黃柳雯，崔 琰，查雨欣，柏 ●，董發(fā)勤，鄧建軍，張青碧，王國(guó)俊

(1. 西南醫(yī)科大學(xué) 藥學(xué)院， 四川 瀘州 646000； 2. 西南醫(yī)科大學(xué) 公共衛(wèi)生學(xué)院， 四川 瀘州 646000； 3. 四川省疾病預(yù)防控制中心， 四川 成都 610041； 4. 西南科技大學(xué)， 四川 綿陽(yáng) 621010； 5. 綿陽(yáng)四〇四醫(yī)院， 四川 綿陽(yáng) 621000； 6. 西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院藥學(xué)部， 四川 瀘州 646000)

溫石棉是性能優(yōu)異、儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低廉的礦物纖維材料，由于具有耐腐蝕、耐高溫、絕緣性好、抗張力強(qiáng)等優(yōu)良性能，被廣泛應(yīng)用于防火、隔熱、防腐、隔音和絕緣等方面(樊晶光等， 2016)。中國(guó)石棉資源絕大部分為溫石棉礦，占石棉總產(chǎn)量的95%以上。溫石棉能以纖維的形式在環(huán)境中擴(kuò)散沉積，造成污染。石棉纖維的環(huán)境暴露會(huì)導(dǎo)致多種人類疾病，包括石棉沉滯癥、胸膜斑、肺癌、間皮瘤和非呼吸系統(tǒng)疾病(Huangetal., 2011)。國(guó)際上對(duì)溫石棉的安全性存在爭(zhēng)議(Yarborough, 2007； Vanchugovaetal., 2008)，一些非石棉生產(chǎn)國(guó)，特別是西方發(fā)達(dá)國(guó)家提倡使用溫石棉的人工代用纖維，如陶瓷纖維、玻璃纖維和巖棉纖維等。人們往往認(rèn)為只要無(wú)石棉化了,其代用纖維及其制品就是安全的。然而在2002年，國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)將陶瓷纖維歸類為人類可疑致癌物的2B組，將玻璃纖維和巖棉纖維歸類為現(xiàn)有證據(jù)不能對(duì)人類致癌性進(jìn)行分類的第3組(Andersenetal., 2002)。有研究發(fā)現(xiàn)，陶瓷纖維可誘導(dǎo)工人產(chǎn)生胸膜斑(Lockeyetal., 2012)，表明其可能仍具有生物活性和致病性，因此，開展溫石棉人工代用纖維的安全性研究同等重要。目前對(duì)溫石棉和陶瓷纖維致機(jī)體炎癥及氧化應(yīng)激的毒性機(jī)制研究尚不清楚，有學(xué)者提出細(xì)胞內(nèi)ROS(活性氧簇)可以引起細(xì)胞凋亡和炎癥反應(yīng)(Funahashietal., 2015)，而溫石棉能夠誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生大量活性氧而致氧化損傷和細(xì)胞凋亡(Nagaietal., 2011)，陶瓷纖維可通過(guò)潛在產(chǎn)生的自由基活性表現(xiàn)出細(xì)胞毒性(Eliasetal., 2002)。

目前有較多溫石棉和陶瓷纖維的體外毒性研究，而體內(nèi)動(dòng)物研究較少。因此本研究擬采用陶瓷纖維和我國(guó)青海茫崖礦區(qū)的天然溫石棉對(duì)Wistar大鼠進(jìn)行多次非暴露式氣管滴注染毒，分別于染毒1、6和12個(gè)月時(shí)，觀察大鼠肺部的病理變化，支氣管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid, BALF)中白細(xì)胞總數(shù)及類型的變化，肺組織中相關(guān)炎性細(xì)胞因子白細(xì)胞介素-6(interleukin-6, IL-6)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)和核因子-κB(nuclear factor-κB, NF-κB)含量的變化，以及活性氧簇(reactive oxygen species, ROS)、脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物丙二醛(malondiadehyde, MDA)濃度和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活力的變化，為探討和比較溫石棉和陶瓷纖維毒性提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 主要試劑與儀器

