电焊工血液重金属含量与外周血DNA损伤的相关性

　　焊接工艺在机械、建筑、铁路等生产中有着极其广泛的应用，焊接区蒸发出来的金属及其冶金反应物是电焊作业者主要的职业病危害因素之一。由于焊接方式、电焊条的类型、被焊金属的种类等差异，电焊作业人员暴露重金属的种类和水平也可能存在较大差异。职业流行病学调查结果显示电焊工外周血DNA损伤高于对照CZl。明确电焊工DNA损伤与暴露重金属的种类及暴露水平之间的关系，对于采取适当的健康防护措施具有科学意义。因此，我们比较了浙江省两家不同企业电焊工血液重金属负荷和外周血DNA损伤的差异，并分析重金属暴露与DNA损伤之间的关系。
　　对象与方法
　　一、对象
　　选取浙江省医疗器械制造和船舶制造企业从事电焊作业6个月及以上工人作为暴露组，共计47人，均为男性，其中医疗器械制造企业22人(A组)，船舶制造企业25人(B组);同时选取无明显有害因素接触的男性管理人员22例作为对照组。暴露组排除既往有机溶剂、普通粉尘等职业接触史，两组人群均排除近期服用特殊药物者以及患慢性疾患者。
　　各组年龄、工龄、吸烟人群比例差异均无统计学意义(P>0.05)}B组中25人均有饮酒史，与对照组相比差异有统计学意义(扩=16.3,P<0.01)。详见表1.
　　二、方法
　　1.血液样品的采集、运输及保存暴露及对照人群均采集肝素抗凝静脉血5mL,标记后低温保存，当天带回实验室分析。
　　2.主要仪器和试剂
　　荧光显微镜(Olympus,BXS1)，恒温振荡水槽(上海森信，DKZ-450B)，电泳仪及电泳槽(北京六一，ElYY1C),超纯水仪(⒕Ⅱipo犯,⒕11i田),电感耦合等离子体质谱仪(美国PcrkinⅡ阢r,NexION3tX,D)。苯基三甲基氢氧化铵(m囚⑴为美国⒏鲫ˉAl山ch产品,10∞nlg/L铬(Cr)、锌(Zn)、镉(Cd)、铅(Pb)、钴(Co)、镍(№)、锰(Mn)标准溶液原液为美国%rkinEk町产品。%s-HC1、N勿EDTA、低熔点琼脂和正常熔点琼脂为美国魉屺sco产品,GelRed为美国⒏矾iuln产品,%tt,n-1∞、DMSo、N砣l、NaoH等为国产分析纯。
　　3.血液中重金属含量的检测
　　前处理条件:5%TMAH溶液将血液稀释⒛倍。ICP-MS检测条件见表2。细、Cd、Pb用标准模式进行检测;Cr、Mn、№用动态反应池技术(DRC)进行测定。同时我们对每个元素进行了低质量数门槛(RPQ)的优化,得到了最佳的RPQ值来测定相应的元素,详见表3。4.彗星试验参照⒊n驻等[3]的方法。制片:1ClCluL1%正常熔点琼脂糖(质量分数0.gO%)为第1层;5uL1%细胞悬液与T~suL1%低熔点琼脂糖(质量分数为0。C~s%)为第2层;将制好的玻片浸入经预冷的细胞裂解液[2.5mol/LNaCl、1tX【nlmt,l/LN疡ED⒒、1Onlmc,l/L%s-HCI(pH10)、体积分数为1%的%-ton-IfXl和体积分数为10%的DMs0]中1h;取出玻片后置于水平电泳槽中,加人电泳缓冲液[1nlnlt,l/LN助E"队、3∞nmlol/LNa0以pH13)],放置⒛血m后,3∞珈⒋、⒛Ⅴ电泳⒛血n;%s中和液(0.4m,l/L%s-HClpH7.5)浸洗2次;以碉l.LGelRed(⒈SCXXl蒸馏水稀释)染色;于01·mpusBⅪ1荧光显微镜(2tXJ倍)下观察,激光激发波长为518Flm,发射波长为”0nln,ol聊pusDPs0数码摄像机拍摄图片,并用CA叩彗星分析软件测量彗星尾部DNA百分含量。
　　每个剂量组测量1OO个细胞。试验均在黄光下进行,以避免额外DNA损伤。三、统计学分析采用S"s⒛.0进行不同组别人群血液中各重金属含量与DNA损伤指标的分析,用Pe潞。n相关法分析各重金属含量与DNA损伤指标之间相关性。
　　正态分布计量数据采用瓦±s描述,组间比较采用两独立样本莎检验;偏态分布数据采用″(QR)描述,组间比较采用MalallˉW‰itneyσ检验;计数资料采用x2检验。为差异有统计学意义。
　　结果
　　一、电焊作业对工人血液中重金属含量及DNA损伤的影响A组血液中C1·、Pb、№、Mn含量均高于对照组,差异有统计学意义。P均(0.01),Zll、⑾和∞含量与对照比较差异无统计学意义。B组血液中Zll、Co含量低于对照组(莎=4.3、4.3,P均<0.01),⑴、Pb和Mn含量高于对照组(σ=2-Q。0、78.5,莎=-7.6,P(0.01),Cr、Ni含量与对照组比较差异无统计学意义。B组DNA损伤与对照组相比差异有统计学意义(t=-7.S,P<0.01)，详见表40二、DNA损伤与损伤相关因素的多元线性回归分析
　　以DNA损伤为应变量，以组别、饮酒情况、Cr,Cd,Pb,Co,Ni,Mn为自变量，进行多元线性回归分析。结果显示，饮酒与否对DNA损伤并未产生影响(P>0.05)，提示饮酒史的存在不影响两组DNA损伤的比较。B组与对照组比较，DNA损伤差异有统计学意义(刀=3.9,SE=0.9,t=4.3,P<0.01)，各类重金属含量对DNA损伤也无显著影响(P>0.05)，见表5.
