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金属硫蛋白基因多态性对职业性铅接触致肾损伤的修饰作用

作　者: 田丽婷
导　师: 金泰廙
学　校: 复旦大学
专　业: 毒理学
关键词: 铅金属硫蛋白生物标志肾功能损伤基准剂量基因多态易感性
分类号: R135.1
类　型: 博士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

铅(lead, Pb)是金属元素,是受WHO、IARC、美国ATDSR关注的重金属环境污染物,对多种人体器官皆具有毒害作用。肾脏是铅毒性作用的主要靶器官,铅进入人体后大部分经肾脏排泄。血铅能较好地反映机体近期铅接触情况,当血铅浓度>1.9μmol/L (400μg/L)时,即可出现肾损害,长期接触低浓度铅的作业工人肾病检出率较高。本研究的目的是通过对职业铅接触人群的流行病学调查,分析铅接触对人群肾小管和肾小球的损伤,并将基准剂量引入铅接触引起的肾损伤危险度评价,以求得到人群短期、高剂量接触铅对肾损伤效应的剂量-反应关系。通过研究金属硫蛋白与铅接触标志和效应标志之间的关系来探讨将尿金属硫蛋白作为铅致肾损伤效应参考指标的可能性；进而分析金属硫蛋白基因多态性对铅致肾损伤的修饰作用并探讨其作用机制,积极寻找短期内高浓度铅接触所致肾损伤的易感人群,在不同性别人群与铅相互作用后出现的不同程度肾损伤方面进行初步的机制探讨。研究选取浙江省某蓄电池厂工人239人作为接触组,其中男性172人、女性67人；选取同地区某厨具厂工人76人作为对照(所招募工人无铅作业接触史)；其中男性50人、女性26人。接触组铅作业工人工龄为<1年-5年,平均为1.23年。两组在工龄、年龄、身高、体重、血压、吸烟、饮酒等方面均衡可比。本研究收集工厂2005年-2007年的空气铅资料,估算每一位工人所接触的铅外剂量,同时测定了人群铅接触生物标志(血铅和尿铅)与反映肾功能的生物标志(尿肌酐、尿NAG、尿ALB)以及待评价的铅接触参考指标(尿金属硫蛋白),分析了接触标志和效应标志之间的关系,计算了各效应标志的血铅和尿铅的基准剂量；选取金属硫蛋白1A亚型和2A亚型基因上的4个位点,采用实时荧光定量PCR(RTPCR)方法分别测定其基因型,分析了各种基因型在铅接触并致肾损伤过程中的修饰作用,初步探讨其可能的机制。通过对研究对象进行铅接触评估,研究发现：接触组空气铅接触剂量远高于对照组,空气铅在男性工作场所明显高于女性工作场所；外剂量与内剂量相关性良好。接触组工人铅的内剂量都较高,无论男、女,其血铅、尿铅水平均高于对照组,差异显著。在同一个组内,男女性血铅差异无统计学意义,女性尿铅则高于男性,差异显著。年龄和工龄对血铅、尿铅水平的影响无统计学意义;在铅接触剂量较低的情况下(如对照组),吸烟对铅接触有一定的影响。通过铅对肾小管和肾小球功能影响的研究发现：按照研究对象的外剂量水平分别分组后,UNAG、UALB水平在空气铅接触指数高于1mg·month的两个组均高于低剂量组,差异显著,尤其是女性。根据工人体内的血铅水平和尿铅水平分别将工人分为4个剂量组,工人在高于或略低于GBZ2-2002中规定的铅吸收标准时,UNAG和UALB水平即出现明显增加的现象。UANG在血铅、尿铅各剂量组均出现递增的趋势,UALB在尿铅各组出现递增的趋势,在血铅各组虽有增加,但差异无统计学意义。以对照组各指标第95百分位数作为上限值,得到人群各指标的异常率。UNAG异常率在空气铅、血铅、尿铅各组随着暴露剂量升高,异常率也随之升高,有显著性趋势。而女性和总体的UALB异常率在空气铅、血铅、尿铅各组随着暴露剂量升高,异常率也随之升高,有显著性趋势。经过计算UANG、UALB的血铅、尿铅BMDL值后发现,男性、女性、总体的UNAG的血铅BMDL分别为402.03μg/L、264.67μg/L和362.56μg/L,尿铅BMDL分别为81.80μg/gCr、71.52μg/gCr和78.79μg/gCr;男性、女性、总体的UALB的血铅BMDL分别为962.44μg/L、285.44μg/L和607.76μg/L,尿铅BMDL分别为153.37μg/gCr、75.71μg/gCr和117.79μg/gCr。UNAG的BMDL值总是低于UALB,而女性各指标的BMDL,总是低于男性。金属硫蛋白水平与铅接触关系研究发现：UMT与血铅和尿铅之间有着密切的正相关关系。其水平随着内剂量增加也逐渐递增。以对照组各指标第95百分位数作为上限值,得到人群UMT的异常率。UMT异常率在空气铅、血铅、尿铅各组均逐渐增加,趋势显著。经过计算UMT的血铅、尿铅BMDL值后发现：男性、女性和总体的血铅BMDL分别为411.85μg/L、310.99μg/L和398.60μg/L,尿铅BMDL分别为76.96μg/gCr、87.29μg/gCr和87.37μg/gCr;各人群UMT的血铅BMDL均高于UNAG,女性UMT的血铅BMDL高于UALB,女性UMT的尿铅BMDL高于UNAG和UALB,男性UMT的尿铅BMDL均低于UNAG和UALB。通过MT1A、MT2A亚型4个位点基因多态性的研究发现：机体对铅吸收、铅致肾损伤的易感性均与MT的遗传多态性有关。4个位点各自的3种基因型均在研究人群中找到。MT1A-rs11076161的基因多态性对研究对象总体的血铅、尿铅均有显著的修饰作用(P<0.01),AA基因携带者表现出铅吸收较其它基因型的人为低的趋势,这种趋势在低接触组男性工人中较为明显。rs28366003的GG型与其它两种基因型的组合相比,低接触组血铅值较高,携带rs28366003-AA型的女性血铅较高。携带rs11076161-AA型的高接触组男性尿铅较低而女性并未有这种变化。携带rs10636GG基因型的人在高接触组血铅和尿铅值较低即铅吸收较少,差异显著,尤其是男性。携带rs1610216-CC型的高接触组男性铅吸收较低,而同样携带这种基因型的女性则相反,铅吸收较高。通过研究MT基因多态性与铅致肾损伤之间的关系发现：携带rs11076161-AA基因型的女性肾小管和肾小球损伤标志的水平均较其它基因型携带者为低。rs10636-GG基因型携带者的UNAG值较低,这种现象在高接触组中更为明显,尤其是男性。携带rs28366003-AA型的高接触组女性尿NAG水平较高,携带rs28366003-GG型的高接触组女性尿ALB水平较高。携带rs1610216-CC基因型的高接触组男性尿NAG水平较低,而携带同样基因型的女性却有着较高的尿NAG和ALB水平,差异显著,同时吸烟和饮酒对所研究各研究群体的各基因位点多态性的修饰作用均无影响。以上结果表明：①空气铅可以作为高浓度铅作业工人铅接触的一个参考指标。②人群在高剂量铅作业时即使是短期作业也能明显引起肾小管、肾小球损伤。通过各指标血铅、尿铅BMDL值的比较,可以认为肾小管损伤早于肾小球损伤。③尿金属硫蛋白与铅的内剂量有剂量-效应关系和剂量-反应关系,提示其可以作为铅致肾损伤的一个参考指标。④女性接触的空气铅低于男性,而血铅水平与男性相似,尿铅高于男性；同时女性的肾损伤指标的血铅、尿铅BMDL均低于男性,说明女性易蓄积铅,对铅致肾损害更加敏感。⑤MT家族中的MTIA亚型和MT2A亚型是铅毒性的易感基因。在相同的职业外暴露环境下,MT1A-rs11076161的AA基因型携带者表现出铅吸收较其它基因型的人为低的趋势；铅接触量较低时MT2A-rs28366003的GG基因型携带者体内铅吸收水平较高；研究对象总体中MT2A-rs10636-GG基因型和MT2A-rsl610216-CC基因型携带者肾小管损害程度较低。⑥MT基因多态性对不同性别工人的铅毒性有不同的修饰作用：在铅接触剂量较低时,MT1A-rs11076161-AA基因型携带者中男性其铅在尿液中蓄积较多,这种基因型携带者中的女性肾小管和肾小球受损程度较低。在铅接触剂量较高时,MT2A-rs10636-GG基因型携带者中的男性铅负荷水平较低且肾小管损害程度较低；MT2A-rs1610216-CC基因型携带者中,男性铅负荷水平较低而女性铅负荷水平较高,同时男性肾小管损害程度较低而女性肾小管和肾小球损害程度均较严重。⑦MT2A-rs10636对研究总体、不同性别的铅吸收、肾损伤均有不同程度的修饰作用,携带CC+CG基因型的人群与GG型相比,UNAG水平明显较高,经比较,两个人群的血铅BMDL分别为300.88、378.68μg/L,说明前者对铅致肾损伤较为易感。前者人群在总人群中占45.05%,近一半,提示人群中有近一半的人对铅致肾损伤较为易感,因此,该位点多态性有较大的实际意义。

