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二氧化硅(SiO2)是职业性肺部疾患中常见的致病因素。已有相当多的实验表明，它不仅具有细胞毒性，而且有一定的遗传毒性。
自1972年罗马尼亚学者Gabor提出：用自由基和脂质过氧化学说来解释肺巨噬细胞被游离SiO2破环开始，氧化应激在SiO2致毒过程中作用一直为人们所关注。外源性或内源性因素引起活性氧族(ROS)和(或)活性氮族(RNS)产生增强和/或机体抗氧化能力减弱，过度的ROS和(或)RNS攻击靶器官，造成组织器官和生物大分子如DNA、RNA、蛋白质的损伤，从而为后来疾病的发生和发展提供了基础。此外，细胞间隙连接通讯(GJIC)在氧化应激及SiO2致毒过程中也发挥了十分重要的作用。目前研究表明促癌剂、致癌物、癌基因和细胞生长因子都可通过致GJIC功能下调，在细胞增生、转化畸变中发挥效应。SiO2抑制细胞GJIC功能是其可能的非遗传毒性致癌机制。而微量元素不仅是维生素、酶、蛋白质、胰岛素及核酸组成部分，还能引起人体结构元素发生化学反应，对酶系统特别是抗氧化酶起着特异的活化中心作用，参与机体的激素发挥作用，与氨基酸构成络合物的成份影响核酸的代谢。众多文献报道Zn、Se等元素均不同程度地直接或间接保护细胞膜的作用，清除自由基，抗脂质过氧化反应。因此，合理使用Zn、Se等微量元素应该有助于预防和治疗SiO2引起的相关疾病。但是有些元素在量大时还可以引起机体的毒性反应。锌、硒等微量元素联合应用能否用于矽肺的防治?用何种剂量、何种配比才能达到最佳防治效果而毒性最小?目前国内外尚未见此类研究报道。
在体外条件下，我们对葡萄糖酸锌(ZnG)和亚硒酸钠(Na2SeO3)拮抗SiO2的细胞毒性、遗传毒性以及对细胞GJIC功能抑制进行了研究。通过检测加入ZnG和Na2SeO3的染SiO2粉尘肺泡巨噬细胞(AM)过氧化氢(H2O2)、一氧化氮(NO)、一氧化氮合酶(NOS)、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)以及细胞培养液中乳酸脱氢酶(LDH)等生化指标，观察了ZnG和Na2SeO3对染尘AM的膜通透性、自由基产生以及脂质过氧化反应的影响。在ZnG和Na2SeO3拮抗SiO2致中国仓鼠肺成纤维细胞(CHL)遗传毒性的研究中，采用细胞微核试验(micronucleuistest，MNT)、单细胞凝胶电泳试验(singlecellgelelecrophoresis，SCGE)，从染色体水平和DNA水平探讨了ZnG和Na2SeO3的单独和联合拮抗作用。通过划痕染料示踪技术(scrapeloadinganddyetransfer，SLDT)，研究ZnG和Na2SeO3单独及联合作用对SiO2致CHL细胞GJIC功能下调的影响，探讨ZnG、Na2SeO3拮抗SiO2对细胞GJIC功能影响的可能机制。
染尘巨噬细胞生化指标检测结果表明：200mg/LSiO2与AM共同培养，可以引起培养液中LDH、AM的NOS活性增加，H2O2、NO、MDA含量增加以及GSH-Px、SOD、CAT的活性降低。单纯ZnG和Na2SeO3在一定剂量下不引起细胞生化指标改变。ZnG和Na2SeO3分别具有拮抗SiO2致AM毒性的作用，使培养液中LDH、细胞NOS活性降低，H2O2、NO、MDA含量减少以及GSH-Px、SOD、CAT的活性升高，其中以分别加入2.25mg/LZnG和2.0μmol/LNa2SeO3各指标变化最明显。正交试验方差分析结果表明，ZnG和Na2SeO3对各生化指标影响的交互作用有统计学意义：以1.5mg/L的ZnG与1.0μmol/L的Na2SeO3拮抗SiO2细胞毒性联合作用效果最好。极差分析表明，除了对染尘AM细胞MDA、H2O2和LDH这三个指标ZnG的作用强于Na2SeO3外，Na2SeO3对染尘AM细胞其他生化指标的影响均强于ZnG。
