水泥是当今世界上最重要的建筑材料之一,种类繁多,其中硅酸盐水泥(也叫波特兰水泥)是应用最广的一类。水泥制造是工业粉尘的主要来源之一,在生产过程中接触水泥尘的人群,其呼吸系统尤其是上呼吸道系统疾病,例如呼吸功能障碍、呼吸道肿瘤特别是喉癌的发病率明显高于一般水平。也有研究指出,职业暴露水泥尘的人群,其呼吸道疾病的发病率与无职业暴露的人群相比并无明显差异。至今为止,关于水泥尘的毒理学研究仍十分缺乏,我们对以下两个问题还不确定:(1)水泥尘是否有致癌作用;(2)如果水泥尘确有致癌作用,那它们又是通过何种机制引起呼吸道肿瘤尤其喉癌的呢?有研究报道,水泥厂工人呼吸道肿瘤的发病率伴随其吸烟习惯而有所增加。这一现象能否用水泥尘的存在对吸烟所致的遗传毒性有促进作用来解释?苯并(a)芘(BaP)是吸烟烟雾中最具有代表性的致癌物质之一,也是最早被发现的多环芳烃类致癌化合物之一。鉴于职业人群有可能同时暴露于水泥尘和BaP而带来对健康的复杂影响,本研究分别采用BaP、水泥尘单独以及二者联合作用的方式对靶细胞进行染毒,来探讨水泥尘单独以及与BaP联合作用的遗传毒性。鉴于肺泡上皮细胞是呼吸系统中最容易暴露于可吸入颗粒物的部位,本文第一部分采用人肺上皮肿瘤细胞(A549细胞)为靶细胞,运用微核试验和单细胞凝胶电泳技术(彗星实验)探讨了水泥尘对A549细胞的遗传毒性影响,并对水泥尘是否增强BaP对A549细胞的遗传毒性进行了研究。根据目前的报道,水泥厂工人喉癌的发病率比其它呼吸道肿瘤的发病率相对要高,咽喉部有可能是上呼吸道系统中对水泥尘比较敏感的部位,因此本文第二部分选择来自于喉癌患者喉部无病变组织的口咽部上皮细胞,和非肿瘤患者的口咽部上皮细胞作为靶细胞,运用彗星实验研究水泥尘对人类口咽部上皮细胞的遗传毒性。本论文由二部分组成:第一部分水泥尘单独以及与BaP联合作用对A549细胞遗传毒性的影响以波特兰水泥(水泥尘A)、波特兰火山灰水泥(水泥尘B)以及BaP为受试物。分设水泥尘A、水泥尘B单独作用组,BaP和水泥尘A、BaP和水泥尘B联合作用组。水泥尘分别设置3个浓度(50、100、200μg/cm2);BaP设1个浓度(25μmol/L)。在水泥尘的单独作用中,氧化硅(DQ12 100μg/cm2)和氧化钛(TiO2 200μg/cm2)分别为颗粒物阳性对照以及阴性对照,培养基作为颗粒物的溶剂对照。在水泥尘与BaP的联合作用中,以DMSO为溶剂对照。对A549细胞以不同浓度的水泥尘单独或与BaP联合染毒48小时。采用胞质分裂阻滞法微核试验(CBMNT)分析细胞的微核,计算微核率(MN‰)和核分裂指数(NDI)。对浓度为200μg/cm2的水泥尘单独染毒4小时后用彗星实验分析DNA Olive尾距(Olive tail moment,OTM)。结果表明:两种水泥尘单独作用,诱导的A549细胞微核率与溶剂对照相比没有明显差异(P>0.05);高浓度的水泥尘对A549细胞OTM也没有明显影响。在水泥尘A浓度为100、200μg/cm2和水泥尘B浓度为200μg/cm2时,水泥尘和BaP联合作用与BaP单独作用相比,微核率有明显增加(P<0.05)。研究结果提示:水泥尘对A549细胞无遗传毒性效应,但是水泥尘在一定浓度条件下对BaP致A549细胞的DNA损伤具有促进作用。第二部分水泥尘对人类口咽部上皮细胞遗传毒性的影响口咽部上皮细胞取自55例进行耳鼻喉手术病人(均未有过水泥尘职业接触)的口咽部扁桃体处,其中31例为非上呼吸道癌症患者,24例为喉癌患者,通过活组织检查,本试验用的靶细胞均来自健康的组织。设水泥尘50、100、200μg/cm2三个浓度组,颗粒物阴性对照为氧化钛(TiO2 200μg/cm2),颗粒物阳性对照为氧化硅(DQ12100μg/cm~2),同时设培养基溶剂对照和BaP(200μmol/L)对照。采用彗星实验检测水泥尘对口咽部上皮细胞DNA的损伤程度。结果表明,与溶剂对照培养基相比,两种水泥尘均可使口咽部上皮细胞OTM明显增加(P<0.05),但在一定程度上取决于来源于各个个体的细胞对水泥尘的敏感程度。癌症患者和非肿瘤患者口咽部无病变的上皮细胞在暴露水泥尘后,二者之间DNA损伤程度无显著性差异,说明二者的口咽部上皮细胞对水泥尘遗传毒性的敏感性没有差别。综上结果表明,水泥尘对A549细胞无遗传毒性作用,但是对口咽部上皮细胞有遗传毒性作用,说明不同的细胞来源对水泥尘遗传毒性的敏感程度不同。喉癌患者与非肿瘤患者的口咽部上皮细胞对水泥尘遗传毒性的敏感性没有差异。一定浓度的水泥尘能使BaP诱导的A549细胞微核率增加,说明水泥尘对BaP致A549细胞的遗传毒性有促进作用。