降扎鄉(xiāng)高氡溫泉周圍居民血漿中8-羥基脫氧鳥苷和硫氧還蛋白還原酶水平的研究

高延曉，田梅，高剛，劉建香*

（中國疾病預(yù)防控制中心輻射防護(hù)與核安全醫(yī)學(xué)所，輻射防護(hù)與核應(yīng)急中國疾病預(yù)防控制中心重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100088）

氡及其子體對人體健康的影響主要是其釋放 α粒子對人體形成內(nèi)照射，其誘導(dǎo)的DNA損傷主要有兩種途徑：一是氡及其子體引發(fā)的電離輻射直接作用于DNA 分子產(chǎn)生單鏈或雙鏈斷裂；二是電離輻射引起機(jī)體內(nèi)環(huán)境水分子分解產(chǎn)生活性氧(reactive oxygen species， ROS)，ROS使生物體產(chǎn)生氧化應(yīng)激反應(yīng)，氧化應(yīng)激在不同疾病的發(fā)展中起著重要作用，誘導(dǎo)DNA氧化損傷。ROS對DNA分子的氧化損傷所形成的主要產(chǎn)物是8-羥基脫氧鳥苷(8-hydroxy-2-deoxyguanosine，8-OHdG)，被廣泛認(rèn)為是DNA氧化損傷和氧化應(yīng)激的標(biāo)志物[1-2]。硫氧還蛋白還原酶(thioredoxin reductase，TrxR)具有抗氧化作用消除生物體內(nèi)ROS，在生物體內(nèi)氧化還原平衡的維持和生物信號(hào)傳導(dǎo)調(diào)控過程中發(fā)揮重要作用。近年，在四川省阿壩州降扎鄉(xiāng)發(fā)現(xiàn)一處高氡溫泉，前期已進(jìn)行了降扎氡溫泉輻射水平調(diào)查，以及對周圍居民致癌效應(yīng)、遺傳效應(yīng)、染色體畸變等方面的研究。本研究檢測8-OHdG和TRxR的水平，為氡溫泉對周圍居民健康影響提供實(shí)驗(yàn)室依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究地區(qū)背景

降扎鄉(xiāng)居民認(rèn)為溫泉水可以治病，在溫泉周圍已形成新的生活區(qū)。調(diào)查顯示，新建生活區(qū)室內(nèi)外 γ劑量率最高水平分別為111000和25500nGy/h，并測量到高水平的氡濃度(200000Bq/m3)[3]。在溫泉小院室內(nèi)外γ照射劑量率均值分別為3461和9630nGy/h，最高值分別為28718和18254nGy/h，并測得室內(nèi)外氡濃度均值分別為20164和699Bq/m3，均超過了室內(nèi)氡濃度控制限值(200Bq/m3)[4]。對照地區(qū)室內(nèi)氡濃度的本底值參照阿壩州室內(nèi)年均值185Bq/m3( 1 76~190Bq/m3)[5]。居民以室外泡澡為主要氡溫泉接觸形式，敞篷式大棚和露天浴場有利于氡的擴(kuò)散，室外氡濃度明顯低于室內(nèi)。研究表明，降扎溫泉的不同接觸方式所接受附加受照劑量不同，假如周圍居民每月來洗浴溫泉兩次，每次在室內(nèi)室外各停留1h，受到的年附加 受 照劑量為0.52 mSv，所受劑量未超過1mSv的公眾年附加 受 照劑量限值。如果在溫泉小院居住，假設(shè)每天在房內(nèi)停留12 h，連續(xù)20d受到的附加 受 照劑量為82.7mSv(內(nèi)照射82.1mSv，外照射0.6mSv)，對于長期居住的居民，受到的劑量會(huì)更高[4]。

