湖北省恩施土家族苗族自治州環(huán)境硒水平與老年性白內(nèi)障的相關性

張 亮 向艷芳 蔣祖林 溫豐平

(恩施土家族苗族自治州中心醫(yī)院1 眼科中心,2 關節(jié)外科,湖北省恩施市 445000)

白內(nèi)障作為世界性首位致盲因素及致盲眼病,發(fā)病率高,治愈率低,給患者及社會造成巨大的經(jīng)濟負擔[1-2]。老年性白內(nèi)障是白內(nèi)障最常見的類型,其發(fā)生機制復雜,原因眾多,其中自由基及其相關的氧化應激是導致患者晶狀體生理功能改變的關鍵因素[3]。硒是一種人體必需的微量元素,具有抗氧化及免疫調(diào)節(jié)的功能,能減輕細胞氧化應激損傷,對晶狀體具有保護作用[4]。食物中的硒是人體攝入硒的主要來源,而食物中的硒很大程度上受環(huán)境影響[5]。湖北省恩施土家族苗族自治州(以下簡稱恩施州)硒資源豐富,人稱“世界硒都”,擁有全球唯一探明的獨立硒礦床,但州內(nèi)不同區(qū)域的硒分布不均勻,因此研究硒與疾病的關系具有重要的公共衛(wèi)生意義[6]。本研究探討湖北省恩施州環(huán)境硒水平與老年性白內(nèi)障的相關性,為臨床防盲治盲工作提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 本研究參考《恩施土壤全硒含量分布的研究》[7],按照不同地區(qū)土壤硒含量,將恩施州分為富硒環(huán)境區(qū)(土壤硒含量≥1.28 mg/kg,包括恩施市、宣恩縣、鶴峰縣、咸豐縣和利川市) 和缺硒環(huán)境區(qū)(土壤硒含量<1.28 mg/kg,包括來鳳縣、建始縣和巴東縣) 兩個不同硒水平環(huán)境。采取簡單隨機抽樣法,選取2018年10月至2021年10月在恩施州中心醫(yī)院進行健康體檢的600例老年人為研究對象,其中來自富硒環(huán)境區(qū)及缺硒環(huán)境區(qū)的老年人各300例,男性306例、女性294例,年齡61～80(68.3±4.2)歲。本研究已獲得恩施州中心醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會的批準。

1.2 納入及排除標準 納入標準:(1)年齡>60歲;(2)在恩施州內(nèi)居住或常住年限在20年以上,生活飲食習慣相似;(3)所有研究對象均已簽署知情同意書,自愿參加本研究。排除標準:(1)由眼部疾病及全身病變(嚴重高血壓或糖尿病等)等原因?qū)е碌牟±硇园變?nèi)障患者,或外傷性白內(nèi)障患者;(2)無晶狀體者;(3)既往行白內(nèi)障摘除術(shù)+人工晶狀體植入術(shù)的患者;(4)患有精神疾病及其他原因無法交流和依從性極差的患者;(5)同時參與其他臨床研究者。

1.3 老年性白內(nèi)障診斷標準及分級標準 裂隙燈顯微鏡下可見晶狀體變性混濁,影響視力,且矯正視力≤0.7即可診斷為白內(nèi)障[8]。利用晶狀體混濁分類系統(tǒng)Ⅱ?qū)铙w混濁程度進行分級:晶狀體皮質(zhì)完全透明為0級;晶狀體皮質(zhì)出現(xiàn)少量點狀混濁為1級;晶狀體皮質(zhì)的點狀混濁范圍擴大,瞳孔區(qū)出現(xiàn)少量點狀混濁為2級;晶狀體皮質(zhì)出現(xiàn)車輪狀混濁且超過兩個象限為3級;晶狀體皮質(zhì)的車輪狀混濁范圍擴大,約50%的瞳孔區(qū)出現(xiàn)混濁為4級;約90%的瞳孔區(qū)出現(xiàn)混濁為5 級。將1～2級定義為輕型白內(nèi)障,將3～5級定義為重型白內(nèi)障。