细胞微核试验检测结果显示：19.08μg/cm2的SiO2粉尘引起了CHL细胞微核率增加，单纯ZnG和Na2SeO3在一定剂量下对CHL细胞微核率无明显影响。分别加入不同浓度的ZnG(1.0、1.5、2.25mg/L)和Na2SeO3(0.5、1.0、2.0μmol/L)可明显降低染尘CHL的细胞微核率。正交试验设计方差分析结果表明，ZnG和Na2SeO3单独拮抗SiO2诱发细胞微核效应三水平间的差别具有统计学意义；而两者拮抗SiO2诱发细胞微核效应的交互作用没有统计学意义。
采用单细胞凝胶电泳试验检测ZnG和Na2SeO3对SiO2致DNA损伤作用的影响。结果发现：不同剂量SiO2粉尘(25～200mg/L)对CHL的DNA损伤呈剂量依赖性，随着作用剂量的增加，DNA的损伤逐渐加重。单纯ZnG和Na2SeO3在一定剂量下对CHL细胞DNA无明显损伤作用。分别加入不同浓度的ZnG(1.0、1.5、2.25mg/L)和Na2SeO3(0.5、1.0、2.0μmol/L)可明显降低染尘CHL的细胞DNA损伤作用。ZnG和Na2SeO3拮抗SiO2致细胞DNA损伤的交互作用有统计学意义：以2.25mg/L的ZnG与0.5μmol/L的Na2SeO3联合作用效果最好，且Na2SeO3对SiO2细胞DNA彗星形成的拮抗作用强度明显强于ZnG，而对于彗星尾长的影响ZnG的作用强度稍强于Na2SeO3。
为了解ZnG和Na2SeO3对SiO2致GJIC功能抑制的影响，我们借助划痕染料示踪技术检测加入ZnG和Na2SeO3的染尘CHL细胞GJIC功能。结果表明：不同浓度SiO2粉尘(50～200mg/L)对CHL细胞GJIC功能的抑制呈浓度依赖性，随着作用浓度的增加，细胞GJIC功能的抑制逐渐加重。单纯ZnG和Na2SeO3在一定剂量下不影响CHL细胞GJIC功能。分别加入不同浓度的ZnG(1.5、2.25mg/L)和Na2SeO3(0.5、1.0、2.0μmol/L)可明显提高细胞GJIC功能。正交试验方差分析结果表明，ZnG和Na2SeO3拮抗SiO2致细胞GJIC功能下调的交互作用有统计学意义：以1.5mg/L的ZnG与2.0μmol/L的Na2SeO3联合作用效果最好。极差分析表明，Na2SeO3对染尘CHL细胞GJIC功能的影响强于ZnG。
以上结果表明，ZnG和Na2SeO3对SiO2致细胞毒性、遗传毒性以及GJIC功能抑制有一定的拮抗作用。ZnG和Na2SeO3单独作用可拮抗SiO2致AM细胞毒性、CHL遗传毒性以及细胞GJIC功能抑制，除拮抗SiO2诱发细胞微核效应的交互作用没有统计学意义外，ZnG和Na2SeO3联合作用时拮抗SiO2致AM细胞毒性、CHL细胞DNA损伤以及细胞GJIC功能抑制作用更加明显，其交互作用具有统计学意义。但对于不同的研究指标，要达到最佳的联合作用效果，ZnG和Na2SeO3具有不同配比方式，推测这可能与ZnG和Na2SeO3不同的作用机制有关。