、50、100、200、300μg/ml六個劑量的大氣顆粒物及石英分別進行染塵，未經(jīng)染塵處理的AM為空白對照。染塵后AM于37℃、5%CO2條件下培養(yǎng)24小時。通過檢測腫瘤壞死因子（TNF-α）釋放量、一氧化氮（NO）釋放量、胞內(nèi)過氧化物歧化酶（SOD）活性、胞內(nèi)丙二醛（MDA）生成量、乳酸脫氫酶（

6、LDH）漏出率及細(xì)胞存活率（MTT法）以評價AM受顆粒物作用后在炎性反應(yīng)、氧化負(fù)荷及細(xì)胞毒性方面受影響的程度。
　　 結(jié)果：
　　 1. 廣州大氣顆粒物致AM釋放TNF-α量最高，其次為東莞地區(qū)，均明顯高于對照的肇慶地區(qū)，差異存在極顯著性（P<0.001）。東莞地區(qū)大氣顆粒物致AM胞內(nèi)LDH漏出率最高，其次為廣州和深圳，這3個地區(qū)均高于肇慶大氣顆粒物引起的LDH漏出率水平，差異存在顯著性（P<0.05）。深圳和東莞地區(qū)大

7、氣顆粒物對AM胞內(nèi)SOD活性抑制程度高于廣州及肇慶地區(qū)，差異也存在顯著性（P<0.05）。廣州、深圳和東莞地區(qū)大氣顆粒物致胞內(nèi)MDA生成量明顯高于對照地區(qū)肇慶大氣顆粒物，差異具有顯著性（P<0.05）。在致AM死亡和NO釋放能力上，這4個地區(qū)差別不明顯。
　　 2. 采樣地區(qū)大氣顆粒物PM2.5組分在致AM釋放TNF-α量，胞內(nèi)SOD抑制率方面均高于PM5.0組分。大氣顆粒物PM5.0組分在致AM胞內(nèi)LDH漏出率，NO釋放量及A

8、M死亡率上高于PM2.5組分。在致AM胞內(nèi)MDA生成量上這兩種粒徑的大氣顆粒物之間不存在明顯的差異。
　　 3.不同地區(qū)大氣顆粒物致AM釋放TNF-α量隨著染塵濃度的升高而增加，當(dāng)染塵濃度高于200μg/ml時達到最大值。石英致AM釋放TNF-α量在染塵濃度為50μg/ml時達到最大值，當(dāng)染塵濃度超過100μg/ml時TNF-α釋放量卻明顯降低。大氣顆粒物在染塵濃度10-50μg/ml時致AM胞內(nèi)LDH漏出率增加，當(dāng)染塵濃度繼續(xù)

9、增高漏出率升高不明顯。石英致AM胞內(nèi)LDH漏出率在染塵濃度10-50μg/ml和200-300μg/ml范圍內(nèi)增加明顯，當(dāng)染塵濃度為300μg/ml時達到最大值。大氣顆粒物致AM釋放NO量隨染塵濃度升高而增加，當(dāng)染塵濃度高于200μg/ml時分別達到最大值。石英致AM釋放NO量在染塵濃度為50μg/ml時達到最大值，染塵濃度繼續(xù)增加測得的NO釋放量反而略由下降。大氣顆粒物抑制AM胞內(nèi)SOD活性能力隨染塵濃度的升高而呈增高趨勢。石英抑制胞

10、內(nèi)SOD活性在10μg/ml濃度時達到最高，染塵濃度繼續(xù)升高而抑制率卻逐漸降低。受灰霾影響地區(qū)大氣顆粒物致AM胞內(nèi)MDA生成量明顯高于石英，差異存在顯著性（P<0.05）。石英致AM細(xì)胞死亡率隨染塵濃度的升高而增加，細(xì)胞存活率在染塵濃度10-50μg/ml范圍內(nèi)下降明顯。大氣顆粒物致AM存活率下降能力弱于石英。
　　 4. 廣州和東莞地區(qū)顆粒物PM2.5組分致細(xì)胞因子NO釋放量與炎性因子TNF-α釋放量之間存在正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r

11、分別為0.949和0.906。
　　 結(jié)論：大氣顆粒物在致AM毒性作用上存在著明顯的地區(qū)差異和粒徑差異。與對照地區(qū)大氣顆粒物相比較，受灰霾天氣影響地區(qū)采集的大氣顆粒物在引起AM炎性反應(yīng)、氧化負(fù)荷與氧化損傷、以及細(xì)胞毒性方面均表現(xiàn)出更強的作用。大氣顆粒物PM5.0組分雖然在促炎性細(xì)胞因子釋放與氧化負(fù)荷能力上弱于PM2.5組分，但表現(xiàn)為更強的細(xì)胞膜損傷、脂質(zhì)過氧化和誘導(dǎo)細(xì)胞死亡能力。粒徑小的顆粒物表現(xiàn)出更強的致炎性因子釋放和氧化應(yīng)激

12、損傷能力。相比之下，粒徑大一些的致細(xì)胞結(jié)構(gòu)損傷和細(xì)胞死亡的能力更強。大氣顆粒物致AM發(fā)生生物學(xué)效應(yīng)均存在著明顯的劑量依賴性，即隨著染塵劑量的增加而發(fā)生明顯的效應(yīng)。與此不同的是，石英在較低水平即引起相應(yīng)的生物效應(yīng)，并可觀察到劑量-效應(yīng)關(guān)系。大氣顆粒物致AM炎性反應(yīng)生成的炎性因子可以調(diào)控胞內(nèi)其他細(xì)胞因子的生成和釋放。珠江三角洲地區(qū)灰霾天氣影響地區(qū)大氣顆粒物的生物效應(yīng)特點及其差別可能與灰霾天氣影響下呼吸系統(tǒng)發(fā)病率變化相關(guān)聯(lián)，有待結(jié)合人群流行病