職業性重金屬暴露與單胺類神經遞質代謝通路改變的關聯性研究

【摘要】：第一部分職業電鍍人群尿樣中12種金屬元素的測定目的:旨在建立簡單、準確、高效的同時檢測尿液樣本12種金屬元素的分析方法并評估職業電鍍人群機體重金屬內暴露的水平。方法:基于電感耦合等離子體質譜法(inductively couple plasma mass spectrometry,ICP-MS)高通量檢測分析儀器,對尿液樣本采用直接稀釋法。樣本于室溫下解凍,渦旋混勻后,用2%稀酸溶液稀釋20倍,駐留時間設置為0.03s,上機測定。結果:方法線性良好,相關系數均大于0.999;檢出限在0.001-0.180μg/mL;日內精密度小于10.3%;日間精密度低于12.0%;方法回收率在81.3-118.2%;有證標準物質檢測均在靶值規定范圍內。職業電鍍人群尿液中釩、鈷、鎳、銅、鋅、砷和鎘元素高于對照組水平(P0.05)。結論:本實驗建立的基于ICP-MS對12種金屬元素定量的分析檢測方法驗證可靠,方法簡單、準確、高效,可用于大樣本人群研究中多金屬元素的檢測分析工作。第二部分職業接觸人群尿液中單胺類神經遞質代謝通路水平的測定目的:旨在評估職業電鍍人群和對照組人群的尿液樣本中單胺類神經遞質代謝通路的水平并分析其中差異。方法:基于實驗室前期建立的超高效液相色譜串聯質譜(ultra performance liquid chromatography tandem mass spectrometry)的靶向代謝組學分析方法,以電鍍一線工人和非電鍍辦公室工人作為研究對象,測定并評估目標人群尿液中12種單胺類神經遞質(多巴胺,五羥色胺,犬尿氨酸)及其代謝產物水平。結果:經過篩查之后最終納入研究的437例健康工人,分為對照組和暴露組,兩組在年齡、體質指數、性別指標的差異無統計學意義(P0.05);吸煙、飲酒和文化程度上的差異具有統計學意義(P0.05)。經肌酐校正之后,暴露組人群中的色氨酸,5-輕吲哚乙酸,犬尿氨酸,3-甲氧基酪胺,高香草酸,去甲腎上腺素和腎上腺素濃度要高于對照組,而暴露組人群的3,4-二羥基苯乙酸低于對照組(P0.05)。結論:職業接觸人群尿液中單胺類神經遞質通路代謝發生紊亂,其中暴露組人群中的色氨酸,5-輕吲哚乙酸,犬尿氨酸,3-甲氧基酪胺,高香草酸,去甲腎上腺素和腎上腺素濃度要高于對照組。第三部分職業接觸人群金屬水平與單胺類神經遞質代謝通路改變的關聯性分析目的:旨在對目標人群尿樣品中12種金屬內暴露水平和單胺類神經遞質代謝通路及其產物水平資料進行關聯性分析,以期為職業人群健康、職業環境預警機制的完善及后續環境衛生標準的制定提供基礎支持。方法:基于前期我們建立的尿液樣本多金屬元素和單胺類神經遞質代謝通路的檢測方法,對職業電鍍人群和對照人群進行測定評估。使用多元線性回歸模型分析尿液中金屬元素內暴露與單胺類神經遞質代謝通路水平的潛在關聯,使用限制性三次樣條分析非線性劑量效應關系。結果:將每種金屬的含量進行四分位數分組,與單胺類神經遞質代謝通路每種代謝物進行多元線性回歸分析,調整組別、年齡、性別、吸煙、飲酒、尿肌酐和BMI變量,經過對數轉換及FDR多重校正之后,尿液中的釩元素水平與代謝通路所有代謝物均呈現劑量依賴性趨勢,并且在經多重校正之后仍具有統計學意義(全部P0.05)。隨著尿中鉻元素水平的上升與代謝通路大多代謝物水平呈負相關(全部P0.05)。鉻元素水平與5-輕色胺的下降顯著相關(β=0.132,95%CI:-0.238～-0.026),鎘元素與犬尿氨酸代謝通路產物水平呈正相關(β=0.149,95%CI:-0.004～-0.302;β=0.145,95%CI:0.018～0.258;β=0.177,95%CI:0.043～-0.310)。尚未觀察到尿中銅元素水平與神經遞質代謝通路各代謝物之間的顯著關聯(P0.05)?；赗SC限制性三次樣條分析結果,發現關于錳元素與腎上腺素之間的線性相關關系的假設不成立(P for overall association=0.006;Pfor non-linear association=0.013),提示錳元素與腎上腺素水平呈非線性劑量反應相關關系。而錳元素與去甲腎上腺素水平、鐵元素與腎上腺素水平呈線性劑量反應的假設成立(P for overall association=0.037;P for non-linear association=0.070、P for overall association0.001;P for non-linear association=0.216)。體質指數 BMI與犬尿氨酸代謝通路呈正相關;未觀察到BMI與各金屬元素之間并無統計學相關關系(P0.05)。吸煙與釩、銅、鋅、砷和鎘對色氨酸、犬尿氨酸、5-羥吲哚乙酸、腎上腺素、高香草酸水平的影響可能存在一定強度的協同作用。結論:職業性重金屬接觸與單胺類神經遞質代謝通路的改變存在關聯。其中,錳元素與腎上腺素呈現非線性劑量效應關系;體質指數與犬尿氨酸代謝通路密切相關;吸煙與釩、銅、鋅、砷和鎘對色氨酸、犬尿氨酸、5-輕吲哚乙酸、腎上腺素、高香草酸水平的影響存在協同作用。然而我們的結果仍需擴大人群以及在動物、細胞實驗中行進一步的驗證,下一步計劃對其代謝通路關鍵酶及蛋白水平進行深入研究。