汞、镉、砷、铅与人群中多发性畸形的关系

汞、镉、砷、铅与人群中多发性畸形的关系

多形畸形是一种常见的出生缺陷。由于其缺陷的外观易于诊断，对新生儿的生理健康没有显著影响，因此对影响因素的研究很少。但是,作为一种先天畸形,毕竟对儿童成长、生活、学习和心理造成不同程度的影响。探讨其流行病学病因仍有一定的公共卫生意义。我们在进行微量元素与多种出生缺陷关系的研究过程中,选择出多指(趾)畸形作为一个专题进行分析,以期从环境有毒重金属暴露的角度,探讨多指(趾)畸形遗传因素以外的危险因素。对象和方法一、指“术”的范围2003年10月至2004年7月,“中美预防出生缺陷和残疾合作项目”监测系统中出生的所有类型的非综合征型多指(趾)畸形病例,经“知情同意”后,共募集到的86例多指(趾)畸形病例。对照组按1∶1个体匹配的方法,选择一例与病例同地区、同一民族、胎儿出生日期相差不超过1个月,产妇年龄相差3岁以内,经检查无出生缺陷的正常产妇。二、方法1.孕产妇和分娩情况调查孕期前3个月影响出生缺陷发生的各种环境暴露因素。其中包括各类食物摄入频率、药物使用情况、孕期患病情况、有害因素接触情况、被动吸烟和饮酒情况、孕周、月经和生育情况,出生缺陷家族史和丈夫健康情况等。现场调查开始前按照南北两个地区统一组织调查员的专题培训。2.实验测定正常小鼠睾丸中m的4.3细线的检查每个产妇经知情同意后,以清洁的医用不锈钢剪刀,在产妇枕部紧贴头皮处剪取直径不小于3mm的一束头发,以细线在剪端固定,并标明远端和近端,记录采样时间和末次月经日期,装入带有标签的清洁自封袋中。为检测出生缺陷胚胎发育期间的孕妇毛发中微量元素含量,要求所采集的毛发需有足够长度,毛发过短或怀孕期间至采样时有染发、烫发等毛发处理的产妇,不能作为研究对象。3.丙酮-水-丙酮法毛发样品由各项目点邮寄到北京大学医学部实验室后,经核实末次月经日期和毛发采集日期,按照平均每月1cm左右的生长速度,计算出早孕期毛发的位置,剪取该段毛发作为实验室测定的样品。毛发洗涤按照改进的国际原子能机构和美国环保署推荐的方法,以5%TritonTX-100为去污剂,按丙酮-水-丙酮的洗涤程序进行。洗涤后的发样放在不锈钢烤箱中75℃烘干3h,取75mg毛发、1.5ml硝酸于10ml超纯石英消化罐中冷消化12h,然后添加0.5ml过氧化氢程序控制微波消化炉于德国Berghof公司生产的MWS-2型中消化。消化程度为150℃850W10min,190℃900W15min,100℃400W10min。微量元素测定采用美国PE公司ELANDRCⅡ型ICP质谱仪,主要设置参数为雾化汽流量0.9L/min,辅助汽流量1.8L/min,等离子汽流量15.0L/min。透镜电压为自动式。检测器电压为模拟模式,-1781.25V,脉冲模式,900V。4.调查资料的获得及实验质量控制培训调查员,编制现场调查及采样操作手册,监督现场调查员按照现场操作手册进行调查和采样。研究负责人适时组织抽查、复查,并进行问卷一致性检验,在所有调查对象中随机抽取21名被调查对象以同样的调查表进行2次调查。本次调查资料与出生缺陷监测数据中相同项目进行Kappa一致性检验。实验室质量控制措施主要包括,实验仪器设备的优化和标化;发样标准物质的测定;平行盲样的引入,抽取部分毛发样品,在实验室分析测定的第一个环节前,平均分为2个独立样品,盲法插入到测定样品序列中。5.cox比例风险模型及变量数据录入使用Epidata3.0并进行逻辑检错,数据分析软件使用SPSS11.5,以该软件生存分析模块中COX比例风险模型,进行1∶1配比的条件Logistic回归分析。对38个变量进行分析,变量有赋值为1,无为0;主要食物的摄入频率赋值,每周大于6次为1,每周4～6次为2,每周1～3次为3,每周不到1次为4;燃料类型等分类变量引入亚变量;洗发间隔天数、产前检查次数等视为连续型变量直接引入模型分析。结果一、首次妊娠和分娩情况共募集到86对多指(趾)畸形病例和对照,病例中单胎为95.3%(82/86),双胎为4.7%(4/86);男婴65.1%(56/86),女婴34.9%(30/86),首次怀孕者38.1%(33/86)。病例平均年龄26.8岁,对照平均年龄26.7岁,2组年龄比较,差异无显著性(P>0.05)。二、质量控制分析1.测定条件与实际发样测定条件比较质量控制毛发标准物质为GBW09101,毛发标准物质测定条件与实际发样测定条件完全相同。