吸煙致重金屬集聚及 DNA損傷的探討

歐陽(yáng)馳,陳曉嵐,李石旺,劉科峰,莫艷秀,湯銀娟

習(xí)慣性吸煙對(duì)人體健康的有害作用已人所共知,香煙的成分以及其燃燒所產(chǎn)生的煙霧使人體持續(xù)暴露于大量外來(lái)性異質(zhì)中,這之中就包含有細(xì)胞毒性作用的重金屬,常見(jiàn)的有汞、鎘、鉛等[1-2]。這些重金屬在體外實(shí)驗(yàn)中均可引起基因突變和DNA斷裂損傷,DNA損傷的特異產(chǎn)物是8-羥基脫氧鳥(niǎo)苷 (8-OHd G),它在體內(nèi)穩(wěn)定存在,一旦形成不再被機(jī)體進(jìn)一步代謝,能用來(lái)反映氧化應(yīng)激相關(guān)癌癥發(fā)生的危險(xiǎn)性[3]。有關(guān)吸入香煙內(nèi)重金屬是否引起人體 DNA的損傷,以及與吸煙者吸煙指數(shù)之間的相互關(guān)系目前仍不清楚。在本試驗(yàn)中,我們將測(cè)定吸煙大學(xué)生血漿重金屬及 DNA損傷的變化,以及這些變化與吸煙時(shí)間、吸煙數(shù)量之間的效應(yīng)關(guān)系。為臨床診療及預(yù)防提供理論基礎(chǔ)及新思路。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 2008年 6月隨機(jī)選擇 94例健康的湘南學(xué)院在校大學(xué)三年級(jí)男生為研究對(duì)象。按衛(wèi)生部全國(guó)吸煙抽樣調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)[4]分為吸煙組和非吸煙組,吸煙組 74例,年齡 20～23歲,平均 21.8歲,吸煙年限15個(gè)月 ～7年,煙齡平均為 3.3年,按照吸煙量及吸煙習(xí)慣分成兩組:E1組43例,年齡 20～23歲,平均 22.3歲,吸煙量≤20支/周,吸煙年限 15個(gè)月 ～4年,煙齡平均為 2.3年,一直有吸煙行為,但不是每天都吸煙;E2組 31例,年齡 20～23歲,平均 21.2歲,吸煙量 ＞20支/周,吸煙年限 3～7年,煙齡平均為4.5年,每天都有吸煙行為。非吸煙組(C組)20例,無(wú)吸煙史,年齡 20～23歲,平均 22.1歲。

表 1 吸煙對(duì)血漿汞、鎘、鉛及 8-OHdG含量影響 (x±s)Table 1 The mercury(Hg),cadmium(Cd),lead(Pb)and 8-OHdG levels in the plasma of cigarette smokers and non-smokers

1.2 方法

1.2.1 標(biāo)本采集 清晨空腹抽取靜脈血8 ml,加肝素抗凝,低溫 4℃,1 500×g離心 15 min,離心后分離血漿,-80℃保存待測(cè)。

1.2.2 重金屬含量的測(cè)定 用原子吸收光譜法測(cè)定血漿中重金屬 (汞、鎘、鉛)含量。

1.2.3 8-OHdG的測(cè)定 用酶聯(lián)免疫法測(cè)定血漿中 8-OHdG含量。試劑購(gòu)自武漢中美科技有限公司。

1.2.4 試劑與儀器 實(shí)驗(yàn)用優(yōu)級(jí)純、分析純、標(biāo)準(zhǔn)液均購(gòu)自國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心,AASVario-6型石墨爐原子吸收光譜儀(德國(guó)博世公司),AFS-2820型酶標(biāo)儀(日本島津公司),CL-55型低溫冷凍離心機(jī) (湘儀離心機(jī)廠),實(shí)驗(yàn)用水為雙蒸水。

