摘要: 目的： 为了探讨焦炉作业工人多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs)暴露与DNA氧化损伤的关系，本研究采用串联中介效应模型，分析PAHs暴露、外周血S-腺苷高半胱氨酸水解酶(S-adenosylhomocysteine hydrolase，SAHH)活性、8-羟基鸟嘌呤... 展开 目的： 为了探讨焦炉作业工人多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs)暴露与DNA氧化损伤的关系，本研究采用串联中介效应模型，分析PAHs暴露、外周血S-腺苷高半胱氨酸水解酶(S-adenosylhomocysteine hydrolase，SAHH)活性、8-羟基鸟嘌呤糖苷酶(8-Oxoguanine DNA Glycosylase，OGG1)甲基化及DNA氧化损伤之间的关系，拟为PAHs化合物致癌的表观遗传学机制研究提供依据。 方法： 选择焦化厂焦炉作业工人303人作为研究对象，基本情况以问卷调查的方式进行收集。采集工人晨尿，采用高效液相-荧光检测法(High performance liquid chromatography-fluorescence detection，HPLC-FLU)测定尿中4种PAHs代谢物：2-羟基萘(2-hydroxynathalene，2-NAP)、2-羟基芴(2-hydroxyfluorene，2-FLU)、9-羟基菲(9-hydroxyphenanthrene，9-PHE)和1-羟基芘(1-hydroxypyrene，1-OHP)作为PAHs内暴露指标，高效液相-电化学法(High performance liquid chromatography-electrochemical detection ， HPLC-ECD )测定尿中8-羟基脱氧鸟苷(8-hydroxydeoxyguanosine，8-OHdG)的浓度，作为DNA氧化损伤的指标；采集工人外周静脉血，用高效液相-紫外色谱法(High performance liquid chromatography-ultraviolet detection，HPLC-UV)检测血浆中S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosylmethionine，SAM)和S-腺苷高半胱氨酸(S-adenosylhomocysteine，SAH)含量，以SAM/SAH代表SAHH的活性；焦磷酸测序法(Pyrosequencing)检测外周血OGG1基因四个位点(分别距5’端第一个外显子106bp、121bp、126bp和142bp)甲基化水平。运用多重logistic回归和多元线性回归分析PAHs暴露、SAHH活性、OGG1甲基化及DNA氧化损伤之间的关系。采用趋势性检验和限制性立方样条(Restricted cubic spline，RCS)分析自变量与因变量之间的剂量反应关系。运用串联多元中介效应模型(The Serial Multiple Mediator Model)探讨SAHH活性和OGG1甲基化在PAHs暴露致DNA氧化损伤中的串联中介作用。 结果： 1.以尿中1-OHP水平四分位数(Quartile，Q)，将研究人群分为四组(Q1、Q2、Q3和Q4)进行基本情况描述。不同1-OHP水平组间，性别、年龄及另外三种代谢物分布均存在显著差异(P＜0.05)。1-OHPQ4组主要为男性，年龄较其他组年轻，中位数为39(31-44)岁。随着1-OHP浓度上升，2-FLU和9-PHE均有逐渐升高的趋势；但SAHH活性、8-OHdG浓度、OGG1基因四个位点甲基化水平及位点均值在不同1-OHP组间无统计学差异(P＞0.05)。 2.校正性别、年龄、文化水平、吸烟、饮酒、供暖方式后及其他三种代谢物后，多重logistic回归分析发现尿中1-OHP水平与8-OHdG浓度呈正相关。1-OHPQ3组发生高浓度8-OHdG的风险比Q1组升高了1.38倍(OR=2.38，95%CI：1.02~4.77)。将尿中8-OHdG经对数转换后进行多元线性回归，发现1-OHP水平每升高一个单位，8-OHdG浓度增加0.115(95%CI：0.007~0.223)。RCS曲线显示：在1-OHP水平P5-P75(0.018~0.106μg/mmol)内，尿中8-OHdG浓度随着1-OHP水平的升高而升高(Poverall=0.033，Pnon-linearity=0.017)。说明PAHs暴露是DNA氧化损伤的危险因素，且存在一定的剂量反应关系。但未观察到2-NAP、2-FLU和9-PHE与DNA氧化损伤的关系。 3.在调整了性别、年龄、文化水平、吸烟、饮酒、供暖方式后及其他三种代谢物后，焦炉工人尿中1-OHP水平对血浆中SAHH活性有显著的影响。