标准物质测定所测4个元素基本在标准物质所标定的范围内,见表1。2.问卷信息Kappa值等于1的项目占52.6%(20/38),Kappa值等于7的占76.3%(29/38),最小值在0.4以上,见表2。3.毛管的平行测量结果4种元素2次测定的相关系数和回归系数接近,见表3。三、空间基因组和孕产妇用药的影响1.调查变量单因素分析:孕妇从事化工职业工作,水果类食物摄入频率,腌制品摄入频率,以及孕期用药为4个有显著性意义的变量,见表4。2.2组毛发微量元素比较:元素Pb、As、Cd对照组与病例组比较,差异无显著性(P>0.05);病例组的发Hg含量高于对照组,差异有显著性(P<0.05),见表5。四、环境危险因素分析将从事化工职业、水果摄入少、腌制品摄入多、孕期用药、洗发间隔及毛发Pb、Cd、As、Hg元素含量同时引入配对资料的COX比例风险模型,利用该模型进行配对资料的条件Logistic回归分析,结果显示,孕期从事化工行业,膳食中水果类摄入频率较低及发汞含量与多指畸形有关,是多指畸形的3个环境危险因素,见表6。维生素c的作用机制多指(趾)畸形是最常见的先天性肢体异常,其中遗传因素是最为主要的发病原因,过去人们通过连锁分析等遗传学分析方法,将候选基因定位于染色体的特定区带,以期进行更详细的定位克隆,尽管如此,许多疾病的发生都不是单独的一个方面的原因,即使是遗传因素所导致的疾病的发生也会有环境因素的诱因,本研究表明,多指(趾)畸形与环境因素有关。汞是自然界广泛存在的重金属元素,汞的急性和慢性中毒已多见报道,其中的典型事例是由于甲基汞中毒而导致的水俣病。汞对神经系统、肾脏以及肝脏均有毒性作用,由于汞具有很好的脂溶性,可以透过胎盘屏障影响胎儿正常发育,动物实验发现,分别给胚胎发育期的大鼠0.2、0.4、0.8、1.6及3.2mg/kg不同的染毒剂量,大鼠胚胎畸形的发生率依次显著增加,呈现出明显的剂量反应关系。汞致机体损伤的机制涉及到机体代谢的许多环节,汞易与含巯基的蛋白质及酶类结合,导致体内ATP酶,碱性磷酸酶,细胞色素氧化酶,琥珀酸脱氢酶,乳酸脱氢酶等数十种酶的失活或功能紊乱,从而造成细胞损伤。汞可以通过与DNA、RNA等遗传物质中的氨基、羟基、磷酸基等基团结合,破坏遗传物质结构的完整性,甚至产生DNA断裂和突变。汞的毒性作用的一个重要方面与汞所致的氧化损伤有关。因此有人提出应用维生素C等抗氧化物质可能拮抗汞所致机体损伤。维生素C作为一种水溶性的维生素,是一种很好的细胞内外化学反应的还原剂,也是一个良好的电子供体,具有较强的抗氧化作用。它是细胞内重要的活性氧清除剂之一,可很快地与·O2、H2O2及·OH作用,生成半脱氢抗坏血酸,清除或减少这些自由基以防止细胞发生氧化损伤。另外,维生素C可使氧化型谷胱甘肽还原成谷胱甘肽,后者可与汞等重金属离子结合以拮抗汞等重金属对巯基酶的抑制作用,间接地影响重金属的毒性作用。本研究表明,汞与多指(趾)畸形的发生有关,进一步证明了汞对人类胚胎发育的致畸作用;水果中的柑橘、柠檬、青枣、山楂、猕猴桃等是人们日常获取维生素C的良好来源。多因素分析中水果类摄入频率进入最终的分析模型中,是否由于水果中维生素C等营养素对汞的毒性的拮抗作用,还有待于深入探讨。毛发作为国际原子能机构和美国环保署推荐的环境重金属暴露的评价指标,有其应用的科学依据,首先,毛发样品采集方便,不需要特殊的运送和保存条件。另外,毛发不会受到机体短期内饮食、酸碱平衡等因素的影响。再者,由于毛发中微量元素含量一般比血液等机体其它测量样品高出许多倍,因此具有较好的检测稳定性和灵敏度。毛发测定的另外一个显著的特点,是可以分别测定毛发不同时段的元素含量,进而估计不同时期内机体的暴露水平。本研究中,毛发微量元素测定均取自出生缺陷胚胎发生的关键阶段,即早孕期的毛发,它体现了流行病学病因研究的原则,即暴露在先,结果在后。微量元素实验室测定的准确性和可靠程度,既取决于所作用的仪器设备,检测方法,同时还与实验室质量控制有关。本研究中采用目前微量元素测定领域中较为先进的样品消化和检测设备,多次重复使用毛发标准物质、盲法插入平行样品等质控措施,反映重复测量平行样重现性的最好的指标为变异系数,但对于每个样品只有一个平行样的情况,不适合计算2个数值的变异系数。从理论上推测,如果一组成对平行样前后2次测定的结果一致,该组成对的平行样进行直线相关回归分析,应得到相关和回归系数均近似于1,回归直线为一条经