中国公共卫生  2008, Vol. 24 Issue (12): 1479-1481   PDF    
引用本文
靳清汉, 李庆海, 谢少华, 孙朝阳, 鲁文清, 杨磊, 刘爱林. 煤矿工人与煤工尘肺患者氧化应激水平比较[J]. 中国公共卫生, 2008, 24(12): 1479-1481.
JIN Qing-han, LI Qing-hai, XIE Shao-hua, et al. Serum levels of oxidative stress in coal workers and pneumoeoniosis patients[J]. Chinese Journal of Public Health, 2008, 24(12): 1479-1481.
煤矿工人与煤工尘肺患者氧化应激水平比较
靳清汉1,2, 李庆海3, 谢少华1, 孙朝阳1, 鲁文清1, 杨磊1, 刘爱林1     
1. 华中科技大学同济医学院公共卫生学院劳动卫生与环境卫生学系教育部环境与健康重点实验室, 武汉 430030;
2. 山东省济宁市卫生局;
3. 兖矿集团劳动卫生职业病防治所
收稿日期: 2008-08-20
基金项目: 国家自然科学基金(30671743);华中科技大学基金项目(25513017)
作者简介: 靳清汉(1962-), 男, 山东济宁人, 主任医师, 博士在读, 主要从事劳动卫生与医院卫生研究。
通讯作者: 刘爱林
摘要： 目的 探讨血清氧化应激指标用于煤尘致肺早期损伤监测和煤工尘肺病况判断的可行性. 方法 选取某煤矿64名煤矿工人(掘进工34人作为煤尘高暴露组, 采煤工13人作为中暴露组, 辅助工17人作为对照组)、45例煤工尘肺患者(Ⅰ期23例, Ⅱ期19例, Ⅲ期3例).检测血清超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)的水平及肺活量(VC)、用力肺活量(FVC)、第1秒用力呼气容积(FEV1)、第1秒呼气容积占用力肺活量的百分比(FEV1/FCV%). 结果 与辅助工比较, 掘进工、采煤工血清SOD、CAT、MDA水平及VC、FVC、FEV1和FEVI/FCV的差异均无统计学意义;与煤矿工人比较, Ⅰ期、Ⅱ期煤工尘肺患者血清CAT减少(P<0.01, P<0.01);Ⅰ期煤工尘肺患者VC、FEV1、FEV1/FVC、Ⅱ期煤工尘肺患者VC、FEVl及Ⅲ期煤工尘肺患者FEV1均降低(P<0.05, P<0.01, P<0.05, P<0.05, P<0.01, P<0.05).Spearman秩相关分析显示, 血清CAT、SOD水平与VC、FVC、FEV1均呈正相关(n=109, P<0.05). 结论 血清CAT、SOD有可能作为煤尘致肺损伤监测的辅助指标和煤工尘肺病况判断的参考指标, 但能否应用于煤尘致肺早期损伤监测, 尚不能给出肯定的结论.
关键词： 煤工尘肺     肺功能     氧化应激    
Serum levels of oxidative stress in coal workers and pneumoeoniosis patients
JIN Qing-han, LI Qing-hai, XIE Shao-hua, et al     
Department of Occupational and Environmental Health and the MOE Key Laboratory of Environment and Health, School of Public Health, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology Wuhan 430030, China
Abstract: Objective To explore the feasibility of serum oxidative stress indices in early monitoring of pulmonary injury caused by silica dust and in judgment of coal workers.pneumoconiosis conditions. Methods Sixty-fourcoal workers and forty-five coal worker pneumoconiosis patients including 23 cases of phase I, 19 cases of phase Ⅱ and 3 cases of phase Ⅲ were selected as participants.The vital capacity(VC), time vital capacity(FVC), forced expiratory volume in one second(FEV1) and FEV1/FVC% were measured and the activities of superoxide dismutase(SOD), catalase(CAT)and the levels of malondialdehy de(MDA)in serum were determined in all participants.Among the 64 coal workers, there were 34 tunneling workers as high exposure group, 13 surface workers as moderate exposure group and 17 auxiliary workers as control group. Results Indices of serum oxidative stress and pulmonary ventilatory function were not statistically different between different categories of workers.Serum CAT levels were lower in phase I and phase Ⅱ patients than in coal workers(P＜0.01, P＜0.01).VC, FEV1 and FEV1/FVC of phase I patients, VC and FEV 1 of phase Ⅱ pat ients and FEV1 of phase Ⅲ patients were lower than those of coal workers(P＜0.05, P＜0.01, P＜0.05, P＜0.05, P＜0.01, P＜0.05).Results of Spear man rank correlation analysis showed that VC, FVC and FEV 1 were positive correlated with serum CAT and SOD levels(n=109, P＜0.05). Conclusion Serum CAT and SOD levels can be used as reference indices for judg ment of coal worker pneumoconiosis conditions, but confirmative conclusion for early monitoring of pulmonary injury with the indices need to be studied.
Key words: coal wor ker pneumoconiosis     pulmonary function     oxidative stress    

