汞、鎘、砷、鉛與人群中多發(fā)性畸形的關(guān)系

汞、鎘、砷、鉛與人群中多發(fā)性畸形的關(guān)系

多形畸形是一種常見(jiàn)的出生缺陷。由于其缺陷的外觀易于診斷，對(duì)新生兒的生理健康沒(méi)有顯著影響，因此對(duì)影響因素的研究很少。但是,作為一種先天畸形,畢竟對(duì)兒童成長(zhǎng)、生活、學(xué)習(xí)和心理造成不同程度的影響。探討其流行病學(xué)病因仍有一定的公共衛(wèi)生意義。我們?cè)谶M(jìn)行微量元素與多種出生缺陷關(guān)系的研究過(guò)程中,選擇出多指(趾)畸形作為一個(gè)專題進(jìn)行分析,以期從環(huán)境有毒重金屬暴露的角度,探討多指(趾)畸形遺傳因素以外的危險(xiǎn)因素。對(duì)象和方法一、指“術(shù)”的范圍2003年10月至2004年7月,“中美預(yù)防出生缺陷和殘疾合作項(xiàng)目”監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中出生的所有類(lèi)型的非綜合征型多指(趾)畸形病例,經(jīng)“知情同意”后,共募集到的86例多指(趾)畸形病例。對(duì)照組按1∶1個(gè)體匹配的方法,選擇一例與病例同地區(qū)、同一民族、胎兒出生日期相差不超過(guò)1個(gè)月,產(chǎn)婦年齡相差3歲以內(nèi),經(jīng)檢查無(wú)出生缺陷的正常產(chǎn)婦。二、方法1.孕產(chǎn)婦和分娩情況調(diào)查孕期前3個(gè)月影響出生缺陷發(fā)生的各種環(huán)境暴露因素。其中包括各類(lèi)食物攝入頻率、藥物使用情況、孕期患病情況、有害因素接觸情況、被動(dòng)吸煙和飲酒情況、孕周、月經(jīng)和生育情況,出生缺陷家族史和丈夫健康情況等。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查開(kāi)始前按照南北兩個(gè)地區(qū)統(tǒng)一組織調(diào)查員的專題培訓(xùn)。2.實(shí)驗(yàn)測(cè)定正常小鼠睪丸中m的4.3細(xì)線的檢查每個(gè)產(chǎn)婦經(jīng)知情同意后,以清潔的醫(yī)用不銹鋼剪刀,在產(chǎn)婦枕部緊貼頭皮處剪取直徑不小于3mm的一束頭發(fā),以細(xì)線在剪端固定,并標(biāo)明遠(yuǎn)端和近端,記錄采樣時(shí)間和末次月經(jīng)日期,裝入帶有標(biāo)簽的清潔自封袋中。為檢測(cè)出生缺陷胚胎發(fā)育期間的孕婦毛發(fā)中微量元素含量,要求所采集的毛發(fā)需有足夠長(zhǎng)度,毛發(fā)過(guò)短或懷孕期間至采樣時(shí)有染發(fā)、燙發(fā)等毛發(fā)處理的產(chǎn)婦,不能作為研究對(duì)象。3.丙酮-水-丙酮法毛發(fā)樣品由各項(xiàng)目點(diǎn)郵寄到北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部實(shí)驗(yàn)室后,經(jīng)核實(shí)末次月經(jīng)日期和毛發(fā)采集日期,按照平均每月1cm左右的生長(zhǎng)速度,計(jì)算出早孕期毛發(fā)的位置,剪取該段毛發(fā)作為實(shí)驗(yàn)室測(cè)定的樣品。毛發(fā)洗滌按照改進(jìn)的國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)和美國(guó)環(huán)保署推薦的方法,以5%TritonTX-100為去污劑,按丙酮-水-丙酮的洗滌程序進(jìn)行。洗滌后的發(fā)樣放在不銹鋼烤箱中75℃烘干3h,取75mg毛發(fā)、1.5ml硝酸于10ml超純石英消化罐中冷消化12h,然后添加0.5ml過(guò)氧化氫程序控制微波消化爐于德國(guó)Berghof公司生產(chǎn)的MWS-2型中消化。消化程度為150℃850W10min,190℃900W15min,100℃400W10min。微量元素測(cè)定采用美國(guó)PE公司ELANDRCⅡ型ICP質(zhì)譜儀,主要設(shè)置參數(shù)為霧化汽流量0.9L/min,輔助汽流量1.8L/min,等離子汽流量15.0L/min。透鏡電壓為自動(dòng)式。檢測(cè)器電壓為模擬模式,-1781.25V,脈沖模式,900V。4.調(diào)查資料的獲得及實(shí)驗(yàn)質(zhì)量控制培訓(xùn)調(diào)查員,編制現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及采樣操作手冊(cè),監(jiān)督現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查員按照現(xiàn)場(chǎng)操作手冊(cè)進(jìn)行調(diào)查和采樣。