淮南煤矿尘肺病发病的环境因素及其防治对策研究

发布时间：2017-05-09 18:04

  本文关键词：淮南煤矿尘肺病发病的环境因素及其防治对策研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：环境问题是一个超越国界和地域的全球性问题,只有正确处理好发展与环境的关系才能实现国家经济可持续性发展。多年来,我国经济的快速发展是以牺牲环境为代价,经济的高速发展不可避免地带来环境污染问题,环境污染严重危害了从业人员的身体健康,因此,环境因素是产生职业危害的主要原因。尘肺病是由于环境中粉尘污染引起的主要危害煤矿职工身体健康的职业病,由于缺乏特效治疗药物,死亡率很高。目前,控制粉尘接触是保护煤矿职工健康的唯一办法。本研究通过对矿区粉尘浓度、粉尘中游离Si02含量、空气微生物等环境因素的综合分析,探讨煤矿职工尘肺病的发生机制；同时,探索中药在尘肺病治疗中的应用,为尘肺病的防治提供科学依据。1)尘肺病发生的环境因素研究。选择淮南矿业集团2个煤矿作为研究对象,运用粉尘采样器采集煤尘,计算作业场所瞬时总粉尘浓度(Permissible concentration-Short Term Exposure Limit, PC-STEL)和时间加权平均呼吸性粉尘浓度(Permissible concentration-Time Weighted Average, PC-TWA);采用焦磷酸质量法测定煤矿粉尘中游离SiO2含量；应用原子吸收光谱法测定粉尘中主要金属与类金属元素含量；运用撞击式空气微生物采样法进行矿区作业环境中细菌和霉菌检测。结果表明：(1)两矿井下环境粉尘样本中分别有42.59%(23/54)、50.00%(27/54)PC-TWA超过国家标准,27.78%(15/54)、25.93%(14/54)呼尘浓度超标；(2)游离SiO2含量平均为11.28 mg/m3,岩巷作业场所降尘中游离SiO2的含量显著高于其它各组(P0.05),与掘进相关的作业过程中SiO2含量较高(10%),而煤尘中的含量基本10%；(3)粉尘标本中8种金属与类金属元素的含量占总粉尘的1.98%, Fe、Cu、Zn、Mn、Pb、Ni、Cd和As含量分别为25.68±7.24μg/g、37.21±8.16 μ/g、64.85±36.97μg/g,611.80±70.34 μ/g、30.15±10.95 μg/g、106.84±38.68 μ/g、2.31±1.65 μ/g和3.18±1.70 μg/g,同一煤矿不同采样点差异明显；(4)矿区作业场所空气中细菌和真菌浓度分别占微生物总浓度的73.81%和26.19%,细菌浓度明显高于真菌(P0.001)。细菌以G+球菌和G+杆菌为主,G+球菌主要是葡萄球菌属(Staphylococcus)和微球菌属(Micrococcus),G+杆菌以芽胞杆菌属(Bacillus)为主,真菌主要为曲霉属(Aspergillus)和青霉属(Penicillium)。空气微生物粒子浓度分布高峰在第3级(3.3～4.7 μm)和第5级(1.1～2.1 μm),峰值分别为1025个/m3、1134个/m3。可见,淮南矿区井下作业场所粉尘污染严重,粉尘中SiO2含量与尘肺病检出率呈正相关；粉尘中金属与类金属元素的含量高的场所,尘肺病发生率较高,但是无法确定对人体损伤的阈值；井下作业场所空气中细菌浓度明显高于真菌,微生物粒子浓度分布以≤5μm的颗粒为主。因此,煤矿职工尘肺病的发病机制与下列环境因素有关：一是粉尘颗粒、Si02和微生物粒子(≤5 μm)的直接毒性作用；二是煤尘中Cd、Ni、Cu重金属含量超标,产生自由基,导致体内脂质氧化-抗氧化机制失衡,肺吞噬细胞产生过量的氧化产物损伤细胞,形成肺纤维化。所以,改进粉尘控制技术、加强个体防护措施、实施规范的职业病防治法是减少尘肺病发病的关键。2)尘肺病的流行病学调查主要研究尘肺病的流行状况和发病特点,分析环境因素对其发病的影响,为制定尘肺病的防治策略提供科学依据。本研究收集整理1954-2012年淮南矿业集团所有的尘肺病健康检查资料(确诊为尘肺病Ⅰ-Ⅲ期),尘肺病患者共6 378例,累计患病率约6.38%,以掘进工、采煤工为主,纯掘井工最高,占56.13%(3 580/6 378)；尘肺病Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期患者发病工龄随年代增加逐渐延长,平均22.35±8.26年；尘肺病的发病年龄逐渐延长,平均52.44±12.19岁；现患尘肺病患者中肺结核并发率为11.30%,明显高于普通人群(523/10万),其中尘肺病I期并发率最低,为7.33%,Ⅲ期并发率最高,为36.81%,各期肺结核并发率随尘肺病期别增高而增加(P0.01)；全矿区已死亡尘肺病患者2881例,全死因病死率为45.17%,其中单纯尘肺病死率为30.02%,尘肺病并发结核病的病死率为48.52%,明显高于单纯尘肺病(P0.01)；前5位死亡原因分别是单纯尘肺病、肺结核、肺部肿瘤、肺心病、高血压和心脏病,死亡构成比分别为46.13%,31.03%,6.18%,5.73%和3.58%。