燃煤氟砷致骨代谢损伤的生物暴露限值初探.pdf

中国地方病学杂志 2 0 1 2年 9月 2 0 E t 第 3 1卷第 5期C h i n J E n d e m i o l ， S e o t e mb e r 2 0， 2 0 1 2， v 0 l | 3 1 ，N o 5 燃煤氟砷致骨代谢损伤的生物暴露限值初探 曾奇兵喻仙杨蓥洪峰 【 摘要 】 目的探讨燃煤氟砷致暴露人群骨代谢损伤的生物暴露限值 B E L 。方法2 0 0 9年选择贵州省 清镇 市 流长 乡 1 9 8例 氟砷 联合 暴露 者作 为 调查 对象 。 分别 检 测尿 氟 、 尿 砷 及骨 代谢 效 应标 志 尿羟 脯 氨酸 U H Y P 和尿 I 型胶原交联 氨基末端肽 U N T X 、 骨强度指数 S rn 。应用 B MD S Ve r s i o n 2 ． 1软件计算燃煤氟砷 致骨代谢损伤的尿氟、 尿砷基准剂量 B MD 2 其可信限下 限 B MD L 。结果氟 、 砷混合暴 露引起骨代谢损伤 的尿氟 B MD及 B MD L范围分别 为 0 ． 6 81 ． 3 5 mg ／ g C r 和 O ． 5 7～1 ． 1 1 mg ／ g C r ；尿砷 B M D及 B M D L范围分别 为 8 ． 3 6～l 8 ． 7 7 g ／ g C r 和 7 ． 1 2 l 5 ．4 0 g C r 。结论建议燃煤氟砷混合暴 露引起骨代谢损伤 的生物暴露 限值 ， 尿 氟为 0 ． 5 7 m g ／ g C r ， 尿砷为 7 ． 1 2 g ／ g C r 。 【 关键词】 氟； 砷； 基准剂量； 生物暴露限值 Bi o l o g i c a l e x p o s u r e l i mi t i n b o n e me t a b o l i s m d a ma g e i n d u c e d b y C O e x p o s u r e t o fl u o r i n e a n d a r s e n i c f r o m c o a l b u r n i n g Z E N G Q i - b i n g ．Y U X i a n，Y A NG J u n ，H O N G F e n g ．D e p a r t m e n t o f T o x i c o l o g y ．S c h o o l o f P u b l ic He a l t h，Gu i y a n gMe d i c a l U n i v e r s i t y，Cu i y a n g 5 5 0 0 0 4，C h i n a C o r r e s p o n d i n g a u t h o r HO N G尼 ， E m a i l h o n g f e n g - 7 3 1 6 3 ． c o m 【 A b s t r a c t 】 Ob j e c ti v e T o s t u d y t h e b i o l o g i c a l e x p o s u r e l i m i t i n b o n e me t a b o l i s m d a ma g e c a u s e d b y C O e x p o s u r e t o fl u o ri n e a n d a r s e n i c f r o m c o a l b u r n i n g i n e x p o s e d p o p u l a t i o n ． M e t h o d s On e h u n d r e d a n d n i n e t y - e i g h t c a s e s o f fl u o ri d e a n d a r s e n i c C O - e x p o s e d p e o p l e f r o m L i u e h a n g v i s a g e ，Q i n z h e n c i t y ，G u i z h o u p r o v i n c e w e r e e n r o l l e d i n t h e s t u d y ． U ri n a r y fl u o ri n e U F ， u ri n a r y a r s e n i c U A s ， u ri n a ry h y d r o x y p r o l i n e U H Y P ， I O S S l i n k e d N - t e l o p e p t i d e s o f t y p e I c o l l a g e n U N T X a n d b o n e s t r e n g t h i n d e x S T I w e r e d e t e c t e d ．