室内甲醛、苯系物污染对机体呼吸和免疫系统影响的研究

来源 :中国医科大学(辽宁) 中国医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xianzhiwangsu
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前言   随着社会经济的高速发展,居室装修已成为人们改善生活条件,提高生活质量的重要手段,但室内的装修装饰材料和家具中含有的挥发性污染物可造成室内空气污染,随之而来的是一系列的相关健康问题。室内空气污染物主要为甲醛、苯及苯系物、氨、臭氧、氡、总挥发性有机物等,其中甲醛在各种室内污染物中超过国家标准的发生率最高,因为甲醛的释放期比较长,为3年~15年,是主要室内污染物。   居室停留时间过长,并大量吸入含各种污染物且浓度超标的空气,对人体健康可造成很大危害,近几年,与装修相关的室内空气污染事件也频繁发生,儿童是特殊人群,正处于生长发育期,各种机能尚未发育完善,对室内空气中的有害物质尤为敏感,室内污染威胁儿童健康。世界卫生组织宣布:全世界每年有10万人死于因室内空气污染而导致的哮喘病,其中35%为儿童。这些资料表明,我国的室内空气污染问题也不容忽视。   在免疫功能失调时,免疫应答可造成机体组织损伤,产生过敏性疾病。甲醛对免疫系统的影响,导致的免疫系统损伤和功能障碍,可以在临床上引起多种相关的疾病。有研究认为毒物影响人体免疫功能,且其免疫功能的改变发生在病理或临床改变之前。因此甲醛为代表的室内空气污染物引起的免疫系统损伤和功能障碍可能是室内空气污染引起人群呼吸系统危害的重要的原因之一,但机制还不是很清楚。   鉴于室内装修所致室内空气中甲醛和苯系物的污染问题具有普遍性和长期性。目前关于入住居室的调查工作以及对儿童健康影响的调查较少,故本次调查以入住家庭的留居者及儿童为研究对象,进行居室装修后室内空气中主要污染物(甲醛和苯系物)污染状况的流行病学调查,以及观察居室内空气污染与成人和儿童的常见呼吸系统病症发生的关系的研究,目的探讨室内装修所致空气污染与健康效应的关系。在探讨甲醛引起的免疫系统功能损伤及机制时,本实验拟采用体外细胞培养方法,选择室内装修代表污染物甲醛为受试物,通过观察甲醛不同剂量染毒引起体外小鼠脾淋巴细胞的免疫功能的变化,初步探讨引起该损伤的机制,有助于认识甲醛危害的特点并对其相关的疾病进行适当的防治,为人类创造一个安全的居住和生存环境。   内容和方法:   一、室内甲醛、苯系物污染状况的调查研究1、选点及调查对象本研究选择沈阳市186户装修竣工且已经入住3年内的居室进行调查,调查居民成人186人(每户随机抽取成人1人),儿童82人。   2、调查方法及分组本研究按《居室空气中甲醛的卫生标准》GB50325-2001中甲醛的标准将调查对象分成两组,室内空气污染组(简称污染组)119户(室内空气污染组:有一个检测点甲醛超标的家庭),室内空气非污染组(简称非污染组)67户。采取现场取样,根据《工作场所空气中有害物质监测的采样规范》(GBZ159-2004)进行操作。   3、室内空气中有害物质监测(1)甲醛:F300-L型甲醛检测仪。   (2)苯、甲苯、二甲苯测定:国标大气质量分析方法GB/T18883-2002气相色谱-二硫化碳解吸法进行,用GC-14C岛津气相色谱仪分析。   4、检测标准   按照《居室空气中甲醛的卫生标准》(GB50325-2001)和《室内空气质量标准》(GB/T18883-2002)中规定,甲醛的浓度限值是0.08mg/m3,苯浓度限值是0.11mg/m3,甲苯浓度限值是0.20mg/m3,二甲苯浓度限值是0.20mg/m3。   