1.2 研究對象

選擇四川省降扎鄉(xiāng)經(jīng)常溫泉洗浴的現(xiàn)住居民作為高氡組對象，采用簡單隨機(jī)抽樣方法選取38人作為氡溫泉組(男性25人，女性13人)；選取生活習(xí)慣相似、文化水平相當(dāng)，但未接觸氡溫泉的阿西茸鄉(xiāng)現(xiàn)住居民作為對照組對象，選取39人作為對照組(男性26人，女性13人)。納入標(biāo)準(zhǔn)： 近15年以上本村鎮(zhèn)居住且期間無遷徙史，近期無病毒、細(xì)菌感染史，無惡性腫瘤、嚴(yán)重慢性病、急性感染性疾病史，無嚴(yán)重?zé)煵菀蕾?、過度飲酒史，半年內(nèi)未接受X射線暴露。本研究通過了倫理審查委員會(huì)審查，研究對象均簽署知情同意書。

1.3 主要儀器和試劑

8-OHdG和TrxR ELISA試劑盒(武漢華美生物工程有限公司)，Multiskan FC型酶標(biāo)儀[賽默飛世爾(上海)儀器有限公司]，DHP200型電熱恒溫培養(yǎng)箱(武漢海聲達(dá)儀器設(shè)備有限公司)。

1.4 血漿中8-OHdG和TrxR濃度的測定

EDTA抗凝真空采血管采集外周靜脈血，1500 r/min，離心半徑147mm，離心10min，取血漿備用。按照ELISA試劑盒說明書步驟，分別測定血漿中8-OHdG和TrxR的濃度，每個(gè)樣本設(shè)置3個(gè)復(fù)孔。

1.5 問卷調(diào)查

采用自行設(shè)計(jì)的調(diào)查問卷，由經(jīng)過統(tǒng)一培訓(xùn)合格的調(diào)查員采取一對一詢問的方式采集研究對象的基本信息，填寫調(diào)查問卷。問卷調(diào)查主要內(nèi)容包括：性別，年齡，溫泉洗浴情況(是否洗浴、平均洗浴頻次、每次洗浴時(shí)間、洗浴方式等)，生活習(xí)慣(抽煙、飲酒、飲茶史)，既往患病與服藥情況，居住史，職業(yè)史和生活應(yīng)激事件等相關(guān)情況，以及是否知曉氡、氡的來源和減氡措施等對氡認(rèn)知情況。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS21.0軟件，對兩組的基本資料(性別、年齡、體質(zhì)指數(shù)、抽煙、飲酒、飲茶等)的分布進(jìn)行卡方檢驗(yàn)；對兩組8-OHdG和TrxR檢測結(jié)果進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，表明檢測結(jié)果不服從正態(tài)分布，采用Mann-Whitney U檢驗(yàn)比較兩組間的差異性表達(dá)。數(shù)據(jù)描述使用四分位數(shù)(P25、 P50、 P75)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)為 α= 0.05。

2 結(jié)果

2.1 一般情況

高氡組年齡為20.0~67.0歲[(42.8±12.8)歲， P50=43.0歲]；對照組年齡為22.0~66.0歲[(47.6±13.2)歲、 P50=50.0歲]。兩組人群性別、飲酒、吸煙、飲茶、體質(zhì)指數(shù)等構(gòu)成比分別比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)，具有可比性(見表1)。

2.2 降扎鄉(xiāng)氡溫泉利用情況

高氡組居民均洗浴降扎溫泉，夏季平均每月洗浴9.05次，冬季平均每月洗浴8.95次，平均每次洗浴66.0 min，每人年均洗浴氡溫泉78.66h。高氡組所有研究對象僅采用泡澡的方式接觸降扎溫泉。對照組均未曾接觸降扎氡溫泉。

2.3 兩組人群血漿中8-OHdG和TrxR水平的比較

見表2。與對照組相比，高氡組居民外周血血漿中8-OHdG水平明顯降低，TrxR水平明顯升高，分別是對照組的0.571、2.325倍，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z= -3.316，-3.773， P均<0.05)。

表1 兩組居民基礎(chǔ)資料比較(例數(shù))

表2 兩組人群外周血血漿中 8 -OHdG和TrxR 水 平的比較(n g/mL)

