纳米碳酸钙对暴露工人健康损害的研究

摘要

目的：随着纳米技术的发展和纳米材料的广泛应用，人们接触纳米材料的机会也日益增多，其对机体的毒性作用也越来越受到人们的重视。目前关于纳米碳酸钙对环境和人类健康安全性评价的资料还比较缺乏。本研究初步探讨纳米碳酸钙对职业暴露人群的健康损害，为纳米碳酸钙的生物安全性评价提供参考资料。 方法：分别在纳米碳酸钙企业各生产车间（包括包装、干燥、压滤、捞料、碳化和办公室等）和本县某医院院内各选取3个采样点对环境进行采样（旋风采集器225-3LF，美国SKC公司)，切割直径小于4μm，流量2.5L/min-2.8L/min，连续采样8h，称重法计算纳米碳酸钙浓度。用JE-OLJEM-100CX电子透射显微镜（日本JEOL公司），观测纳米碳酸钙表征。选取山西省某纳米碳酸钙厂129名生产工人为暴露组，本县某医院60名后勤职工为对照组。使用统一的调查表收集个人基本信息，对研究人群进行常规体检。研究对象血清丙二醛(MDA)的测定采用TBA法，超氧化物歧化酶(SOD)的测定采用羟胺法，一氧化氮(NO)的测定采用硝酸还原酶法，谷胱甘肽(GSH)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的测定采用比色法，尿8-羟基脱氧鸟苷（8-OHdG）的测定采用ELISA法。抽取调查对象空腹静脉血2ml，ED-TA-K2抗凝，使用深圳迈瑞公司生产的BC-3000型全自动18项参数血细胞分析仪检测血常规。使用日立-7150全自动生化分析仪检测肝功能。使用Mejer-600型尿11项分析仪检测肾功能。CHEST HI-701型便携式肺功能仪测定用力肺活量(FVC％)、第一秒用力呼气容积(FEV1％)和第一秒用力呼气容积与用力肺活量比值(FEV1/FVC％)3个肺通气功能指标。采用VR/S数字化X射线摄像系统（荷兰飞利浦）拍摄胸片。采用欧姆龙(OMRON)上臂式HEM-7200电子血压计测量血压和心率。采用惠普M-1772A型心电图仪进行测定心电图。采用WHO推荐的神经行为核心测试组合(NCTB)对研究对象的情感状态和神经行为功能进行测试。多因素分析采用多元线性回归分析，检验水准α=0.05。危险因素分析用Logistic回归分析，检验水准α=0.05。 结果：氧化损伤指标的测定结果显示:暴露组工人血清中GSH含量显著低于对照组，差异有统计学意义(P＜0.05)。其中，高暴露组工人血清中GSH含量显著低于对照组，差异有统计学意义(P＜0.05)。暴露组工人血清中GSH-Px、SOD和尿中8-OHdG的含量与对照组比较呈下降趋势，差异无统计学意义(P＞0.05)。暴露组工人血清中MDA和NO的含量与对照组比较呈上升趋势，差异无统计学意义(P＞0.05)。多元线性回归分析显示，纳米碳酸钙暴露和吸烟分别与工人血清中GSH水平呈负相关。血常规的检测结果显示:与对照组比较，暴露组工人血液HGB、RBC和HCT显著降低，差异有统计学意义（P＜0.05）。其中，高暴露组工人血液HGB、RBC和HCT显著低于对照组;高暴露组工人血液HCT显著低于低暴露组和对照组;低暴露组女性工人血液HCT显著低于对照组，差异均有统计学意义（P＜0.05）。暴露组工人血液MCV、MCH、MCHC、RDW-CV、PLT、MPV、PDW和Lymph显著高于对照组，差异有统计学意义(P＜0.05)。其中，高暴露组工人血液MCH、MCHC、PLT、PDW、Lymph、Lymph％和Gran％显著高于对照组;高暴露组男性工人血液MCV、RDW-CV、MPV显著高于对照组;高暴露组女性工人血液PDW显著高于低暴露组;低暴露组男性工人血液MCH和MCHC显著高于对照组，差异均有统计学意义(P＜0.05)。暴露组工人血液HGB、RBC、HCT、MCV、MCH、MCHC、RDW-CV、Lymph％和Gran％的异常率分别为45.74％、22.48％、24.03％、49.61％、93.80％、61.24％、7.75％、23.26％和18.60％显著高于对照组8.33％、0.00％、3.33％、1.67％、3.33％、1.67％、0.00％、5.00％和3.33％，差异有统计学意义（P＜0.05）。