血清農(nóng)藥殘留水平與慢性腎臟病的相關(guān)性研究

吳曉靜 張暮寅 李 欣 徐麗梨 王偉銘

CKD是一種人群患病率高、危害程度大、嚴(yán)重影響人類健康的全球性公共衛(wèi)生問題。近年來，環(huán)境污染物對腎臟疾病的影響逐漸受到重視，農(nóng)藥殘留可能為其中一種致病因素。Lebov等[1]對職業(yè)殺蟲劑施用者進(jìn)行的一項(xiàng)前瞻性研究表明，施用者長期暴露于殺蟲劑與其終末期腎臟病(ESRD)的高發(fā)生率有關(guān)。研究[2]顯示，病因不明的慢性腎臟病(CKD)患者血液中有機(jī)氯農(nóng)藥水平顯著升高；由此推測，血液中有機(jī)氯農(nóng)藥水平可能與CKD的發(fā)生相關(guān)。另一項(xiàng)研究[3]顯示，被觀察者血清中高水平的有機(jī)氯殺蟲劑滴滴涕主要代謝產(chǎn)物(p,p’-DDE)殘留與其10年內(nèi)腎小球?yàn)V過率(GFR)降低顯著相關(guān)。Everett等[4]就受試者血液中p,p’-DDE水平與糖尿病腎病的相關(guān)性進(jìn)行研究，結(jié)果顯示，p,p’-DDE≥7.68 mg/L是糖尿病腎病的危險(xiǎn)因素。上述多項(xiàng)證據(jù)表明，人體內(nèi)農(nóng)藥殘留可導(dǎo)致腎臟的慢性損傷?，F(xiàn)對納入的慢性腎小球腎炎和糖尿病腎病患者進(jìn)行農(nóng)藥殘留水平測定，并收集患者的一般資料、合并癥情況等，分析這類CKD患者體內(nèi)農(nóng)藥殘留情況；同時(shí)，檢測非CKD人群的血清農(nóng)藥殘留水平，旨在探討血清農(nóng)藥殘留與CKD發(fā)生、發(fā)展的相關(guān)性。

1 對象與方法

1.1 研究對象 收集2017年1—12月在上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院北院腎內(nèi)科住院治療的110例CKD患者(CKD組)的臨床資料(慢性腎小球腎炎92例和糖尿病腎病18例)，年齡18～75歲。慢性腎小球腎炎和糖尿病腎病患者由腎臟活組織病理學(xué)檢查確診和臨床確診，排除腫瘤、感染、免疫等繼發(fā)因素。另取同期體檢中心的49名非CKD人群(對照組)，以其尿常規(guī)、生物化學(xué)檢測的腎功能結(jié)果、泌尿系統(tǒng)超聲檢查結(jié)果作為篩選標(biāo)準(zhǔn)。該研究經(jīng)上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院北院倫理委員會(huì)審核并批準(zhǔn)。

1.2 研究方法和觀察指標(biāo)

1.2.1 一般資料 采集CKD組患者臨床資料：① 基本信息，包括性別、年齡、體重、身高、BMI；② 合并癥，如高血壓、糖尿病、腎病綜合征；③ 實(shí)驗(yàn)室檢查指標(biāo)，包括24 h尿蛋白定量、血漿白蛋白水平、血清肌酐水平、EPI法估算的GFR(EPI-eGFR)、血清農(nóng)藥殘留水平；④ 腎臟穿刺活組織病理學(xué)檢查結(jié)果。采集對照組患者的性別、年齡、空腹血糖水平、HbA1c值、血清農(nóng)藥殘留水平等資料。

根據(jù)腎臟穿刺活組織病理學(xué)檢查結(jié)果，對CKD組患者的腎小管間質(zhì)損傷程度分級如下。① 0級(無損傷)：正常，腎小管無病變，腎間質(zhì)無或有極少量的炎癥細(xì)胞浸潤，無間質(zhì)纖維化發(fā)生。② 1級(輕度損傷)：腎小管上皮細(xì)胞輕度萎縮，呈局灶性，少量炎癥細(xì)胞浸潤、間質(zhì)纖維化，損傷范圍<25%。③ 2級(中度損傷)：腎小管上皮細(xì)胞中度萎縮，中等量炎癥細(xì)胞浸潤、間質(zhì)纖維化，損傷范圍為26%～50%。④ 3級(重度損傷)：腎小管上皮細(xì)胞重度萎縮、變性、壞死，呈彌散分布，大量炎癥細(xì)胞浸潤、間質(zhì)纖維化，損傷范圍>50%。

1.2.2 血清農(nóng)藥殘留水平檢測 采用氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)檢測血清農(nóng)藥殘留水平。具體參數(shù)：① 應(yīng)用HP-5MS色譜柱；② 升溫程序?yàn)?0 ℃ 2 min，以16 ℃/min升至150 ℃，再以10 ℃/min升至200 ℃，以3 ℃/min升至220 ℃，最終以25 ℃/min升至290 ℃，維持8 min；③ 進(jìn)樣口溫度為260 ℃；④ 載氣種類為氦氣；⑤ 柱流速為1 mL/min；⑥ 進(jìn)樣量為2 μL。本研究共檢測26種農(nóng)藥，包括六六六(代謝產(chǎn)物為β-BHC)、β-硫丹、α-硫丹、滴滴涕(主要代謝產(chǎn)物為p,p’-DDE)、氟氯戊菊酯-1等。