2.4 血漿中8-OHdG和TrxR水平的影響因素分析

由兩組居民基礎(chǔ)資料的比較可知，可能影響血漿中8-OHdG和TrxR水平的性別、年齡、體質(zhì)指數(shù)、抽煙、飲酒、飲茶等因素在兩組中的分布是一致的。將氡暴露因素引入方程，進(jìn)行回歸分析。表3顯示，居民氡暴露因素對8-OHdG和TrxR的表達(dá)有明顯影響(t=-3.160，3.622， P均<0.05)。

表3 血漿中8-OHdG和TrxR水平影響因素的回歸分析

2.5 居民對氡的認(rèn)知情況調(diào)查結(jié)果

在兩組人群中對氡、氡的來源均0人知曉，氡對人體健康影響均不了解。減少氡濃度措施中，0人選擇灑水、通風(fēng)、戴口罩等，均選擇不知道。

3 討論

氡及其子體吸入導(dǎo)致機(jī)體輻射損傷是一種漸進(jìn)的、發(fā)展的過程，其對人體健康的危害主要來自于其衰變產(chǎn)生的高能量 α粒子，吸入后可對支氣管和肺細(xì)胞形成高傳能線密度照射，以電離的方式將大量的能量沉積在細(xì)胞中，破壞細(xì)胞內(nèi)生物大分子的化學(xué)鍵。8-OHdG是脫氧鳥苷氧化產(chǎn)生的DNA堿基修飾產(chǎn)物，是DNA氧化損傷和氧化應(yīng)激的標(biāo)志物。Ahmet等[6]進(jìn)行了一項(xiàng)對病態(tài)肥胖患者腹腔鏡下胃綁扎術(shù)后血清和尿液中8-OHdG水平與體質(zhì)量下降的關(guān)聯(lián)研究，認(rèn)為病態(tài)肥胖使全身性DNA氧化損傷增加，在血清中比尿液樣本更為明顯。并認(rèn)為尿中8-OHdG水平的檢測可以快速、簡易且低成本操作等優(yōu)勢而建議在臨床廣泛應(yīng)用。通常條件下，機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生的ROS會(huì)很快被體內(nèi)的抗氧化系統(tǒng)清除，TrxR是一種重要的氧化還原平衡調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)，它與硫氧還蛋白和NADPH共同構(gòu)成硫氧還蛋白系統(tǒng)，主要是基于巰基的氧化還原途徑清除ROS，從而避免DNA損傷和蛋白質(zhì)功能的改變[7]。Yamaoka等[8]研究發(fā)現(xiàn)，在動(dòng)脈硬化相關(guān)疾病治療中利用氡的放射性與熱效應(yīng)治療相比，超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)和TrxR等抗氧化物活性顯著增加，脂質(zhì)過氧化物和LDL-膽固醇水平顯著降低。

本研究選擇8-OHdG和TrxR進(jìn)行檢測，觀察長期氡暴露對機(jī)體的氧化損傷水平和抗氧化水平的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，高氡組居民外周血血漿中的8-OHdG表達(dá)水平顯著降低，血漿中TrxR的表達(dá)水平顯著升高，提示 高 氡組居民在長期接觸氡溫泉過程中氧化損傷水平有所降低，氧自由基的清除能力有所提升?？赡艿脑蚴蔷用耖L期多次接觸氡溫泉對機(jī)體抗氧化系統(tǒng)產(chǎn)生刺激作用，使氧自由基清除能力增強(qiáng)，可及時(shí)清除ROS，從而使血漿中8-OHdG表達(dá)水平降低。Takahiro等[9]研究2000Bq/m3氡吸入24h對抑制四氯化碳致小鼠器官氧化損傷作用的比較發(fā)現(xiàn)，吸入氡使腦、心、肺、肝、腎中的總谷胱甘肽含量增加，抗氧化功能激活。Nie等[10]研究發(fā)現(xiàn)，將Wistar大鼠暴露于100000Bq/m3的氡氣12h/d，持續(xù)30、60和120d后，在大鼠尿、外周血淋巴細(xì)胞和肺中8-OHdG和ROS水平增加，總抗氧化物水平降低。對于在同種輻射源 α作用下，本研究結(jié)果與Nie等[10]研究發(fā)現(xiàn)8-OHdG水平增加，總抗氧化物水平降低不同，主要原因是兩項(xiàng)研究中氡濃度不同。陳慧峰等[11]研究長期連續(xù)天然放射性照射對廣東高本底地區(qū)人群氧化損傷和抗氧化水平調(diào)查顯示8-OHdG表達(dá)水平由315.39 ng/mL降低至272.64ng/mL，抗氧化指標(biāo)TrxR表達(dá)水平由0.467ng/mL升高至0.496ng/mL。與本研究結(jié)果變化趨勢一致，但在兩研究中對照組8-OHdG水平相差很大，具體原因不明?？赡芘c以下因素有關(guān)：廣東高本底地區(qū)是低海拔地區(qū)且以漢族居民為主，阿壩州是地處高原以藏族居民為主，在高海拔地區(qū)空氣稀薄，氧含量較低，長期生活在這樣環(huán)境中居民可能形成了機(jī)體ROS較低的內(nèi)環(huán)境，進(jìn)而使血漿中8-OHdG處于較低水平。