實(shí)驗(yàn)主要儀器包括：7200型分光光度計(jì)(優(yōu)尼柯上海儀器公司)，Multiskan Spectrum酶標(biāo)儀(美國(guó)Thermo公司)，5810R冷凍離心機(jī)(德國(guó)Eppendorf公司)，HS-800D恒溫水浴箱(華利達(dá)實(shí)驗(yàn)設(shè)備公司)，Ultra55場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(德國(guó)蔡司儀器公司)，Mastersizer2000馬爾文激光粒度分析儀(英國(guó)馬爾文儀器公司)，X’Pert PRO熒光衍射分析儀(荷蘭帕納科公司)；主要試劑包括：IL-6、TNF-α酶聯(lián)免疫檢測(cè)試劑盒(美國(guó)R&D公司)，NF-κB酶聯(lián)免疫檢測(cè)試劑盒(武漢華美生物工程有限公司)，ROS、MDA和SOD檢測(cè)試劑盒(南京建成生物制品研究所)。

1. 2 方法

1.2.1 樣品的制備

采自我國(guó)青海茫崖礦區(qū)的天然溫石棉(西南科技大學(xué)惠贈(zèng))和購(gòu)買的陶瓷纖維(購(gòu)于淄博民燁耐火纖維有限公司)作為受試物。用高速粉碎機(jī)初步粉碎2～3 min，然后用星球磨機(jī)分別濕磨18 h和5 h，收集礦漿，置于150 ℃烘箱內(nèi)烘烤2 h，磨碎備用。

1.2.2 理化特性分析

采用掃描電鏡分析溫石棉和陶瓷纖維粉體形貌結(jié)構(gòu)，激光粒度分析儀測(cè)定粒徑，X射線熒光光譜儀分析主要化學(xué)組分。

1.2.3 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與分組

選擇健康初斷乳SPF級(jí)(specific pathogen free動(dòng)物，即無(wú)特定病原體動(dòng)物，是指除清潔動(dòng)物應(yīng)排除的病原外，不攜帶主要潛在感染或條件致病和對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)干擾大的病原的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物)Wistar雄性大鼠54只，4～6 周齡，體重為180～220 g，由西南醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供(經(jīng)西南醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物倫理審查委員會(huì)同意，合格證號(hào)：201601011)，隨機(jī)分為3組，即溫石棉染毒組、陶瓷纖維染毒組和陰性對(duì)照組(生理鹽水)，每組18只，分籠喂養(yǎng)。

1.2.4 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物染毒及樣品采集

稱取質(zhì)量為0.02 g充分消毒殺菌的粉體，加入生理鹽水，制備成濃度為2.0 mg/mL的粉塵懸液，每次臨用前超聲震蕩30 min。采用非暴露式氣管滴注法染毒質(zhì)量濃度為2.0 mg/mL粉塵懸液0.5 mL，染毒頻率1次/月。陰性對(duì)照組使用生理鹽水，滴注后自由飲水、進(jìn)食。分別在滴注1、6和12個(gè)月時(shí)各取材6只。將大鼠麻醉后仰臥固定，迅速取出右肺組織并稱量，分裝于EP管，置 80℃冰箱保存?zhèn)溆谩Ｓ?7℃生理鹽水灌洗大鼠左肺3～5次收集BALF，每次回收率需達(dá)到80%。回收的灌洗液以2 000 r/min離心15 min，棄上清液，細(xì)胞沉淀制成細(xì)胞懸液涂于細(xì)胞計(jì)數(shù)板，Giemsa染色，光鏡下進(jìn)行白細(xì)胞總數(shù)統(tǒng)計(jì)及其細(xì)胞分類計(jì)數(shù)。

1.2.5 大鼠肺組織病理學(xué)檢測(cè)

選取主支氣管周圍肺組織，經(jīng)生理鹽水反復(fù)沖洗后，置10%甲醛水溶液中固定，常規(guī)脫水，石蠟包埋，切片，經(jīng)蘇木素-伊紅(HE)染色后光學(xué)顯微鏡下觀察肺組織的病理變化。

1.2.6 大鼠肺組織中IL-6、TNF-α和NF-κB的含量測(cè)定

白介素-6(IL-6)是由活化的T細(xì)胞和成纖維細(xì)胞產(chǎn)生的淋巴因子，其失調(diào)的持續(xù)產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致各種自身免疫性和慢性炎性疾病的發(fā)生和發(fā)展；腫瘤壞死因子α(TNF-α)是主要由單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的一種單核因子，具有強(qiáng)大的促炎和免疫調(diào)節(jié)作用；核因子κB(NF-κB)蛋白選擇性的結(jié)合在B細(xì)胞κ-輕鏈增強(qiáng)子上調(diào)控許多基因的表達(dá)，參與細(xì)胞對(duì)外界刺激的響應(yīng)，如細(xì)胞因子、重金屬、病毒等，在細(xì)胞的炎癥反應(yīng)、免疫應(yīng)答等過(guò)程中起到關(guān)鍵性作用。IL-6、TNF-α和NF-κB的含量測(cè)定采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)，具體操作步驟嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書進(jìn)行。

