三峡库区微囊藻毒素、乙肝病毒与肝损伤关联的乡镇人群队列研究

发布时间：2020-05-21 18:00

【摘要】：研究背景和目的微囊藻毒素(microcystins,MCs)污染在我国十分常见。该毒素是全球频发的蓝藻水华中危害人类健康最可能的一类毒素,其中以微囊藻毒素-LR(microcystin-LR,MC-LR)亚型分布最普遍、毒性最强、研究最多。国内外既往的研究表明MC-LR会对机体造成明显的肝损伤。乙肝病毒(hepatitis B virus,HBV)是一种高度嗜肝的DNA病毒,与肝损伤密切相关。目前我国仍是全球HBV感染人数最多的国家。研究这两种因素对肝损伤的作用对保护我国居民身体健康具有重要的意义。前期我们在三峡库区开展的横断面研究发现MC-LR暴露水平与人群肝损伤密切相关,而且MC-LR与HBV联合暴露会显著增加肝损伤。然而目前尚未发现MCs暴露水平与HBV感染之间关联的研究报道以及MCs暴露、HBV感染对肝损伤作用的队列研究报道。因此,本研究拟在我们前期研究的基础上开展随访工作对上述方面进行研究,并探讨MCs污染对我国居民健康的危害。研究内容和方法一、三峡库区乡镇人群随访队列的建立2013年7月我们在三峡库区两个乡镇随机抽取部分乡(村)、街和小区作为调查点,对30岁以上、长期居住生活在本地、无重大疾病的自愿者进行问卷调查,MC-LR外暴露水平评估和肝功能等健康指标检测,最终完成5493人的调查研究。横断面研究显示MC-LR外暴露水平与人群肝肾损伤显著正相关,HBV感染是肝损伤重要的危险因素(详见文献22、28和29)。为进一步研究MCs暴露水平与HBV感染之间关联以及MCs暴露和HBV感染对队列人群肝损伤的作用,2016年5月我们对上述人群进行抽样随访。计划随访1000~1200名自愿者,随访对象包括(1)上述人群中全部乙肝表面抗原(hepatitis B surface antigen,HBsAg)(+)自愿者418名;(2)上述人群中HBsAg(-)自愿者1000名,要求按照相同性别、年龄±3岁在两个镇各配对500人。实际完成了1055人的问卷调查或肝功能等健康指标检测,筛除血液样本缺失、问卷信息有误或不全的人后,最终建立起由900名研究对象组成的随访队列。在随访中我们发现由于城乡建设和饮水改建等原因,研究对象居住环境和饮水类型与之前相比发生了很大变化,按照以前的外暴露评价方法已经不能准确评价个体暴露水平,因此我们着重对研究对象MC-LR内暴露(血清MC-LR水平)的变化与HBV感染以及肝损伤之间的关联进行了研究。二、MC-LR内暴露与HBV感染关联性研究首先,采用酶联免疫法检测随访队列血清MC-LR水平;采用电化学发光法检测HBsAg;采用PCR-荧光探针法检测HBV感染者血清乙肝病毒滴度(hepatitis B virus DNA,HBV-DNA)水平。其次,对研究对象2013年血清MC-LR水平与HBV感染之间关联进行横断面研究。主要采用二元Logistic回归分析研究对象2013年HBV感染与血清MC-LR高暴露水平之间的关联。最后采用Mann-Whitney检验比较随访队列中新发HBV感染者与未感染HBV的人群之间血清MC-LR水平之差(△MC-LR)分布差异,分析HBV感染对人体血清MC-LR水平的影响。三、MC-LR内暴露、HBV感染与肝损伤的关联性研究首先,将随访队列分为4组:I组为2013年HBsAg(-)但2016年HBsAg(+)的研究对象;II组为2013年和2016年都是HBsAg(-)的研究对象;III组为2013年和2016年都是HBsAg(+)的研究对象;IV组为2013年HBsAg(+)但2016年HBsAg(-)的研究对象。采用Mann-Whitney检验比较各组研究对象2013年和2016年之间肝功能指标分布情况。其次,采用Spearman检验和Mann-Whitney检验分析随访队列中MC-LR单独暴露的研究对象(即II组)△MC-LR与谷草转氨酶(aspartate aminotransferase,AST)变化值(△AST)和谷丙转氨酶(alanine aminotransferase,ALT)变化值(△ALT)之间的关联。最后,采用Spearman检验和Mann-Whitney检验分析随访队列中MC-LR和HBV联合暴露的研究对象(即III组)△MC-LR、HBV-DNA变化值(△HBV-DNA)与△ALT、△AST之间的关联。四、我国水环境中MC-LR的非致癌健康风险评价和比较通过中文文摘和外文文摘等数据库检索我国江(河)水、湖泊(水库)水、井水、自来水厂出厂水、末梢自来水和市售桶(瓶)装水中公开发表的MC-LR数据,并采用美国环保署推荐的模型对我国水环境中MC-LR污染的非致癌健康风险进行评价和比较,分析我国MC-LR污染导致的健康危害。研究结果1.随访队列平均年龄为58.76±10.96岁(2013年),女性占60.89%。该队列2016年AST异常率(4.8%)显著低于2013年(7.6%)(P=0.015),肝损伤减轻。