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地方性氟中毒(endemic fluorosis),是主要侵犯骨骼(氟骨症)、牙齿(氟斑牙)的环境地球化学性地方病。它是人类长期生活于高氟环境中,吸入高氟污染的空气或摄入氟含量较高的食物及饮水而导致的全身慢性蓄积性中毒。陕西省局部地区属于氟含量过高的病区。本课题组对安康地区氟中毒情况进行流行病学调查,重点关注病区饮用水氟含量及氟斑牙临床表现和发病情况;在初步了解氟离子进出细胞途径和致病机制的基础上,进一步探讨不同个体对相同高氟环境产生不同反应的基因因素,分析氯离子通道基因的多态性与氟敏感性的联系,找寻氯离子通道基因作为氟敏感基因的可能性,从遗传学角度审视“地方性氟斑牙”这一传统意义上的地方病。本实验首先以问卷调查及临床检查的形式对安康地区所辖蒿坪、流水两镇分别进行氟斑牙的流行病学调查,并对当地患病情况进行统计学分析;然后,获取调查人群的基因组DNA (deoxyribonucleic acid),选择囊性纤维化跨膜传导调节因子(cystic fibrosis transmembrane conductance regulator,CFTR)作为目的基因进行相应的多态性位点检测;最后,将检测所获的基因多态性结果进行生物信息学分析、比较。主要研究内容如下:第一部分:分别于安康地区蒿坪、流水两镇两所中小学随机抽取10-22岁青少年纳入调查范围,通过问卷调查的形式记录患者的年龄、身高、体重、居住地等一般信息;根据《Dean氏氟斑牙临床诊断标准和分度法》进行口腔临床检查及氟斑牙诊断分型并记录检查结果;采集受检对象全血以获其基因组DNA,同时留取主要饮用水水源样本以检测水氟含量;后期根据采集所获信息及临床检查结果统计该地氟斑牙患病率。第二部分:采用《水质氟化物的测定——茜素磺酸锆目视比色法》对当地饮用水氟离子浓度进行测定。第三部分:从受检者全血中抽提基因组DNA进行聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)扩增,采用酶切技术和连接酶链反应(ligase chain reaction,LCR)两种方法对CFTR基因的单核苷酸多态性位点(single nucleotide polymorphism,SNP)M470V进行检测以确定基因分型并进行统计学分析。第四部分:利用受检者基因组DNA进行PCR扩增,针对TG-repeat和Poly-T两个SNP位点进行基因测序(DNA sequencing)以确定其基因分型并进行统计学分析。将三个SNP位点检测结果综合进行基因分型,统计不同基因型分布情况;同时比较氟斑牙患者与正常对照之间、不同氟斑牙病变程度之间以及不同地域之间的基因分布情况,以了解CFTR基因多态性与氟斑牙患病情况之间的相关性。主要研究结果如下:1.记录信息完整并获得血样的受检例数达720,其中久居病区者达681例。病区共检出628例氟斑牙患者,平均患病率为92.22%;2.蒿坪、流水两镇饮用水氟含量分别为0.38mg/L和0.98mg/L,均未超过国家水质氟离子标准(≤1.0 mg/L);3.调查氟斑牙患者中基因型分布比例依次为MV型(78.54%)、VV型(18.63%)、MM型(2.83%),V470为主要的单倍体型;4.调查氟斑牙患者中Poly-T多态性位点有T5/T7、T7/T7、T7/T9、T9/T9四种基因型,其中T7/T9为主要基因型,T7为最常见的单倍体形式;5.将两地所有调查对象多态性位点基因型按照病变程度进行综合比较发现,MV7-11/7-11、MV7-11/9-10、VV7-11/9-10为三种常见基因型。本研究得出以下结论:1.随年龄增长氟斑牙患病率呈上升趋势,且病变程度随之加重;2.蒿坪、流水两镇饮用水氟含量均尚未超过国家水质氟离子标准;3.低分布的MM基因型与当地高氟斑牙患病率存在一定的相关性;4.调查人群中MV7-11/7-11基因型分布随病变程度加重呈上升趋势。本研究针对氟斑牙这一传统意义上的地方病进行了大样本的分子流行病学研究,首次从氯通道相关基因的角度探讨氟斑牙产生的基因背景,发现CFTR基因的多态性可能与氟斑牙的发生存在一定的关系,这些研究结果增添了对氟斑牙产生机制的解释,为未来氟斑牙防治工作提出了新的理论依据。