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编号:10265744
吸烟对多环芳烃接触者生物膜损伤指标、染色体畸变和P21蛋白的影响
http://www.100md.com 《河南医科大学学报》 2000年第3期
     作者:李时恩 吴逸明 贾定武 陈琛 杨廷章

    单位:河南医科大学劳动卫生学与卫生毒理学教研室 郑州 450052

    关键词:吸烟;职业接触;多环芳烃;血清谷胱甘肽S-转移酶;血清脂质结合唾液酸;染色体畸变;P21

    河南医科大学学报000314 摘要 目的:了解吸烟对多环芳烃接触者生物膜损伤指标、染色体畸变和血清癌基因蛋白P21的影响。方法:对接触多环芳烃化合物的24名焦炉工和27名沥青工中吸烟与不吸烟者的血清谷胱甘肽S-转移酶(GST)、血清脂质结合唾液酸(LSA)、染色体畸变和血清癌基因蛋白P21水平进行研究。结果:吸烟与不吸烟者间GST、LSA、染色体畸变率和血清P21水平各指标差异均无显著性差异(P>0.05)。结论:吸烟对多环芳烃接触者沥青工和焦炉工的GST、LSA、染色体畸变率和血清P21水平无明显影响,可能是沥青工、焦炉工接触多环芳烃混合物浓度较高,掩盖了吸烟的作用。
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    分类号 R135

    Effect of smoking on biological membrane injury, chromosome aberration and P21 oncoprotein in workers exposed to polycyclic aromatic hydrocarbons

    LI Shi'en, WU Yiming, JIA Dingwu, CHEN Chen, YANG Tingzhang

    (Department of Occupational Health and Health Toxicology, Henan Medical University, Zhengzhou 450052)

    Abstrct:Aim: In order to explore the changes of GST,LSA, Chromosome Aberration(CA),Oncoprotien ras P21 and the effect of smoking on health in workers exposed to coal tar pitch and cove oven volatiles. Methods: Occupational epidemiology survey was conducted in 27 cases of workers exposed to coal tar pitch(CTP) and 24 cases of workers exposed to coke oven volatiles (COV).The index such as GST,LSA,CA,P21 were determined in each group, respectively. Results: GST in workers(37.05±10.42) u.ml-1 exposed to CTP was remarkably higher than that of the workers(28.33±6.40) u.ml-1 exposed to COV and control group(26.85±5.70) u.ml-1 .The differences have significant(P<0.05).LSA in CTP workers(0.121±0.030) and in COV workers(0.135±0.043) were remarkably higher than that of control group(0.074±0.023)(P<0.05,respectively).LSA in COV workers was higher than that of CTP workers, but no significantly difference was found(P>0.05).CA abnormal rates in COV workers(89.5%) and in CTP workers(87.5%) were higher than that of the control(33.7%),respectively, but no difference was found between the two groups of COV workers and CTP workers(P<0.05).The amounts of the chromosome gap in COV workers(33/1900cells) and in CTP workers (45/2400cells) were significantly higher than that of the controls(3/12cells)(P<0.01).The abnormal amounts of chromosome structure and number in COV workers (42/1900cells) was higher than that of control(3/1200cells).No differences were found between CTP workers with chromosome aberration rate(45/2400cells),with abnormal rate of chromosome structure (39/2400cells) and COV workers (P>0.05).P21 levels in COV workers (2072±1532),in CTP workers(4398±1768) were higher than that of the control(1200±757)(P>0.05).P21 level in CTP workers was higher than that of COV ones (P<0.05).The P21 differences were not found with or without cigarette smoking (P>0.05).Conclusion: PAHs can changes the biomembrane in exposure workers. It can inhabited the immune function in exposure workers and has a strong genetic toxic .Oncoprotien P21 can be increased by ras oncogene activizing in exposure workers. It's indicated that all of the index discussed in this manuscript can be considered as the markers used to surveillance.
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    Key words smoking; occupational exposure; coal tar pitch,cove oven volatiles; GST;LSA; CA; P21

