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随着物质文明的进步,工业、交通和生活的现代化,噪声(noise)污染日益严重,尤其是工业噪声。噪声对机体特异性的影响表现为长期高强度暴露引起噪声性听力损失(noise induced hearing loss,NIHL)。NIHL是目前最主要的职业危害之一,美国约有1000万人口的永久不可逆性听力损失是由噪声和外伤引起的,我国噪声暴露人群中NIHL的患病率高达20%以上,如何预防和控制职业性噪声危害,减少NIHL的发生已成为我国乃至世界职业卫生研究领域的重点和难点。
研究目的:
1.探讨中国汉族人群SOD1、SOD2以及存在的SNPs和单倍型与NIHL易感性之间的关联;
2.探讨SOD1、SOD2、噪声暴露之间,基因与基因的交互作用以及基因与环境的交互作用对NIHL易感性的影响;
3.探讨SOD1、SOD2 SNPs对SOD1、SOD2酶活力,总抗氧化能力,脂质过氧化水平,听阈位移的影响,初步解释SOD1、SOD2 SNPs与NIHL易感性存在关联的作用机制;
4.寻找适用于中国汉族人群的NIHL易感性分子标志物。
研究方法:
1.易感人群和耐受人群的识别和确认
1.1选择广州市某大型空调生产企业连续性噪声暴露强度在75~120dB范围内2400名作业工人为研究对象,以统一的标准纳入研究范围。参照我国《职业性听力损失诊断标准》(GBZ49-2002)的要求对所有研究对象进行左、右耳500~6000Hz内6个频率的纯音气导听阈测试和耳科检查。并对研究对象进行现场问卷调查。
1.2根据《工作场所物理因素测量-噪声》(GBZ/T189.8-2007),使用ND2型精密声级计检测所有研究对象作业环境中噪声暴露强度。并对可能影响听力系统的职业危害因素进行识别。
1.3以左耳3000Hz频段听阈位移作为衡量听力水平的标准,根据现场噪声检测结果划分不同噪声强度暴露强度组,比较同一噪声暴露强度组内噪声作业人员的左耳3000Hz频段听阈位移情况,筛选出听阈位移最大的10%个体作为本研究的易感人群,听阈位移最小的10%个体作为本研究的耐受人群。
2.SNPs位点的选择以及相关引物探针的设计
通过查阅dbSNP数据库(http://www.ncbi.nlm.nikgov/SNP);GeneBank数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Genebank);国际单倍型图谱计划(http://www.hapmap.org);美国应用生物系统公司(http://www.applied bio systems.com)软件SNP浏览器,确定候选SNPs。应用Primer Primier软件(http://www.applied biosysterns.com)设计用于PCR扩增的引物序列和TaqMan探针序列,通过Blast进行同源性比较后,选择同源性最小,Tm最合适的序列,委托美国应用生物系统公司进行合成。
3.SOD SNPs与NIHL易感性的关联
利用EDTA抗凝管采集易感人群和耐受人群空腹静脉血样5ml/人,立即分离血浆和血细胞,血细胞用于抽提基因组DNA;血浆用于检测抗氧化酶活力和脂质过氧化水平。采用TaKaRa公司基因组抽提试剂盒抽提外周血细胞DNA并鉴定DNA的浓度和纯度,采用TaqMan探针法进行等位基因鉴别,总反应体系为25μl;扩增过程为95℃预变性10min,92℃变性15s,60℃退火/延伸1min,40个循环。利用Haploview软件和SAS软件进行遗传平衡性检验以及单倍型的计算和构建。
4.SOD SNPs对SOD1、SOD2、T-AOC以及MDA水平的影响
利用黄嘌呤及黄嘌呤氧化酶反应系统产生超氧阴离子自由基,后者氧化羟胺形成亚硝酸盐,在显色剂作用下呈现紫红色,用分光光度计测其吸光度的方法检测SOD1、SOD2活力(分型SOD1、SOD2活力测定试剂盒);利用MDA可与硫代巴比妥酸缩合,形成红色产物,在波长532nm处比色定量测定MDA水平(MDA测定试剂盒);利用抗氧化能力能使Fe3+还原成Fe2+,后者可与菲啉类物质形成稳固络合物,通过比色检测抗氧化能力水平(T-AOC试剂盒)。
5.统计分析
应用SPSS13.0软件进行相关的统计学分析,显著性检验水准取双侧α=0.05。两组间计量资料根据分布情况比较采用f检验或秩和检验,多组间计量资料比较根据分布情况采用方差分析或秩和检验,进一步进行多重线性回归校正混杂因素的影响;两组间或多组间计数资料比较采用x2检验或单因素logistic回归分析,进一步利用多因素非条件Logistic回归模型校正混杂因素的影响。两变量间相关关系采用Pearson线性相关分析,交互作用采用多因素非条件Logistic回归模型和分层方法进行分析。
研究结果:
1.易感人群和耐受人群的识别和确认
2.SNPs位点的选择以及相关引物和探针的设计本研究确定SOD1基因rs 1041740、rs2070424、rsl0032782、rs4998557,SOD2基因rs2842980、rs 5746136、rs275833 1、rs4880、rs5746092为候选SNPs。其中所选的SOD1基因4个SNPs均位于内含子区域;SOD2基因5个SNPs中,rs2758331位于内含子区域,rs5746136位于5’端非翻译区,rs5746092位于3’端非翻译区,rs4880为错义突变,rs2842980位于基因的近3’端。等位基因探针5’端分别用报告基团VIC和FAM标记,3’端加入淬灭基团。
3.SOD SNPs与NIHL易感性的关联
4.SOD SNPs对SOD1、SOD2、T-AOC以及MDA水平的影响
结论:
在中国汉族人群中:
1、SOD1rs2040724位点携带G等位基因,rs10432782位点携带G等位基因,SOD2rs4880位点携带C等位基因是NIHL的危险因素,进一步的基因型与NIHL易感性关联研究发现,rs2040724AA基因型是NIHL的保护因素,rs10432782 GG基因型和rs4880CT基因型是NIHL的危险因素。
2、SOD1单倍型和SOD2单倍型与NIHL的易感性有关,与分布频率最高的SOD1单倍型CGGA相比,单倍型TATG、TGTA、CAGA是NIHL的保护因素,单倍型CATG是NIHL的危险因素,与分布频率最高的SOD2单倍型AGCTG相比,单倍型TACTC是NIHL的危险因素,单倍型TGCTG是NIHL的保护因素。
3、SOD1(rs2040724、rs10432782)、SOD2(rs4880)、噪声暴露(噪声暴露强度和累积噪声暴露量)三者对NIHL易感性影响存在交互作用。较高的噪声暴露强调和CNE可增加携带SOD1以及SOD2易感基因型个体患NIHL的风险。
4、SOD1、SOD2 SNPs对抗氧化酶水平以及脂质过氧化水平的影响可部分解释SOD1、SOD2 SNPs与NIHL易感性的关联机制。
5、初步认为SOD1、SOD2是NIHL的易感基因,SOD1rs2040724和rs10432782SNP,SOD2 rs4880 SNP以及SOD1和SOD2单倍型可作为NIHL易感性分子标志物。