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编号:10227440
红细胞嘧啶5′核苷酸酶筛选职业性铅中毒的价值
http://www.100md.com 《中国医学杂志》 2000年第4期
     作者:吕玲 林果为 王倩 徐麦玲 邹和建

    单位:吕玲(200040 上海医科大学附属华山医院临床流行病学培训中心);林果为(200040 上海医科大学附属华山医院临床流行病学培训中心);王倩(200040 上海医科大学附属华山医院临床流行病学培训中心);徐麦玲(职业病科);邹和建(职业病科)

    关键词:5′核苷酸酶;铅中毒;ROC曲线

    中华医学杂志000414 【摘要】 目的 评价红细胞嘧啶5′核苷酸酶筛选职业性铅中毒的准确性。方法 连续性收集157名铅接触工人及30名健康对照组的血标本,同时测定红细胞嘧啶5′核苷酸酶(P5′N)的活性、血铅、红细胞游离原卟啉(FEP)、锌卟啉(ZPP)、尿铅、尿δ-氨基酮戊酸(δ-ALA)。以血铅≥1.93 μmol/L、≥2.90 μmol/L为金标准,用Receiver-Operating Characteristic (ROC)曲线下的面积(AUCROC)评价上述指标的准确性。在ROC曲线上制定各指标筛选血铅≥1.93 μmol/L、≥2.90 μmol/L的最佳临界点, 用EPINFOR统计软件比较3种平行试验的敏感度。结果 筛选血铅≥1.93 μmol/L,红细胞P5′N ROC曲线下的面积明显大于尿铅、尿δ-ALA;联合红细胞P5′N 和ZPP平行试验的敏感度高于联合尿铅和尿δ-ALA的平行试验(P<0.05)。筛选血铅≥2.90 μmol/L,红细胞P5′N ROC曲线下的面积明显大于FEP、尿铅、尿δ-ALA;联合红细胞P5′N 和ZPP平行试验的敏感度高于联合FEP与ZPP的平行试验以及联合尿铅与尿δ-ALA的平行试验(P<0.05)。结论 红细胞P5′N筛选铅中毒的准确性较高,联合红细胞P5′N 与ZPP的平行试验筛选铅中毒的敏感度最高。
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    Assessment of erythrocyte pyrimidine 5′-nucleotidase test for screening of occupational lead poisoning

    Lü Ling

    (Shanghai Medical University,Shanghai 200040, China)

    LIN Guowei

    (Shanghai Medical University,Shanghai 200040, China)

    WANG Qian

    (Shanghai Medical University,Shanghai 200040, China)
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    【Abstract】 Objective To determine the diagnostic value of red cell P5′N for detecting occupational lead poisoning. Methods Red cell pyrimidine 5′-nucleotidase, blood lead and urine lead levels, free erythrocyte protoporphyrin (FEP), zinc protoporphyrin (ZPP) and urine δ-aminolevulinic acid levels were determined in 157 lead exposed workers and 30 non-exposed healthy people. According to the golden standard; i.e. blood lead ≥1.93 μmol/L and ≥2.90 μmol/L, the diagnostic value of red cell P5′N and other indicators for detecting blood lead ≥1.93 μmol/L and ≥2.90 μmol/L was compared by receiver operative characteristic curve (ROC) software. After determining the optimal cut-points of the above indicators for detecting the blood lead ≥1.93 μmol/L and ≥2.90 μmol/L, the sensitivity of the parallel tests for detecting the blood lead ≥1.93 μmol/L and ≥2.90 μmol/L was calculated and compared by EPINFOR software. Results For detecting blood lead level ≥1.93 μmol/L, the areas under ROC curve (AUCROC) of P5′N was significantly larger than that of urinary lead and urinary δ-ALA (P<0.05). The sensitivity of parallel tests with ZPP and P5′N was significantly larger than that of parallel tests with Upb and Uδ-ALA. For detecting blood lead level ≥2.90 μmol/L,the areas under ROC curve (AUCROC)of P5′N was significantly larger than that of urinary lead, FEP and urinary δ-ALA (P<0.05). The sensitivity of parallel tests with P5′N and ZPP was significantly larger than that of parallel tests with Upb and Uδ-ALA, and that of parallel tests with ZPP and FEP (P<0.05). Conclusion For detecting blood lead ≥1.93 μmol/L and ≥2.90 μmol/L, red cell P5′N is more accurate. It is worth being applied in detecting occupational lead poisoning. For detecting blood lead≥1.93 μmol/L and ≥2.90 μmol/L, the parallel tests with P5′N and ZPP are more accurate.
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    【Key words】 Pyrimidine 5′-nucleotidase; Lead poisoning; ROC curve

