降扎鄉高氡溫泉周圍居民血漿中8-羥基脫氧鳥苷和硫氧還蛋白還原酶水平的研究

高延曉，田梅，高剛，劉建香*

（中國疾病預防控制中心輻射防護與核安全醫學所，輻射防護與核應急中國疾病預防控制中心重點實驗室，北京100088）

氡及其子體對人體健康的影響主要是其釋放 α粒子對人體形成內照射，其誘導的DNA損傷主要有兩種途徑：一是氡及其子體引發的電離輻射直接作用于DNA 分子產生單鏈或雙鏈斷裂；二是電離輻射引起機體內環境水分子分解產生活性氧(reactive oxygen species， ROS)，ROS使生物體產生氧化應激反應，氧化應激在不同疾病的發展中起著重要作用，誘導DNA氧化損傷。ROS對DNA分子的氧化損傷所形成的主要產物是8-羥基脫氧鳥苷(8-hydroxy-2-deoxyguanosine，8-OHdG)，被廣泛認為是DNA氧化損傷和氧化應激的標志物[1-2]。硫氧還蛋白還原酶(thioredoxin reductase，TrxR)具有抗氧化作用消除生物體內ROS，在生物體內氧化還原平衡的維持和生物信號傳導調控過程中發揮重要作用。近年，在四川省阿壩州降扎鄉發現一處高氡溫泉，前期已進行了降扎氡溫泉輻射水平調查，以及對周圍居民致癌效應、遺傳效應、染色體畸變等方面的研究。本研究檢測8-OHdG和TRxR的水平，為氡溫泉對周圍居民健康影響提供實驗室依據。

1 材料與方法

1.1 研究地區背景

降扎鄉居民認為溫泉水可以治病，在溫泉周圍已形成新的生活區。調查顯示，新建生活區室內外 γ劑量率最高水平分別為111000和25500nGy/h，并測量到高水平的氡濃度(200000Bq/m3)[3]。在溫泉小院室內外γ照射劑量率均值分別為3461和9630nGy/h，最高值分別為28718和18254nGy/h，并測得室內外氡濃度均值分別為20164和699Bq/m3，均超過了室內氡濃度控制限值(200Bq/m3)[4]。對照地區室內氡濃度的本底值參照阿壩州室內年均值185Bq/m3( 1 76~190Bq/m3)[5]。居民以室外泡澡為主要氡溫泉接觸形式，敞篷式大棚和露天浴場有利于氡的擴散，室外氡濃度明顯低于室內。研究表明，降扎溫泉的不同接觸方式所接受附加受照劑量不同，假如周圍居民每月來洗浴溫泉兩次，每次在室內室外各停留1h，受到的年附加 受 照劑量為0.52 mSv，所受劑量未超過1mSv的公眾年附加 受 照劑量限值。如果在溫泉小院居住，假設每天在房內停留12 h，連續20d受到的附加 受 照劑量為82.7mSv(內照射82.1mSv，外照射0.6mSv)，對于長期居住的居民，受到的劑量會更高[4]。

1.2 研究對象

選擇四川省降扎鄉經常溫泉洗浴的現住居民作為高氡組對象，采用簡單隨機抽樣方法選取38人作為氡溫泉組(男性25人，女性13人)；選取生活習慣相似、文化水平相當，但未接觸氡溫泉的阿西茸鄉現住居民作為對照組對象，選取39人作為對照組(男性26人，女性13人)。納入標準： 近15年以上本村鎮居住且期間無遷徙史，近期無病毒、細菌感染史，無惡性腫瘤、嚴重慢性病、急性感染性疾病史，無嚴重煙草依賴、過度飲酒史，半年內未接受X射線暴露。本研究通過了倫理審查委員會審查，研究對象均簽署知情同意書。

1.3 主要儀器和試劑

8-OHdG和TrxR ELISA試劑盒(武漢華美生物工程有限公司)，Multiskan FC型酶標儀[賽默飛世爾(上海)儀器有限公司]，DHP200型電熱恒溫培養箱(武漢海聲達儀器設備有限公司)。

1.4 血漿中8-OHdG和TrxR濃度的測定

EDTA抗凝真空采血管采集外周靜脈血，1500 r/min，離心半徑147mm，離心10min，取血漿備用。按照ELISA試劑盒說明書步驟，分別測定血漿中8-OHdG和TrxR的濃度，每個樣本設置3個復孔。