5、质量控制   在实验实施过程中始终采用了质量控制。仪器使用前,应按仪器说明书对仪器进行检验和标定。   6、统计分析   实验数据采用SPSS13.0进行统计处理,各组数据之间比较采用One-wayANOVA分析,采用LSD检验进行各个污染组与非污染组的多重比较。人群构成评价采用率指标,并进行X2检验。   二、室内甲醛、苯系物污染对机体呼吸系统影响及相关因素分析1、调查对象本研究对本市186户装修竣工且已经入住3年内的居室进行调查,调查居民成人186人(每户随机抽取成人1人),儿童82人。   2、调查问卷内容及实施在调查者的指导下逐项填写调查表,呼吸系统健康问卷参考美国胸科协会制定并推荐使用的成人和儿章呼吸系统健康流行病学调查问卷,根据ATS-DLD-78-A/ATS-DLD-78-C而设计。   3、质量控制   本次调查前,对参加现场调查的老师和学生进行了培训。调查时要求调查表由成人或儿童家长当面完成,能基本保证资料的准确性和真实性。   4、统计分析   调查数据采用SPSS13.0进行统计处理,呼吸系统症状和疾病的发生情况,采用率指标,并进行X2检验;空气污染等因素对成人和儿童呼吸系统健康的影响采用单因素和多因素Logistic回归分析方法进行分析。   三、甲醛对免疫功能影响及其机制的实验研究1、实验动物与试剂健康成年ICR清洁级昆明种小鼠30只,体重20±2g,试剂:单克隆抗小鼠CD3-PerCP-Cy5.5、CD4-PE、CD8-FITC购自eBioscience公司。IFN-γ、Ⅱ-4 ELISA试剂盒为R&D公司进口分装。   2、实验方法   (1)实验分组:   正常对照组:加不含任何处理因素的培养液。甲醛处理组:加终浓度分别为0.8,4,20,100,500μmol/L甲醛处理细胞至实验结束,共48h。   (2)脾细胞提取及培养拉颈处死小鼠,打开腹腔,无菌取出小鼠脾脏,取得单个细胞悬液。将脾细胞悬液缓缓加入到离心管中,然后1000rpm,离心5min;收集分离出的脾细胞,重新悬浮细胞;取100ul细胞悬液加入到900ul的细胞计数液中(台盼蓝染色(细胞活力>95%)计数活细胞数),用于显微镜下计数;调整细胞浓度为1*107/ml,加入96孔培养板中,37℃,5%CO2培养箱培养。   (3)淋巴细胞增殖实验:MTT法检测。   (4)细胞因子测定:ELISA法。   (5)淋巴细胞亚型检测:流式细胞仪分析。   将PerCP-Cy5.5-CD3抗体、FITC-CD8抗体和PE-CD4抗体加入各待测流式管,各管加入等量细胞悬液,在冰箱(4℃)中避光培养20min,各管加入2ml Stainingbuffer,1000rpm,4℃离心5min弃上清,将细胞团块弹开,上流式细胞仪检测。   (6)脾细胞凋亡、细胞周期测定:流式细胞仪分析。   脾悬浮细胞离心收集,用PBS洗涤细胞收集1~5×105细胞,加入BindingBuffer悬浮细胞,加入5μLAnnexin V-FITC混匀后,加入5μLPropidium Iodide。   3、统计分析   实验数据采用SPSS13.0进行统计处理,所有数据均用均数±标准差(X±S)表示,各组数据之间比较采用One-way ANOVA分析,采用LSD检验进行各个实验组与对照组的多重比较。   