其中，高暴露组和低暴露组工人血液HGB、RBC、MCV、MCH、MCHC和RDW-CV的异常率分别为51.55％、28.13％、24.74％、15.63％、61.86％、12.50％、97.94％、81.25％、74.23％、21.88％、7.22％和9.38％显著高于对照组8.33％，0.00％、1.67％、3.33％、1.67％和0.00％;高暴露组工人血液HGB、HCT、MCV、MCH和MCHC的异常率分别为51.55％、30.93％、61.86％、97.94％和74.23％显著高于低暴露组28.13％、3.13％、12.50％、81.25％和21.88％;高暴露组工人血液Lymph％和Gran％的异常率分别为26.80％和20.62％显著高于对照组5.00％和3.33％;高暴露组工人血液HCT的异常率30.93％显著高于对照组3.33％，差异均有统计学意义(P＜0.05)。多元线性回归分析显示，纳米碳酸钙暴露与工人血液MCV、MCH、MCH C和MPV呈正相关。工龄与工人血液HGB和HCT呈负相关。暴露和工龄分别与Lymph和PDW呈正相关。肝功能的检测结果显示:暴露组工人血液TB和IB显著高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。其中，高暴露组和低暴露组工人血液TB和IB显著高于对照组，差异有统计学意义(P＜0.05)。暴露组工人血液TB和IB的异常率分别为8.53％和6.98％显著高于对照组0.00％和0.00％，差异有统计学意义(P＜0.05)。其中，高暴露组工人血液TB和IB的异常率分别为9.28％和7.22％显著高于对照组0.00％和0.00％，差异有统计学意义(P＜0.05)。多元线性回归分析显示，纳米碳酸钙暴露与工人血液TB和IB呈正相关。肾功能的检测结果显示:暴露组工人尿PH、SG和BLD的异常率分别为25.58％、24.81％、和27.91％显著高于对照组5.00％、3.33％和5.00％，差异有统计学意义(P＜0.05)。其中，高暴露组工人尿PH、SG和BLD的异常率32.99％、30.93％和35.05％显著高于低暴露组3.13％、6.25％、6.25％和对照组5.00％、3.33％、5.00％，差异有统计学意义(P＜0.05)。Logistic回归分析结果表明，纳米碳酸钙暴露是导致工人尿PH、SG和BLD异常的主要危险因素OR(95％CI)分别为4.321(2.147～8.695)、4.062(2.023～8.156)和3.796(2.003～7.194)。呼吸系统的检测结果显示:暴露组工人FVC％和FEV1％显著低于对照组，差异有统计学意（P＜0.05）。其中，高暴露组工人FVC％和FEV1％显著低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。暴露组工人FVC％和FEV1％的异常率分别为10.85％和14.73％显著高于对照组1.67％和1.67％，差异有统计学意义(P＜0.05)。其中，高暴露组工人FVC％和FEV1％的异常率分别为11.34％和18.56％显著高于对照组1.67％和1.67％;高暴露组工人FEV1％的异常率18.56％显著高于低暴露组3.13％，差异有统计学意义(P＜0.05)。暴露组工人胸片的异常率30.23％显著高于对照组5.00％，差异有统计学意义(P＜0.05)。其中，高暴露组工人胸片的异常率35.05％显著高于低暴露组15.63％和对照组5.00％，差异有统计学意义(P＜0.05)。暴露组工人胸片改变主要以肺纹理增强改变为主，其检出率为15.50％显著高于对照组3.33％，差异有统计学意义(P＜0.05)。其中，高暴露组工人胸片改变主要以肺纹理增强改变为主,其检出率为15.56％显著高于对照组3.33％，差异有统计学意义(P＜0.05)。 Logistic回归分析结果表明，纳米碳酸钙暴露是导致工人FVC％、FEV1％和胸片异常的主要危险因素OR(95％CI)分别为2.236(1.055～4.737)、2.050(1.054～3.986)和2.296(1.429～3.689)。