研究負(fù)責(zé)人適時(shí)組織抽查、復(fù)查,并進(jìn)行問(wèn)卷一致性檢驗(yàn),在所有調(diào)查對(duì)象中隨機(jī)抽取21名被調(diào)查對(duì)象以同樣的調(diào)查表進(jìn)行2次調(diào)查。本次調(diào)查資料與出生缺陷監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中相同項(xiàng)目進(jìn)行Kappa一致性檢驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制措施主要包括,實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的優(yōu)化和標(biāo)化;發(fā)樣標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測(cè)定;平行盲樣的引入,抽取部分毛發(fā)樣品,在實(shí)驗(yàn)室分析測(cè)定的第一個(gè)環(huán)節(jié)前,平均分為2個(gè)獨(dú)立樣品,盲法插入到測(cè)定樣品序列中。5.cox比例風(fēng)險(xiǎn)模型及變量數(shù)據(jù)錄入使用Epidata3.0并進(jìn)行邏輯檢錯(cuò),數(shù)據(jù)分析軟件使用SPSS11.5,以該軟件生存分析模塊中COX比例風(fēng)險(xiǎn)模型,進(jìn)行1∶1配比的條件Logistic回歸分析。對(duì)38個(gè)變量進(jìn)行分析,變量有賦值為1,無(wú)為0;主要食物的攝入頻率賦值,每周大于6次為1,每周4～6次為2,每周1～3次為3,每周不到1次為4;燃料類(lèi)型等分類(lèi)變量引入亞變量;洗發(fā)間隔天數(shù)、產(chǎn)前檢查次數(shù)等視為連續(xù)型變量直接引入模型分析。結(jié)果一、首次妊娠和分娩情況共募集到86對(duì)多指(趾)畸形病例和對(duì)照,病例中單胎為95.3%(82/86),雙胎為4.7%(4/86);男嬰65.1%(56/86),女?huà)?4.9%(30/86),首次懷孕者38.1%(33/86)。病例平均年齡26.8歲,對(duì)照平均年齡26.7歲,2組年齡比較,差異無(wú)顯著性(P>0.05)。二、質(zhì)量控制分析1.測(cè)定條件與實(shí)際發(fā)樣測(cè)定條件比較質(zhì)量控制毛發(fā)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為GBW09101,毛發(fā)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)定條件與實(shí)際發(fā)樣測(cè)定條件完全相同。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)定所測(cè)4個(gè)元素基本在標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)所標(biāo)定的范圍內(nèi),見(jiàn)表1。2.問(wèn)卷信息Kappa值等于1的項(xiàng)目占52.6%(20/38),Kappa值等于7的占76.3%(29/38),最小值在0.4以上,見(jiàn)表2。3.毛管的平行測(cè)量結(jié)果4種元素2次測(cè)定的相關(guān)系數(shù)和回歸系數(shù)接近,見(jiàn)表3。三、空間基因組和孕產(chǎn)婦用藥的影響1.調(diào)查變量單因素分析:孕婦從事化工職業(yè)工作,水果類(lèi)食物攝入頻率,腌制品攝入頻率,以及孕期用藥為4個(gè)有顯著性意義的變量,見(jiàn)表4。2.2組毛發(fā)微量元素比較:元素Pb、As、Cd對(duì)照組與病例組比較,差異無(wú)顯著性(P>0.05);病例組的發(fā)Hg含量高于對(duì)照組,差異有顯著性(P<0.05),見(jiàn)表5。四、環(huán)境危險(xiǎn)因素分析將從事化工職業(yè)、水果攝入少、腌制品攝入多、孕期用藥、洗發(fā)間隔及毛發(fā)Pb、Cd、As、Hg元素含量同時(shí)引入配對(duì)資料的COX比例風(fēng)險(xiǎn)模型,利用該模型進(jìn)行配對(duì)資料的條件Logistic回歸分析,結(jié)果顯示,孕期從事化工行業(yè),膳食中水果類(lèi)攝入頻率較低及發(fā)汞含量與多指畸形有關(guān),是多指畸形的3個(gè)環(huán)境危險(xiǎn)因素,見(jiàn)表6。維生素c的作用機(jī)制多指(趾)畸形是最常見(jiàn)的先天性肢體異常,其中遺傳因素是最為主要的發(fā)病原因,過(guò)去人們通過(guò)連鎖分析等遺傳學(xué)分析方法,將候選基因定位于染色體的特定區(qū)帶,以期進(jìn)行更詳細(xì)的定位克隆,盡管如此,許多疾病的發(fā)生都不是單獨(dú)的一個(gè)方面的原因,即使是遺傳因素所導(dǎo)致的疾病的發(fā)生也會(huì)有環(huán)境因素的誘因,本研究表明,多指(趾)畸形與環(huán)境因素有關(guān)。