1-OHPQ4组和Q2组SAHH活性升高的风险较Q1组明显降低，分别是Q1组的0.27(95%CI：0.11~0.71)和0.46(95%CI：0.22~0.98)倍，即分别降低了0.73、0.54倍。线性回归模型分析结果与logistic回归分析结果一致，1-OHP水平每升高一个单位，SAHH活性水平降低0.44(95%CI：-0.84~-0.40)。趋势性检验和RCS曲线均显示尿中1-OHP水平与SAHH活性存在良好的剂量反应关系，即1-OHP水平浓度越高的组，越容易发生SAHH活性降低。但未发现2-NAP、2-FLU和9-PHE与SAHH活性之间存在统计学意义。 4.logistic回归分析发现尿中1-OHP水平与OGG1位点4甲基化和位点甲基化均值呈正相关。调整所有混杂因素后，1-OHPQ4组发生OGG1位点4高甲基化及位点均值高甲基化的风险分别比Q1组升高了1.84、1.44倍，OR值分别为2.84(95%CI：1.12~7.21)、2.44(95%CI：1.00~6.02)。2-NAP水平与OGG1位点1甲基化关系密切，调整所有变量后，2-NAP水平Q2、Q3、Q4组发生OGG1高甲基化的风险较Q1组分别降低了0.58、0.70、0.61倍，OR值分别为0.42(95%CI：0.21~0.86)、0.30(95%CI：0.14~0.67)、0.39(95%CI：0.17~0.92)。将OGG1各位点甲基化水平标准化后，进行对数转换，用线性回归模型再次分析，结果与logistic回归分析一致。由此说明2-NAP水平降低和1-OHP水平升高均可引起OGG1甲基化水平升高。趋势检验和RCS分析均未发现存在剂量反应关系。 5.校正性别、年龄、文化水平、吸烟、饮酒、供暖方式后，SAHH活性Q4组发生OGG1位点(1、2、4)高甲基化及位点甲基化均值高甲基化的风险分别是Q1组的0.36(95%CI：0.18~0.74)、0.31(95%CI：0.16~0.68)、0.41(95%CI：0.20~0.84)和0.32(95%CI：0.16~0.65)倍，分别比Q1组降低了0.64、0.69、0.59和0.68倍。多元线性回归模型分析发现SAHH活性每升高一个单位，OGG1位点(1、2、4)甲基化水平及位点甲基化均值分别降低0.026(95%CI：-0.047~-0.005)、0.023(95%CI：-0.042~-0.004)、0.022(95%CI：-0.037~-0.007)及0.032(95%CI：-0.045~-0.019)，与logistic分析结果一致。RCS曲线显示在SAHH活性在P5-P75(0.250~2.000)范围内，OGG1甲基化水平随SAHH活性升高而降低。提示SAHH活性与OGG1甲基化水平呈负相关关系，且具有良好的剂量反应关系。 6.调整所有混杂因素后，线性回归分析结果显示，SAHH活性与8-OHdG水平密切相关，SAHH活性每升高1个单位，8-OHdG浓度升高0.130(95%CI：0.025~0.228)。说明SAHH活性是8-OHdG的危险因素。Logistic回归分析结果相同，SAHHQ4组发生8-OHdG浓度升高的风险是Q1组的4.73(95%CI：1.94~11.55)倍。同时发现SAHH活性与8-OHdG浓度存在剂量反应关系，在SAHH活性在P5-P75(0.250-2.000)范围内，随着SAHH活性升高，8-OHdG浓度逐渐增加(Poverall=0.001，Pnon-linearity=0.001)。 7.采用logistic回归分析OGG1甲基化与8-OHdG的关系，发现校正所有混杂因素后，OGG1位点2和位点4甲基化水平与尿中8-OHdG具有显著性影响。OGG1位点2高甲基化组发生8-OHdG浓度升高的风险是低甲基化组的0.46(95%CI：0.25~0.84)倍，即降低了0.54倍。OGG1位点4甲基化水平与尿中8-OHdG的关系则相反，OGG1位点4高甲基化组发生8-OHdG浓度升高的风险比低甲基化组升高了1.26倍，OR值为2.26(95%CI：1.22~3.16)。线性回归分析发现OGG1位点4甲基化水平每升高一个单位，8-OHdG浓度增加0.217(95%CI：0.050~0.384)，但未发现位点2甲基化水平与8-OHdG的关系。RCS曲线均未发现OGG1三个位点甲基化水平及位点均值甲基化水平与8-OHdG的剂量反应关系。 8.采用串联多元中介效应模型进一步分析发现SAHH活性和OGG1甲基化在1-OHP与8-OHdG关系中存在正向的串联中介作用，说明PAHs致DNA氧化损伤的作用可能部分是由SAHH活性和OGG1甲基化的串联介导的。 结论： 焦炉工人PAH职业暴露致DNA氧化损伤可能部分是由SAHH活性和OGG1甲基化的串联中介作用介导的。 收起