1.4 研究方法 對所有研究對象進行血硒含量、發(fā)硒含量、血清谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)活性和血清硒蛋白P1(selenoprotein P,plasma,1,SEPP1)水平測定,同時對不同硒水平環(huán)境的居民飲用水及原產(chǎn)土豆進行硒含量測定。

1.4.1 樣本采集:(1)清晨抽取研究對象空腹上臂靜脈血5 mL,分別置入兩管肝素抗凝真空采血管中,3 500 r/min離心3 min后獲取血清,置于4 ℃冰箱保存,其中一管用于血硒含量檢測,另一管用于GSH-Px活性及SEPP1水平檢測。(2)剪取研究對象頭枕部近發(fā)根處的頭發(fā)約 1.0 g,蒸餾水浸泡,高純水沖洗瀝水后烘干,室溫儲存,備用于發(fā)硒含量檢測。(3)采用簡單隨機抽樣方法,采集兩個不同硒水平環(huán)境研究對象的居民飲用水(居民家中的末梢水)1 000 mL、農(nóng)田原產(chǎn)土豆1 000 g標本各100份進行硒含量檢測。居民飲用水的采集參照《生活飲用水標準檢驗方法 水樣的采集與保存:GB/T 5750.2—2006》[9]進行。

1.4.2 指標檢測:參照《生物樣品、水及土壤中痕量硒的熒光測定方法——一、發(fā)、血、尿和其他組織中痕量硒的測定》[10],采用熒光分光光度法檢測血硒、發(fā)硒、飲用水及原產(chǎn)土豆的硒含量,采用5,5′-二硫?qū)ο趸郊姿岜壬z測血清GSH-Px活性,采用ELISA測定血清SEPP1水平(試劑盒購自武漢華美生物工程有限公司,批號:62620210729A)。血硒含量、發(fā)硒含量、血清GSH-Px活性和血清SEPP1水平的檢測均由湖北省硒與人體健康研究院完成。不同硒水平環(huán)境居民飲用水、原產(chǎn)土豆的硒含量檢測均由國家富硒產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心完成。

1.4.3 質(zhì)量控制:湖北省硒與人體健康研究院和國家富硒產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心均制定了統(tǒng)一的實驗室質(zhì)量控制規(guī)范,保證采樣、樣品分裝、編碼、運送符合實驗室要求。檢測前對實驗室檢測人員進行專業(yè)培訓,保證檢測的操作符合質(zhì)量要求,每批樣品包含空白樣品、10% 平行樣品、質(zhì)控樣品,且符合質(zhì)控標準要求。使用同一批號的試劑開展檢測。

1.5 統(tǒng)計學分析 用SPSS 22.0軟件進行統(tǒng)計學分析。計量資料以(x±s)表示,兩組間比較采用兩獨立樣本t檢驗。計數(shù)資料以例數(shù)(百分比)表示,組間比較采用χ2檢驗。相關性分析采用Spearman秩相關檢驗。以P<0.05 為差異具有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié) 果

2.1 不同患病情況老年人血硒、發(fā)硒含量的比較 600例老年人中,老年性白內(nèi)障患者244例(40.67%),其中輕型白內(nèi)障患者98例,重型白內(nèi)障患者146例。白內(nèi)障老年人血硒、發(fā)硒含量均低于非白內(nèi)障老年人(均P<0.05)。輕型白內(nèi)障老年人血硒、發(fā)硒含量均高于重型白內(nèi)障老年人(均P<0.05)。見表1。

表1 不同患病情況老年人血硒和發(fā)硒含量的比較(x±s)