1.3 觀察指標(biāo) 血漿中汞、鎘、鉛、8-OHd G含量及吸煙指數(shù) (煙齡 ×每周吸煙支數(shù),單位為年支)[5]及它們之間的直線相關(guān)分析。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 計(jì)量資料用 (x±s)表示,用 SPSS13.0軟件進(jìn)行單因素方差分析 (ANOVA),組間兩兩比較采用 LSD-t檢驗(yàn),兩變量間采用直線相關(guān)分析,P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 吸煙對(duì)血漿中汞、鎘、鉛及 8-OHd G含量的影響 E1、E2組血漿汞、鎘、鉛及 8-OHdG含量與 C組比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P＜0.05)。E2組血漿鎘、鉛含量與 E1組比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P＜0.05)。E1組血漿 8-OHdG含量與 E2組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P＜0.01,見(jiàn)表 1)。

2.2 吸煙指數(shù)與血漿中汞、鎘、鉛及 8-OHd G含量的直線相關(guān)分析 吸煙指數(shù)與血漿中鎘、鉛及 8-OHdG的含量均呈正相關(guān) (r值分別為 0.65、0.52及 0.74,P＜0.05)。血漿中汞含量與吸煙指數(shù)間無(wú)相關(guān) (r=0.20,P＞0.05)。

3 討論

本研究結(jié)果顯示,與非吸煙者相比較,習(xí)慣性吸煙者血漿中部分重金屬元素汞、鎘、鉛含量顯著增高,表明習(xí)慣性吸煙是機(jī)體重金屬持續(xù)性集聚的重要來(lái)源之一,或者說(shuō)習(xí)慣性吸煙導(dǎo)致機(jī)體重金屬蓄積性中毒,而且吸煙量越大,血漿中重金屬汞、鎘、鉛含量越高。同樣,吸煙者血漿內(nèi) 8-OHdG含量顯著高于非吸煙者,且隨著吸煙量增加而升高。已有報(bào)道證實(shí),香煙中含有數(shù)量不等的重金屬,它們之中的 20%～45%將隨香煙煙霧進(jìn)入吸煙者體內(nèi),這些重金屬并非正常人體代謝所需,其代謝緩慢,并且容易集聚于機(jī)體的組織器官內(nèi)[6]。然而,也有報(bào)道認(rèn)為,與非吸煙者比較,吸煙只是增高機(jī)體血漿中鎘含量,其他重金屬則無(wú)顯著性差異[7]。另外,本研究也發(fā)現(xiàn),血漿內(nèi)汞含量與吸煙指數(shù)無(wú)關(guān),可能與汞的易揮發(fā)性有關(guān)[8]。本研究亦證實(shí)了吸煙指數(shù)與血漿中鎘、鉛及 8-OHd G的含量呈正相關(guān)。血漿中鎘、鉛及 8-OHdG的含量隨著吸煙指數(shù)的增加而升高。重金屬可引發(fā)機(jī)體腫瘤、炎癥以及細(xì)胞損傷等傷害性反應(yīng),它們的毒性在于自身就是促氧化劑,導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生自由基,引發(fā)機(jī)體氧化應(yīng)激反應(yīng)[9]。在機(jī)體內(nèi),自由基攻擊 DNA鏈上的堿基鳥(niǎo)嘌呤 C-8而使 DNA發(fā)生羥化,生成加合物 8-OHdG,并形成 GC→TA的突變[10]。再者,體內(nèi)重金屬本身就帶電荷,具有親和電子的特性,能夠與蛋白酶的活性基團(tuán)——巰基 (-SH)形成共價(jià)結(jié)合物,阻止氧化型谷胱甘肽(GSSG)還原成谷胱甘肽 (GSH),降低酶的活性,影響 DNA的修復(fù)[11]。重金屬亦可刺激體內(nèi)促炎癥細(xì)胞因子的表達(dá),引起體內(nèi)免疫反應(yīng),改變 DNA修復(fù)機(jī)制,加速損害 DNA分子[12]。本研究結(jié)果表明,習(xí)慣性吸煙能夠?qū)е聶C(jī)體重金屬的集聚性中毒,并且伴有機(jī)體 DNA的損傷。隨著吸煙量與吸煙時(shí)間的累積,這種有害效應(yīng)的危險(xiǎn)性也將顯著增大。這對(duì)于臨床診療及預(yù)防具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

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