有机磷农药因具有高效、低毒和低残留的优点而被广泛生产和使用。随着职业中毒防治工作的加强，对急性有机磷农药中毒的机理和诊治已有较深的认识。但有机磷农药生产工人因其长期接触较低剂量的有机磷农药也可能对健康造成危害。本研究的目的是了解长期接触有机磷农药对健康的影响，研究不同累计接触剂量下的剂量-反应(效应)关系，揭示长期接触有机磷农药对健康的影响，筛选最易感的单基因和／或多基因基因型，为保护有机磷农药接触人群特别是易感人群的健康、制订相应的职业卫生策略提供科学依据。本研究通过对上海某农药厂二十多年来空气有机磷浓度测定资料和人群资料的流行病学调查，客观评定有机磷农药接触的外剂量和内剂量，分析累计接触剂量对早期生物标志物和健康效应的影响，研究酯酶基因多态性与健康效应的关系。一、有机磷农药接触评定外剂量：该农药厂生产情况和车间空气有机磷浓度测定资料显示，该厂主要生产有机磷农药，目前主要生产的有机磷农药品种有甲胺磷、乐果和敌敌畏等。上世纪70年代初空气有机磷浓度测定严重超标，以后逐年下降，1983年后基本控制在国家标准范围内(＜1mg／m~3)。因此，本课题充分考虑1983年前后接触剂量的差异，分别研究不同接触剂量水平下的健康效应，研究累计接触剂量对健康效应的影响。内剂量：用气相色谱法测定该厂161名农药生产工人(直接接触组)和122名后勤人员(间接接触组)班后尿中五种代谢产物(DMP、DEP、DETP、DMDTP、DEDTP)浓度，结果发现直接接触组尿代谢产物DMP和DETP浓度明显高于间接接触组，不同工种、不同工种工人尿代谢产物检出的种类及浓度明显不同。同时发现了包装工内、外剂量接触水平均有较高的一致性，提示作为评定接触水平的指标是可行的。二、早期生物标志物和健康效应的研究酯酶活性的测定：分别测定了241名直接接触组工人和161名间接接触组后勤人员及150名不接触有机磷农药的外厂对照组工人四种酯酶(Carb、PON、BchE、AchE)的活性，结果发现有机磷农药接触抑制这四种酶的活性。其中AchE抑制与车间和工种有关，与影响胆碱酯酶的多因素方差分析结果一致，说明接触多种有机磷农药AchE抑制更明显，抑制程度与接触剂量有关。CarbE活性抑制与工龄有关，工龄＜20年的即低剂量接触5-10年的工人抑制更明显，以后有恢复趋势，且与接触外剂量间有剂量-效应关系，故可作为长期接触有机磷农药的早期生物标志物。症状和体征的分析：对三组人员职业接触史和症状进行问卷调查及全身健康体格检查，通过对神经肌肉系统、呼吸系统、循环系统和消化系统症状加权评分和累积积分，以及对各项体检指标(如白细胞、血红蛋白、心电图、腹部B超和血压)异常率的观察，发现直接接触组和间接接触组的各系统症状积分和累积总积分明显高于对照组，接触内剂量(DETP)与消化系统症状积分间有剂量-效应关系。直接接触组血红蛋白的异常率(减低)明显高于间接接触组，且与接触工龄有关，低剂量接触5-10年的工人异常率更明高，与累计接触外剂量间有剂量-反应关系(趋势X~2，P＜0.05)。以乙酰胆碱酯酶活性作为接触指标按等级分组分析发现乙酰胆碱酯酶活性与部分系统症状积分和血红蛋白异常率间存在剂量-效应(反应)关系，且相关分析发现胆碱酯酶活性与症状积分间呈负相关，说明乙酰胆碱酯酶活性越低，症状积分和血红蛋白异常率越高。肿瘤和死亡的调查：通过对该厂1983年1月1日在册且工作一年以上，接触较高浓度有机磷农药工人22年来肿瘤发生和死亡情况的随访观察，探讨接触有机磷农药与肿瘤死亡的关系。全队列2270人，共观察36569人年；一线生产工人组成的接触亚队列共1018人，观察16407人年。结果显示：全死因分析肿瘤死因占第一位，肿瘤死亡率和恶性肿瘤死亡率明显高于本市某区参比人群，SMR分别为120.2和119.6。膀胱癌、肺癌和胃癌的SMR分别为303.7、141.2和137.5，有统计学意义(P＜0.01)。直接接触组因肿瘤死亡的比例明显高于非接触组(卡方检验P＜0.01)。提示有机磷农药接触增加了恶性肿瘤死亡的危险性。三、酯酶基因多态性对健康效应的影响基因型的确定：用ABI 7900 Sequence Detection System确定PONl92、PON55、P450代谢酶系和氮-乙酰化转移酶的基因型，用基因芯片技术测SNP确定BchE*K的基因型。PON192、PON55、BchE*K异常等位基因频率分别为37.8％、1.9％、13.7％；PON192、BchE*K异常纯合子的发生频率分别为15.0％、1.6％，未见PON55异常纯合子的发生。各种酶的基因型经吻合度检验均达到了Hardy-Weinberg平衡。基因多态对健康效应的影响：分别观察各种酶基因多态性对尿代谢产物浓度、酯酶活性、症状和体征的影响，结果发现部分P450代谢酶(CYP1a2、CYP2e1)基因多态性影响部分尿代谢产物(DEP、DEDTP)浓度；PON192和PON55基因型影响PON酶活性，PON192*AA为低活性型，PON55的杂合子活性较低(未检出变异型纯合子)；PON192和PON55同一基因型工龄＜20年的较低剂量接触组PON酶活性较低，而BchE活性工龄＞20年的较高剂量接触组抑制更明显。说明消除基因多态性影响后可发现这两种酶活性与接触剂量间的关系。多基因多态研究发现，当基因型为PON192*AA+PON55*ML+BchE*KK时PON酶活性最低，而症状积分相对较高，提示该基因型为最易感基因型。直线回归分析也发现PON和BchE的多态性是AchE活性的影响因素，证实了基因多态性对健康效应的影响。综上所述，本研究得出如下结论：1、根据车间空气中有机磷浓度测定资料，该厂1983年前后接触有机磷农药的浓度差异较大，分别设为较高剂量和较低剂量接触组。尿中代谢产物浓度测定结果证实该厂有机磷农药接触非单一品种，为混合接触，内剂量与外剂量间有很好的一致性。2、接触有机磷农药影响四种酯酶(Carb、PON、BchE、AchE)活性，接触多种有机磷农药AchE抑制更明显，抑制程度与接触剂量有关。较低剂量接触5-10年对CarbE和血红蛋白的影响最明显。接触有机磷农药症状积分明显增加，血红蛋白异常率增加，且尿代谢产物浓度、酯酶活性和健康效应间存在剂量-效应(反应)关系。3、较高剂量接触有机磷农药者恶性肿瘤死亡率明显高于参比人群，膀胱癌、肺癌和胃癌的SMR分别为303.7、141.2和137.5。直接接触组因肿瘤死亡的比例明显高于间接接触组，提示长期接触有机磷农药工人恶性肿瘤死亡的危险性增加。4、单基因多态研究发现PON192和PON55基因型影响PON酶活性，同一基因型不同接触剂量和时间对PON和BchE酶活性的影响；多基因多态研究发现了有机磷接触最易感的基因型(PON192*AA+PON55*ML+BchE*KK)，为筛选易感人群提供理论依据。