2.2 來自不同硒水平環(huán)境老年人的一般資料、血硒和發(fā)硒含量、血清GSH-Px活性和SEPP1水平、白內(nèi)障患病情況比較 來自不同硒水平環(huán)境老年人的年齡、性別比較,差異均無統(tǒng)計學意義(均P>0.05)。富硒環(huán)境區(qū)老年人的血硒含量、發(fā)硒含量、血清GSH-Px活性和SEPP1水平均高于缺硒環(huán)境區(qū)(均P<0.05)。富硒環(huán)境區(qū)、缺硒環(huán)境區(qū)的白內(nèi)障患者例數(shù)分別為90例、154例,老年性白內(nèi)障發(fā)生率分別為30.00%、51.33%,富硒環(huán)境區(qū)老年人的白內(nèi)障發(fā)生率低于缺硒環(huán)境區(qū)(P<0.05)。見表2。

表2 來自不同硒水平環(huán)境老年人的一般資料、血硒和發(fā)硒含量、血清GSH-Px活性和SEPP1水平、白內(nèi)障患病情況比較

2.3 不同硒水平環(huán)境的居民飲用水及原產(chǎn)土豆硒含量的比較 富硒環(huán)境區(qū)的居民飲用水及土豆硒含量均高于缺硒環(huán)境區(qū)(均P<0.05)。見表3。

表3 不同硒水平環(huán)境的居民飲用水及原產(chǎn)土豆硒含量的比較(x±s)

2.4 硒含量與老年性白內(nèi)障的相關性 血硒含量、發(fā)硒含量與老年性白內(nèi)障患病情況均呈負相關(rs=-0.531、-0.612,P=0.024、0.036)。

3 討 論

研究表明,中國是世界上白內(nèi)障致盲人數(shù)最多的國家[11]。白內(nèi)障尤其是老年性白內(nèi)障導致的視力障礙、獨立性下降、行動受限,不僅對患者的日常生活功能和生活質(zhì)量造成嚴重影響,還給患者家庭和社會造成沉重的醫(yī)療和護理負擔,因此老年性白內(nèi)障的預防、治療及康復已經(jīng)引起廣泛關注[12-13]。本研究結(jié)果顯示,居住于湖北省恩施州的600例老年人中,老年性白內(nèi)障患者244例,發(fā)生率為40.67%,與既往流行病學調(diào)查結(jié)果[14-15]相比,在相對富硒的恩施州老年人的老年性白內(nèi)障發(fā)生率整體偏低。此外,富硒環(huán)境區(qū)老年人的老年性白內(nèi)障發(fā)生率低于缺硒環(huán)境區(qū)(P<0.05),說明環(huán)境硒水平與老年性白內(nèi)障的發(fā)病有一定的相關性。

硒元素容易受環(huán)境地域影響,不同地區(qū)、不同環(huán)境土壤中的硒含量不同,國內(nèi)外對硒的研究也因地域不同而所得結(jié)論有所差異。彭祚全等[16]指出,恩施州土壤硒含量直接影響農(nóng)作物硒含量,地區(qū)土壤硒含量越高,當?shù)剞r(nóng)作物硒含量也相應較高。本研究中富硒環(huán)境區(qū)的原產(chǎn)土豆硒含量符合富硒標準[17],富硒環(huán)境區(qū)的土豆硒含量高于缺硒環(huán)境區(qū),且居民飲用水的硒含量也高于缺硒環(huán)境區(qū)(均P<0.05),表明環(huán)境硒水平越高,居民飲用水及主要農(nóng)作物的硒含量也相應越高。人體硒主要來源于飲用水及膳食,土豆作為恩施州主要農(nóng)作物及主食來源,其攝入量對人體硒水平影響較大。本研究中,富硒環(huán)境區(qū)老年人的血硒含量、發(fā)硒含量均高于缺硒環(huán)境區(qū)(均P<0.05),反映出不同硒水平環(huán)境中老年人血硒、發(fā)硒含量存在差異性,人群血硒、發(fā)硒含量隨環(huán)境硒水平的升高而升高[18],這一結(jié)果或可為恩施州環(huán)境硒水平與老年性白內(nèi)障的研究提供理論基礎。