1.5 問卷調查

采用自行設計的調查問卷，由經過統一培訓合格的調查員采取一對一詢問的方式采集研究對象的基本信息，填寫調查問卷。問卷調查主要內容包括：性別，年齡，溫泉洗浴情況(是否洗浴、平均洗浴頻次、每次洗浴時間、洗浴方式等)，生活習慣(抽煙、飲酒、飲茶史)，既往患病與服藥情況，居住史，職業史和生活應激事件等相關情況，以及是否知曉氡、氡的來源和減氡措施等對氡認知情況。

1.6 統計學處理

采用SPSS21.0軟件，對兩組的基本資料(性別、年齡、體質指數、抽煙、飲酒、飲茶等)的分布進行卡方檢驗；對兩組8-OHdG和TrxR檢測結果進行正態性檢驗，表明檢測結果不服從正態分布，采用Mann-Whitney U檢驗比較兩組間的差異性表達。數據描述使用四分位數(P25、 P50、 P75)，檢驗水準為 α= 0.05。

2 結果

2.1 一般情況

高氡組年齡為20.0~67.0歲[(42.8±12.8)歲， P50=43.0歲]；對照組年齡為22.0~66.0歲[(47.6±13.2)歲、 P50=50.0歲]。兩組人群性別、飲酒、吸煙、飲茶、體質指數等構成比分別比較，差異均無統計學意義(P均>0.05)，具有可比性(見表1)。

2.2 降扎鄉氡溫泉利用情況

高氡組居民均洗浴降扎溫泉，夏季平均每月洗浴9.05次，冬季平均每月洗浴8.95次，平均每次洗浴66.0 min，每人年均洗浴氡溫泉78.66h。高氡組所有研究對象僅采用泡澡的方式接觸降扎溫泉。對照組均未曾接觸降扎氡溫泉。

2.3 兩組人群血漿中8-OHdG和TrxR水平的比較

見表2。與對照組相比，高氡組居民外周血血漿中8-OHdG水平明顯降低，TrxR水平明顯升高，分別是對照組的0.571、2.325倍，差異均具有統計學意義(Z= -3.316，-3.773， P均<0.05)。

表1 兩組居民基礎資料比較(例數)

表2 兩組人群外周血血漿中 8 -OHdG和TrxR 水 平的比較(n g/mL)

2.4 血漿中8-OHdG和TrxR水平的影響因素分析

由兩組居民基礎資料的比較可知，可能影響血漿中8-OHdG和TrxR水平的性別、年齡、體質指數、抽煙、飲酒、飲茶等因素在兩組中的分布是一致的。將氡暴露因素引入方程，進行回歸分析。表3顯示，居民氡暴露因素對8-OHdG和TrxR的表達有明顯影響(t=-3.160，3.622， P均<0.05)。

表3 血漿中8-OHdG和TrxR水平影響因素的回歸分析

2.5 居民對氡的認知情況調查結果

在兩組人群中對氡、氡的來源均0人知曉，氡對人體健康影響均不了解。減少氡濃度措施中，0人選擇灑水、通風、戴口罩等，均選擇不知道。

3 討論

氡及其子體吸入導致機體輻射損傷是一種漸進的、發展的過程，其對人體健康的危害主要來自于其衰變產生的高能量 α粒子，吸入后可對支氣管和肺細胞形成高傳能線密度照射，以電離的方式將大量的能量沉積在細胞中，破壞細胞內生物大分子的化學鍵。8-OHdG是脫氧鳥苷氧化產生的DNA堿基修飾產物，是DNA氧化損傷和氧化應激的標志物。Ahmet等[6]進行了一項對病態肥胖患者腹腔鏡下胃綁扎術后血清和尿液中8-OHdG水平與體質量下降的關聯研究，認為病態肥胖使全身性DNA氧化損傷增加，在血清中比尿液樣本更為明顯。并認為尿中8-OHdG水平的檢測可以快速、簡易且低成本操作等優勢而建議在臨床廣泛應用。通常條件下，機體內產生的ROS會很快被體內的抗氧化系統清除，TrxR是一種重要的氧化還原平衡調節蛋白質，它與硫氧還蛋白和NADPH共同構成硫氧還蛋白系統，主要是基于巰基的氧化還原途徑清除ROS，從而避免DNA損傷和蛋白質功能的改變[7]。Yamaoka等[8]研究發現，在動脈硬化相關疾病治療中利用氡的放射性與熱效應治療相比，超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)和TrxR等抗氧化物活性顯著增加，脂質過氧化物和LDL-膽固醇水平顯著降低。