    文献一致认为红细胞嘧啶5′核苷酸酶(P5′N)的活性与血铅浓度呈负相关[1,2],但红细胞P5′N筛选职业性铅中毒的价值如何?对此报道较少。为此,我们采用 ROC曲线分析方法科学地评价红细胞P5′N筛选职业性铅中毒的价值。由于血铅是反映铅接触的敏感指标,并且与其它指标的相关性较好。特别是70年代后期,由于广泛使用了灵敏可靠的无焰原子吸收光谱法并进行了严格质控,使血铅测定的灵敏度、精确度趋于稳定,国内外评价其它指标都以血铅为准。血铅的可接受上限值为≥1.93 μmol/L,铅中毒下限值为≥2.90 μmol/L[3],所以,我们以血铅≥1.93 μmol/L、≥2.90 μmol/L为金标准评价其它指标筛选铅中毒的准确性。敏感度、特异度是评价诊断试验准确性的二个传统指标。当诊断试验的结果为定性数据时,单一敏感度、特异度是较好的评价指标,但当诊断试验的结果是连续性的定量数据时,敏感度、特异度只能反映某一临界点的诊断试验准确性,而诊断试验其余临界点的准确性不能反映[4]。ROC曲线是将诊断试验的结果划分为若干个临界点,以每个临界点对应的敏感度为纵坐标,1-特异度为横坐标作图得出的曲线。ROC曲线下的面积(AUCROC)综合了诊断试验许多临界点的敏感度、特异度,全面反映诊断试验的准确性[4]。我们用AUCROC评价红细胞P5′N筛选职业性铅中毒的价值,并与其他铅中毒指标作比较。
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    对象和方法

    一、研究对象

    职业性铅接触工人,近期连续性接触铅超过1年。157名铅蓄电池厂铅作业工人被纳入研究中,其中男105名,女52名,男平均年龄38岁±11岁,女平均年龄45岁±3岁,平均工龄14.7年±1.4年;另选取不接触铅的健康对照30名,其中男20名,男平均年龄40岁±5岁,女10名,平均年龄41.7岁±1.1岁。

    二、检查项目及测定方法

    血铅 :无焰原子吸收光谱法。尿铅:热消化-双硫腙比色法。血铅、尿铅标样来源于上海市测试技术研究所。ZPP:国产ZPP测定仪。FEP:乙酸乙酯-乙酸萃取法;荧光分光光度法。尿δ-ALA:乙酸乙酯萃取法。FEP、ZPP、尿δ-ALA标样来源于上海市劳动卫生职业病研究所。红细胞P5′N:valentine比色法[5]。主要试剂:14 mmol/L-磷酸尿嘧啶核苷(UMP)为美国Sigma公司产品。主要仪器:UV754紫外可见光分光光度计为日本岛津公司产品。
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    三、资料分析

    1.用ROC曲线分析软件(SV0.9B)比较各指标ROC曲线下的面积及P值(采取单侧检验)。

    2.选择各个指标筛选血铅≥1.93 μmol/L、≥2.90 μmol/L ROC曲线上的最佳临界点。根据文献[4],此最佳临界点要根据患病率而定。本研究人群中血铅≥1.93 μmol/L的患病率是0.4,通过ROC曲线横坐标上0.4这点作平行于纵坐标的直线,该直线与坐标轴45度斜线相交点与纵坐标顶端相连,连线与ROC曲线相交点就是筛选血铅≥1.93 μmol/L的最佳临界点。血铅≥2.90 μmol/L的患病率是0.2,通过ROC曲线横坐标上0.2这点作平行于纵坐标的直线,用上述同样方法制定各指标筛选血铅≥2.90 μmol/L的最佳临界点。

    3.平行试验敏感度(sensitivity简称SE)的计算方法参考教科书[6],用EPINFOR统计软件比较平行试验的敏感度。
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    结果

