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1,3-丁二烯(1,3-butadiene:BD)是一种重要的有机化工原料,常温下为无色、淡淡香味气体,主要用来合成各种用途广泛的合成树脂,如顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶等。丁二烯职业暴露主要来源于其生产和加工车间,且汽车尾气、香烟烟雾和食用油油烟中也广泛存在,它通过呼吸道进入人体内,对人体健康造成损伤。目前,我国丁二烯产能预计达到了250万吨,成为重要的BD生产和消费国。因此,庞大的丁二烯职业接触人群的健康问题值得关注。BD作为确定的人类致癌物,使人体造血系统和淋巴系统肿瘤危险性升高。BD本身不致癌,对其致癌机制的研究认为是其在体内活性代谢产物导致遗传损伤而启动的致癌过程。目前,发达国家BD职业接触限值为1ppm (2.2mg/m3,PEL),而我国的时间加权平均容许浓度为(5mg/m3, PC-TWA),高于西方发达国家水平。因此在我国现行卫生标准接触浓度下,有必要探讨BD对职业工人危害,特别是遗传损伤。产生遗传损伤易感性差异的原因除了个体年龄、性别、健康和营养状况以及职业和生活环境毒物暴露(如吸烟、饮酒等)等因素外,还包括机体代谢酶表达差异和DNA修复能力不同。研究表明,在人群中代谢能力和修复能力具有明显的个体差异,这种差异归因于它们的基因多态性差异,可能也是造成个体对环境中BD遗传毒性易感性不同的主要原因。目前有关BD代谢酶基因与其毒性的关系的研究报道较少,特别是关于修复酶基因多态方面,开展这方面的研究将有助于阐明BD毒作用机制和进行作业工人健康风险评估。本研究通过健康体检,胞质分裂阻滞微核实验和姐妹染色单体交换实验检测遗传损伤水平,评价BD作业工人健康状况,并通过BD工人累积接触剂量的估算评价BD暴露和遗传损伤之间的关系,通过人群代谢酶基因和DNA修复酶基因多态性及其与BD致遗传物质损伤的关系研究,寻找BD遗传损伤的易感性生物标志。本次研究对164名BD接触工人进行常规体检调查其健康状况。进一步对工人进行遗传损伤检测,包括胞质分裂阻滞微核试验和姐妹染色单体交换试验方法,微核实验结果发现接触组损伤情况高于对照组(41名),BD高接触组微核率(MN)比低接触组高,差别具有统计学意义。进行单因素分析,没有发现年龄、性别、吸烟和饮酒等因素与微核率有关。姐妹染色单体交换实验结果发现接触组高累积接触组姐妹染色单体交换率(SCE)高于低累积接触组,但差别不具有统计学意义,也没有发现它与年龄、性别、吸烟和饮酒等因素有关。本研究结果提示外周血淋巴细胞微核率作为评价低浓度BD暴露的效应指标具备一定的推广应用价值。以MN作为遗传损伤的效应指标,应用PCR和RFLP技术对BD接触工人的代谢酶基因和DNA修复基因多态性进行检测,应用Poisson回归和PHASE2.0.2软件分析各基因多态位点及其双体型与染色体损伤之间的关系。对BD代谢的相关酶类包括GSTT1、GSTM1、CYP2E1、mEH 113和mEH 139等基因,DNA修复类基因包括MGMT 84、ADPRT 762、APE1 148、XRCC1 194、XRCC1 280、XRCC1 399和XRCC1-77等基因多态位点进行了检测,分析各多态及相关因素与MN的关系。多因素Poisson逐步回归分析微核率危险因素,结果表明累积接触剂量、性别、GSTM1、CYP2E1、mEH和XRCC1 399等因素为染色体损伤的影响因素。在平衡可能的混杂因素后,微核率与性别有关,女性微核率显著高于男性(P<0.01),调整后的FR值为1.72(1.20-2.41)；高接触组微核率显著高于低接触组(P<0.01),调整后的FR值为1.31(1.06-1.62)；携带GSTM1 (+)基因型个体微核率显著高于GSTM (-)基因型个体(P<0.05),调整后的FR值为1.23(1.01-1.51)；携带CYP2E1和XRCC1 399突变型基因个体微核率显著高于其野生纯合型个体(P<0.05),调整后的FR值分别为1.43(1.15-1.77)和1.50(1.02-2.24)；mEHIntermediate(I)组微核率显著高于mEH High(H)组(P<0.05),调整后的FR值为1.53(1.04-2.29)。本研究结果提示女性、累积接触剂量越高、GSTM1 (+)、CYP2E1 clc2cc2c2、mEH一般组和XRCC1 399 AG+AA基因型可能是致染色体损伤的危险因素。对XRCC1基因194、280、399、-77四个位点的双体型分析结果显示,以CCGGICCGG双体型为参比,TCAG/TTGG双体型携带者微核率显著增高,说明TCAG/TTGG双体型携带者可能是BD作业人群中染色体损伤的易感者。本研究没有发现SCE与各基因型多态性有关。综上所述,在我国现行职业卫生标准下,BD仍可引起遗传损伤,外周血淋巴细胞微核率可作为职业性接触BD工人健康监护的一种早期检测指标。作业工人遗传损伤的发生是遗传因素、生活习惯、丁二烯作业综合影响的结果,对BD作业工人的健康监护应全面考虑这些因素。毒物代谢酶和BER通路修复酶基因多态与BD致遗传损伤有关,开展这方面的研究有助于进一步阐明BD致癌机制,为早期识别易感人群保护工人健康提供理论依据。