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焦炉工人焦炉逸散物暴露监测的生物学标志研究

作　者: 刘爱林
导　师: 鲁文清
学　校: 华中科技大学
专　业: 劳动卫生与环境卫生学
关键词: 焦炉逸散物多环芳烃 1-羟基芘谷胱甘肽硫转移酶 8-羟基脱氧鸟苷微核核仁区嗜银蛋白丙二醛遗传易感性谷胱甘肽硫转移酶M1
分类号: R131
类　型: 博士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

焦炉逸散物(COEs)在煤经高温热解生成焦碳的过程中产生。它是由尘、蒸汽和气体混合而成的复杂混合物，含有众多有害成分，其中PAH、亚硝胺、煤焦油、砷化合物和苯是已知或潜在的致癌化学物。长期暴露于COEs可致多种损伤发生；肿瘤是COEs暴露导致的不良后果中最令人关注的问题。美国联邦环保署已将COEs作为已知的人类致癌物。焦炉工人在炼焦过程中接触COEs的风险高，职业COEs暴露-效应-损伤易感生物学标志的确定可以为焦炉工人COEs暴露水平和健康损伤程度的常规监测提供技术支持，为减少COEs暴露和相关健康危害提供科学依据。本研究对来自中国北方某焦化厂的78名男性工人进行分子流行病调查，目的在于探讨可用于焦炉工人职业COEs暴露监测的生物学标志。根据焦化厂强制性常规空气监测的历史资料，将工人分为COEs暴露组和对照组；COEs暴露组由47名焦炉工人组成，对照组由31名来自蒸馏车间、维修车间和行政部门的工人组成。参与此项研究的工人目前均在职，且年龄在36～44岁之间，工龄至少为10年。工人的一般情况用调查表收集。作为COEs暴露评估的重要方式，作业环境(炼焦作业区的焦炉顶和焦炉侧；非炼焦作业区的蒸馏车间和行政楼)空气中PAH水平用高压液相-二极管阵列和荧光检测法(HPLC-DAD／FLD)检测；尿1-羟基芘(1-OHP)作为PAH接触的内暴露标志同时采用碱水解—高效液相色谱法分析。作为候选的COEs暴露的效应标志，尿8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)、血清丙二醛(MDA)、血清谷胱甘肽硫转移酶(GST)、外周血微核双核淋巴细胞(BNMN)和淋巴细胞核仁区嗜银蛋白(AgNORs)分别采用高压液相-电化学检测法(HPLC-ECD)、MDA检测试剂盒、GST检测试剂盒、胞质阻滞微核法(CBMN)、细胞培养-银染法检测；作为候选的COEs暴露的损伤易感标志，细胞色素P4501A1(CYP1A1)、谷胱甘肽硫转移酶M1(GSTM1)和谷胱甘肽硫转移酶T1(GSTT1)基因多态型用基于聚合酶链反应(PCR)的方法鉴定。研究结果显示：(1)空气中PAH的浓度，炼焦作业区高于非炼焦作业区，其中PAH外暴露水平指示参数-致癌性苯并(a)芘(B[a]P)的浓度，在炼焦作业炉顶和炉侧区分别为0.33μg／m~3和0.1μg／m~3，分别为非炼焦作业区行政楼(0.04μg／m~3)的8.25倍和2.50倍。焦炉工人尿1-OHP的浓度[5.7(1.4-12.0)μmol／mol肌肝]和对照工人[3.0(0.5-6.4)μmol／mol肌肝]相比明显增高，差异有统计学意义(P＜0.05)。以吸烟分层，两组工人尿1-OHP浓度仅在吸烟个体中的差异有统计学意义(P=0.029)。(2)焦炉工人尿8-OHdG、血清GST和淋巴细胞BNMN水平[1.9(1.4-15.4)μmol／mol肌肝、22.1(14.9-31.2)U／L、6(2-8)‰]和对照工人[1.3(1.0-4.0)μmol／mol肌肝、13.1(9.5-16.7)U／L、2(0-4)‰]相比明显增高，差异有统计学意义(P＜0.001、P＜0.05、P＜0.05)；焦炉工人淋巴细胞AgNORs(I／S)[0.064(0.054-0.063)]和对照工人[0.079(0.070-0.083)]相比明显降低，差异有统计学意义(P＜0.001)；吸烟对上述结果具有调饰作用，表现为两组工人血清GST、淋巴细胞BNMN和AgNORs水平仅在吸烟个体中的差异有统计学意义(P＜0.001，P=0.002，P＜0.001)，而两组工人尿8-OHdG水平仅在非吸烟个体中的差异有统计学意义(P=0.005)；焦炉工人血清MDA水平[2.56(1.84-3.63)nmol／ml]和对照工人[2.99(2.44-4.27)nmol／ml]相比，差异无统计学意义(P＞0.005)。