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目的:运用环境流行病学调查和实验室检测相结合的方法,初步探讨长期低水平镉暴露对人体免疫功能的影响及暴露生物标志、效应生物标志和易感性生物标志之间的关系。方法:招募环境镉污染严重的甘肃某地区居民作为暴露组,与该地区毗邻的社会经济发展水平相似、环境镉水平显著较低的地区居民作为对照组。通过问卷调查收集研究对象的基本情况并同时采集其血和尿生物样本,分别检测研究对象的暴露生物标志血镉（blood cadmium,BCd）和尿镉（urine cadmium,UCd）,效应生物标志人体免疫球蛋白-G（immunoglobulin G,IgG）、免疫球蛋白-A（immunoglobulin A,IgA）、免疫球蛋白-M（immunoglobulin M,IgM）和细胞因子白介素-6（interleukin-6,IL-6）、白介素-8（interleukin-8,IL-8）、白介素-10（interleukin-10,IL-10）、γ-干扰素（interferon-γ,IFN-γ）、肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α,TNF-α）水平及易感性生物标志金属硫蛋白抗体（metallothionein antibody,MT-Ab）、外周血淋巴细胞（peripheral blood lymphocytes,PLBs）金属硫蛋白（metallothionein,MT）基因表达、细胞色素P4501A1（cytochrome P4501A1,CYP4501A1）基因表达水平;采用t检验和χ~2检验分析暴露组与对照组的人口学特征的差异;分别采用Mann-Whitney U Test检验暴露组与对照组暴露生物标志及效应生物标志水平的差异,不同易感性生物标志水平下暴露生物标志及效应生物标志水平的差异;采用Spearman秩相关和多元线性回归模型分析各生物标志间的相关性。结果:1.研究对象的人口学基本特征本研究共招募研究对象501名,暴露组312名,对照组189名。暴露组与对照组研究对象的年龄、性别分布一致,吸烟、饮酒人数比例差异均无统计学意义（均P＞0.05）,BMI和文化程度差异具有统计学意义（均P＜0.05）。2.暴露生物标志检测结果（1）暴露组BCd和UCd浓度中位数及四分位数间距M(P25,P75)分别为2.60（0.31,5.46）μg/L和3.56（1.88,6.45）μg/g Cr,分别高于对照组0.08（0.08,0.44）μg/L和0.70（0.55,0.98）μg/g Cr,差异均具有统计学意义（均P＜0.01）。（2）暴露组BCd和UCd异常率分别为27.92%和35.34%,分别高于对照组7.05%和0%,差异均具有统计学意义（均P＜0.01）。3.效应生物标志检测结果（1）暴露组女性及总体人群IL-6、IgG浓度均低于对照组,IL-8、IgA、IgM和IFN-γ浓度均高于对照组,差异均具有统计学意义（均P＜0.05）;暴露组男性IgM和IL-8浓度高于对照组,差异均具有统计学意义（均P＜0.05）。（2）在不同BCd水平下,IgG、IgA、IL-6、IL-8、IL-10、IFN-γ和TNF-α浓度异常率呈现随着BCd水平升高而升高的趋势,差异均具有统计学意义（均P＜0.05）,IgM异常率浓度差异无统计学意义（P＞0.05）。在不同UCd水平下,IgA、IgM、IL-6和IL-8浓度异常率随着UCd水平升高而呈现升高的趋势,差异均具有统计学意义（均P＜0.05）,IgG、IL-10、IFN-γ和TNF-α浓度异常率差异无统计学意义（均P＞0.05）。4.暴露生物标志与效应生物标志之间的关系Spearman秩相关分析结果显示,BCd与UCd、IL-4、IL-8、IL-10和IgM呈正相关,与IgG呈负相关;UCd与IL-4、IL-8、IL-10和IgM呈正相关,与IgG呈负相关,差异均具有统计学意义（均P＜0.05）。5.易感性生物标志与暴露、效应生物标志的关系（1）MT-Ab高水平组BCd浓度高于MT-Ab低水平组,差异有统计学意义（P＜0.01）,UCd浓度差异无统计学意义（P＞0.05）。MT-Ab高水平组IgG、IgA、IgM、IL-6、IL-8、IL-10、IFN-γ和TNF-α浓度均高于MT-Ab低水平组,差异均具有统计学意义（均P＜0.01）。（2）MT高表达组BCd和UCd浓度均高于MT低表达组,差异均有统计学意义（均P＜0.01）。MT高表达组IgA和IgM浓度均高于MT低表达组,IgG、IL-6和IL-10浓度均低于MT低表达组,差异均有统计学意义（均P＜0.05）。IL-8、IFN-γ和TNF-α浓度差异均无统计学意义（均P＞0.05）。（3）CYP1A1高表达组与CYP1A1低表达组BCd和UCd浓度差异均无统计学意义（均P＞0.05）。CYP1A1高表达组IgG、IL-6、IL-8和IL-10浓度低于CYP1A1低表达组,IgM浓度高于CYP1A1低表达组,差异均具有统计学意义（均P＜0.05）。（4）Spearman秩相关分析结果显示,MT-Ab与BCd、IL-6、IL-8、IL-10、IgG、IgA、IgM、IFN-γ和TNF-α呈正相关;MT与BCd、UCd、IgA和IgM呈正相关,与IL-6、IL-10和IgG呈负相关;CYP1A1与IgM呈正相关,与IL-6、IL-8、IL-10和IgG呈负相关,差异均具有统计学意义（均P＜0.05）。（5）多元线性回归结果显示,调整研究对象性别、年龄、BMI、吸烟、饮酒、文化程度后,MT-Ab与分别与BCd、IgG、IgA、IgM、IL-6、IL-8、IL-10、IFN-γ和TNF-α线性相关;MT分别于UCd、IgG、IgA和IgM线性相关;CYP1A1分别于IL-8和IL-10线性相关。结论:1.长期低水平镉暴露会使人体镉负荷增加,表现为血镉及尿镉的显著升高;2.长期低水平镉暴露会对人体免疫功能造成一定的影响,表现为其生物标志水平的改变,且女性可能对镉暴露所致的免疫系统反应更加敏感;3.MT-Ab、MT基因和CYP1A1基因有可能作为镉致人体免疫功能损伤的易感性生物标志。