基于地方性砷中毒發(fā)病機制研究進展

張愛君

（吉林省地方病第一防治研究所 吉林 白城 137000）

基于地方性砷中毒發(fā)病機制研究進展

張愛君

（吉林省地方病第一防治研究所 吉林 白城 137000）

地方性砷中毒是指特定地區(qū)的居民因自然污染或人為污染，導致體內(nèi)攝入過量的砷化物而形成的一種地方性疾病。人體高砷暴露的主要途徑是飲用被高濃度無機砷天然污染的地下水 .除了慢性飲水型砷中毒外，煤型砷中毒有著病情嚴重、病區(qū)分布廣和受危害人口多的特點。下面本研究主要對近年來國內(nèi)外關于地方性砷中毒發(fā)病機制研究的進展進行綜述。

地方性砷中毒；發(fā)病機制；細胞因子

砷中毒臨床表現(xiàn)為人體皮膚損傷，特別是其造成的掌跖角化使患者勞動能力降低甚至喪失，對人類多個組織器官系統(tǒng)造成嚴重損害。相關研究顯示［1］，我國的慢性飲水型砷中毒主要分布在山西、新疆、內(nèi)蒙古等8個省的40個縣中，處于高砷暴露危險下的人超過300萬，確診為砷中毒的病人大概有3萬人。煤炭型砷中毒是我國特有的砷中毒，在貴州省被首次發(fā)現(xiàn)，目前陜西省奉巴山區(qū)被發(fā)現(xiàn)有煤炭型地方性砷中毒。隨著水砷排查工作的持續(xù)深入，新的病區(qū)被發(fā)現(xiàn)，但從整體上來說，我國的地方性砷中毒的體系分布尚不明確，嚴重制約我國地方性砷中毒防治工作的開展。

一、砷中毒與氧化應激

氧化應激是指由于人體內(nèi)的氧化和抗氧化出現(xiàn)失衡，導致機體的生化生理過程發(fā)生異常。氧化應激是砷中毒機制研究中的重要學說，iAⅢ在人體內(nèi)外能夠產(chǎn)生大量的活性氧和自由基，增加了氧化應激指示劑血紅素加氧酶。砷進入人體后，可以迅速轉(zhuǎn)化為氧苯砷并與蛋白的巰基、細胞酶發(fā)生結合，對酶的活性造成影響，對人體細胞的正常代謝功能產(chǎn)生制約［］。砷在人體內(nèi)還會產(chǎn)生活性氧，機體不能及時清除過量的活性氧產(chǎn)生的自由基，升高的自由基水平會誘導細胞發(fā)生突變，最終導致氧化應激。同時，砷還會降低超氧化酶（SOD）的活性，SOD能夠清除人體氧自由基，降低的SOD水平會導致機體的抗氧化調(diào)節(jié)機制失衡，近期脂質(zhì)過氧化。侯文勝等［3］的研究結果顯示，不同濃度的亞砷酸鈉（NaAsO2）會對淋巴細胞活力產(chǎn)生不同影響，10μmol／L以上的NaAsO2能夠?qū)α馨图毎a(chǎn)生抑制作用，同時劑量交互效應會持續(xù)一段時間。李軍［4］等學者為研究氧化應激是砷中毒的發(fā)病機制之一，將不同濃度的NaAsO2作用于人肝細胞株Chang liver細胞氧化應激作用，研究結果表明0.1μmol／L NaAsO2組的自爆活力具有顯著增加，NaAsO2在的濃度范圍在0～30μmol／L時，細胞內(nèi)的超氧化物歧酶隨著NaAsO2濃度的升高而降低，細胞內(nèi)活性氧隨著NaAsO2濃度的升高而升高，丙二醛隨著NaAsO2濃度的升高而升高。說明，NaAsO2是對人肝細胞株Chang liver細胞產(chǎn)生毒性作用的機制之一。