    一、红细胞P5′N及其它指标的测定结果(表1)

    从表1可见,经方差分析,对照组、血铅≥2.90 μmol/L铅接触组、血铅2.90~1.93 μmol/L铅接触组、血铅≤1.93 μmol/L铅接触组4组间红细胞P5′N活性差异有显著意义(P<0.01)。经相关分析,血铅与红细胞P5′N、FEP、ZPP、Uδ-ALA、UPb的相关系数分别是-0.76、0.57、0.58、0.48(P值均<0.01)。

    二、筛选血铅≥1.93 μmol/L的各指标的AUCROC(表2)

    从表2可见,红细胞P5′N的AUCROC明显大于Uδ-ALA、PbU(P<0.05),而与ZPP相仿,与FEP的差异无显著意义,说明筛选血铅≥1.93 μmol/L,红细胞P5′N的准确性明显高于Uδ-ALA和尿铅 。
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    三、筛选血铅≥2.90 μmol/L的各指标的AUCROC(表3)

    从表3可见,红细胞P5′N的AUCROC大于Uδ-ALA、FEP、PbU(P<0.05),与ZPP相仿,说明筛选血铅≥2.90 μmol/L,红细胞P5′N的准确性较FEP、Uδ-ALA和尿铅高。

    四、各指标筛选血铅≥1.93 μmol/L的最佳临界点及对应的敏感度(表4)。

    表1 红细胞P5′N及其他指标的测定结果(±s) 组别

    例数

    P5′N

    (μmol.g Hb-1.h-1)
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    FEP

    (μmol/L)

    ZPP

    (μmol/L)

    Uδ-ALA

    (μmol/L)

    UPb

    (μmol/L)

    血铅≥2.90 μmol/L

    33

    2.8±1.1

    3.72±1.66
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    2.8±1.2

    113±77

    0.66±1.10

    血铅2.90~1.93 μmol/L

    33

    5.2±1.6

    2.51±0.72

    1.8±0.4

    89±36

    0.31±0.13

    血铅<1.93 μmol/L

    91
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    8.9±2.1

    1.21±0.02

    1.0±0.4

    21±15

    0.16±0.09

    对照组

    30

    11.9±2.9

    表2 筛选血铅≥1.93 μmol/L的各指标的AUCROC 指标

    AUCROC(±s)
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    AUCROC(95%CI)

    ZPP

    0.978±0.012

    0.958~0.998

    P5′N

    0.973±0.016

    0.940~1.000

    FEP

    0.937±0.021

    0.897~0.977

    Uδ-ALA

, http://www.100md.com     0.890±0.034*

    0.820~0.960

    PbU

    0.845±0.042*

    0.925~0.925

    *与红细胞P5′N比较P<0.05表3 筛选血铅≥2.90 μmol/L的各指标的AUCROC 指标

    AUCROC(±s)
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    AUCROC(95%CI)

    P5′N

    0.975±0.016

    0.945~1.000

    ZPP

    0.954±0.021

    0.904~0.994

    FEP

    0.906±0.029*

    0.846~0.966

    Uδ-ALA
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    0.900±0.028*

    0.850~0.950

    PbU

    0.750±0.056*

    0.850~0.650

    *与P5′N比较P<0.05

    根据研究人群中血铅≥1.93 μmol/L的比率,从ROC曲线上确定各指标的最佳临界点。从表4可见,各指标最佳临界点对应的敏感度中,P5′N的敏感度较高,尿铅的敏感度最低。

    五、筛选血铅≥1.93 μmol/L的平行试验的敏感度

    筛选血铅≥1.93 μmol/L,联合P5′N和ZPP平行试验的敏感度为0.97,联合FEP和ZPP的敏感度为0.90,联合尿铅和尿δ-ALA 的敏感度为0.85,其中联合P5′N和ZPP平行试验的敏感度明显高于联合尿铅和尿δ-ALA的平行试验(P<0.05)。
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    六、各指标筛选血铅≥2.90 μmol/L的ROC曲线上最佳临界点及对应的敏感度(表5)

    根据研究人群中血铅≥2.90 μmol/L的比率,从ROC曲线上确定各指标的最佳临界点。从表5可见,各指标最佳临界点对应的敏感度中, P5′N的敏感度较高,尿铅的敏感度最低。