煤尘暴露可引起以煤工尘肺为主的严重危害工人健康的多种疾病，防治其危害是关系健康的重大公共卫生问题。迄今为止，由于缺乏煤尘致肺早期损伤监测的有效手段及精确判断煤工尘肺病情进展的指标，煤尘危害的防治一直是公共卫生领域的难题。在本研究中，我们调查并分析了山东省某煤矿64名煤矿工人及45例煤工尘肺患者血清氧化应激指标[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)]的水平及其与肺通气功能指标[肺活量(VC)、用力肺活量(FVC)、第1秒呼气容积(FEVl)、第1秒呼气容积占用力肺活量的百分比(FEVl／FCV％)]的关系，旨在为煤尘致肺早期损伤监测及煤工尘肺病况判断提供科学依据。

1 对象与方法 1.1 对象

选取山东省某煤矿64名工人(掘进34人作为煤尘高暴露组，采煤工13人作为中暴露组，辅助工17人作为对照组)；上述工人生产环境粉尘类型为混合型，平均粉尘浓度：掘进作业环境为7.04 mg/m3，采煤作业环境为5.21 mg/m3，辅助工种作业环境为0.98 mg/m3。另选取该煤矿45例煤工尘肺患者(I期23例，II期19例，III期3例)，均已由国家二级甲等医院按照《尘肺病诊断标准》(GBZ70-2002)[1]集体诊断。煤矿工人和煤工尘肺患者均为男性，常规体检未见明显的心、肝、肾等主要脏器疾病。对选取的煤矿工人和煤工尘肺患者进行问卷调查，了解其身高、体重、生活习惯、职业史、家族史等个人信息，并采集静脉血，分离血清。

1.2 血清SOD、CAT及MDA检测

分别采用SOD、CAT及MDA测定试剂盒(南京建成生物工程研究所)，按试剂说明书分析血清样品。

1.3 肺通气功能检测

采用AS-PAL型肺功能仪(日本美能公司)检测VC、FVC、FEV1、FEV1/FCV％。

1.4 统计分析

采用Epidata 3.1软件建立数据库，应用SPSS 11.0软件进行统计学分析。采用方差分析比较各组间血清SOD、CAT、MDA及VC、FVC、FEV1、FEV1/FCV％的差异，应用dunnett's t检验，Student-Newman-Keuls检验进行多重比较。对氧化应激各指标与肺通气功能各指标的相关性进行Spearman秩相关分析。

2 结果 2.1 一般情况

64名煤矿工人平均年龄为(36.2±8.2) 岁，其中掘进工为(38.3±7.3) 岁，采煤工为(34.5±9.0) 岁，辅助工为(33.3±8.4) 岁，掘进工较辅助工平均年龄稍大，差异有统计学意义(P＜0.05)。煤矿工人平均工龄为(14.7±8.8) 年，各工种间差异无统计学意义。各工种煤矿工人的体质指数、吸烟与饮酒状况的差异均无统计学意义。各期煤工尘肺患者平均年龄分别为I期(64.2±6.3) 岁、II期(68.7±8.6) 岁、III期(67.0±9.0) 岁，均大于煤矿工人，且差异有统计学意义(P＜0.01)。各期煤工尘肺患者平均工龄分别为I期(22.3±9.0) 年，II期(24.8±10.4) 年，III期(16.7±10.0) 年，皆大于煤矿工人，且差异有统计学意义(P＜0.01)。另外，煤工尘肺患者的吸烟率和饮酒率低于煤矿工人，且差异有统计学意义(P＜0.01，P＜0.05)。