    香烟中含多环芳烃和亚硝胺两类致癌物。焦炉工、沥青工均暴露于复杂的多环芳烃混合物污染环境中。多环芳烃混合物的致癌性已为流行病学调查和动物实验所证实[1,2]。多环芳烃混合物能诱发机体产生自由基,导致生物膜损伤,染色体畸变,进而引起肿瘤。染色体畸变与致癌基因表达有关,ras癌基因的激活常发生在癌变早期,其表达产物P21蛋白可从细胞内分泌到细胞外[3],检测血清P21蛋白可能是发现肿瘤高危险个体的有用标志[4]。作者对多环芳烃接触者中吸烟与不吸烟者的血清谷胱甘肽S-转移酶(GST)、血清脂质结合唾液酸(LSA)、染色体畸变和血清癌基因蛋白P21水平进行了研究,以了解吸烟对多环芳烃接触者生物膜损伤指标、染色体畸变和血清癌基因蛋白P21的影响,为多环芳烃作业者的劳动保护提供科学依据。
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    1 对象与方法

    1.1 研究对象

    1.1.1 接触组:某钢铁厂焦炉工24名(其中吸烟者19名,不吸烟者5名),某铝厂碳素分厂沥青工27名(其中吸烟者13名,不吸烟者14名),年龄23~54岁,平均年龄40.5岁,平均工龄19.4 a。

    1.1.2 对照组:健康人群31名,平均年龄42.6岁。

    1.2 实验方法

    1.2.1 GST活性测定:参见文献[5]。

    1.2.2 LSA测定:采用F-8836化学比色法[6]。F-8836专用试剂由成都军区总医院提供。

    1.2.3 染色体畸变测定:采用常规外周血淋巴细胞染色体畸变测定法。双盲法阅片,观察100个中期相细胞,记录染色体畸变数,参照人类细胞遗传学命名的国际体制分类。
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    1.2.4 血清P21蛋白测定:采用Western印迹测定法[7],并进行了一定改进。单位为Western印迹图谱扫描结合带相对面积。

    2 结果

    2.1 吸烟对焦炉工、沥青工生物膜损伤指标的影响 见表1。

    表1 吸烟与不吸烟者血清GST、LSA比较(±s) 组 别

    n

    GST/(u.ml-1)

    D(LSA)

    对照组
, 百拇医药
    吸 烟

    6

    30.11±6.64

    0.079±0.014

    不吸烟

    9

    26.13±5.38

    0.075±0.018

    焦炉工

    吸 烟

    19

    28.97±6.56

, 百拇医药     0.133±0.045*

    不吸烟

    5

    25.87±5.66

    0.142±0.036*

    沥青工

    吸 烟

    13

    38.78±8.58*

    0.117±0.020*

    不吸烟
, 百拇医药
    14

    35.44±11.98*

    0.125±0.037*

    与对照组相比,* P<0.05;焦炉工、沥青工和对照组中吸烟与不吸烟者分别比较,其差异均无显著意义(P>0.05)

    2.2 吸烟对焦炉工、沥青工染色体畸变率的影响 见表2。焦炉工、沥青工和对照组吸烟与不吸烟者染色体畸变率比较,差异均无显著性(P>0.05)。

    表2 焦炉工、沥青工吸烟与不吸烟者染色体畸变率比较 组 别

    n

    染色体

    畸变例数
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    染色体

    畸变率/%

    对照组

    吸烟

    4

    1

    25.00

    不吸烟

    8

    4

    50.00

    焦炉工

    吸 烟

, 百拇医药     16

    14

    87.50

    不吸烟

    3

    3

    100.00

    沥青工

    吸 烟

    12

    10

    83.33

    不吸烟

, http://www.100md.com     12

    11

    91.67

    2.3 吸烟对焦炉工和沥青工血清P21蛋白水平的影响 焦炉工和沥青工中吸烟者14名,不吸烟者8名,血清P21水平分别为3 114±1 917和4 311±1 488;对照组中吸烟者4名,不吸烟者8名,血清P21水平分别为1 609±685和995±745。经统计学处理,吸烟者与不吸烟者血清P21水平差异无显著性(P>0.05)。