B MD S V e rs i o n 2 ． 1 s o f t w a r e w a s u s e d t o c a l c u l a t e U F ， U A s b e n c h ma r k d o s e B MDa n d i t s l o w e r c o n fi d e n c e l i m i t B MD L o n the d a m a g e o f b o n e me t a b o l i s m c a u s e d b y C O - e x p o s u r e t o fl u o rin e a n d a r s e n i c f r o m c o a l b u rni n g ． Re s u l t s T h e BMD a n d BMDL r a n g e o f UF c a u s e d b y C O e x p o s u r e t o fl u o rin e a n d a r s e n i c f r o m c o a l b u rn i n g we r e 0 ． 6 8 一． 3 5 mg ／ g C r ．0 ． 5 7 1 ． 1 1 mg ／ g C r ． T h e BMD a n d BMD L r a n g e o f UAs c a u s e d b y C O - e x p o s u r e t o fl u o rin e a n d a rse n i c f r o m c o a l b u r n i n g we r e 8 ． 3 61 8 ． 7 7 I．L g ／ g C r ， 7 ． 1 2一l 5 ． 4 0 g ／ g C r ． C o n c l u s i o n T h e b i o l o g i c al e x p o s u r e l i mi t s o f U F a n d U A s f o r b o n e me t a b o l i s m t o x i c i t y a r e p rop o s e d a s 0 ． 5 7 ms ／ g Cr a n d 7 ． 1 2 o ． g ／ g C r i n C O e x p o s u r e t o fl u o rid e a n d a r s e n i c f r o m c o a l b u rn i n g，r e s p e c t i v e l y ． 【 Ke y w o r d s 】 F l u o ri d e ； A r s e n i c ； B e n c h m a r k d o s e ； B i o l o g i c a l e x p o s u r e l i mi t 氟 、 砷两元素均为 蓄积性 毒物 ， 两者 的联合 毒 性作用近年来越来越受到众多学 者的广泛关注 [ ” 。 生 物暴露 限值 b l o g i c a l e x p o s u r e l i mi t ， B E L 是指人 群暴露于外源化学物后 ， 未产生有害效应时 ， 机体 D OI 1 0 ． 3 7 6 0 ／ c m a ．j ． i s s n ． 1 0 0 0 4 9 5 5 ． 2 0 1 2 ． 0 5 ． 0 1 2 基金 项 目 国家 自然科学基 金 3 0 6 6 0 1 6 3 、 8 1 0 7 2 2 4 8 ； 贵州省优 秀青 年科技 人才培 养计划 专项资 金 黔科 合人 字 【 2 0 0 7 ] 1 2号 ； 贵 州 省科学技 术基金 黔科通 [ 2 0 0 6] 6 3号 ； 贵州 省教育 厅 自然 科学 科研基金 黔 教高发 [ 2 0 0 5 ] 3 2 8号 作 者单位 5 5 0 0 0 4贵 阳医学院公 共卫 生学 院职业 卫生 与职业 医学教研 室 作 者简介 曾奇兵 1 9 8 5 一 ， 男 ， 贵州省遵 义市人 ， 硕 士研 究生 ， 主要从 事氟砷联合毒作用机制研究 。 E ma i l z q b _ 8 5 y a h o o ．c n 通 信作者 洪峰 ， E ma i l h o n g f e n g - 7 3 1 6 3 ． t o m 5 2 3 论 著 内存在的外源化学物和 或 其代谢物 的最高容许 含量 ， 或由它们所致的无害性效应标志的最高容许 水平旺 ] 。目前氟 、 砷对机体损伤的 B E L的计算是在 氟 、 砷单独暴露情况下得出的 ， 并没有考虑到氟 、 砷 之间的联合毒性作用。因此 ， 研究氟、 砷混合暴露情 况下骨代谢损 伤的 B E L， 对 于氟、 砷暴露人群 骨代 谢损伤 的评价及健康监测具有重要 的理论 和实 际 意义 。 1 对 象与 方 法 1 ． 