心血管系统的检测结果显示:暴露组工人高血压患病率、心率和心电图异常率分别为30.23％、17.83％和44.96％分别显著高于对照组13.33％、6.67％和6.67％，差异有统计学意义(P＜0.05)。其中，高暴露组工人高血压患病率、心率和心电图异常率分别为32.99％、20.62％和55.67％显著高于对照组13.33％、6.67％和6.67％;高暴露组工人心电图异常率55.67％显著高于低暴露组12.50％，差异均有统计学意义(P＜0.05)。暴露组工人心电图的异常率44.96％显著高于对照组6.67％，差异有统计学意义(P＜0.05)。其中，高暴露组工人心电图的异常率55.67％显著高于低暴露组12.50％和对照组6.67％，差异有统计学意义(P＜0.05)。暴露组工人心电图改变主要以T波或ST-T改变为主，其检出率为12.40％显著高于对照组1.67％，差异有统计学意义(P＜0.05）。其中，高暴露组工人心电图改变主要以T波或ST-T改变为主，其检出率为15.46％显著高于对照组1.67％，差异有统计学意义(P＜0.05)。Logistic回归分析结果显示，纳米碳酸钙暴露是调查人群高血压和心电图异常的主要危险因素OR(95％CI)分别为1.906(1.244～2.921)和5.386(3.023～9.597)。神经行为测试结果显示，暴露组工人愤怒—敌意、困惑—迷茫、忧郁—沮丧、疲劳—惰性、紧张—焦虑、视觉记忆、数字跨度（总体）、数字跨度（顺序）和数字跨度（倒序）9项行为得分显著低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。其中，高暴露组和低暴露组工人愤怒—敌意、困惑—迷茫、忧郁—沮丧、疲劳—惰性、紧张—焦虑、视觉记忆、数字跨度（总体）、数字跨度（顺序）和数字跨度（倒序）9项行为得分显著低于对照组;高暴露组工人愤怒—敌意、困惑—迷茫、忧郁—沮丧、疲劳—惰性、紧张—焦虑、视觉记忆、数字跨度（总体）、数字跨度（顺序）和数字跨度（倒序）9项行为得分显著低于低暴露组，差异有统计学意义(P＜0.05)。暴露组男性工人数字译码、数字跨度（总体）、数字跨度（顺序）和数字跨度（倒序）4项行为得分显著低于对照组，差异有统计学意义(P＜0.05)。其中，高暴露组和低暴露组男性工人数字译码、数字跨度（总体）、数字跨度（顺序）和数字跨度（倒序）4项行为得分显著低于对照组;高暴露组男性工人数字译码、数字跨度（总体）、数字跨度（顺序）和数字跨度（倒序）4项行为得分显著低于低暴露组，差异有统计学意义（P＜0.05）。暴露组女性工人愤怒—敌意、困惑—迷茫、数字跨度（总体）和数字跨度（倒序）4项行为得分显著低于对照组，差异有统计学意义(P＜0.05)。其中，高暴露组和低暴露组女性工人愤怒—敌意、困惑—迷茫、数字跨度（总体）和数字跨度（倒序）4项行为得分显著低于对照组;高暴露组女性工人愤怒—敌意、困惑—迷茫、数字跨度（总体）和数字跨度（倒序）4项行为得分显著低于低暴露组，差异有统计学意义（P＜0.05）。多元线性回归分析显示，纳米碳酸钙暴露与愤怒—敌意、疲惫—惰性、困惑—迷茫和数字跨度（顺序）4项行为指标得分有关，呈负相关。纳米碳酸钙暴露和年龄分别与数字跨度（总体）和数字跨度（倒序）2项行为指标得分有关，呈负相关。 结论：⑴纳米碳酸钙可能对职业人群造成一定的氧化损伤。⑵纳米碳酸钙长期暴露可能与职业暴露人群的肺功能、肝功能、肾功能、血液和心血管系统的损伤有关。⑶纳米碳酸钙长期高浓度暴露可导致工人神经行为损伤，主要表现为情绪变化、短期听记忆和视觉记忆能力减退。

目录

声明

摘要

中英文对照表

前言

对象与方法

1 研究对象

2 一般情况调查

3 主要试剂与仪器

4 实验方法

5 统计分析

结果

1 环境监测结果

2 纳米碳酸钙表征

3 研究对象的一般情况

4 氧化损伤指标的测定

5 血常规指标的检测

6 肝功能指标的检测

7 肾功能指标的检测

8 肺功能指标的检测和胸片检查

9 心血管系统指标的检测

10 神经行为功能的检测

讨论

结论

参考文献

综述：纳米颗粒物毒性研究进展

个人简历

致谢