焦?fàn)t逸散物致血液系統(tǒng)損傷的流行病學(xué)分析及機(jī)制研究.pdf

1、研究目的：
　　焦?fàn)t逸散物(Coke oven emissions，COE)由煙煤在高溫乏氧的焦?fàn)t炭化室內(nèi)干餾產(chǎn)生，并在其他生產(chǎn)過程彌散到空氣中，是氣體、蒸氣和煙塵的統(tǒng)稱，包含多種致癌物或促癌物，廣泛存在于鋁、鋼、石墨、電氣、建筑等行業(yè)中。焦炭生產(chǎn)不但對(duì)環(huán)境特別是空氣造成污染，同時(shí)對(duì)職業(yè)暴露人群身體健康產(chǎn)生嚴(yán)重危害。慢性長(zhǎng)期性暴露于COE可導(dǎo)致焦?fàn)t工人產(chǎn)生呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)損傷以及結(jié)膜炎等。癌癥是COE暴露的主要問題，國(guó)際癌癥研究

2、署(International Agencyfor Research on Cancer, IARC)將COE確認(rèn)為1類致癌物，我國(guó)衛(wèi)生計(jì)生委等4部門將COE所致肺癌列為職業(yè)性腫瘤之一。在焦?fàn)t工人的健康監(jiān)護(hù)中，除COE的致癌效應(yīng)外，其對(duì)血液系統(tǒng)的損傷及其機(jī)制研究報(bào)道較少，是有待解決的職業(yè)衛(wèi)生問題。
　　外源性化學(xué)物質(zhì)經(jīng)機(jī)體吸收后首先進(jìn)入血液并達(dá)到較高濃度，代謝過程中也必須依靠血液來運(yùn)輸，所以外周血中各種血細(xì)胞容易受到外源性化學(xué)物的

3、損傷。血液毒性的結(jié)局主要有血細(xì)胞生成異常、血紅蛋白(Hemoglobin，HGB)異常和出血性疾病等。我們采用橫斷面的流行病學(xué)設(shè)計(jì)，選擇焦?fàn)t工人為目標(biāo)人群，檢測(cè)作業(yè)環(huán)境中的COE濃度和工人COE內(nèi)暴露水平，對(duì)工人進(jìn)行血常規(guī)檢查，評(píng)估不同COE暴露水平與血液系統(tǒng)損傷的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，建立COE致人體血液細(xì)胞損傷的細(xì)胞模型，檢測(cè)COE對(duì)白細(xì)胞造成的細(xì)胞毒性、氧化損傷、遺傳物質(zhì)損傷、核轉(zhuǎn)錄因子-κB(Nuclear factor-κB，NF

4、-κB)通路蛋白改變等，尋找COE致血液細(xì)胞損傷的關(guān)鍵通路，初步闡明COE致血液系統(tǒng)損傷的生物學(xué)機(jī)制，為進(jìn)一步完善COE的健康損害效應(yīng)評(píng)估，建立健全焦?fàn)t工人群的健康監(jiān)護(hù)方案提供重要依據(jù)。
　　研究方法：
　　1.COE致血液系統(tǒng)損傷的流行病學(xué)分析選取山東省某焦化廠263名在職焦?fàn)t工人為COE暴露組，當(dāng)?shù)鼐嚯x焦化廠3公里以外的氧氣廠113名近一年來無明確腎臟病史的工人為對(duì)照組。對(duì)調(diào)查對(duì)象進(jìn)行統(tǒng)一的問卷調(diào)查、一般體格檢查、血常規(guī)

5、檢查等。調(diào)查問卷主要包括個(gè)人基本情況、工作經(jīng)歷、吸煙飲酒情況、既往病史及現(xiàn)病史等。收集工人班后尿液30～50ml，采用高效液相色譜(High performance liquid chromatography，HPLC)法測(cè)定工人尿中1-羥基芘(1-hydroxypyrene，1-OHP)水平，超高效液相色譜（Ultra-high performance liquid chromatography，UPLC）串聯(lián)質(zhì)譜(Massspect