2.2 血清氧化应激水平及其影响因素(表 1)

各工种间煤矿工人的血清MDA、SOD、CAT水平无明显差别。与煤矿工人相比，I期煤工尘肺患者血清CAT水平较低，II期煤工尘肺患者血清SOD、CAT水平均低，各期煤工尘肺患者血清MDA水平无明显差别。分别以血清氧化应激各指标作为因变量，以年龄、工龄、体质数、吸烟情况、饮酒情况、工种以及煤工尘肺分期作为自变量，应用多元线性回归筛选血清氧化应激水平的影响因素。回归结果提示，煤工尘肺I期、II期患者血清CAT低于煤矿工人(P＜0.01，P＜0.01)，血清CAT水平随工龄的增加而降低(P＜0.05)。血清SOD水平随年龄的增加而降低(P＜0.05)。各因素对血清MDA水平的影响差异均无统计学意义。

表 1 煤矿工人及煤工尘肺患者血清氧化应激水平(…x±s)

2.3 血清氧化应激水平与肺功能的相关性(表 2)

各工种煤矿工人肺通气功能，各指标的水平均无统计学意义；与煤矿工人相比，各期煤工尘肺患者VC、FVC及FEV1均低，I期煤工尘肺患者FEV1/FVC较低。所有109名研究对象的肺通气功能指标与氧化应激指标的印earman秩相关分析结果显示，VC、FVC、FEVl与血清SOD水平及CAT水平均呈正相关(P＜0.05)。

表 2 煤矿工人及煤工尘肺患者的肺通气功能(…x±s)

3 讨论

活性氧(ROS)的生成及氧化应激在外来毒性颗粒致肺损伤过程中发挥重要作用[2, 3]。研究表明：煤工尘肺的发生与机体自由基代谢紊乱及氧化/抗氧化的失衡有关[4]。本研究结果显示，虽然不同煤尘暴露的各工种间工人的血清氧化应激水平与肺通气功能无明显差异，但煤矿工人的CAT及VC、FVC、FEVl与煤工尘肺患者明显不同，并且109名研究对象CAT、SOD水平与肺通气功能均呈正相关性，且CAT水平随工龄的增加而降低。提示血清CAT、SOD有可能作为煤尘致肺损伤监测的辅助指标和煤工尘肺病况判断的参考指标，但能否应用于煤尘致肺早期损伤监测，尚不能确定。在本研究中，血清CAT水平随煤工尘肺进展而降低，可能是由于肺内的煤尘被由肺泡巨噬细胞吞噬清除时，激活自由基反应，引起肺泡巨噬细胞膜被氧化，导致细胞脂肪酸的过氧化反应增加，产生大量的自由基，因而出现消耗性减少[5]。

参考文献
[1] 中华人民共和国卫生部. GBZ70-2002尘肺病诊断标准[S]. 北京:法律出版社, 2002:36-43.
[2] Vallyathan V, Shi X. The role of oxygen free radicals in occupat ional and environment al lung diseases[J]. Environ Health Perspect, 1997, 105(11) : 165–177.
[3] M acnee W. Oxidants/Antioxidant s and COPD[J]. Chest, 2000, 117(5) : 303–317.
[4] 李成, 刘志宏, 朱玲勤. 煤的肺患者血中微量元素和脂质过氧化的改变[J]. 中国公共卫生, 2001, 17(5) : 408–409.
[5] 姚武, 王治明, 王绵珍, 等. 煤工尘肺患者血清细胞因子及氧化损伤水平研究[J]. 四川大学学报:医学版, 2005, 36(4) : 510–512.