　　三、血液中重金属含量和DNA损伤相关性分析
　　A和B企业暴露人群血液中各重金属含量和DNA损伤相关性分析未见显著相关(P均>0.05),详见图1.
　　讨论
　　电焊作业中电焊工暴露于含有多种重金属的环境中，已有研究对电焊工血液中重金属含量进行分析〔4-6]，其中Cr,Zn,Cd,Pb,Co,Ni,M。较受关注。电焊作业可致电焊工血液中多种重金属含量升高，Iar-rnarcovai等L}l发现法国南部建筑业的电焊工血液中Cd,Cr,Co,Mn,Ni,Pb含量均高于管理人员。将Gil等[a}调查的受到电焊烟尘职业性暴露的178位钢铁企业工人与本研究中暴露人群比较，血液中C:的含量B组与其相似，A组为其7.5倍，其中Cd,Ni,Mn含量均小于两个组，Pb的含量与B组相似，低于A组。将本研究中对照组与Iked。等检测的日本未受污染地区1420位女性进行比较，发现血液中Cd,Cr,Mn的含量相似，Ni,Pb的含量分别为其1.5和2倍。各地区人群可能由于饮食以及环境污染等使得血液中重金属的含量有差异。
　　本组中调查的两家企业由于制造产品不同，电
　　焊所用的焊丝与基底材料有所不同，其中A企业使用不锈钢焊丝，B企业使用碳钢药芯焊丝。这两种焊丝所含金属种类与含量有差别，产生焊接烟尘也不同，C:和Ni只在不锈钢焊丝的焊接烟尘中含量较高[io]。A0企业中电焊工血液中Cr,Pb,Ni,Mn含量均较高，而B企业中电焊工血液中Cd,Pb,Mn含量较高，Co,Zn含量较低。本组样本提示，电焊工血液中重金属负荷与电焊作业所用焊丝种类密切相关;此外可能多数焊丝中均含有Pb和Mn等重金属元素，两组血液样本中这两项重金属含量都比对照组要高。诸多研究显示，Cr,Ni,Cd和Pb等多种重金属暴露均可致机体DNA损伤增加。Yane:等n]发现环境中Pb较高会使儿童血Pb升高，并增加外周血DNA损伤;Gerber等‘z}认为过高的Mn含量会影响DNA的复制与修复;张荣等认为Cd暴露下会导致DNA的损伤;C:和Ni的暴露均被认为可能增加DNA损伤。本文中A企业电焊工DNA损伤与对照人群差异无显著性意义，而B企业电焊工DNA损伤显著增加，这可能与B企业电焊工血Zn含量显著下降而A企业电焊工血7n含量正常有关。有研究提示，Zn对DNA损伤具有一定的保护作用[15]。相关性研究显示电焊工血液中各重金属含量与外周血DNA损伤之间均无显著相关。其原因可能是多方面的:不同金属元素其作用的靶细胞不同，比如C:作用的靶组织主要是肾和骨骼16，铬(}'I)在体液的还原没有靶细胞，尤其是在血液中[17]。金属元素互相之间也会有影响，Zn可以调节一些金属的遗传毒性〔18]。另外，暴露个体的遗传、饮食、生活习惯等因素均可能对其产生影响。
　　本研究还分析了饮酒对血液中重金属含量及外
　　周血DNA损伤的影响，未发现饮酒对血液中重金属含量及外周血DIETA损伤有显著影响，Danadevi等「hrl亦报道了相似的结果。相关性分析也未发现血液中单一重金属含量与外周血DNA损伤之间有显著相关性。本组样本量较少，且未对各种金属之间的可能存在的协同作用做进一步研究分析，关于电焊工血液重金属含量与DNA损伤的是否存在相关关系，可能还需要更大样本量的研究进行验证。
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