结果:   一、室内甲醛、苯系物污染状况1、居室一般情况的调查结果两组之间楼层分布基本均衡(P>0.05)。   2、室内空气中甲醛、苯系物监测结果(1)室内空气中甲醛的监测结果调查家庭186户,污染组119户,甲醛超标率为63.98%,浓度范围0.01-1.62mg/m3,最大超标倍数为14.13倍。污染组甲醛浓度高于非污染组(P<0.01)。甲醛室内空气采样标本558个,超标点239个,室内的甲醛点超标率为43.83%。   调查儿童家庭82户,污染组20户,甲醛超标率为24.39%,浓度范围0.01-0.55mg/m3,最大超标倍数为5.9倍。污染组儿童房间甲醛浓度高于非污染组。   (2)室内空气中苯系物的监测结果本次调查共342个采样点,苯系物的超标率为5.56%,其中苯的超标率为2.05%,甲苯的超标率为0.88%,二甲苯的超标率为3.51%。本次共检测了56个儿童房中的苯、甲苯、二甲苯,都未见超标。   (3)室内甲醛、苯系物平均浓度随时间的变化情况装修竣工后不同时间室内空气中甲醛浓度随竣工时间延长,其浓度逐渐下降。室内甲醛平均浓度在装修后6个月左右达最高,以后甲醛浓度逐渐降低。   (4)室内甲醛、苯系物浓度随季节的变化情况夏季甲醛、苯系物浓度值要显著高于春季、秋季和冬季的甲醛浓度值,且差异有统计学意义(P<0.01)。   二、室内甲醛、苯系物污染对机体呼吸系统影响及相关因素分析1、人群的构成本次调查人数共186人,其中污染组119人(男52人,女67人);非污染组67人(男21人,女45人)。本次调查儿童共82人,其中污染组62人(男孩27人,女孩35人);非污染组20人(男孩9人,女孩11人)。   2、机体呼吸系统疾病、症状及不良反应的发生情况污染组成人持续咳嗽发生率高于非污染组(P<0.05),污染组的鼻刺激、咽喉刺激、嗅味异常的发生率高于非污染组(P<0.05)。污染组儿童和非污染组儿童各呼吸系统疾病的发生率未见差异(P>0.05)。随着甲醛浓度的增加,成人呼吸系统症状和儿童呼吸系统疾病和症状的发生率升高(P<0.05)。   3、机体呼吸系统疾病、症状危险因素的单因素分析室内甲醛苯污染可使成人持续咳嗽、鼻刺激、嗅味异常、咽喉刺激的发生显著增加。房屋临街可使成人持续咳嗽和嗅味异常的发生率增加(P<0.05);家养宠物暴露组的持续咳嗽、咳痰和喘鸣的发生率增加(P<0.05);通风少可使持续咳嗽和咽喉刺激的发生率升高(P<0.05);被动吸烟可使成人呼吸系统症状持续咳嗽、持续咳痰的发生率显著的升高(P<0.05)。   甲醛污染组儿童持续咳嗽、持续咳痰和哮喘的发生率均显著的升高(P<0.05)。房屋临街可增加儿童持续咳嗽、哮喘和气管炎的发生(P<0.05);通风少使儿童持续咳嗽、气管炎和肺炎发生率均显著的升高(P<0.05);家族过敏史使儿童哮喘的发生率显著增高(P<0.05);被动吸烟使儿童持续咳嗽、喘鸣和肺炎发生率均显著的升高(P<0.05);家养宠物使儿童持续咳嗽、哮喘和喘鸣的发生率显著增高(P<0.05)。   4、机体呼吸系统疾病、症状危险因素的多因素分析成年人分析结果发现呼吸系统症状主要与甲醛污染有关,且与甲醛浓度相关,随着甲醛浓度增加,呼吸系统症状发生增加。通风频率低可增加呼吸系统症状的发生。   儿童组分析结果发现,呼吸系统疾病和症状主要与甲醛污染有关,且与甲醛浓度相关,随着甲醛浓度增加,呼吸系统疾病和症状发生增加。有家族过敏史能增加呼吸系统疾病、症状发生;经常通风可减少呼吸系统疾病、症状的发生。   