基因多态与氯乙烯作业工人染色体损伤风险

论文摘要

氯乙烯单体（vinyl chloride monomer, VCM）是一种重要的化工原料,其中95%以上被用来合成聚氯乙烯（polyvinyl chloride, PVC）。2009年全球氯乙烯总产量为4000万吨,其中亚太地区占45.1%,而亚太地区主要生产商在中国。截止2009年10月底,我国PVC产能达1700万吨,居世界第一位。可见庞大的氯乙烯职业接触人群的健康值得关注。1987年国际癌症机构将氯乙烯划分为确定的人类致癌物,其致癌机制主要是VCM中间活性代谢产物导致遗传物质损伤而启动致癌过程。同时世界各国对其相应的职业卫生标准进行了调整,目前西方发达国家的VCM的职业接触限值多为1ppm （2.79mg/m3）,而我国自2002年起VCM时间加权平均容许浓度（PC-TWA）修订为10mg/m3,高于西方国家卫生标准数倍。在我国现行卫生标准接触浓度情况下,氯乙烯能否对接触工人产生健康损害特别是遗传损伤有必要进行探讨。毒物引起的遗传损伤与个体易感性有关,特别是与其代谢活化差异和DNA修复能力不同相关,该方面的研究有助于阐明其毒作用机制和进行健康风险评估。本研究以河南省某化工厂VCM作业工人为研究对象,通过健康体检和染色体损伤检测评价VCM接触工人健康状况,并通过VCM工人累积接触剂量的估算评价VCM暴露和染色体损伤之间的关系,研究氯乙烯累积接触剂量与染色体损伤的剂量-反应关系,为VCM职业卫生标准的修订提供参考。通过VCM代谢相关的代谢酶基因和DNA修复基因多态性及其与VCM致染色体损伤的关系研究,寻找VCM致染色体损伤的易感性生物标志,为阐明其毒作用机制和进行健康风险评估提供科学依据。累积接触剂量评估结果表明,氯乙烯作业工人接触累积剂量主要与接触时间关系密切,年龄大、工龄长者,其累积接触剂量越高。以外周血淋巴细胞微核率作为染色体损伤的效应指标,染色体损伤检测结果表明VCM接触组损伤情况显著高于对照组,VCM暴露与染色体损伤之间存在剂量反应关系,即随着VCM暴露量的增加染色体损伤率升高。表明外周血淋巴细胞微核率可以作为评价低浓度VCM暴露的效应指标。采用基准剂量（benchmark dose, BMD）法对氯乙烯累积接触剂量与染色体损伤关系进行研究,分析表明男性和女性氯乙烯暴露总剂量BMDL分别为4.82g和3.44g,表明在累积接触剂量达到BMDL值时将引起染色体损伤,该结果为我国VCM职业卫生标准修订提供了参考价值。应用PCR和RFLP技术对VCM接触工人的代谢酶基因和DNA损伤修复基因多态性进行检测,应用Poisson回归分析和多因素logistic回归分析来分析各基因多态位点及其单倍型与染色体损伤之间的关系。对氯乙烯代谢相关的酶类包括ADH2、ALDH2、CYP2E1、GSTT1和GSTM1等基因,DNA损伤修复相关基因包括ADPRT、APE1、hMYH、MGMT、OGG1、XPD和XRCC1等12个基因共15种多态进行了检测,分析各多态及相关因素对微核率及染色体损伤风险的影响。多态检测方法研究中采用CRS-PCR-RFLP方法建立了ADH2 （rs1229984）位点的检测方法,此类方法可节约费用、节省时间和标本用量。该多态检测方法的建立为类似研究提供了方法学参考。多因素Poisson逐步回归分析氯乙烯接触组微核危险因素表明ADH2、ALDH2、ADPRT、OGG1、XRCC1399、XRCC1194和XPD751为影响因素。携带ADH2 GG基因型的个体微核率要比携带ADH2 AA基因型的个体低；携带ALDH2 A等位基因的个体相对携带ALDH2 G等位基因的个体微核率显著增加；携带ADPRT C等位基因的个体相对携带ADPRT T基因型的个体微核率显著增加；携带APE1 GG基因型的个体微核率要比携带APE1 TT基因型的个体低；携带XRCCl399 A等位基因的个体相对携带XRCC1399 G等位基因的个体微核率要显著降低；携带XRCC1194 CT基因型的个体微核率要比携带XRCC1194 CC基因型的个体高；携带XPD751 AC基因型的个体微核率要比携带XPD751 AA基因型的个体低。染色体损伤危险因素多因素logistic分析结果显示氯乙烯作业工人中携带有ADPRT TC基因型的个体发生染色体损伤的风险较高,与携带ADPRTTT基因型个体相比的危险度为OR （95%CI）:1.93（1.21-3.08）。单倍型分析结果提示在调整年龄,性别,饮酒,吸烟和累积接触剂量等因素后,同时携带有XRCC1399野生型-XRCC1280野生型-XRCC1194突变型的单倍型的个体,携带XRCC1399野生型-XRCC1280突变型-XRCC1194野生型的单倍型的个体和携带XRCC1399突变型-XRCC1280野生型-XRCC1194野生型的单倍型的个体微核率均显著高于同时携带有XRCC1399野生型、XRCC1280野生型XRCC1194野生型的单倍型个体；且XRCC1单倍型与染色体损伤的分析结果发现,携带XRCC1399野生型.-XRCC1280野生型-XRCC1194突变型的单倍型个体发生染色体损伤的风险是携带XRCC1399野生型--XRCC1280野生型-XRCC1194野生型的单倍型个体的3.67倍。吸烟、饮酒状况与各基因多态的交互作用分析发现氯乙烯接触工人饮酒人群中,ALDH2位点对饮酒与染色体损伤之间的关联有显著的修饰作用（P=0.0389）。基因-基因在染色体损伤风险方面的交互作用结果显示,多态位点ADH2与APE1,（P=0.0199）,XRCC1194（P=0.0138）；ALDH2与XRCC1194（P=0.043）；CYP2E1与XPD312（P=0.0451）,XRCC1280（P=0.0104）,XRCC1194（P=0.0093）；MGMT与ADPRT（P=0.0351）,XRCC1399（P=0.0197）,XRCC1280（P=0.0498）；MYH与OGG1（P=0.0261）之间分别在VCM致染色体损伤风险方面存在交互作用。累积接触剂量-基因多态在染色体损伤风险方面的交互作用结果显示,尚不能认为VCM暴露水平与本研究基因多态之间对染色体损伤风险方面存在交互作用,需进一步研究验证。综上所述,在我国当前职业卫生标准下,职业接触VCM可造成作业工人的染色体损伤；VCM接触和VCM相关代谢酶基因、DNA损伤修复基因等不同基因多态之间以及相关因素的综合作用可能影响DNA损伤的发生与发展。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 前言
• 第一部分 氯乙烯接触评估和健康危害调查
• 引言
• 第一节 氯乙烯职业接触评估
• 1 材料和方法
• 2 结果
• 3 讨论
• 第二节 氯乙烯作业工人健康状况和染色体损伤研究
• 1 对象和方法
• 2 结果
• 3 讨论
• 小结
• 第二部分 基因多态性与VCM致遗传损伤风险研究
• 引言
• 1 对象和方法
• 2 结果
• 3 讨论
• 第二节 基因多态对氯乙烯接触工人染色体损伤的修饰
• 1 对象和方法
• 2 结果
• 3 讨论
• 小结
• 总结
• 参考文献
• 致谢
• 附录一 博士研究生期间工作总结
• 附录二 课题综述
• 参考文献