6、rometry，MS)方法測(cè)定工人尿中8-羥基脫氧鳥苷(8-hydroxy-2'-deoxyguanosine，8-OHdG)水平，此外，采用HPLC法測(cè)定樣本中尿肌酐的濃度，用以校正1-OHP和8-OhdG的個(gè)體差異水平。
　　2.COE致血液系統(tǒng)損傷的機(jī)制研究選取人急性早幼粒白血病細(xì)胞(Human acute promyelocytic leukemia cells，HL-60)，COE有機(jī)提取物為染毒物質(zhì)，染毒用培養(yǎng)基中胎牛

7、血清(Fetal BovineSerum，F(xiàn)BS)含量為5％。將COE有機(jī)提取物儲(chǔ)備液溶于染毒培養(yǎng)基中稀釋至終濃度為2.5、5、10、20μg/ml，1％DMSO為control組，染毒時(shí)間為24h與4d。采用CCK-8法、乳酸脫氫酶(Lactate dehydrogenase，LDH)法和碘化丙啶(Propidium iodide，PI)/異硫氰酸熒光素(Fluorescein isothiocyanate，F(xiàn)ITC)流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)C

8、OE對(duì)細(xì)胞的毒性作用，2'，7'-二氫二氯熒光素二乙酸酯(Dichlorofluorescein diacetate，DCFH-DA)熒光探針檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)活性氧自由基(Reactive oxygen species，ROS)水平的改變，硝基藍(lán)四氮唑染料法檢測(cè)細(xì)胞釋放的ROS水平的改變，單細(xì)胞凝膠電泳實(shí)驗(yàn)(Single cell gel eleetrophoresis assay，SCGE)檢測(cè)細(xì)胞的脫氧核糖核酸（Deoxyribonucl

9、eic acid, DNA）損傷情況，Western-Blot法檢測(cè)NF-κB通路蛋白表達(dá)的改變情況。
　　研究結(jié)果：
　　1.COE致血液系統(tǒng)損傷的流行病學(xué)分析焦化廠工作環(huán)境中的COE濃度是對(duì)照廠的5倍多，工作環(huán)境中的COE濃度與工作位置相關(guān)性顯著(P＜0.05)。與對(duì)照組工人相比，暴露組工人尿中1-OHP水平顯著升高(P＜0.05)，在扣除了性別、年齡、體重指數(shù)(Body mass index，BMI)和吸煙飲酒的影響后

10、，工人尿中1-OHP水平與是否接觸COE之間相關(guān)關(guān)系顯著（P＜0.05），提示其可以作為焦?fàn)t工人COE職業(yè)暴露的內(nèi)暴露水平。
　　暴露組工人尿中8-OHdG的水平比對(duì)照組高51.3％(P＜0.05)，工人尿中8-OHdG水平與1-OHP水平線性正相關(guān)關(guān)系顯著(P＜0.05)，提示COE對(duì)職業(yè)暴露人群產(chǎn)生一定的DNA氧化損傷，使其患癌風(fēng)險(xiǎn)增高。
　　血常規(guī)檢查中，暴露組工人的白細(xì)胞計(jì)數(shù)(White blood cell cou

11、nt，WBC)低于對(duì)照組，但差異不顯著（P＞0.05）。在暴露組工人中，WBC隨工人尿中8-OHdG水平的升高呈下降趨勢(shì)，差異具有臨界顯著性(P=0.055)。
　　2.COE致血液系統(tǒng)損傷的機(jī)制研究CCK-8、LDH、PI/FITC三種細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果均顯示，COE染毒能夠?qū)θ梭w血液細(xì)胞造成一定的損傷。與control組相比，隨著染毒劑量的升高，細(xì)胞存活率降低（P＜0.05），細(xì)胞釋放的ROS水平升高(P＜0.05)，細(xì)胞DNA

12、損傷加重(P＜0.05)，并且4d實(shí)驗(yàn)細(xì)胞損傷程度高于24h實(shí)驗(yàn)，細(xì)胞NF-κB通路蛋白表達(dá)水平升高（P＜0.05）。與COE2.5μg/ml劑量組相比，隨著染毒劑量的升高，24h實(shí)驗(yàn)中細(xì)胞IκBα與NF-Kb p65蛋白表達(dá)下降(P＜0.05)，磷酸化IκBα與磷酸化NF-Kb p65蛋白表達(dá)升高(P＜0.05);4d實(shí)驗(yàn)中細(xì)胞的兩組蛋白表達(dá)均升高(P＜0.05)，有較好的劑量效應(yīng)關(guān)系。
　　結(jié)論：
　　1.COE可以導(dǎo)致