可见,尘肺病患者的发病工龄、发病年龄、生存年限和死亡年龄逐年延长,早期临床干预可减少病死率；尘肺病并发症中,并发结核病是主要死因之一。3)尘肺病并发结核病耐药研究。由于目前尘肺病尚无根治药物,并发结核病死亡率最高,因此选择合适的抗结核药物治疗是降低尘肺病死亡率的关键。本研究收集尘肺病并发结核病患者感染的114株结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis, MTB))临床分离株,采用常规药敏试验(Conventional antimicrobial susceptibility test, AST)鉴定耐多药结核分枝杆菌(multiple drugs resistant bacillus tuberculosis, MDR-TB),抽提MDR-TB和H37Rv标准菌株DNA,采用PCR法扩增耐药基因,并对耐药基因的突变集中区域进行测序分析。结果表明：(1)MTB临床分离株中检出MDR-TB31株,耐药率27.19%(31/114)；(2)31株耐药株中rpoB基因突变的有29株,突变率93.55% (29/31),主要集中在531位点(51.61%,16/31)和526位点(32.26%,10/31)碱基置换突变,其次是511、516位点,其中27株单位点突变,2株双位点突变,1株为526位和531位同时突变(Gin→Leu、Ser→Trp),另1株为511位和526位同时突变(Leu→Pro、Gln→Leu),突变率6.45%(2/31)；katG基因突变率为61.29%(19/31),主要集中在315位点碱基置换突变,以Ser315Thr为主(AGC→ACC)(48.39%,15/31),其次是315位点Ser315Asn (AGC→AAC)(9.68%,3/31),以及431位点Ala431Val (GCG→TG)(3.23%,1/31)突变,未发现多位点联合突变。可见,淮南煤矿尘肺病并发结核病患者感染MDR-TB耐药情况较严重,临床常用浓度的一线抗结核药物治疗MDR-TB感染效果较差。高度保守的rpoB、katG基因突变是导致耐药的分子基础,其突变位点呈多样性,与单纯结核病耐药基因突变存在差异。4)中药治疗尘肺病疗效研究。主要探讨猫爪草、苦参、夏枯草及狼毒4种中药对尘肺病并发结核病患者MDR-TB感染小鼠免疫功能的调节作用,为降低死亡率和指导临床治疗提供理论依据。本研究采用MDR-TB菌液灌胃制备小鼠感染模型,将60只昆明种成年雄性小鼠随机分为6组,正常组标准饲料喂养、模型组灌服生理盐水,其他4组分别灌服4种中药提取物。采用ELISA法(Enzyme linked immunosorbent assay)检测小鼠血清中与结核病免疫密切相关的细胞因子Y-干扰素(IFN-γ)、白介素(IL)-4、IL-10和IL-12含量的变化,同时分离出单个核细胞(Peripheral blood mononuclear cells, PBMCs),抽提全部RNA,采用逆转录PCR(reverse transcription polymerase chain reaction, RT-PCR)检测PBMCs中IFN-γ、 IL-4、IL-10、IL-12及颗粒裂解肽(Granulysin, GLS)的mRNA变化。结果表明：(1)猫爪草、苦参、夏枯草及狼毒4组小鼠血清中的IFN-γ含量依次为2.01±0.73pg/ml、1.92±0.56 pg/ml、1.98±0.67 pg/ml和1.94±0.59 pg/ml, IL-4为6.01±1.46pg/ml、6.12±1.35 pg/ml、6.47±1.46 pg/ml和6.15±1.44 pg/ml, IL-10为12.09±3.07pg/ml、12.45±4.01 pg/ml、12.13±3.43 pg/ml和12.54±3.78 pg/ml, IL-12为2.99±0.89pg/ml、2.75±0.84 pg/ml、3.02±0.86 pg/ml和2.89±0.75 pg/ml。与模型组比较,IFN-γ、IL-12含量明显升高,IL-4、IL-10含量明显下降,差异有统计学意义(P0.05),尤其以猫爪草提取物的调节作用最为显著。(2)在mRNA表达水平上,4种中药提取物组小鼠PBMCs中IFN-γ、IL-12和GLS表达明显升高,IL-4、IL-10 mRNA表达明显下降,差异有统计学意义(P0.05或P0.01)。可见,尘肺病并发结核病的发生与Th1/Th2细胞应答平衡有关,4种中药提取物可以通过基因转录水平对Th1/Th2细胞应答平衡发挥调节作用,显著增强MDR-TB感染小鼠的细胞免疫应答,对治疗尘肺病起到关键作用。综合以上研究认为,淮南煤矿尘肺病的发生是多种环境因素综合作用的结果,其中以粉尘污染、高含量SiO2、≤5μM微生物粒子和重金属Cd、N、Cu对肺的直接毒性作用明显；猫爪草、苦参、夏枯草及狼毒4种中药在尘肺病的治疗中疗效明显,具有广阔的应用前景。
【关键词】：尘肺病 环境因素 发病机制 并发症 结核分枝杆菌 中药
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R135.2
【目录】：