全文目录

中文摘要  5-8
英文摘要  8-12
前言  12-15
第一部分铅接触评估  15-26
  第一节流行病学调查  15-17
  第二节铅的外剂量与内剂量的关系  17-21
  第三节铅负荷影响因素研究  21-26
第二部分铅致肾损伤评定  26-44
  第一节样品的测定与基准剂量的计算方法  26-27
  第二节职业铅接触与肾小管损伤特征  27-32
  第三节职业铅接触与肾小球损伤特征  32-44
第三部分金属硫蛋白作为铅致肾损伤参考指标的探讨  44-54
  第一节流行病学调查  44
  第二节尿金属硫蛋白与铅接触、铅致肾损伤的关系  44-54
第四部分金属硫蛋白基因多态性对铅致肾损伤的修饰作用  54-83
  第一节样品收集、测定与分析  54-58
  第二节金属硫蛋白基因分型  58-62
  第三节金属硫蛋白基因多态性对铅接触的影响  62-69
  第四节金属硫蛋白基因多态性对肾小管损伤的修饰作用  69-73
  第五节金属硫蛋白基因多态性对肾小球损伤的修饰作用  73-76
  第六节 MT基因多态性修饰作用的BMD验证  76-83
小结  83-84
参考文献  84-93
致谢  93-94
附录一博士期间工作小结  94-95
附录二课题综述基因多态性与铅毒性易感性之间的关系  95-104

金属硫蛋白基因多态性对职业性铅接触致肾损伤的修饰作用

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