1 调查对 象 2 0 0 9年选择 贵州省清镇市流长 乡 为调查点 。参考新疆黄月珍 、 王国荃推荐氟砷联合 诊断标准 1 9 9 2年 口 ] ， 选择 1 9 8例氟砷联合暴露者 为调查对象 。所有调查对象均排除有职业病史、 肿 2 0 1 2年 9月 2 0日第 3 1卷第 5 瘤高发家族史 以及近期有服用 影响骨代谢 的药 物 史等 。根据调查 的实际情况 ， 按氟斑牙分度 ≤2 、 尿 氟 u r i n a r y fl u o ri d e ， U F 1 ． 2 m g ／ g C r 、 临床 症状 、 体征及 X线检查未见明显异常等 ，筛选出 3 3例作 为 内对照 组 。 1 ． 2 研究 内容及方法 在知情同意原则下 ， 现场采 集病 区环 境介质 室 内、 外空气各 1 O例 ， 大米 、 辣 椒、 饮水 、 燃煤 、 菜土各 2 O例 ， 玉米、 黏土各 l 9例 ， 收集调查对象晨尿。采用氟离子选择电极法测定环 境介质 中的含氟量及 U F 。原子荧光光谱法测定环 境介质 中的含砷量及尿砷 U r i n a r y A r s e n i c ， U A s 浓 度。 氯胺 T法测定尿羟脯氨酸 u r i n a ry h y d r o x y p r o l i n e ， U H Y P 含量 ， 酶联免疫吸附实验法测定尿 I型胶原 交联氨基末端肽 u r i n a ry t y p e I c o l l a g e n c r o s s l i n k e d N t e l o p e p t i d e s ， U N T X 含量 ， 定量超声骨 强度仪测 定调查对象右侧跟骨骨强度指数 S t r e n g t h i n d e x ， S T I 。 以 U F 、U A s 浓 度分组 ， U F分为 1 ． 2 、 1 ． 2 2 ． 4 、 ≥2 ． 4 mg ／ g C r 3个水平 ， 尿砷分为 2 0 、2 0～0 ． 0 5的模型 中选择赤池信息量准则 A k a i k e i n f o r ma t i o n c r i t e r i o n ， A I C 值最小 的作 为最合适 的模 型 _ 5 ] 。本研究 中， L o g i s t i c模型A I C值最小 ， 因而 L o g i s t i c模型为最佳 模型。B MR的选择直接决定 B MD的计算及 B MD L 的值 ， 在分类资料研究 中 B MR常选用 1 0 ％， 因 1 0 ％ 的反应率达到或接近大多数癌症 和非癌症 生物鉴 定的敏感度限值 ． 这样会增加所得 B E L的安全度 ] 。 羟脯氨酸 HY P 是体 内胶原代谢 的特有产物 ， 是评 价胶原代谢状况 的重要标志 。 I 型胶原交联氨基 末端肽 N T X 是与端肽结合的吡啶交联物 ， 是反映 骨吸收的特异 、 敏感 、 稳定 的标志 _6 ] 。S T I 是超声波 传导速度 和超声波振 幅衰减组合计 算出的临床量 度 ， 可综合反映骨密 度及 骨强度 ， 从 而较全 面地反 映骨的生物力学特征 ] 。本研究 以 H YP 、 N T X、 S T I 作为骨代谢损伤的效应标志 ， 估算 出燃煤氟砷混合 暴露引起骨代谢损 伤的 U F、 U A s的 B E L ，建议 U F 为 0 ． 5 4 mg ／ g C r ， U A s 为 6 ． 8 5 g ／ g C r 。 ’ 本研究应用 B MD法计算 出来 的 U F、 U A s的暴露限值 ， 比我国现 行标准中人群 U F正常值及 中国人群尿砷正常值_ 1 0 低 ． 考虑可能由于 以下原 因造成 随着改炉改灶 、 健 康教育 等干预措施 的实施 ， 调查对象体 内氟 、 砷负 荷降低 ； U F 、 U A s 主要反映近期氟、砷暴露水平 ， 虽 然 氟、 砷暴露水平逐渐下降 ， 但损伤效应仍在不断 累积 我国现行标准是在单一氟或砷暴露情况下得 出的 ， 而本次研究的生物暴露限值是在氟 、 砷混合 暴露情况下得 出的。提示在氟砷混合暴露的现场调 查研究 中， 应用 U F、 UA s 进行人群骨代谢损伤评价 时 ， 需考虑氟砷 的暴露限值 。另外 ， 从 B MD计算结 果可知 ，以 U N T X为效应标志计算 出来的 U F 、 U As 的 B MD及 B MD L值均最低 ，提示在评价氟砷致暴 露人群骨代谢损伤中 ， U N T X的敏感性要 比 U H Y P、 S T I 高。提示 U N T X可能为评价氟砷致暴露人群骨 代谢损伤的敏感生物学标志 。 参 考 文 献 [ 1 ] 曾奇兵 ， 刘云 ， 张爱华 ， 等． 氟砷污染对暴露人群骨代谢 的影响 [ J ] ． 中国地方病学杂 志， 2 0 1 1 ， 3 0 4 3 9 3 3 9 5 ． [ 2 ] 张 爱华 ， 孙志 伟． 