江苏省高砷水源调查及砷的生物学标志研究

摘要

研究目的：
　　 1.了解江苏省高砷水源的流行病学分布情况；
　　 2.探讨江苏省砷暴露人群暴露指标如水砷、尿总砷（TAsu）、血清总砷（TAsb）、尿液中无机砷（iAs）和一甲基胂酸（MMA）及二甲基胂酸（DMA）与效应指标如抗氧化酶-超氧化物歧化酶（SOD）及谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px），脂质过氧化产物-丙二醛（MDA）等的相关关系；
　　 3.探讨砷暴露人群中的谷胱甘肽硫转移酶家族中的GSTT1、GSTM1基因多态性对砷甲基化模式的影响。
　　 研究方法：
　　 1.砷暴露程度的判断标准
　　 根据2005年和2006年江苏省高砷水源的半定量调查结果，分析江苏省高砷水源的流行病学分布情况。2006年之前中国的生活饮用水标准（GB5749-1985）规定超过50μg/L的为高砷暴露区，2006年新修订的的饮用水标准（GB5749-2006）规定饮水砷含量低于10μg/L，但同时说明在条件尚不具备的地区可暂执行50μg/L的标准，实际上目前中国的饮水砷含量所执行的是双重标准。因此本课题暂且把超过10μg/L而低于50μg/L地区定义为低砷暴露区；
　　 2.样品采集
　　 根据2005年和2006年江苏省高砷水源调查结果，选取盱眙县淮河乡沿河村250户家庭为研究对象，采用KISH表法从每个家庭常住人口中随机选取一名调查对象，进行问卷调查并收集其家中的手压井水，次日采集调查对象空腹肘静脉血7 mL（包括2mL的抗凝血和5 mL的非抗凝血）和100 mL的首次晨尿，共收回有效问卷230份，收集水样230份，抗凝血和非抗凝血各219份，尿样216份。根据调查对象家庭手压井水砷含量，按照四分位数间距分为四组，探讨砷暴露者的暴露指标与效应指标间的关系。
　　 3.指标的测定方法
　　 利用试剂盒方法检测血清中的超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、丙二醛（MDA）水平；将部分尿液及血清送往中国医科大学公共卫生学院，利用氢化物发生-冷井捕集-原子吸收分光光度测定砷的代谢产物如一甲基肿酸（MMA）、二甲基胂酸（DMA）和无机砷（iAs）的含量；利用多重PCR的方法检测研究对象谷胱甘肽硫转移酶（GSTs）家族中的GSTT1和GSTM1的基因多态性；
　　 4.统计分析方法
　　 利用方差分析比较组间砷甲基化代谢产物，用秩和检验比较各代谢产物的百分比例，并对影响因素进行多元回归分析；并利用t检验、方差分析和多元回归分析，探讨GSTT1和GSTM1基因多态性与内外暴露指标以及效应指标的相关关系。
　　 研究结果：
　　 1.江苏省高砷水源分布情况：江苏省存在的高砷暴露地区主要集中在沿淮河和洪泽湖并与安徽接壤的泗洪县和盱眙县，而徐州仅有部分低砷暴露地区，其他地区水砷含量均低于现在的国家饮用水标准（<10μg/L）；
　　 2.研究对象家庭手压井水定量分析结果：水砷含量在0～64μg/L，超过10μg/L的有108份，占46.96％，其中大于50μg/L的有12份，占到5.22％，因此本次研究对象为低砷暴露人群；
　　 3.外暴露指标与效应指标相关关系：血清中的SOD含量随着饮水砷含量的增加而降低，而血清中的MDA含量则随着水砷含量的增加而增加；调整了年龄、性别、吸烟、饮酒之后发现，低砷暴露人群血清中的SOD随着水砷暴露水平的增加而降低；
　　 4.内外暴露指标之间的相关关系：（1）用尿中各形态砷所占比例iAs％、MMA％、DMA％和2个砷甲基化率指标即一甲基化率（FMR）、二甲基化率（SMR）反映机体的甲基化模式。尿砷代谢产物与血清总砷、水砷含量的关系：水砷含量与尿中总砷含量、血清中的总砷含量存在着正相关关系。（2）单因素分析发现，尿中总砷及各个甲基化代谢产物随着水砷含量的增加而增加；同时发现尿中的MMA％随着水砷含量呈现逐渐递增趋势，并具有统计学意义；男性组尿中的MMA含量、MMA％、无机砷（iAs）、总砷（TAsu）明显高于女性组，而DMA％、二甲基化率（SMR）明显低于女性组。（3）调整年龄、性别后进行多因素回归分析发现，尿中的iAs、DMA、MMA以及总砷含量随着水砷（尿砷）含量的增加而呈递增趋势；
　　 5.GSTT1和GSTM1的基因多态性对砷甲基化代谢模式的影响：（1）单因素分析发现，GSTT1基因缺失者的二甲基化率（SMR）、血清中总砷含量（TAsb）低于非缺失者；GSTM1基因缺失者尿中的无机砷（iAs）及尿中总砷（TAsu）含量低于非缺失者。（2）考虑基因等因素，进行多因素分析发现，女性尿液中的DMA％高于男性，而MMA％低于，而男性尿中的MMA含量多于女性。（3）在调整了性别和水砷（尿总砷）含量之后，GSTT1基因缺失者尿中MMA％明显高于非缺失型，GSTM1基因缺失者尿中的DMA％明显高于非缺失者；考虑到尿总砷与基因型的交互作用后发现，GSTT1基因缺失者尿中的DMA低于非缺失者，GSTM1基因缺失者尿中的DMA低于非缺失者。
　　 结论：
　　 1.江苏省存在高砷暴露地区，主要集中在沿淮河、洪泽湖并与安徽接壤的泗洪县和盱眙县。
　　 2.虽然该次研究对象为低砷暴露人群，但仍发现了砷暴露促进研究对象体内的脂质过氧化，抑制抗氧化酶活力，并发现了低砷暴露人群中外暴露指标和效应指标之间存在着一定的剂量效应关系。
　　 3.对研究对象的内外暴露指标进行研究发现，饮用水砷、尿中砷甲基化代谢产物可作为砷暴露者的敏感指标。不同性别研究对象尿砷代谢模式存在差异，男性尿中的DMA％及二甲基化率（SMR）低于女性，但MMA、MMA％高于女性。
　　 4.GSTT1和GSTM1基因多态性影响低砷暴露者体内的砷甲基化模式：GSTT1基因缺失者尿中的MMA％高于非缺失者，GSTM1基因缺失者尿中的DMA％高于非缺失者；GSTT1基因缺失者尿中的DMA低于非缺失者，GSTM1基因缺失者尿中的DMA低于非缺失者。

目录

文摘

英文文摘

简缩词表

前言

第一章 江苏省高砷水源分布调查结果分析

第一节 材料与方法

第二节 2005年江苏省高砷水源调查结果分析

第三节 2006年江苏省高砷水源调查结果分析

第三节 分析与讨论

第二章 低砷暴露的内外暴露指标与效应指标的关系

第一节 材料与方法

第二节 低砷暴露人群基本特征

第三节 低砷暴露人群中外暴露指标与效应指标的剂量反应关系

第四节 内暴露指标与效应指标的关系

第五节 分析与讨论

第三章 GSTT1和GSTM1基因多态性和低砷暴露指标的关系

第一节 材料和方法

第二节 基因多态性与生物学指标的研究结果

第三节 分析和讨论

结论与展望

致谢

参考文献

附录

综述

参考文献

作者简介