随访时研究对象中有7.4%居住环境和18.8%饮用水水源都发生了改变,研究对象MCs暴露环境发生了较大变化。2.随访队列人群2016年7月血清MC-LR水平(0.324±0.142μg/L)显著大于2013年5月(0.257±0.098μg/L)(P=0.000);人群2016年7月与2013年5月血清HBV-DNA水平之间无显著差异(P=0.313)。而且该队列中有41名研究对象HBsAg检测结果由(-)转为(+),38名研究对象HBsAg检测结果由(+)转为(-),672名研究对象HBsAg检测结果一直为(-),149名研究对象HBsAg检测结果一直为(+)。其中HBsAg一直为(+)的研究对象△HBV-DNA中位数和均值分别为-73(-1.8×10~3~2)IU/mL和-2.6×10~6±2.5×10~7 IU/mL。3.方差分析显示,居住地潮湿、非自来水饮水类型、日均摄鱼量≥60 g/d和身高体重指数(body mass index,BMI)≥27 kg/m~2是研究对象血清MC-LR水平高暴露的危险因素,而HBsAg(+)与血清MC-LR水平高暴露显著负相关。经居住地是否潮湿、饮用水类型等因素校正,二元Logistic回归分析显示HBsAg(+)依然与血清MC-LR水平高暴露显著负相关(OR=0.415,95%CI:0.276~0.625)。4.队列分析显示,随访队列中新发HBV感染人群△MC-LR均值为0.015±0.127μg/L,未感染HBV人群△MC-LR均值为0.072±0.164μg/L,前者△MC-LR水平显著低于后者(P=0.044)。校正居住环境、饮水类型以及BMI是否≥27 kg/m~2发生改变的影响后,两组之间△MC-LR分布依然具有显著差异(P=0.040)。5.在MC-LR单独暴露的情况下校正饮酒和服药因素的影响后,研究发现随访队列中△MC-LR低暴露组的研究对象△ALT、△AST水平(-3.19±25.68 IU/L和-3.19±17.47IU/L)都显著小于△MC-LR高暴露组的研究对象△ALT、△AST水平(0.31±13.05 IU/L和2.16±14.91 IU/L)(P=0.039和P=0.043)。研究对象△MC-LR变化与肝功能指标变化正相关。6.随访队列中研究对象△ALT、△AST分别与△HBV-DNA显著正相关(r=0.240,P=0.004;r=0.188,P=0.022)。7.在MC-LR和HBV联合暴露的情况下,随访队列中研究对象△MC-LR与△ALT、△AST之间显著负相关(r=-0.257,P=0.002;r=-0.259,P=0.001)。其原因可能是一方面机体HBV-DNA水平升高会导致肝功酶水平增加,而另一方面HBV-DNA水平升高可能会降低血清MC-LR水平。可见,通常情况下MCs与HBV联合暴露的患者的HBV-DNA水平是影响肝损伤的最关键因素。8.自1998年04月到2016年06月,我国江(河)水、湖泊(水库)水、井水、自来水厂出厂水、末梢自来水和市售桶(瓶)装水中MC-LR的非致癌健康风险度范围分别为0~1.35×10~(-6)、0~54.63×10~(-6)、0~0.69×10~(-6)、0~1.27×10~(-6)、0~0.29×10~(-6)和0~0.67×10~(-6)。自2004年07月到2014年09月,随访队列所在地区的上述水体中MC-LR的非致癌健康风险度范围分别为0.19×10~(-6)、0~0.59×10~(-6)、0~0.36×10~(-6)、0.04×10~(-6)~0.14×10~(-6)、0.02×10~(-6)~0.13×10~(-6)和0.03×10~(-6)~0.06×10~(-6)。随访队列所在地区的水体中MC-LR的非致癌健康风险度范围远低于我国其他大部分地区。研究结论血清MC-LR水平与HBV感染显著负相关,HBV感染可能会降低机体血清MC-LR水平。在MC-LR单独暴露情况下,血清肝功能指标的变化与MC-LR水平的变化显著正相关;在MC-LR和HBV联合暴露的情况下,HBV-DNA水平升高是导致肝损伤最关键的危险因素,HBV-DNA水平的变化与肝功能指标的变化显著正相关,并可能与血清MC-LR水平变化负相关。综合分析后建议对我国MCs污染进行更加全面的监测。研究创新性一是首次开展了一项人群MC-LR内暴露的队列研究。二是队列研究发现机体血清MC-LR水平的改变与肝功能指标的变化显著正相关;而且在MC-LR和HBV联合暴露的情况下,HBV-DNA水平改变是影响肝损伤的最关键因素。研究局限性一是我们没有对前期横断面调查的人群进行全部随访,可能会影响研究结果的推广;二是我们仅检测了队列人群血清MC-LR水平,没有检测MCs的其他亚型,可能会低估MCs对肝损伤的影响。下一步计划接下来我们将进行HBV感染降低机体血清MC-LR水平的机制研究,同时研究该随访队列MCs内暴露水平与其他健康损伤的关联。
【图文】：