本研究選擇8-OHdG和TrxR進行檢測，觀察長期氡暴露對機體的氧化損傷水平和抗氧化水平的影響。結果發現，與對照組相比，高氡組居民外周血血漿中的8-OHdG表達水平顯著降低，血漿中TrxR的表達水平顯著升高，提示 高 氡組居民在長期接觸氡溫泉過程中氧化損傷水平有所降低，氧自由基的清除能力有所提升。可能的原因是居民長期多次接觸氡溫泉對機體抗氧化系統產生刺激作用，使氧自由基清除能力增強，可及時清除ROS，從而使血漿中8-OHdG表達水平降低。Takahiro等[9]研究2000Bq/m3氡吸入24h對抑制四氯化碳致小鼠器官氧化損傷作用的比較發現，吸入氡使腦、心、肺、肝、腎中的總谷胱甘肽含量增加，抗氧化功能激活。Nie等[10]研究發現，將Wistar大鼠暴露于100000Bq/m3的氡氣12h/d，持續30、60和120d后，在大鼠尿、外周血淋巴細胞和肺中8-OHdG和ROS水平增加，總抗氧化物水平降低。對于在同種輻射源 α作用下，本研究結果與Nie等[10]研究發現8-OHdG水平增加，總抗氧化物水平降低不同，主要原因是兩項研究中氡濃度不同。陳慧峰等[11]研究長期連續天然放射性照射對廣東高本底地區人群氧化損傷和抗氧化水平調查顯示8-OHdG表達水平由315.39 ng/mL降低至272.64ng/mL，抗氧化指標TrxR表達水平由0.467ng/mL升高至0.496ng/mL。與本研究結果變化趨勢一致，但在兩研究中對照組8-OHdG水平相差很大，具體原因不明。可能與以下因素有關：廣東高本底地區是低海拔地區且以漢族居民為主，阿壩州是地處高原以藏族居民為主，在高海拔地區空氣稀薄，氧含量較低，長期生活在這樣環境中居民可能形成了機體ROS較低的內環境，進而使血漿中8-OHdG處于較低水平。

本研究所得結論與通常認識的電離輻射引起8-OHdG升高提示DNA損傷結論不一致，可能有以下原因：①本研究對象是人群，機體是一個復雜的調節系統不同于細胞系或離體實驗，對于電離輻射作用有更多的調控機制比如旁效應[12]等調控氧化應激系統激活進而對ROS進行消除，以及人群長期暴露于低劑量輻射對DNA有一定的修復作用[13]。②研究表明[14]低劑量電離輻射可以產生刺激保護作用，降低對DNA的損傷作用。本研究氡暴露屬于低劑量電離輻射，電離輻射作用于機體可同時產生氧化損傷效應和抗氧化系統的激活，可能在較低劑量的電離輻射條件下抗氧化系統激活效應更顯著。③接觸氡的方式是長期(15年及以上)多次接觸，在長期多次的接受電離輻射作用，機體的抗氧化系統一直處于相對激活的狀態，能對機體的ROS及時清除，降低DNA損傷。本研究目前選擇外周血血漿中8-OHdG和TrxR水平作為研究指標以反映長期氡暴露對DNA氧化損傷和抗氧化修復水平，在外周血血漿當中檢測可能會受到一些生理因素影響，后續研究中將進一步結合丙二醛(MDA)，4-羥基壬烯醛(4-HNE)，尿液中8-OHdG等評價氧化損傷狀態以及血液中SOD，CAT，谷胱甘肽過氧化物酶(GPxs)等的水平反映機體的抗氧化狀態進行補充完善。檢測數據不服從正態分布可能與樣本量相對較小有關，仍需要后期進一步擴大樣本量補充數據后進行結果驗證。

通過居民對氡的認知情況調查發現，降扎鄉溫泉周圍居民對氡是什么、氡來自哪里、降低氡濃度措施等基本的知識尚無客觀科學的認識。同樣，普通人群對氡的認知情況也不容樂觀。目前室內氡及其對居民的健康風險越來越受關注[15-17]，同時，在醫療行業認為低濃度的氡對機體損傷恢復存在一定積極作用[8-9]，因此我們應加強氡相關知識了解，更加科學合理的利用氡資源。

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