(3)研究对象个体血清GST活力和尿1-OHP浓度明显呈正相关(r_s=0.314，P=0.005)，和淋巴细胞BNMN水平呈显著正相关(r_s=0.296，P=0.009)；研究对象个体淋巴细胞AgNORs相对含量和尿1-OHP浓度明显呈负相关(r_s=-0.507，P＜0.001)，和血清GST活力呈显著负相关(r_s=-0.527，P＜0.001)。(4)研究对象中，GSTM1 null基因型工人的构成比为32.89％，GSTTI null基因型工人的构成比为15.79％，CYP1A1 MspI(T／T)、CYP1A1 MspI(T／C)和CYP1A1 MspI(C／C)基因型工人的构成比分别为36.51％、42.86％和20.63％，CYP1A1 Ile／Val(A／A)和CYP1A1 Ile／Val(A／G)基因型工人的构成比分别为77.14％和22.86％，本研究没发现CYP1A1 Ile／Val(G／G)基因型的工人。(5)研究对象尿1-OHP和8-OHdG、血清GST、淋巴细胞BNMN和AgNORs的中位数分别为4.27μmol／mol肌肝、1.8μmol／mol肌肝、16.72 U／ml、4‰和0.063 I／S，以尿1-OHP和8-OHdG、血清GST、淋巴细胞BNMN和AgNORs水平高于中位数作为增高的标准，应用多元logistic回归分析研究相关变量的比值比(OR)和95％可信限(C1)。结果表明，与对照工人相比，焦炉工人尿1-OHP、尿8-OHdG、血清GST、淋巴细胞BNMN和淋巴细胞AgNORs水平增高的OR和95％C1分别为3.03(1.00-9.09)、4(1.02-16.67)、14.28(2.38-50)、3.57(1.08-12.5)和0.03(0.003-0.25)；高体重指数(BMI)是尿8-OHdG水平下降的独立影响因素；GSTM1、GSTT1和CYP1A1基因型对尿1-OHP、尿8-OHdG、血清GST、淋巴细胞BNMN和AgNORs水平无影响。本研究提示：(1)COEs暴露导致焦炉工人PAH外暴露和内暴露剂量增加，炼焦作业场所工人PAH暴露水平可作为COEs暴露程度的指示，但不能直接取代对COEs暴露的监测，有必要监测COEs中的另外组分；鉴于血清GST和淋巴细胞AgNORs水平与PAH暴露的高度相关性，该两项指标有可能作为PAH暴露评价的生物学标志。(2)COEs暴露导致焦炉工人氧化应激和遗传损伤水平增加、细胞免疫功能下降；淋巴细胞MN、尿8-OHdG和淋巴细胞AgNORs有可能作为职业COEs暴露监测的效应生物学标志，并且这些生物学标志改变的后果，如肿瘤，应是焦炉工人健康损伤监测和预防的重点。(3)CYP1A1、GSTT1和GSTM1基因多态型能否作为COEs暴露损伤易感的标志，需要进一步研究。本研究与已报道的COEs暴露的分子流行病研究相比，在研究设计上有2个突出特点。其一，对研究对象的年龄与工龄作严格限定。此举既可尽量减少年龄与工龄变量对研究结果的干扰，又能增加观察到COEs短期暴露难以体现的轻微损伤效应的机会。其二，引入了3个新的COEs暴露评价的生物学标志。其中，血清GST和淋巴细胞AgNORs作为COEs暴露-效应评价的生物学标志，未见报道，仅见一篇文献尝试用尿8-OHdG来评估COEs暴露的健康风险。此外，本研究获得3个有意义的成果：(1)从遗传损伤、氧化应激和细胞免疫功能三个剖面，揭示了COEs暴露的健康危害以及由此可能增高的肿瘤发生风险。(2)通过分析工人PAH暴露与机体损伤效应的关系，明确提出，炼焦作业场所COEs暴露监测，不能直接用PAH暴露评估替代，有必要监测COEs中的其它污染物。(3)首次提出血清GST和淋巴细胞AgNORs可能作为PAH或COEs暴露监测的生物学标志，在其他的职业污染物暴露评价中，这些生物学标志的作用值得探讨。

全文目录

一、英文缩略语词汇表  5-7
二、中文摘要  7-11
三、英文摘要  11-16
四、正文  16-73
  前言  16-19
  材料和方法  19-33
  结果  33-53
  讨论  53-65
  参考文献  65-73
五、综述  73-87
六、研究工作总结  87-89
七、致谢  89

焦炉工人焦炉逸散物暴露监测的生物学标志研究

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