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研究目的1.探讨焦炉逸散物(Coke oven emissions,COEs)诱导外周血白细胞线粒体损伤的基准剂量(Benchmark dose,BMD),估算焦炉工人职业接触限值;2.分析COEs暴露、氧化应激、端粒长度(Telomere length,TL)及外周血线粒体DNA拷贝数(Mitochondrial DNA copy number,mt DNAcn)之间的关系,探讨氧化应激和TL在COEs暴露致线粒体损伤中的中介作用。对象和方法选择河南安阳某焦化厂工龄1年及以上的542名COEs暴露工人为暴露组;与暴露组生活在同一区域,无职业COEs暴露且体检正常的237名个体组成对照组。根据焦炉工的职业暴露史和环境浓度监测结果,估算个体COEs累积暴露剂量;采用实时荧光定量聚合酶链反应法检测研究对象外周血白细胞TL及mt DNAcn;试剂盒检测血浆总抗氧化能力(Total Antioxidant Capacity,T-AOC)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、丙二醛(Malonaldehyde,MDA)和过氧化氢(Hydrogen peroxide,H2O2)四种氧化应激指标。采用广义线性模型分析COEs累积暴露、mt DNAcn、TL以及氧化应激指标的关系,采用美国环保局BMDS 3.20软件和网页版贝叶斯基准剂量(Bayesky benmark dose,BBMD)分析系统估计COEs致线粒体损伤的基准剂量,运用中介效应探讨氧化应激和TL在COEs暴露致线粒体损伤中的作用。结果1.COEs暴露组T-AOC水平11.84(8.88,14.68)U/m L低于对照组14.55(10.67,19.30)U/m L(P 0.001),MDA水平4.53(3.62,5.48)nmol/m L低于对照组5.00(3.87,6.23)nmol/m L(P=0.001),暴露组中CAT水平3.37(2.17,4.79)U/m L高于对照组2.67(1.54,4.93)U/m L(P=0.042),两组间H2O2水平差异无统计学意义(P=0.998);暴露组TL 0.60(0.37,0.81)短于对照组1.00(0.83,1.22)(P 0.001);暴露组mt DNAcn低于对照组(0.60 0.29 vs 1.03 0.31,P 0.001)。2.进一步对人口学信息进行分层分析发现,关于T-AOC,在对照组和暴露组中男性高于女性,吸烟人群高于不吸烟人群,饮酒人群高于不饮酒人群以及不同BMI的T-AOC水平不同(P 0.05);关于CAT,在对照组中男性的CAT水平高于女性(P=0.041),其他人口学信息CAT水平的差异无统计学意义(P 0.05);关于MDA,在对照组中,40岁年龄组高于40年龄组(P=0.003),在暴露组中,男性高于女性,吸烟人群高于不吸烟情况,饮酒人群高于不饮酒人群,不同BMI人群CAT水平不同(P 0.05);关于H2O2,在对照组中饮酒人群高于不饮酒人群,不同BMI人群H2O2水平不同(P 0.05);关于TL,40年龄组长于40岁年龄组,女性长于男性;不吸烟人群长于吸烟人群,不饮酒人群长于饮酒人群,以及BMI不同TL不同(P 0.05);关于mt DNAcn,女性的mt DNAcn高于男性(1.08 0.34 vs 1.00 0.28,P=0.040)。3.广义线性模型结果显示COEs暴露与mt DNAcn存在剂量-反应关系,mt DNAcn随着COEs暴露浓度的增加而降低(Ptrend 0.05),进一步评估COEs暴露致线粒体损伤的基准剂量,BMDS以及BBMD评估的职业接触限值均为0.002mg/m~3。4.调整年龄、性别、吸烟、饮酒以及BMI协变量后结果显示,COEs暴露、T-AOC、TL及mt DNAcn之间均存在联系(P 0.05);中介效应分析结果显示T-AOC和TL在COEs暴露致mt DNAcn降低中发挥作用,“COEs T-AOC mt DNAcn”的中介效应显著(β=-0.0050,95%CI=-0.0091-0.0019),中介比例为8.24%;“COEs TL mt DNAcn”中介效应显著(β=-0.0037,95%CI=-0.0074-0.0011)比例为6.10%;“COEs T-AOC TL mt DNAcn”的链式中介效应亦显著(β=-0.0005,95%CI=-0.0012-0.0001),比例为0.82%。结论1.焦炉逸散物暴露与线粒体损伤存在剂量-反应关系,估算焦炉逸散物的8h时间加权平均浓度阈值为0.002 mg/m~3,为国家职业卫生标准的修订提供数据参考。2.焦炉逸散物暴露会诱导总抗氧化能力下降和端粒缩短,通过两者的链式中介作用引起线粒体DNA拷贝数下降。