论文部分内容阅读
目的:通过焦化厂工人与苯并(a)芘染毒大鼠血清、尿液的1H-NMR代谢组学检测,结合动物病理组织切片以及工人与苯并(a)芘染毒大鼠的血清生化、尿常规的方法,探讨苯并(a)芘与长期接触苯并(a)芘的焦炉工人的毒作用特征,并寻找早期损害的代谢标志物,为进一步减少焦炉作业工人职业暴露引起的职业危害提供新思路。方法:对焦化厂工人进行问卷调查,通过对年龄、吸烟、饮酒、工龄、BMI配对的研究方法,选取焦炉作业工人(炉顶工人、炉侧工人)40名作为暴露组,以及该厂内非焦炉作业工人(行政人员、保安)40名作为对照组。收集工人的晨尿与血,采用高效液相色谱法对作业环境苯并(a)芘浓度以及工人尿液的尿1-羟基芘进行检测;选取健康雄性SD大鼠24只,体重约为120-140g,随机分为4组,每组6只。分别为溶剂对照组(橄榄油)、低剂量组(1mg/kg)、中剂量组(2.5mg/kg)、高剂量组(6.25mg/kg);3个染毒组采用腹腔注射苯并(a)芘,对照组腹腔注射橄榄油。染毒3周,收集24h尿液后,麻醉大鼠,腹主动脉采集血样,解剖其心、肝、脾、肺、肾脏器。检测焦化厂工人与苯并(a)芘染毒大鼠的血清和尿液血清生化、尿常规;运用1H-NMR技术对血清、尿液代谢组学进行检测。用Mest Re Nova、SMICA P+11以及SPSS22.0软件对实验结果进行处理分析。结果:1基于NMR焦炉工人血清、尿液代谢组学的研究结果作业环境中苯并(a)芘浓度焦炉区显著高于非焦炉区,差异有统计学意义(P<0.05)。研究对象内暴露水平尿1-羟基芘浓度对照组<暴露组,差异有统计学意义(P<0.05)。血清生化指标结果显示:焦炉作业工人(暴露组)中的谷丙转氨酶(ALT)、总胆固醇(CHOL)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)均高于对照组相应指标,且差异有统计学意义(P<0.05),其各个指标值均在正常值范围。焦化厂工人尿常规指标显示,暴露组工人尿比重与尿PH均高于对照组工人,且差异具有统计学意义(P<0.05),其各指标值均在正常值范围。血清1H-NMR分析显示出,筛选出的暴露组与对照组主要的差异物有:乳酸、丙氨酸、丙酮酸、支链氨基酸(异亮氨酸,亮氨酸,缬氨酸)、N-乙酰糖蛋白、脂类、谷氨酰胺、甘油磷酰胆碱、葡萄糖。其中暴露组中乳酸、丙酮酸、丙氨酸升高明显,葡萄糖、支链氨基酸、谷氨酰胺、甘油磷酰胆碱较对照组明显减少,且差异有统计学意义(P<0.05)。分析焦炉工人尿液1H-NMR结果,代谢产物在暴露组与对照组中比较变化明显,我们分析的尿液差异代谢物质有:乳酸、丙氨酸,二甲胺,α-酮戊二酸,丙酮酸、柠檬酸、甜菜碱、马尿酸、琥珀酸。其中暴露组与对照组相比乳酸、二甲胺明显升高,α-酮戊二酸、柠檬酸、马尿酸、甜菜碱明显降低,差别有统计学意义(P<0.05)。2基于1H-NMR对苯并(a)芘染毒大鼠血清、尿液代谢组学研究结果染毒结束后,6.25mg/kg染毒组大鼠体重增长较对照组滞后,而且出现了烦躁、精神萎靡、摄食减少、毛色黄且干燥等症状,其他各组动物状态正常。切片结果显示,肝脏切片6.25mg/kg组表现为汇管区淋巴细胞浸润,肝细胞脂肪样变。2.5mg/kg组肝脂肪样变明显。肺脏切片显示,6.25mg/kg组肺泡壁水肿、增厚,肺泡闭合。2.5mg/kg组肺泡闭合,1.25mg/kg组肺泡壁增厚。肾脏切片显示,高2.5mg/kg组的肾小球囊间隙减小、甚至消失。6.25mg/kg组与对照组相比谷丙转氨酶、总胆红素、甘油三酯、肌酐、乳酸脱氢酶明显升高(P<0.05)。2.5mg/kg组与对照组相比,谷丙转氨酶、甘油三酯、肌酐、乳酸脱氢酶明显升高(P<0.05)。大鼠尿常规显示,6.25mg/kg组与对照组相比,尿中蛋白质阳性率升高。大鼠血清1H-NMR检测结果显示,6.25mg/kg组与2.5mg/kg组在代谢特征上与对照组存在着明显差异,1mg/kg组染毒对大鼠内源性代谢产物影响相对有限。6.25mg/kg组中极低密度脂蛋白、低密度脂蛋白、丙氨酸、支链氨基酸、乳酸、丙酮酸、甘油升高,葡萄糖、谷氨酰胺明显降低。2.5mg/kg组中葡萄糖降低,N-乙酰糖蛋白升高。1mg/kg组肌酐与丙酮酸明显高于对照组(P<0.05)。分析其尿液1H-NMR检测结果显示,6.25mg/kg组与2.5mg/kg组在代谢特征上与对照组存在着差异,1mg/kg组与对照组有部分重叠,1mg/kg组与对照组相比这些代谢产物并无明显改变。6.25mg/kg组中极低密度脂蛋白、低密度脂蛋白、丙氨酸、支链氨基酸、乳酸、丙酮酸、甘油升高,葡萄糖、谷氨酰胺明显降低。2.5mg/kg组中葡萄糖降低,N-乙酰糖蛋白、乳酸升高。1mg/kg组肌酐与丙酮酸明显高于对照组。结论:长期接触苯并(a)芘的焦炉作业工人与苯并(a)芘染毒大鼠均出现了能量代谢紊乱,三羧酸循环障。进一步发现了焦炉作业工人长期接触苯并(a)芘与苯并(a)芘染毒大鼠的血清、尿液代谢标志物。