血硒含量和發(fā)硒含量均可在一定程度上反映人體硒攝入水平和機體組織中的硒儲備水平[19]。本研究結(jié)果顯示,白內(nèi)障老年人的血硒、發(fā)硒含量均低于非白內(nèi)障老年人,且輕型白內(nèi)障老年人的血硒、發(fā)硒含量均高于重型白內(nèi)障老年人,血硒含量、發(fā)硒含量與老年性白內(nèi)障患病情況呈負相關(均P<0.05),說明硒含量與老年人白內(nèi)障的發(fā)病及病情嚴重程度有關。研究表明,氧化應激是白內(nèi)障患病過程中最關鍵的環(huán)節(jié),活性氧自由基是導致白內(nèi)障的根本原因,抗氧化劑可有效防治白內(nèi)障[20]。硒作為人體生命活動所必需的一種微量元素,在抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、防治心腦血管疾病、護眼、抗癌等多方面均具有非常重要的意義[21]。晶狀體中硒含量豐富,硒及硒蛋白在白內(nèi)障發(fā)病機制中的抗氧化應激方面發(fā)揮關鍵作用[22]。硒是GSH-Px的組成成分,補充硒可以延緩白內(nèi)障的進展,同時可以使血液、晶狀體及房水中GSH-Px 活性明顯增加,還可以延緩谷胱甘肽的減少,減少氧自由基產(chǎn)生[23]。Post 等[24]分析年齡相關性白內(nèi)障患者血清硒水平和GSH-Px之間的相關性后發(fā)現(xiàn),血清硒水平降低可能是年齡相關性白內(nèi)障發(fā)病的潛在危險因素,并從基因?qū)用骝炞C了硒蛋白在白內(nèi)障中的重要作用。SEPP1是反映人體硒營養(yǎng)水平的最佳含硒蛋白,具有抗氧化、結(jié)合重金屬及營養(yǎng)神經(jīng)細胞等功能,體內(nèi)SEPP1以轉(zhuǎn)運蛋白的形式將硒運送到外周組織,以維持體內(nèi)各組織的硒平衡[25]。本研究結(jié)果顯示,富硒環(huán)境區(qū)老年人的血硒含量、發(fā)硒含量、血清GSH-Px活性和血清SEPP1水平均高于缺硒環(huán)境區(qū),老年性白內(nèi)障發(fā)生率低于缺硒環(huán)境區(qū) (均P<0.05),提示環(huán)境硒水平越高,老年人GSH-Px活性及SEPP1水平越高,老年性白內(nèi)障患病率越低。既往研究顯示,大劑量的硒可誘發(fā)小鼠實驗性白內(nèi)障,且小鼠角膜、虹膜、晶狀體和視網(wǎng)膜尤其是房水中硒含量顯著低于血漿硒含量[26];Li等[27]的研究顯示,恩施州內(nèi)富硒地區(qū)50歲以上人群老年性白內(nèi)障發(fā)生率與國內(nèi)部分地區(qū)相比并沒有明顯升高,這些研究結(jié)果均說明適量攝入高硒并不會增加白內(nèi)障發(fā)生率。

目前全球仍有約15%的人口硒暴露不足,處于硒缺乏狀態(tài)[28]。中國是世界上40個硒缺乏國家之一,恩施州作為世界硒都,整體硒資源豐富,老年人群白內(nèi)障的患病率是否低于其他缺硒地區(qū),目前尚未見其他相關的流行病學研究報告,后期應加強該方面的調(diào)查。此外,適量補充硒元素以防治白內(nèi)障及其他缺硒相關性疾病也是未來的研究方向。本研究的不足之處在于納入的樣本量較小,后期須進一步開展多中心、大樣本研究;本研究調(diào)查了來自恩施州不同硒水平環(huán)境老年人的白內(nèi)障患病情況,但未進行膳食營養(yǎng)調(diào)查以進一步分析硒暴露來源,未來還應加強該方面的研究。

綜上所述,湖北省恩施州環(huán)境硒水平與老年性白內(nèi)障的發(fā)生具有相關性,環(huán)境硒水平越高,老年人的老年性白內(nèi)障發(fā)生率越低。