GSTM1基因缺失对雾霾所致健康志愿者急性呼吸道炎性反应和肺功能改变的影响

发布时间：2020-04-23 09:27

【摘要】：目的检测雾霾急性暴露对健康志愿者呼吸道及肺功能的影响以及GSTM1缺失和表达型个体急性暴露雾霾所致上述呼吸系统效应的差异。方法利用定组研究方法,选取74名不同GSTM1基因型的健康大学生志愿者(男性20人、女性54人)作为研究对象,于2017年9月至12月间对所有受试者先后进行6次实验。每次实验前24小时进行PM_(2.5)采样并分析其中部分金属成分,同时监测雾霾状态下主要颗粒和气态污染物(PM_(2.5)、PM_(10)、CO、SO_2、NO_2、NO、NO_X、O_3)每日连续24h小时浓度和相应气象因素(温度、相对湿度);采用酶联免疫吸附法在6个时间点分别检测受试对象上呼吸道炎性效应指标(白介素-8(interleukin-8,IL-8)、白介素-6(interleukin-6,IL-6)和肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor,TNF-α)),氧化应激指标(8-异构前列腺素(8-epi-prostaglandin F2α,8-epi-PGF2α)和肺功能指标。使用SAS 9.4中的混合效应模型分析雾霾状态下主要污染物及2-7天累积浓度与效应指标之间的联系,分层分析GSTM1缺失基因型对上述污染物引起的呼吸道效应的影响。结果1.GSTM1基因缺失对雾霾主要污染物成分所致的上呼吸道炎性反应的影响:颗粒物浓度增加可致上呼吸道炎性因子IL-6、TNF-α和IL-8水平升高,且随着暴露累积滞后天数的增加(2-7d)这种趋势更加明显,PM_(10)日均浓度每增加127μg/m~3,IL-6水平在累积暴露滞后7d上升最高,达219.85%(95%CI:55.47~558.25%)。气态污染物浓度增加则致IL-6、TNF-α和IL-8水平呈现下降趋势。PM_(10)、NO_2、NO、NO_X、O_3、SO_2暴露对GSTM1基因缺失型(GSTM1~-)人群的IL-6的影响比GSTM1表达型(GSTM1~+)中的影响更明显,并且存在累积滞后效应,PM_(10)日均浓度每增加127μg/m3,IL-6在累积暴露滞后5d升高最高达330.76%(P=0.0151);NO_2每增加10μg/m~3,IL-6在累积暴露滞后7d降低最大为72.09%(P=0.0345);NO每增加10μg/m~3,IL-6在累积暴露滞后3d降低最大为45.21%(P=0.0019);NO_X每增加10μg/m~3,IL-6在累积暴露滞后5d降低最大为42.07%(P=0.0327);O_3每增加10μg/m~3,IL-6在累积暴露滞后7d降低最大为71.79%(P=0.0051);SO_2每增加10μg/m~3,IL-6在累积暴露滞后5d降低最大为81.44%(P=0.0264)。2.GSTM1基因缺失对雾霾主要污染物成分所致的上呼吸道氧化应激的影响:雾霾空气中颗粒物浓度增加可致8-epi-PGF2α水平上升,气态污染物浓度增加则使8-epi-PGF2α水平下降,随着暴露累积滞后天数的增加(2-7d)这种趋势更加明显,而且PM_(10)每增加127μg/m3,8-epi-PGF2α水平在累积暴露滞后5d升高最大为59.57%(95%CI:4.55,143.48%)。未发现GSTM1基因缺失型(GSTM1~-)人群雾霾主要成分对8-epi-PGF2α的影响比GSTM1表达型(GSTM1~+)人群更明显。3.GSTM1基因缺失对雾霾主要成分所致肺功能改变的影响:随着颗粒物浓度增加肺功能指标FVC、FE_(V1)、PEF、MVV、MV均有升高的趋势,而且PM_(10)浓度每增加10μg/m3,FVC在累积暴露滞后5d上升最大,为2.081%(95%CI:1.191,2.972);FEV_1在累积暴露滞后5d上升最大,为2.031%(95%CI:1.178,2.885%)。GSTM1基因缺失(GSTM1~-)人群中,颗粒物对肺通气指标FVC、FEV_1、PEF、MVV、MV改变量的影响较GSTM1~+人群更加明显。随着各气态污染物浓度增加肺功能指标均有降低的趋势,GSTM1基因缺失(GSTM1~-)人群中,气态污染物对肺指标改变量的影响较GSTM1~+人群更加明显,但均无统计学意义。4.PM_(2.5)组分与炎性标志物、氧化应激标志物、肺功能指标间的关系:分析发现,大多数PM_(2.5)组分(包括钒(V)、铬(Cr)、铜(Cu)、锌(Zn)、锰(Mn)、锗(Ge)、铝(Al)、钡(Ba)、锶(Sr)、铅(Pb)、硼(B)、砷(As))与IL-6、IL-8、8-epi-PGF2α、FVC、MVV水平呈负相关,与TNF-α、PEF、MV、FEV_1呈正相关,但均无统计学意义。未观察到GSTM1~-人群中PM_(2.5)组分对健康指标间的影响较GSTM1~+组更明显。5.双污染物模型中,分别控制了O_3、SO_2、NO_2、NO、NO_X、CO等气态污染物的潜在混杂影响后分析PM_(2.5)和PM_(10)对TNF-α、IL-6、IL-8、8-epi-PGF2α及肺功能指标FVC、FEV_1、PEF、MVV、MV的影响,结果显示与单污染物模型模型的分析结果趋势一致。结论1.雾霾颗粒物(PM_(2.5)、PM_(10))浓度增加均可致上呼吸道炎性效应和氧化应激水平升高,但气态污染物暴露则诱发相反效应,并且存在明显的剂量反应关系。PM_(10)及气态污染物暴露对GSTM1~-人群IL-6的影响比GSTM1表达型(GSTM1~+)中的影响更明显,并且存在累积滞后效应。2.雾霾颗粒物和气态污染物暴露对肺功能的影响呈现相反效应,其中颗粒污染物可致肺功能指标数值升高,气态污染物则会降低肺功能指标数值;颗粒物和气态污染物对GSTM1~-人群肺功能指标改变量的影响较GSTM1~+人群更加明显。3.随着PM_(2.5)组分浓度增加,IL-6、IL-8、8-epi-PGF2α、FVC、MVV指标呈下降趋势,FEV_1、PEF、MV则呈上升趋势,但均无统计学意义。GSTM1~-对上述效应的影响与GSTM1~+相比无显著差异。4.双污染物模型分析结果显示,不同污染物对健康效应指标的影响总体上与单污染物模型结果一致。
【图文】：