毒理 学基 础 案例 版 [ M] ． 北京 科 学 出版 社 ． 2 0 0 8 1 2 6 ． [ 3 ] 黄月珍 ， 钱戌春 ， 王国荃． 砷 氟中毒综 合征 的临床研究 [ J ] ． 新 疆医学院学报 ， 1 9 9 2， 1 5 1 1 4 ． 1 7 ． [ 4] 李达 圣 ， 安东 ， 何 平． 贵州省燃煤 型地方性 氟 中毒 流行现状 调 查分析[ J ] ． 中国地 方病学 杂志， 2 0 0 5 ， 2 4 6 6 5 1 6 5 4 ． [ 5 ] F i l i p s s o n A F，S a n d S ，N i l s s o n J ，e t a1．T h e b e n c h ma r k d o s e me t h o d． r e v i e w o f a v a i l a bl e mo d e l s， a n d r e c o mme n d a t i o n s f o r a p p l i c a t i o n i n h e a l t h r i s k a s s e s s me n t [ J ] ． C r i t R e v T o x i c o l ， 2 0 0 3， 3 3 5 5 0 5 5 4 2 ． 【 6 ] 邵波 ， 金泰 虞 ， 钱海 雷 ， 等． 基准剂量在制定镉生物暴露 限值 中 的应用 [ J ] ． 中华劳动卫生 职业病杂 志， 2 0 0 6 ， 2 4 1 2 O 一 2 2 ． [ 7 ] 梁君慧 ， 陈丽佳 ， 张勋堂 ， 等． 饮 水型氟骨症患者骨密度与血 清 骨钙素测定的探讨 [ J ] ． 中国骨质疏松杂志 ， 1 9 9 6 ， 2 3 7 3 ． 7 4 ． [ 8 ] B o y a n o v M， B a k a l o v D， B o n e v a Z ． B o n e mi n e r a l d e n s i t y i n me n w i t h and wi t h o u t t h e m e t a b o l i c s y n d r o m e [ J ] ． Ag i n g Ma l e ， 2 0 0 9， 1 2 2 3 6 2 - 6 5 ． 【 9] H a y a t G，P a d i l l a F， B a r k m a n n R， e t a1． N u me ri c al s i mu l a t i o n o f t h e d e p e n d e n c e o f q u a n t i t a t i v e u l t r a s o n i c p ara me t e m O il t r a b e c u l a r b o n e mi c r o a r c h i t e c t u r e a n d e l a s t i c c o n s t a n t s[ J ] ． U l t r a s o n i c s ， 2 0 0 6 ， 4 4 1 2 8 9 2 9 4 ． [ 1 0 ]G u n n a r F，N o r d b e r g G F，F o w l e r B A，e t a 1 ． Ha n d b o o k o n t h e T o x i c o l o g y o f Me t a l s ， T h i r d E d i t i o n[ M] ． U S A Ac a d e mi c p r e s s ， 2 0 0 7． 3 81 ． 收稿 日期 2 0 1 1 ． 1 2 0 5 本文编辑 王涵 数值修约书写要求 读 者 作 者 编 者 来稿时数据要求 同一指标 小数 位数 一致 ， 一般按标准差的 1 ／ 3确定位数 ， 例如 3 ． 6 1-1- 0 ． 4 2 ， 标准差的 1 ／ 3为 O ． 1 4 ， 标准差波 动在小数点后第一位 ， 故应取小数点后第一位 ， 写成 3 ． 60 ． 4 。 又如 8 ． 6 10 ．2 7 ， 标准差 的 1 ／ 3为 0 ．0 9 ， 故应取小数点后第二位 ， 写成 8 ． 6 1 0 ． 2 7 。过多的位数 并无 意义。但是在一系列数值并列时 ， 小数点后的位数 应一致 。例如在 3 ． 6 1 4 - 0 ． 4 2 、 5 ． 8 60 ． 7 3 、 2 ． 3 4-4 - 0 ． 1 5这样一组数据 中， 第 3 组数据标准 差 0 ． 1 5的 1 ／ 3为 O ．0 5 ， 在 小数 点后第二位 ， 则这组数据均应修约到小数点后第 二 位 。 写成 3 ． 6 10 ．4 2 、 5 ． 8 60 ． 7 3 、 2 ． 3 40 ． 1 5 。 本刊杂志社