二、砷引起的DNA損傷及甲基化

砷對DNA的損傷是一個復雜的過程，砷通過氧化應激導致活性氧升高對DNA間接造成損傷。研究結果表明，砷能夠誘發(fā)染色體發(fā)生畸形變異、姐妹染色單體交換、細胞惡性轉(zhuǎn)化、抑制DNA修復。同時，微量的砷通過活性氧自由基里的H2O2和O2－對人類細胞造成不同程度的DNA損傷，使用羚基自由基清除劑DMSO與過氧化酶CAT能夠減少損傷程度。DNA甲基化是指DNA甲基轉(zhuǎn)移酶將以S－腺昔甲硫氨酸作為供體，使胞嘧啶轉(zhuǎn)變?yōu)?－甲基胞嘧啶的一種修飾反應。這種遺傳修飾對于維持染色體結構、基因印記、腫瘤、X染色體的失活具有重要作用。Nakai［6］的研究指出，砷導致的癌癥與癌基因的去甲基化有密切聯(lián)系，其使用砷將敘利亞倉鼠胚胎細胞處理48h并進行長期的培養(yǎng)觀察，顯示其癌基因呈現(xiàn)低甲基化。

三、砷中毒與細胞因子

目前已經(jīng)證實砷中毒能夠?qū)е聶C體發(fā)生癌癥，可見砷誘發(fā)疾病的主要原因是對機體免疫系統(tǒng)造成了損害。相關研究表明［7］，在砷中毒病毒處理中，細胞因子調(diào)節(jié)網(wǎng)絡是其中的重要因素。轉(zhuǎn)化生長因子（TGFa）是由50個氨基酸殘基組成的，多存在于腫瘤細胞、逆轉(zhuǎn)錄病毒、癌基因等細胞中。診斷砷中毒患者病情程度和惡性腫瘤中，測定TGFa細胞具有積極意義。韓雪［8］通過測定煤炭污染型砷中毒患者血清IL－2、TNF含量，發(fā)現(xiàn)IL－2、TNF是人體免疫機制的重要指標，IL－2、TNF水平下降會導致患者免疫功能隨之下降。毛會軍［9］通過檢測飲水型砷中毒患者血清中的IL－2、IL－8、TNFa水平，發(fā)現(xiàn)砷中毒患者血清中的IL－2、IL－8、TNFa比正常人顯著增高。

綜上所述，砷是人類確定致癌物，流行病學研究是砷中毒發(fā)病機制、

判定損傷程度和防治的主要手段。目前國內(nèi)外對于地方性砷中毒發(fā)病機制的研究還在持續(xù)進行中，鑒于砷中毒對人體皮膚和多個組織器官系統(tǒng)的嚴重損害，還需對地方性砷中毒的發(fā)病機制進行進一步的深入研究。

［1］ 謝惠芳，吳順華，馬艷.GSTO1基因多態(tài)性與新疆飲水型地方性砷中毒的關聯(lián)研究［J］.現(xiàn)代預防醫(yī)學，2014，（11）：1953－1956.

［2］ Jun Kawai.Forensic analysis of arsenic poisoning in Japan by synchrotron radiation X-ray fluorescence［J］.X-Ray Spectrom.（IF 1.546），2014.43（1）.

［3］ 侯文勝，張麗芳，裴秋玲.GSTO1－1基因多態(tài)性與地方性砷中毒易感性的關系研究［J］.環(huán)境與健康雜志，2013，（02）：105－109.

［4］ 李軍，程曉天，王三祥 .地方性砷中毒對機體氧化應激遠期影響的研究［J］.中國地方病防治雜志，2010，（06）：405－407.

［5］ Izumi Nakai.Response to Professor Kawai＇s review on forensic synchrotron X-ray fluorescence analysis of arsenic poisoning in Japan［J］.X-Ray Spectrom.（IF 1.546），2014，Vol.43（1）.

［6］ 張瀟，孫晉.基于網(wǎng)絡計量學的我國砷中毒主題文獻研究［J］.中外企業(yè)家，2014，（02）：247－248＋251.

［7］ 韓雪，王麗芳，張愛華.p15基因啟動子區(qū)甲基化及缺失與燃煤污染型砷中毒的關系［C］.中國毒理學會2013.

［8］ 毛會軍，陳良，沈芳.2009流行性感冒患者血清細胞因子的變化特點［J］微生物與感染，2011，（01）：56－57.

R781.6＋6

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1009－6019（2015）07－0278－01