甲苯二异氰酸酯职业暴露对肺功能的影响及其与炎性反应的相关性分析

发布时间：2017-08-29 04:44

  本文关键词：甲苯二异氰酸酯职业暴露对肺功能的影响及其与炎性反应的相关性分析

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【摘要】：背景：甲苯二异氰酸酯(toluene dissocyanate, TDI)作为最常见的异氰酸酯类化合物,多用于生产聚氨酯泡沫,应用于家具制造、交通建筑等多个领域。国内每年TDI产量和使用量逐年递增,暴露人群逐渐扩大。TDI职业性哮喘已被列入我国法定职业病目录,此外,TDI还可以引起过敏性皮炎、肺炎、肝脏损伤、DNA分子损伤等多种有害效应,且国际癌症研究机构(International Agency for Research on Cancer, IARC)已将TDI列入2B类致癌物。但是国内对于TDI毒性的研究多采用体外实验和动物实验,人群研究资料较少。TDI暴露可以导致炎性损伤,表现为淋巴细胞激活和炎性因子释放,如在TDI哮喘患者的支气管活检组织中发现有大量的T淋巴细胞激活和嗜酸性粒细胞聚集。炎性损伤是慢性阻塞性肺疾病、支气管哮喘、癌症等多种疾病的危险因素,但TDI所引起的炎性损伤并未引起人们的重视。目的：研究TDI职业暴露对工人呼吸功能和免疫系统的影响,探讨炎性反应在TDI所致呼吸系统疾病中的作用。方法：采用横断面研究设计,于2014年10月,以整群抽样方法选择我国西部地区某TDI生产厂的作业工人为暴露组,共62名,纳入工种包括装桶工、巡检工、制造工。另根据年龄、性别匹配原则,选择该工厂内与暴露组工人工作强度相似但不接触TDI及其它致敏物质的企业管理人员作为对照组,共计61名。两组人群均排除有过敏史者、患免疫相关疾病者、最近1周内服用药物者。通过问卷调查获取调查对象性别、年龄、工龄、吸烟及饮酒情况、个人及家族过敏史、职业史及近期患病情况。用8h加权平均浓度(8h-TWA)表示TDI空气中外暴露水平。采用气相色谱法检测工人尿中2,4-甲苯二胺(2,4-toluene diamine,2,4-TDA)和2,6-甲苯二胺(2,6-toluene diamine,2,6-TDA)浓度,计算其总TDA浓度,作为内暴露浓度。便携式肺功能仪检测系统测定用力肺活量(forced vital capacity, FVC)、第一秒用力呼气容积(forced vital capacity 1.0, FEV 1.0)。流式细胞术检测外周血淋巴细胞亚群百分比和血清中细胞因子及趋化因子水平,ELISA检测血清中基质金属蛋白酶9(matrix metalloproteinase 9, MMP-9)和金属蛋白酶抑制剂1(metalloproteinase inhibitor 1, TIMP-1)水平。结果：1.TDI职业暴露评估及其对肺功能的影响人群基本资料显示,暴露组和对照组年龄、体重指数(body mass index, BMI)吸烟、饮酒差异均无统计学意义。暴露组调查对象作业场所空气中TDI 8h-TWA的平均值为0.39 mg/m3。暴露组尿样中总TDA浓度15.56(2.28-112.16),对照组低于检测限。暴露组肺功能FVC.FEV 1.0、FEV1.0/FVC分别为(89.37±11.29)、(83.86±14.03)、(110.48±13.51)%,与对照组[(125.62±20.79)、(137.72±23.43)、(129.02±5.57)%]相比,分别降低了29%、39%、14%(P均0.05)。从暴露组中选择52名工人,且与对照组在年龄、BMI、吸烟、饮酒情况相匹配,根据暴露组尿样中总TDA浓度将52名暴露工人分为高暴露、低暴露组,与对照组起,采用多重线性回归趋势分析检验暴露浓度对肺功能的影响。发现随着暴露浓度升高,肺功能FVC、FEV 1.0、FEV 1.0/FVC均呈现逐渐降低的趋势(P trend均0.05)。根据暴露时间将暴露组分为长时间、短时间暴露组,与对照组一起,采用多重线性回归趋势分析检验肺功能随暴露时间变化的趋势性,发现随着暴露时间延长,肺功能FVC、FEV 1.0和FEV 1.0/FVC均呈现逐渐降低的趋势(Ptrend均0.05)。2.