分布情况,病例,对照组,分布情况

生地(N) 当地/其他 40/1 661/11 职业(N) 农民/其他 33/8 534/138 育程度(N) 初中及以上/初中以下 10/31 224/448 (万元/人/年) 0.82±0.64 0.81±0.65 吸烟(N) 否/是 34/7 534/138 动吸烟(N) 否/是 28/13 422/250 饮酒(N) 否/是 33/8 563/109 药史(N) 否/是 31/10 462/210 ann-Whitney U 检验；b：Chi-square 检验析发现，病例组△MC-LR 中位数和均值分别为 0.009（-0.038~0.101）.127 μg/L，，对照组△MC-LR 中位数和均值分别为 0.057（-0.014~0.12±0.164 μg/L。如图 3-1，病例组△MC-LR 水平显著低于对照组（P=0

分布情况,观察组,分布情况,研究对象

陆军军医大学硕士学位论文筛除随访时病例组和对照组中居住环境、饮水类型和肥胖体质（这些因清 MC-LR 水平）发生改变的研究对象后，将两组之间按照相同性别、和 BMI 是否±27 kg/m2进行 1:3 配对为观察组和配对组，最终纳入 25 名对象进入观察组，75 名对照组中研究对象进入配对组。分析发现观察组人群之间△MC-LR 分布依然具有显著差异（P=0.040），见图 3-2。
【学位授予单位】：中国人民解放军陆军军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R512.62;R114

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