苯乙烯DNA化學(xué)損傷機(jī)制及遺傳易感性生物標(biāo)志物的研究.pdf

1、苯乙烯(Styrene)是世界上最重要的化工原料單體之一，在常溫下為無(wú)色、具有芳香氣味，高濃度有刺鼻氣味的液體，主要用于生產(chǎn)聚苯乙烯、丁苯橡膠、ABS和SAN樹(shù)脂、離子交換樹(shù)脂、不飽和樹(shù)脂，也可作為油漆、醫(yī)藥、涂料、染料和香料的原料和溶劑，在化學(xué)工業(yè)中已得到廣泛應(yīng)用。1975年苯乙烯即被列為全球產(chǎn)量最大的50種化學(xué)品之一，目前全國(guó)年產(chǎn)量為200萬(wàn)噸左右，山東省則高達(dá)60萬(wàn)噸。預(yù)計(jì)到2008年，我國(guó)苯乙烯年產(chǎn)量將達(dá)到300萬(wàn)噸以上。在我國(guó)

2、，目前苯乙烯職業(yè)接觸工人數(shù)量已超過(guò)50萬(wàn)。 苯乙烯的毒性已被廣泛研究，已被證明具有神經(jīng)毒性，對(duì)呼吸道和眼均具有刺激作用，接觸后會(huì)出現(xiàn)如眼痛、流淚、流涕、噴嚏、咽痛、咳嗽、頭痛、頭暈、惡心等癥狀、對(duì)血液系統(tǒng)和肝臟也具有損害作用，國(guó)內(nèi)外還有研究表明，短期高濃度或長(zhǎng)期低濃度職業(yè)接觸苯乙烯，對(duì)消化系統(tǒng)、泌尿生殖系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)都有損害，甚至還很可能具有致癌作用。苯乙烯屬于中等偏低毒性化合物。環(huán)境和職業(yè)接觸主要吸收途徑為呼吸道。我國(guó)規(guī)定居民

3、大氣中允許濃度為0.10mg/m<'3>，工作場(chǎng)所空氣中容許濃度為：8h時(shí)間加權(quán)平均容許濃度(TWA)：50mg/m<'3>，短時(shí)間接觸容許濃度(STEL)：100mg/m<'3>。 國(guó)內(nèi)外對(duì)于苯乙烯職業(yè)接觸及其毒性、苯乙烯在體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)化過(guò)程等都進(jìn)行了大量的研究，目前的研究熱點(diǎn)主要集中在苯乙烯的遺傳毒性和接觸個(gè)體遺傳易感性差異方面，雖然取得了一些積極的成果，但仍沒(méi)有定論。 DNA加合物是生物有效劑量(到達(dá)劑量或靶劑量)

4、的生物標(biāo)志物，它是毒性化合物進(jìn)入人體后與細(xì)胞中DNA分子相互作用而形成的。DNA加合物被認(rèn)為是化學(xué)致癌、致畸、致突變過(guò)程的關(guān)鍵，它一旦逃避了自身修復(fù)就可能成為"三致"作用的最小因子。因此，DNA加合物是研究化學(xué)毒物DNA損傷機(jī)制的主要內(nèi)容之一。 遺傳易感性生物標(biāo)志物主要包括環(huán)境化學(xué)物在接觸者體內(nèi)代謝、免疫及靶分子的基因多態(tài)性。苯乙烯在體內(nèi)的代謝過(guò)程已經(jīng)探明，代謝過(guò)程與其在體內(nèi)增毒、解毒過(guò)程密切相關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)職業(yè)接觸苯乙烯工人對(duì)

5、苯乙烯的毒性效應(yīng)具有明顯的個(gè)體差異性，考慮可能與其遺傳易感性有關(guān)。苯乙烯在體內(nèi)經(jīng)生物轉(zhuǎn)化排出體外的代謝過(guò)程由多種生物代謝酶參與，代謝酶的催化活性受其基因多態(tài)性的調(diào)控，因此這些酶的基因多態(tài)性在很大程度上影響到苯乙烯在體內(nèi)的代謝，從而影響其對(duì)機(jī)體的毒性損害作用。本研究選擇四種與苯乙烯體內(nèi)代謝過(guò)程相關(guān)性最高的生物代謝酶(CYP2E1，EPHX1，GSTM1和GSTT1)，觀察其基因多態(tài)性對(duì)苯乙烯代謝過(guò)程的影響，以進(jìn)行遺傳易感性生物標(biāo)志物的研究

6、。為了系統(tǒng)研究苯乙烯的DNA化學(xué)損傷機(jī)制及遺傳易感性生物標(biāo)志物，為苯乙烯接觸人群的生物學(xué)監(jiān)測(cè)、易感人群的篩檢，職業(yè)流行病學(xué)調(diào)查及職業(yè)危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)提供科學(xué)的理論根據(jù)，本項(xiàng)目從苯乙烯-DNA加合特性、生物代謝酶基因多態(tài)性與苯乙烯體內(nèi)代謝產(chǎn)物含量相關(guān)關(guān)系入手，進(jìn)行了以下研究： 1．研究了苯乙烯-DNA的加合特性，包括苯乙烯及其代謝產(chǎn)物與DNA的體外加合實(shí)驗(yàn)、加合鍵型及反應(yīng)級(jí)數(shù)等，以及與體外培養(yǎng)的淋巴細(xì)胞中DNA分子的加合作用。

7、2．采用無(wú)泵型個(gè)體采樣器對(duì)苯乙烯職業(yè)接觸工人八小時(shí)時(shí)間加權(quán)平均濃度進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，獲得了較為準(zhǔn)確的工人工作班內(nèi)苯乙烯個(gè)體接觸劑量。 3．應(yīng)用高效液相色譜和可見(jiàn)分光光度法測(cè)定了苯乙烯職業(yè)接觸工人班末尿中苯乙烯三種代謝產(chǎn)物含量。 4．采用PCR-RFLP和多重PCR方法測(cè)定了職業(yè)接觸苯乙烯工人與苯乙烯體內(nèi)代謝過(guò)程關(guān)系最密切的四種生物代謝酶(CYP2E1，EPHX1，GSTM1和GSTT1)的基因多態(tài)性。 5．經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)處

8、理，研究了這四種生物代謝酶的基因多態(tài)性對(duì)苯乙烯代謝的影響。并以此為根據(jù)，篩選出苯乙烯職業(yè)接觸遺傳易感性生物標(biāo)志物。 本項(xiàng)研究的特點(diǎn)在于，選擇DNA加合物和遺傳易感性生物標(biāo)志物為突破點(diǎn)，研究了苯乙烯-DNA加合物的形成、加合鍵型及反應(yīng)級(jí)數(shù)，為苯乙烯DNA化學(xué)損傷機(jī)制及遺傳毒性研究提供了理論依據(jù)；同時(shí)把四種苯乙烯代謝相關(guān)酶的基因多態(tài)性、苯乙烯暴露水平及苯乙烯三種代謝產(chǎn)物含量結(jié)合起來(lái)，并結(jié)合相應(yīng)的代謝機(jī)制，進(jìn)行綜合分析，探索它們之間的