2 結(jié) 果

2.1 一般資料 CKD組、對照組的年齡分別為(44.9±16.4)、(44.4±10.5)歲，兩組間的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=0.25，P=0.81)。CKD組男65例、女45例,對照組男26名、女23名，兩組間性別構(gòu)成的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=0.50，P=0.48)。

2.2 CKD組和對照組血清農(nóng)藥殘留情況和水平比較 CKD組和對照組均檢出農(nóng)藥殘留，種類以p,p’-DDE為主，其次為β-BHC和氟氯戊菊酯-1，其他種類農(nóng)藥未檢出。CKD組和對照組的p,p’-DDE檢出率分別為60.0%(66/110)和14.3%(7/49)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=28.53，P<0.01)；CKD組和對照組p,p’-DDE中位水平分別為1.5和0.0 mg/L，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=-5.739，P<0.01)。

2.3 p,p’-DDE不同殘留水平的CKD患者臨床資料 以p,p’-DDE的中位水平1.5 mg/L為界，將CKD組患者分為p,p’-DDE<1.5 mg/L組(54例)和p,p’-DDE≥1.5 mg/L(56例)。兩組患者的年齡、性別構(gòu)成、血清肌酐水平、EPI-eGFR、BMI的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t值分別為1.70、-0.73、0.09，P值均>0.05)。p,p’-DDE≥1.5 mg/L組患者年齡顯著大于p,p’-DDE<1.5 mg/L組(t=5.02，P<0.01)。p,p’-DDE≥1.5 mg/L組合并高血壓、糖尿病、腎病綜合征的患者比例有高于p,p’-DDE<1.5 mg/L組的趨勢，但差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2值分別為3.61、1.78、3.08，P值均>0.05)。見表1。

表1 p,p’-DDE 不同殘留水平的CKD患者的臨床資料比較

2.4 糖尿病腎病患者血清p,p’-DDE殘留水平分析 18例糖尿病腎病亞組患者的p,p’-DDE中位水平為2.35 mg/L。糖尿病組男10例，女8例；糖尿病腎病亞組患者與對照組間性別構(gòu)成的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=0.03，P=0.86)。糖尿病腎病亞組患者平均年齡為(58.5±13.1)歲，顯著高于對照組的(44.4±10.5)歲(t=4.56，P<0.01)。糖尿病腎病亞組患者p,p’-DDE殘留檢出率為72.2%(13/18)，顯著高于對照組的14.3%(7/49,χ2=21.10，P<0.01)。糖尿病腎病組p,p’-DDE水平的秩平均值為50.31，顯著高于對照組的28.01(Z=5.13，P<0.01)。校正兩組患者年齡因素，血p,p’-DDE高水平殘留是患者罹患糖尿病腎病的危險(xiǎn)因素(OR=3.024，95%CI為1.313～8.181，P=0.028)。

2.5 慢性腎小球腎炎患者血清p,p’-DDE殘留水平分析 慢性腎小球腎炎亞組、對照組的性別構(gòu)成(男性占比分別為59.8%和53.1%)、平均年齡[分別為(42.2±15.7)和(44.3±10.5)歲]的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。p,p’-DDE高水平殘留是患者罹患慢性腎小球腎炎的危險(xiǎn)因素(OR=3.030，95%CI為1.638～5.592，P<0.01)。

80例慢性腎小球腎炎患者行腎臟穿刺活組織病理學(xué)檢查，病理類型以IgA腎病(32例)、膜性腎病(26例)、局灶節(jié)段硬化性腎小球腎炎(9例)為主，另13例病理類型為微小病變腎病(8例)、系膜增生型(5例)。3種病理類型的患者血清p,p’-DDE水平秩平均值分別為28.4、38.3、41.4，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=5.51，P=0.06)。80例患者的腎臟間質(zhì)病變嚴(yán)重程度為無損傷(10例)、輕度損傷(47例)、中度損傷(16例)、重度損傷(7例)，4個(gè)等級p,p’-DDE秩平均值分別為31.4、43.0、37.8、43.0，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=2.53，P=0.24)。

3 討 論

作為環(huán)境污染物之一的農(nóng)藥，其對于腎臟疾病的影響，逐漸受到研究者的重視；但是，國內(nèi)關(guān)于農(nóng)藥與慢性腎小球腎炎或糖尿病腎病相關(guān)性的研究鮮見。本研究主要針對人體內(nèi)血清農(nóng)藥殘留水平與CKD之間的相關(guān)性進(jìn)行探討。

