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地方性氟中毒以牙齿、骨骼为主要受累器官。氟是一种已知的可影响骨形成的非激素因子，高氟对生长发育和骨代谢的影响已经得到人们的公认。氟化物对骨骼作用强弱的差异破坏了骨形成和骨吸收间的平衡，使骨的新陈代谢呈现出病理状态，从而使骨密度改变错综复杂。河南省是我国饮水型地氟病流行的严重省份之一。尽管地方性氟中毒的病因已十分明确，但在同样的生活环境、同样接触水平的人群中，不同个体患病与否及其患病的程度截然不同，提示个体对氟敏感性或耐受性存在差异。能否通过对氟暴露易感基因的筛选阐明高氟影响人群骨代谢的遗传先天性与环境后天性的关系，值得探讨。氟对骨骼系统的作用，主要是通过对钙调节激素的作用实现的。骨钙素（Osteocalcin，OC）是成骨细胞分化成熟的标志，同时也是骨矿化过程的决定因子。动物实验显示，骨钙素基因缺陷小鼠骨量增多、骨质改善，说明该基因是骨形成的负调控因子。骨组织间质的重要成分之一是胶原。过量的氟进入骨组织，使骨胶原成熟过程减慢，合成障碍。由于胶原含量减少，纤维密度降低、变短，形成异常形态结构的骨胶原。Ⅰ型胶原α2链（Collagen typeⅠalpha2，COL1A2）基因对机体骨质结构塑建和骨机械强度均有影响。有动物试验表明，携带COL1A2（omi）非致命隐性遗传突变的大鼠，可导致一系列从轻微到致死性的成骨不全表型。鉴于骨钙素和Ⅰ型胶原对骨代谢的影响，结合高氟暴露致氟斑牙、骨组织异常改变的病理生理机制及相关的文献资料，本研究通过分析对氟中毒人群和健康人群进行基因型分析，探讨OC基因和COL1A2基因多态性与饮水型氟病区人群氟中毒遗传易感性的关系。方法：1．调查点的选择：选择平均水氟浓度为3.1mg／L的河南省开封县某村为高氟区。选择经济水平、自然条件、农作物种类、生活习惯、人口构成与调查点基本相同，水氟浓度小于1.0 mg／L的地区作为对照区。两区均无工业氟污染和接氟工种暴露。2．调查对象的确定：分别选择高氟区及对照区在当地居住5年以上的中国汉族居民进行健康体检，排除肝、肾功能异常、遗产病患者、骨代谢病或髋骨骨折、接受钙剂、氟化物及激素替代治疗者。240名8～12岁儿童和183名18～55岁成人入选。3．人体负荷及健康效应指标调查：应用放免法测定其血清中骨钙素（OC）和降钙素（CT）的水平。Dean氏法检查儿童氟斑牙患病情况，骨骼X线检查成人骨组织异常改变。4．基因型分析：PCR扩增目的片段，分别对COL1A2 PvuⅡ，RsaⅠ和OC HindⅢ多态性进行RFLP基因分型分析。5．对COL1A2 PvuⅡ不同基因型PCR产物克隆测序，用DNAMAN分析测序结果，寻找单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）位点。6．数据统计分析：应用SPSS 12.0软件包进行统计学分析。主要方法包括：列联表资料的χ2检验、多因素非条件Logistic回归、数值变量的协方差分析、两独立样本t检验或方差分析、Pearson相关分析等。以α=0.05为检验水准。结果：1．地方性氟中毒的环境流行病学调查显示：共发现75名氟斑牙儿童，均来自高氟区。高氟地区8～12岁儿童氟斑牙患病率为52.08％，明显高于对照区。高氟区成人骨组织异常阳性率高于对照区（88.00％vs．46.15％）。高氟区氟斑牙患者血清OC和CT均高于对照区非患者（P＜0.05），但与高氟区非患者无显著性差异。2．COL1A2、OC基因多态性与氟斑牙易感性氟斑牙患者与非患者COL1A2PvuⅡ、RsaⅠ基因型频率分布无显著性差异。在调整年龄、尿氟浓度等因素后，与携带Pp和pp基因型携带PP基因型的儿童患氟斑牙的危险性增加151％（校正OR=2.51）。仅分析高氟区144名儿童氟斑牙易感性与该多态性的关系时，携带突变纯合型PP的儿童患氟斑牙的危险性是pp基因型的4.7倍，且在隐性模型中，与pp型／Pp型比较，携带PP基因型的儿童也显著增加患氟斑牙的危险（OR=5.99，P＜0.05）。OC HindⅢ基因多态性与儿童氟斑牙无相关关系。尚未发现COL1A2 PvuⅡ、OC HindⅢ基因多态性与成人骨组织异常有关联。3．成人COL1A2、OC基因多态性分布高氟区与对照区成人COL1A2PvuⅡ、OC HindⅢ基因型频率分布无显著性差异（P＞0.05）。人群骨组织异常改变与上述基因型频率分布无关联（P＞0.05）。4．COL1A2 C19994A突变鉴定测序结果发现SNP位点C19994A突变，但未检测到文献报道的G19713C突变；测序结果与GenBank中COL1A2 cDNA进行同源分析显示，突变型和野生型COL1A2序列19996碱基处均存在T→C改变。小结：1．高氟暴露人群已出现氟中毒骨相损害，作为反映机体氟效应的指标，血清OC、CT和AKP较氟斑牙、骨组织异常更为敏感，这为进一步探讨敏感性生物标志物提供了方向。2．开封县某高氟村氟斑牙儿童COL1A2 PP基因型的频率明显高于本地区正常对照人群，两者比较有显著性差异。结果提示，COL1A2 PP基因型可能是儿童氟斑牙易感基因型。3．开封县某高氟村氟斑牙儿童COL1A2 RsaⅠ基因、OC HindⅢ各基因型分布与本地区正常对照人群比较，两者无显著性差异。结果提示，COL1A2RsaⅠ基因、OC HindⅢ基因多态性与儿童氟斑牙无相关性。4．通过对COL1A2 PvuⅡ基因PCR产物克隆测序结果分析，在该基因19713碱基处（24内含子）并未检测到文献报道的G→C突变，但发现了C19994A的SNP位点，位于第25外显子，该突变位点为首次报道。