• 摘要5-9
• Abstract9-22
• 注释说明清单22-24
• 第一章 绪论24-41
• 1.1 选题背景24-25
• 1.2 尘肺病国内外研究现状和存在问题25-36
• 1.2.1 尘肺病的研究现状25-29
• 1.2.2 尘肺病并发症及治疗的研究进展29-31
• 1.2.3 煤矿职工尘肺病发病机制研究进展31-36
• 1.3 研究内容、技术路线和研究意义36-41
• 1.3.1 研究内容36-39
• 1.3.2 研究技术路线39
• 1.3.3 研究意义39-41
• 第二章 尘肺病发生的环境因素研究41-66
• 2.1 材料与方法41-49
• 2.1.1 仪器与试剂41-43
• 2.1.2 实验方法43-49
• 2.2 结果与分析49-64
• 2.2.1 粉尘浓度检测结果及分析49-51
• 2.2.2 游离SiO_2含量检测结果及分析51-52
• 2.2.3 煤尘中金属与类金属元素含量检测结果及分析52-57
• 2.2.4 淮南矿区环境空气微生物检测结果及分析57-62
• 2.2.5 尘肺病防治对策62-64
• 2.3 小结64-66
• 第三章 尘肺病流行病学调查66-73
• 3.1 对象与方法66-67
• 3.1.1 研究对象66
• 3.1.2 实验方法66-67
• 3.2 结果与分析67-72
• 3.2.1 尘肺病基本情况67
• 3.2.2 不同工种尘肺病患者分布、平均发病年龄和接尘工龄分析67-68
• 3.2.3 不同年代尘肺病患者平均发病工龄分析68-69
• 3.2.4 不同年代不同期别尘肺病患者平均发病年龄分析69-70
• 3.2.5 现患尘肺病患者并发结核病情况分析70-71
• 3.2.6 尘肺病死因分析71-72
• 3.3 小结72-73
• 第四章 尘肺病并发结核病耐药研究73-87
• 4.1 材料与方法73-77
• 4.1.1 仪器与试剂73-75
• 4.1.2 试验方法75-77
• 4.2 结果与分析77-85
• 4.2.1 药敏试验结果及分析77-79
• 4.2.2 耐药基因PCR扩增结果及分析79
• 4.2.3 耐药基因测序分析79-85
• 4.3 小结85-87
• 第五章 中药治疗尘肺病疗效研究87-101
• 5.1 材料与方法88-94
• 5.1.1 仪器与试剂88-90
• 5.1.2 实验方法90-94
• 5.2 结果与分析94-100
• 5.2.1 中药提取物的有效剂量检测结果及分析94
• 5.2.2 ELISA试验结果及分析94-96
• 5.2.3 RT-PCR试验结果及分析96-100
• 5.3 小结100-101
• 第六章 结论与展望101-104
• 6.1 主要结论101-102
• 6.2 主要创新之处102
• 6.3 研究展望102-104
• 参考文献104-116
• 致谢116-117
• 作者简介及读博期间主要研究成果117-119

【参考文献】

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