本研究中受試者所檢出的殘留農(nóng)藥種類以p,p’-DDE為主， 因?yàn)閜,p’-DDE是滴滴涕類物質(zhì)在人體內(nèi)較為穩(wěn)定的代謝產(chǎn)物。Rutten等[5]研究顯示，CKD 4至5期患者的血清p,p’-DDE和六氯苯(HCB)水平升高，但在研究中并未提及入組患者CKD的病因。Siddharth等[6]的研究發(fā)現(xiàn)，CKD患者血清總農(nóng)藥水平和p,p’-DDE水平較健康人群升高，且總農(nóng)藥水平和p,p’-DDE水平與eGFR水平呈負(fù)相關(guān)。本研究結(jié)果顯示，CKD組患者血清p,p’-DDE檢出率和p,p’-DDE中位水平均顯著高于對照組，與上述研究結(jié)論相符；表明高水平的p,p’-DDE殘留可能參與了CKD的發(fā)生和發(fā)展。

本研究中，根據(jù)CKD患者血p,p’-DDE水平將其分為p,p’-DDE<1.5 mg/L組和p,p’-DDE≥1.5 mg/L組，p,p’-DDE≥1.5 mg/L組年齡顯著大于p,p’-DDE<1.5 mg/L組;提示，高齡CKD患者更易發(fā)生較高水平p,p’-DDE的殘留，這與p,p’-DDE的化學(xué)性質(zhì)相關(guān)。p,p’-DDE的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在農(nóng)作物和環(huán)境中分解緩慢，同時(shí)，其脂溶性的特性使其易在脂肪內(nèi)累積，發(fā)生生物富集，增高體內(nèi)農(nóng)藥殘留濃度，故高齡CKD患者體內(nèi)p,p’-DDE殘留水平較高[7]。本研究中，p,p’-DDE≥1.5 mg/L組和p,p’-DDE<1.5 mg/L組的血清肌酐水平、EPI-eGFR的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；這與有機(jī)氯農(nóng)藥的脂溶性特點(diǎn)相關(guān)，其并非通過腎臟代謝清除，故認(rèn)為血p,p’-DDE水平并不受GFR影響。

在本研究中，糖尿病腎病患者的p,p’-DDE檢出率較高(72.2%)；而糖尿病腎病患者的p,p’-DDE中位水平為2.35 mg/L；提示糖尿病腎病的發(fā)生與p,p’-DDE在機(jī)體內(nèi)殘留水平可能存在相關(guān)性。既往關(guān)于滴滴涕及其代謝產(chǎn)物與糖尿病腎病相關(guān)性的研究[4, 8]結(jié)果表明，p,p’-DDE在體內(nèi)的殘留與糖尿病腎病的發(fā)生、發(fā)展相關(guān)。本研究中，糖尿病腎病亞組年齡顯著大于對照組，且其p,p’-DDE檢出率和血p,p’-DDE水平均顯著高于對照組；通過二分類logistic多因素回歸分析發(fā)現(xiàn)，血p,p’-DDE高水平為糖尿病腎病的危險(xiǎn)因素，且可獨(dú)立于患者年齡因素的影響。糖尿病是受多因素影響的疾病，環(huán)境中的農(nóng)藥污染可能在糖尿病的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用。Evangelou等[9]的meta分析提示，有機(jī)氯農(nóng)藥殘留水平與患者2型糖尿病的患病相關(guān)，這其中的疾病影響因素即包括滴滴涕及其代謝產(chǎn)物。而在本研究中，對照組為非CKD人群，故p,p’-DDE是否為糖尿病發(fā)展成為糖尿病腎病的危險(xiǎn)因素尚未明確,需對比分析糖尿病伴或不伴CKD相關(guān)病例以得出后續(xù)結(jié)論。本研究中，慢性腎小球腎炎亞組與對照組的單因素分析顯示， p,p’-DDE是慢性腎小球腎炎的危險(xiǎn)因素，但血清p,p’-DDE水平與腎小球腎炎的病理學(xué)類型分型和腎間質(zhì)病變嚴(yán)重程度無相關(guān)性。關(guān)于血清農(nóng)藥殘留水平與CKD發(fā)生相關(guān)性的潛在機(jī)制尚未明確。一項(xiàng)動(dòng)物研究[10]提示，滴滴涕引起的機(jī)體氧化應(yīng)激和腎小管細(xì)胞凋亡可能是其引起腎臟損傷的主要機(jī)制。 其他潛在機(jī)制包括機(jī)體殘留農(nóng)藥與過氧化物酶體增殖物激活受體(PPARs)結(jié)合、機(jī)體殘留農(nóng)藥與參與糖脂代謝調(diào)節(jié)和胰島素敏感性調(diào)節(jié)的相關(guān)受體[如雌激素受體(ERs)、孕烷X受體(PXR)和組成型雄甾烷受體(CAR)]結(jié)合[9]。機(jī)體農(nóng)藥殘留致CKD的發(fā)病機(jī)制尚待更深入的研究。

綜上所述，CKD患者血中檢出農(nóng)藥殘留種類以滴滴涕代謝產(chǎn)物p,p’-DDE為主，提示p,p’-DDE可能與CKD的發(fā)生、發(fā)展相關(guān)，同時(shí)，p,p’-DDE可能是患者發(fā)生慢性腎小球腎炎和糖尿病腎病的危險(xiǎn)因素。