本研究所得結(jié)論與通常認(rèn)識(shí)的電離輻射引起8-OHdG升高提示DNA損傷結(jié)論不一致，可能有以下原因：①本研究對象是人群，機(jī)體是一個(gè)復(fù)雜的調(diào)節(jié)系統(tǒng)不同于細(xì)胞系或離體實(shí)驗(yàn)，對于電離輻射作用有更多的調(diào)控機(jī)制比如旁效應(yīng)[12]等調(diào)控氧化應(yīng)激系統(tǒng)激活進(jìn)而對ROS進(jìn)行消除，以及人群長期暴露于低劑量輻射對DNA有一定的修復(fù)作用[13]。②研究表明[14]低劑量電離輻射可以產(chǎn)生刺激保護(hù)作用，降低對DNA的損傷作用。本研究氡暴露屬于低劑量電離輻射，電離輻射作用于機(jī)體可同時(shí)產(chǎn)生氧化損傷效應(yīng)和抗氧化系統(tǒng)的激活，可能在較低劑量的電離輻射條件下抗氧化系統(tǒng)激活效應(yīng)更顯著。③接觸氡的方式是長期(15年及以上)多次接觸，在長期多次的接受電離輻射作用，機(jī)體的抗氧化系統(tǒng)一直處于相對激活的狀態(tài)，能對機(jī)體的ROS及時(shí)清除，降低DNA損傷。本研究目前選擇外周血血漿中8-OHdG和TrxR水平作為研究指標(biāo)以反映長期氡暴露對DNA氧化損傷和抗氧化修復(fù)水平，在外周血血漿當(dāng)中檢測可能會(huì)受到一些生理因素影響，后續(xù)研究中將進(jìn)一步結(jié)合丙二醛(MDA)，4-羥基壬烯醛(4-HNE)，尿液中8-OHdG等評價(jià)氧化損傷狀態(tài)以及血液中SOD，CAT，谷胱甘肽過氧化物酶(GPxs)等的水平反映機(jī)體的抗氧化狀態(tài)進(jìn)行補(bǔ)充完善。檢測數(shù)據(jù)不服從正態(tài)分布可能與樣本量相對較小有關(guān)，仍需要后期進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量補(bǔ)充數(shù)據(jù)后進(jìn)行結(jié)果驗(yàn)證。

通過居民對氡的認(rèn)知情況調(diào)查發(fā)現(xiàn)，降扎鄉(xiāng)溫泉周圍居民對氡是什么、氡來自哪里、降低氡濃度措施等基本的知識(shí)尚無客觀科學(xué)的認(rèn)識(shí)。同樣，普通人群對氡的認(rèn)知情況也不容樂觀。目前室內(nèi)氡及其對居民的健康風(fēng)險(xiǎn)越來越受關(guān)注[15-17]，同時(shí)，在醫(yī)療行業(yè)認(rèn)為低濃度的氡對機(jī)體損傷恢復(fù)存在一定積極作用[8-9]，因此我們應(yīng)加強(qiáng)氡相關(guān)知識(shí)了解，更加科學(xué)合理的利用氡資源。

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