汞是自然界廣泛存在的重金屬元素,汞的急性和慢性中毒已多見(jiàn)報(bào)道,其中的典型事例是由于甲基汞中毒而導(dǎo)致的水俁病。汞對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)、腎臟以及肝臟均有毒性作用,由于汞具有很好的脂溶性,可以透過(guò)胎盤(pán)屏障影響胎兒正常發(fā)育,動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),分別給胚胎發(fā)育期的大鼠0.2、0.4、0.8、1.6及3.2mg/kg不同的染毒劑量,大鼠胚胎畸形的發(fā)生率依次顯著增加,呈現(xiàn)出明顯的劑量反應(yīng)關(guān)系。汞致機(jī)體損傷的機(jī)制涉及到機(jī)體代謝的許多環(huán)節(jié),汞易與含巰基的蛋白質(zhì)及酶類(lèi)結(jié)合,導(dǎo)致體內(nèi)ATP酶,堿性磷酸酶,細(xì)胞色素氧化酶,琥珀酸脫氫酶,乳酸脫氫酶等數(shù)十種酶的失活或功能紊亂,從而造成細(xì)胞損傷。汞可以通過(guò)與DNA、RNA等遺傳物質(zhì)中的氨基、羥基、磷酸基等基團(tuán)結(jié)合,破壞遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)的完整性,甚至產(chǎn)生DNA斷裂和突變。汞的毒性作用的一個(gè)重要方面與汞所致的氧化損傷有關(guān)。因此有人提出應(yīng)用維生素C等抗氧化物質(zhì)可能拮抗汞所致機(jī)體損傷。維生素C作為一種水溶性的維生素,是一種很好的細(xì)胞內(nèi)外化學(xué)反應(yīng)的還原劑,也是一個(gè)良好的電子供體,具有較強(qiáng)的抗氧化作用。它是細(xì)胞內(nèi)重要的活性氧清除劑之一,可很快地與·O2、H2O2及·OH作用,生成半脫氫抗壞血酸,清除或減少這些自由基以防止細(xì)胞發(fā)生氧化損傷。另外,維生素C可使氧化型谷胱甘肽還原成谷胱甘肽,后者可與汞等重金屬離子結(jié)合以拮抗汞等重金屬對(duì)巰基酶的抑制作用,間接地影響重金屬的毒性作用。本研究表明,汞與多指(趾)畸形的發(fā)生有關(guān),進(jìn)一步證明了汞對(duì)人類(lèi)胚胎發(fā)育的致畸作用;水果中的柑橘、檸檬、青棗、山楂、獼猴桃等是人們?nèi)粘＋@取維生素C的良好來(lái)源。多因素分析中水果類(lèi)攝入頻率進(jìn)入最終的分析模型中,是否由于水果中維生素C等營(yíng)養(yǎng)素對(duì)汞的毒性的拮抗作用,還有待于深入探討。毛發(fā)作為國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)和美國(guó)環(huán)保署推薦的環(huán)境重金屬暴露的評(píng)價(jià)指標(biāo),有其應(yīng)用的科學(xué)依據(jù),首先,毛發(fā)樣品采集方便,不需要特殊的運(yùn)送和保存條件。另外,毛發(fā)不會(huì)受到機(jī)體短期內(nèi)飲食、酸堿平衡等因素的影響。再者,由于毛發(fā)中微量元素含量一般比血液等機(jī)體其它測(cè)量樣品高出許多倍,因此具有較好的檢測(cè)穩(wěn)定性和靈敏度。毛發(fā)測(cè)定的另外一個(gè)顯著的特點(diǎn),是可以分別測(cè)定毛發(fā)不同時(shí)段的元素含量,進(jìn)而估計(jì)不同時(shí)期內(nèi)機(jī)體的暴露水平。本研究中,毛發(fā)微量元素測(cè)定均取自出生缺陷胚胎發(fā)生的關(guān)鍵階段,即早孕期的毛發(fā),它體現(xiàn)了流行病學(xué)病因研究的原則,即暴露在先,結(jié)果在后。微量元素實(shí)驗(yàn)室測(cè)定的準(zhǔn)確性和可靠程度,既取決于所作用的儀器設(shè)備,檢測(cè)方法,同時(shí)還與實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制有關(guān)。本研究中采用目前微量元素測(cè)定領(lǐng)域中較為先進(jìn)的樣品消化和檢測(cè)設(shè)備,多次重復(fù)使用毛發(fā)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、盲法插入平行樣品等質(zhì)控措施,反映重復(fù)測(cè)量平行樣重現(xiàn)性的最好的指標(biāo)為變異系數(shù),但對(duì)于每個(gè)樣品只有一個(gè)平行樣的情況,不適合計(jì)算2個(gè)數(shù)值的變異系數(shù)。從理論上推測(cè),如果一組成對(duì)平行樣前后2次測(cè)定的結(jié)果一致,該組成對(duì)的平行樣進(jìn)行直線相關(guān)回歸分析,應(yīng)得到相關(guān)和回歸系數(shù)均近似于1,回歸直線為一條經(jīng)