    七、筛选血铅≥2.90 μmol/L,平行试验的敏感度

    筛选血铅≥2.90 μmol/L,联合P5′N和ZPP平行试验的敏感度为0.97,联合FEP和ZPP的敏感度为0.82,联合尿铅和尿δ-ALA 的敏感度为0.68,其中联合P5′N和ZPP平行试验的敏感度明显高于联合FEP和ZPP的平行试验以及联合尿铅和尿δ-ALA的平行试验(P<0.05)。

    讨论

    红细胞P5′N是红细胞内核苷酸代谢途径重要的酶之一,其专一作用于嘧啶单核苷酸的磷酸酯键,维持细胞内核糖体及游离核苷酸代谢的平衡。红细胞P5′N缺陷可使嘧啶核苷酸脱磷酸反应减弱,细胞内嘧啶核苷酸蓄积,核酸代谢紊乱,导致细胞缺能和网织红细胞脱网障碍,最终引起以外周血大量嗜碱性点彩红细胞为特征的溶血性贫血[5]。国内外文献对于红细胞P5′N活性与血铅的相关性报道较多,但对于它的诊断价值评价较少,尤其是运用ROC曲线的分析方法不多,所以,我们用ROC曲线的分析方法对红细胞P5′N及其它铅中毒的实验室指标进行了评价。
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    本研究发现,对照组、不同水平铅接触组间,红细胞P5′N的活性有显著差异(P<0.05)。筛选血铅≥1.93 μmol/L、≥2.90 μmol/L,红细胞P5′N的AUCROC都较高,说明其筛选铅中毒的准确性较高。为了比较红细胞P5′N与其它指标的准确性,我们对其它铅中毒实验指标的AUCROC也进行了分析。文献报道,男性血铅在0.483~3.381 μmol/L,女性血铅在0.483~2.898 μmol/L范围内FEP、ZPP与血铅成较好的直线相关[7]。本研究发现筛选血铅≥1.93 μmol/L、≥2.90 μmol/L,红细胞P5′N、ZPP的准确性都较高;而FEP筛选血铅≥2.90 μmol/L的准确性显著低于红细胞P5′N (P<0.05),筛选血铅≥1.93 μmol/L的准确性与ZPP无显著差异(P>0.05)。文献报道Uδ-ALA筛选低水平的职业性别铅接触敏感度低[8],我们发现筛选血铅≥1.93 μmol/L、≥2.90 μmol/L,Uδ-ALA的准确性均低于红细胞P5′N(P<0.05)。化学法测定尿铅,由于标本收集方便,被广泛开展用于铅中毒的筛选。本研究发现筛选≥1.93 μmol/L、≥2.90 μmol/L,化学法尿铅的准确性均低于红细胞P5′N(P<0.05),尤其是筛选血铅≥2.90 μmol/L,其AUCROC值只有0.75±0.10(95%CI:0.65~0.85),说明化学法尿铅筛选铅中毒的价值较低。
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    表4 各指标筛选血铅≥1.93 μmol/L的最佳临界点及对应的敏感度 P5′N(μmol.gHb-1.h-1)

    FEP(μmol/L)

    ZPP(μmol/L)

    UALA(μmol/L)

    UPb(μmol/L)

    临界点

    Se

    Sp

    临界点

    Se
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    Sp

    临界点

    Se

    Sp

    临界点

    Se

    Sp

    临界点

    Se

    Sp

    ≤10

    1.00

    0.29

, http://www.100md.com     ≥0.72

    1.00

    0.31

    ≥0.88

    1.00

    0.40

    ≥20

    0.87

    0.66

    0.13

    0.88

    0.32

    ≤8
, 百拇医药
    0.98

    0.63

    ≥1.44

    0.98

    0.52

    ≥1.32

    0.98

    0.82

    ≥30*

    0.81

    0.82

    0.22*
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    0.72

    0.80

    ≤6*

    0.90

    0.91

    ≥2.16*

    0.81

    0.83

    ≥1.54*

    0.85

    0.92

    ≥40
, 百拇医药
    0.79

    0.93

    0.31

    0.58

    0.97

    ≤4

    0.58

    1.00

    >2.88

    0.58

    1.00

    ≥2.20

    0.42
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    1.00

    >50

    0.64

    0.96

    0.35

    0.47

    0.97

    注:*各指标的最佳临界点;Se:敏感度;Sp:特异度(表5同)表5 各指标筛选血铅≥2.90 μmol/L的最佳临界点及对应的敏感度 P5′N(μmol.gHb-1.h-1)