    3 讨论

    煤焦和沥青中含芳香类化合物,在400~800℃时环化或聚合,产生不完全燃烧产物苯并芘和1,7-二甲基苯蒽等,香烟中含多环芳烃和亚硝胺,均可诱发细胞产生自由基和脂质过氧化物[5],导致细胞损害。GST属II相代谢酶中与亲电物质发生结合的一类酶系,在保护生物体免受毒物损害方面起重要作用。唾液酸是一种糖类物质,多以蛋白结合唾液酸和脂质结合唾液酸形式存在于细胞表面,在癌变或细胞膜受到损伤时合成、脱落增加[8]。染色体畸变是癌变过程中的最原始变化,绝大多数多环芳烃类物质都具有致突变性,与靶细胞DNA形成加合物,造成DNA损伤和染色体畸变。多环芳烃类物质(PAH)的最终代谢产物二醇环氧化物,最初结合于细胞DNA中鸟苷的N-7位置,在许多系统中主要诱导G-T颠换[9]。表明PAH诱导的点突变和ras基因激活的点突变有类似机制。随着肿瘤分子生物学的发展,人们发现染色体畸变与癌基因表达有关,95%以上的不同类型肿瘤的中期染色体中存在大量的数目异常和结构异常,发现某些肿瘤中染色体畸变的类型是恒定出现的,它们的出现往往和染色体上某一特定位点基因(原癌基因、免疫球蛋白等)发生变化密切相关[10]。ras基因产物P21蛋白过度表达与正常ras原癌基因扩增、插入一个启动子或增强子及ras等位基因缺失等有关。因此,P21ras 的表达被认为在细胞恶变过程中起着引发作用,是肿瘤发生的“启动基因”[11]。由此可见,ras基因产物P21蛋白过度表达和染色体畸变是联系的,但严格地讲它和特定染色体上某些位点的变化有关。
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    作者对接触多环芳烃化合物的焦炉工、沥青工的GST、LSA、染色体畸变和血清癌基因蛋白P21表达水平分别与对照组进行比较研究,结果显示,沥青工的GST显著高于焦炉工和对照组 (P<0.05)。焦炉工、沥青工的LSA均显著高于对照组(P<0.05)。焦炉工和沥青工染色体异常检出率均显著高于对照组(P<0.05)。焦炉工和沥青工的染色体裂隙次数均显著高于对照组(P<0.05);焦炉工的染色体结构、数目畸变数显著高于对照组(P<0.05)。焦炉工、沥青工的血清P21水平均显著高于对照组(P<0.05),沥青工显著高于焦炉工(P<0.05),并在沥青工中检出2名阳性者(高于对照组均值5倍以上)。证明了多环芳烃混合物可致生物膜损伤、染色体畸变和血清癌基因蛋白P21表达水平增高。本次将焦炉工、沥青工和对照组中吸烟与不吸烟者的GST、LSA、染色体畸变率和血清P21水平进行比较,各指标差异均无显著性(P>0.05),说明吸烟对多环芳烃接触者沥青工和焦炉工GST、LSA、染色体畸变率和血清P21水平的改变无明显协同作用,可能是沥青工、焦炉工接触多环芳烃混合物浓度较高,掩盖了吸烟的作用。
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    基金项目:河南省自然科学基金资助项目 97330001 984024100

    研究方向:肺癌的病因学、预防、早期诊断和综合治疗,E-mail:ymwu@371.net

    作者简介:吴逸明,男,55岁,教授,博士生导师,参考文献

    [1]Redmond CK,.Long-term mortality study of steelworkers,VI.mortality from malignant neoplasms among coke oven workers.J Occup Med,1992,14(1):621

    [2]陈琛,吴逸明,杨廷璋,等.气管内灌注煤焦沥青诱发大鼠肺癌的实验观察.中华劳动卫生职业病杂志,1989,7(4):204

    [3]Hamer PJ,Vacchio J,Ng S,et al. Activated val-12 ras P21 incellculture fluids and mouse plasma.Oncogene,1991,6(1):1 609
, 百拇医药
    [4]吴逸明,王新朝,贾定武,等.多环芳烃类混合物接触者血清P21水平的追踪观察研究.中华劳动卫生职业病杂志,2000,18(1):49

    [5]胡大荣.血清谷胱甘肽S-转移酶活性测定及临床应用.中华医学检验杂志,1987,10(5):266

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    [7]曾晓非,蒋学之,王鋎兰,等.接触氯甲醚工人血清中ras基因产物P21蛋白的检测.中华劳动卫生职业病杂志,1993,11(5):273

    [8]陈书盘.肿瘤标志物脂质结合唾液酸试验及其临床应用.国外医学临床生物化学与检验学分册,1985,11(4):8

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    [10]俞民澍,邱信芳,薛京伦.医学分子遗传学.北京:科学出版社,1990.265

    [11]李晓霞,李奕,肖培,等.P21ras 、P53在大肠癌中的表达及意义.实用肿瘤学杂志,2000,14(1):19

    2000-01-05收稿, 百拇医药