志愿者,分型,男性,对象性

图 1 82 名志愿者 GSTM1 基因分型 PCR 结果者一般情况验的 74 名志愿者 GSTM1 基因的分布结果如表 1 所示，GSTM1 缺失型个，，其中男性 11 人所占比例为 27.5%；GSTM1 表达型共 34 人，其中男性 9为 26.5%。不同 GSTM1 基因型对象性别、身高、体重及 BMI 在两组中分。

颗粒物,累积平均,改变量,人群

2 体检前 1-7 天累积平均浓度的颗粒物每 IQR 增加与 IL-6(A)、TNFα(B)、IL-8(C)其 95%置信区间(A-C 中自左向右依次为整个人群、GSTM1-人群、GSTM1+人群)2.6.2 颗粒物与氧化应激生物标志物间的关系将 GSTM1 基因型纳入模型，分析颗粒物(PM2.5和 PM10)与氧化应激生物8-epi-PGF2α改变量的关系，结果见图 3。在整个 GSTM1 人群中，PM2.5日均加 112μg/m3，随着 PM2.5暴露累积滞后天数的增加（1-7d）8-epi-PGF2α水平程度升高，但无统计学意义。图 3 可见，PM10对 8-epi-PGF2α的影响比 PM显，PM10每增加 127μg/m3，8-epi-PGF2α水平在累积暴露滞后 5d 升高最大59.57%(95% CI:4.55，143.48%)。分层分析结果如图 3 所示，两种 GSTM1 基因型人群颗粒物对 8-epi-P用趋势与整个人群一致，尚未发现 GSTM1 基因缺失型(GSTM1-)人群颗粒物
【学位授予单位】：新乡医学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R56;X513

【参考文献】