甲苯二异氰酸酯职业暴露工人体内的炎性反应及其与肺功能的相关性分析暴露组工人外周血中NK、T、CD4+T百分比分别为(25.89±9.04、65.36±12.04、35.3±6.81)%,与对照组[(20.84±9.01、58.04±14.1、27.81±11.23)%]相比,分别升高了24%、13%、27%(P0.01,P=0.03,P0.01)；细胞因子和趋化因子类,暴露组血清中IL-8和TNF-a水平分别为16.09(11.17-22.96)、6.07(5.27-11.1)pg/ml,与对照组[83.2(11.74-387.02)、10.13(5.26-28.7)pg/ml]相比,分别降低了81%、40%(P均0.05)；金属蛋白酶类,暴露组血清中MMP-9和MMP-9/TIMP-1分别为516.14(178.29-1175.91)ng/ml、2.24(0.75-5.02),与对照组[758.32(378.6-1328.32)ng/ml、4.64(1.78-12.11)]相比,分别降低了32%、52%(P均0.05)；TIMP-1水平为236.43(152.89-334.55)ng/ml,与对照组[155.99(84.39-284.16)ng/ml]相比,升高了32%(P0.01)。相关性分析结果显示,NK细胞百分比与肺功能指标FVC、FEV 1.0、FEV 1.0/FVC均呈现负相关(r=-0.24,-0.19,-0.26,P均0.05),T细胞百分比与肺功能FEV 1.0/FVC成负相关(r=-0.21,P0.05),同样CD4+T细胞与肺功能也呈负相关(r=-0.28,-0.31,-0.22,P均0.01),CD8+T淋巴细胞百分比与肺功能FEV 1.0和FEV 1.0/FVC成负相关(r=-0.2,P=0.03；r=-0.24,P0.01)。血清中IL-8水平与肺功能FVC、FEV 1.0、FEV 1.0/FVC均呈现正相关(r=0.52,0.49,0.56,P均0.01),TNF-α水平与肺功能FVC、FEV 1.0、FEV 1.0/FVC均呈现正相关(r=0.39,0.41,0.33,P均0.01)。MMP-9水平与肺功能FEV 1.0、FEV 1.0/FVC呈正相关(r=0.27,0.25,P均0.01),TIMP-1水平与肺功能FVC、FEV 1.0、FEV 1.0/FVC均呈现负相关(r=-0.33,-0.40,-0.39,P均0.01),MMP-9/TIMP-1与肺功能FVC、FEV 1.0、FEV 1.0/FVC均呈现正相关(r=0.34,0.44,0.4,P均0.01)。从暴露组中选择52名工人,且与对照组在年龄、BMI、吸烟、饮酒情况相匹配,根据暴露组尿样中总TDA浓度将52名暴露工人分为高暴露和低暴露组,与对照组一起,采用多重线性回归趋势分析检验暴露浓度和效应指标的趋势性,发现免疫细胞类(T、CD4+T、CD8+T百分比)和金属蛋白酶类(TIMP-1水平)呈现随着暴露浓度升高而升高的趋势；细胞因子类(IL-8和TNF-α)和金属蛋白酶类(MMP-9和MMP-9/TIMP-1水平)呈现随着暴露浓度升高而逐渐降低的趋势。根据TDI暴露工龄将暴露组分为短时间和长时间暴露组,与对照组一起,采用多重线性回归趋势分析检验暴露时间和效应指标的趋势性,发现随着暴露时间的延长,免疫细胞类(NK、T、CD4+T、CD8+T百分比)和金属蛋白酶类(TIMP-1水平)呈现随着暴露时间延长而升高的趋势,细胞因子类(IL-8和TNF-α)和金属蛋白酶类(MMP-9和MMP-9/TIMP-1水平)呈现随着暴露时间延长而逐渐降低的趋势(P均0.05)。结论：TDI职业暴露可导致呼吸功能下降,炎性反应指标与肺功能存在相关关系,且与暴露时间和暴露剂量具有依赖性,血清中IL-8、TNF-α、MMP-9、TIMP-1可以反映TDI职业暴露所致呼吸系统炎性损伤,可能作为TDI职业暴露炎性肺损伤的生物标志物。
【关键词】：甲苯二异氰酸酯 职业暴露 肺功能 炎性反应 生物标志物
【学位授予单位】：中国疾病预防控制中心
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R135
【目录】：

• 中文摘要5-8
• ABSTRACT8-13
• 英文缩写词表13-14
• 前言14-16
• 第一部分 甲苯二异氰酸酯职业暴露评估及其对肺功能的影响16-28
• 1. 研究对象17
• 2. 材料与方法17-20
• 3. 结果20-23
• 4. 讨论23-27
• 5. 小结27-28
• 第二部分 甲苯二异氰酸酯职业暴露工人体内的炎性反应及其与肺功能的关系28-51
• 1. 研究对象30
• 2. 材料与方法30-36
• 3. 结果36-43
• 4. 讨论43-50
• 5. 小结50-51
• 总结51-52
• 创新52-53
• 参考文献53-62
• 致谢62-63
• 附录一63

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本文编号：751404