    FEP(μmol/L)

    ZPP(μmol/L)
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    UALA(μmol/L)

    UPb(μmol/L)

    临界点

    Se

    Sp

    临界点

    Se

    Sp

    临界点

    Se

    Sp

    临界点

    Se
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    Sp

    临界点

    Se

    Sp

    ≤8

    1.00

    0.44

    ≥1.44

    0.96

    0.54

    ≥1.32

    1.00

    0.62
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    ≥50

    0.78

    0.80

    0.22

    0.78

    0.62

    ≤6

    0.93

    0.77

    ≥2.16

    0.92

    0.77

    ≥1.76
, 百拇医药
    0.92

    0.84

    ≥60

    0.78

    0.87

    0.31

    0.67

    0.74

    ≤4*

    0.80

    0.96

    ≥2.88*

, http://www.100md.com     0.68

    0.92

    ≥2.11*

    0.78

    0.91

    ≥70*

    0.63

    0.90

    0.35*

    0.48

    0.82

    ≤2
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    0.21

    1.00

    >3.60

    0.52

    0.97

    ≥2.64

    0.58

    1.00

    >80

    0.61

    0.94

    0.48

    0.37
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    0.97

    由于同时具有很高的敏感度和特异度的筛选试验不多,因此,需要采用联合试验的方法提高敏感度和特异度,从而提高筛选效率。联合试验有两种:平行试验和系列试验。平行试验是同时作几个试验,只要有一个试验阳性就认为有患病依据。平行试验提高敏感度,系列试验提高特异度[6]。国内筛选铅中毒较多使用的是尿铅和尿δ-ALA的平行试验或FEP和ZPP的平行试验。评价平行试验的文献较少。本研究发现,筛选血铅≥1.93 μmol/L、≥2.90 μmol/L,平行试验的敏感度较单个指标的敏感度都有了较大提高。尤其是尿铅,筛选血铅≥1.93 μmol/L,敏感度只有72%,联合尿δ-ALA平行试验的敏感度提高到85%;筛选血铅≥2.90 μmol/L,敏感度只有48%,联合尿δ-ALA平行试验的敏感度提高到68%。筛选血铅≥1.93 μmol/L,联合红细胞P5′N 与ZPP平行试验的敏感度比联合FEP与ZPP的平行试验、联合尿铅与尿δ-ALA的平行试验分别提高6%和11%,其中与联合尿铅和尿δ-ALA平行试验的敏感性度的差异既有临床价值,又有统计学意义,与联合FEP和ZPP的平行试验的敏感度差异有一定临床价值,但无统计学意义,这与样本量不够大有关;筛选血铅≥2.90 μmol/L,联合红细胞P5′N 与ZPP平行试验的敏感度比联合FEP与ZPP的平行试验、联合尿铅与尿δ-ALA的平行试验分别提高15%和25%(P<0.05),其差异既有统计学意义又有临床价值。
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    总之,几种铅中毒指标中,红细胞P5′N 与ZPP筛选血铅≥1.93 μmol/L、≥2.90 μmol/L的准确性较高,联合红细胞P5′N 与ZPP平行试验能提高目前职业性铅中毒筛选试验的敏感度,并且与目前铅中毒生化指标不同,红细胞P5′N从核苷酸代谢途径阐明了铅对血液系统的影响,对临床铅中毒的进一步治疗起指导作用。红细胞P5′N测定只需2 ml血,有报道该酶在4℃温度下可保存7天活性不受影响[9],在职业性接触镉和汞的工人中该酶活性没有受到抑制[10],提示该酶有一定的特异性,测定方法也较简单,所以红细胞P5′N是一个很有前途的铅中毒筛选指标,有必要进一步研究其筛选儿童铅中毒的价值。

    参考文献

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, 百拇医药
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    (收稿日期:1999-02-08), 百拇医药