三、甲醛对免疫功能影响及其机制的实验研究1、甲醛体外染毒对T和B淋巴细胞增殖的影响甲醛作用48h,500、100、20、4和0.8μmol/L剂量组对T淋巴细胞的增殖能力显著抑制(P<0.05);甲醛作用48h,仅500μmol/L剂量组对B淋巴细胞的增殖能力显著抑制(P<0.05)。   2、甲醛体外染毒对小鼠脾淋巴细胞亚型的影响甲醛48h染毒,CD4+CD8-细胞百分数呈升高的趋势;与对照组比较,各剂量组CD4-CD8+细胞百分数减少,差异有统计学意义(P<0.01):与对照组比较,CD4+CD8-/CD4-CD8+比值明显增大,差异有统计学意义(P<0.01)。   3、甲醛体外染毒对细胞因子IFN-γ和IL-4分泌水平的影响与对照组相比,甲醛作用48h,各剂量组IFN-γ水平呈“V”型的趋势;与对照组相比,IL-4水平有逐渐升高的趋势,其中100μmol/L和500μmol/L剂量组IL-4的分泌水平显著的升高了77%和73%(P<0.05)。   4、甲醛体外染毒引起T淋巴细胞凋亡情况随着甲醛浓度的增加,各剂量组的细胞凋亡率也随之升高。20μmol/L、100μmol/L和500μmol/L剂量组细胞凋亡发生率显著高于对照组(P<0.05)。   5、甲醛体外染毒引起T淋巴细胞周期变化情况共育48h后,与对照组相比,500μmol/L组G0/G1期细胞明显减少,S期细胞明显增多(P<0.05),而G2/M期细胞基本不变。   结论:   1、居室装修后,存在因室内装修引起的甲醛、苯系物污染情况,而且甲醛污染程度较严重;调查儿童房同样存在因室内装修引起的甲醛污染。   2、装修后室内甲醛浓度随时间延长逐渐下降,约半年时下降迅速,根据甲醛释放的特点,新装居室应放置半年左右方可入住。   3、室内甲醛、苯系物浓度与季节温度有关,随着温度的升高,甲醛、苯系物的浓度逐渐增加。   4、调查发现室内甲醛污染居室的成人持续咳嗽、咽喉刺激、鼻刺激、嗅味异常的发生率明显高于非污染居室成人,污染居室的儿童与非污染居室的儿童相比持续咳嗽、咳痰、哮喘、肺炎发生率有增高的趋势,室内装修引起的甲醛污染可能与机体呼吸系统损害存在一定的关系。   5、随着甲醛浓度的降低,成人和儿童呼吸系统疾病和症状的发生率都显著降低。室内污染物现况调查我们发现装修半年后甲醛浓度出现显著下降,因此可能在装修后半年左右入住可有效减少因甲醛污染引起的成人及儿童的呼吸系统疾病和症状的发生。   6、影响成人呼吸系统功能的主要因素可能为甲醛污染,且随着甲醛浓度增加,呼吸系统症状发生增加,还可能与居室的通风频率有关。影响儿童呼吸系统功能的主要因素可能为甲醛污染,且随着甲醛浓度增加,呼吸系统疾病症状发生增加,还可能与居室的通风频率,是否有家族过敏史有关。   7、体外染毒甲醛48h可抑制T、B淋巴细胞增殖功能,且T细胞比B细胞更敏感;使CD4+亚群的百分数增加,CD8+T亚群的百分数减少,推测甲醛可能对免疫功能有一定的损害。   8、甲醛可能通过上调CD4+T细胞百分数,增强Th2型细胞因子IL-4的表达,引起Th1/Th2细胞的分泌细胞因子的功能产生障碍,Th2功能亢进,从而导致免疫病理学反应,可引发过敏性疾病,如呼吸系统疾病哮喘等。   9、体外脾细胞染毒可阻止淋巴细胞进入G2/M期;随着甲醛浓度的增加,淋巴细胞凋亡显著增加;CD8+T亚群的百分数减少显著,由此可见甲醛可能通过G2/M期细胞周期阻滞引起脾细胞CD8+T亚群凋亡的增加,进而影响细胞的免疫功能。
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