1.2.7 大鼠肺組織中ROS、MDA濃度及SOD活力的測(cè)定

ROS、MDA濃度及SOD活力的測(cè)定分別采用ELISA雙抗體夾心法、硫代巴比妥酸(TBA)比色法和黃嘌呤氧化酶法測(cè)定，具體操作步驟嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書進(jìn)行。

1. 3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS21.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析。定量資料若服從正態(tài)分布、方差齊，組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用SNK-q法檢驗(yàn)，若方差不齊則采用Kruskal-Wallis檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 溫石棉和陶瓷纖維的形貌分析

由圖1可見，溫石棉纖維呈較硬直的纖維狀或針狀，排列成平行或傾斜的束狀結(jié)構(gòu)；陶瓷纖維多呈柱狀或塊狀，纖維狀顆粒的長(zhǎng)徑比更小，纖維直徑分布較廣。

2.2 溫石棉和陶瓷纖維的粒徑分布

2.3 溫石棉和陶瓷纖維的主要化學(xué)組分

由表1可見，溫石棉的主要化學(xué)成分為SiO2(40.82%)和MgO(39.20%)，還含少量的Fe2O3(4.97%)和Al2O3(2.12%)；陶瓷纖維的主要化學(xué)成分為SiO2(54.44%)和Al2O3(43.63%)。

2.4 大鼠肺組織的病理變化

陰性對(duì)照組在染毒12個(gè)月時(shí)才出現(xiàn)少量炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。溫石棉和陶瓷纖維染毒組在染毒1個(gè)月時(shí)，炎性細(xì)胞增多、肺間隔輕微增寬、少許淋巴細(xì)胞聚集、肺泡結(jié)構(gòu)遭到破壞(如圖3b、3f箭頭所示)；染毒6個(gè)月時(shí)，上述現(xiàn)象進(jìn)一步加重并出現(xiàn)少許纖維化、肺間隔斷裂、肺泡融合(如圖3c、3g箭頭所示)；染毒12個(gè)月時(shí)，陶瓷纖維染毒組病理特征與染毒6個(gè)月時(shí)比較無(wú)明顯變化(如圖3h、3g箭頭所示)，而溫石棉染毒組與染毒6個(gè)月時(shí)比較病理?yè)p害加重，肺泡結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重、出現(xiàn)較多肺大泡和大面積的纖維化(如圖3d、3c箭頭所示)。

圖 1 溫石棉(a)和陶瓷纖維(b)的掃描電鏡圖像 Fig. 1 Scanning electron microscopy image of chrysotile asbestos (a) and ceramic fibers (b)

圖 2 溫石棉(a)和陶瓷纖維(b)的粒徑分布圖Fig. 2 Particle size distribution of chrysotile asbestos (a) and ceramic fibers (b)

表 1 溫石棉和陶瓷纖維的主要化學(xué)組分分析 wB/%Table 1 Analyses of main chemical composition of chrysotile asbestos and ceramic fibers

圖 3 溫石棉和陶瓷纖維染毒大鼠肺組織的病理學(xué)改變Fig. 3 Pathological changes in lung tissues of rats exposed to chrysotile asbestos and ceramic fibersa、e—1個(gè)月和12個(gè)月陰性對(duì)照組； b～d—1、6和12個(gè)月溫石棉染毒組； f～h—1、6和12個(gè)月陶瓷纖維染毒組a, e—1 month and 12 months control groups； b～d—1, 6 and 12 months chrysotile asbestos exposure groups； f～h—1, 6 and 12 months ceramic fibers exposure groups

2.5 大鼠BALF中白細(xì)胞總數(shù)及分類

本文用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)得到p值，為原假設(shè)為真時(shí)所得到的樣本觀察結(jié)果或更極端結(jié)果出現(xiàn)的概率。如p值很小，說(shuō)明原假設(shè)情況發(fā)生的概率很小，根據(jù)小概率原理，則拒絕原假設(shè)。統(tǒng)計(jì)學(xué)根據(jù)顯著性檢驗(yàn)方法所得到的p值一般以<0.05 為有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。表2顯示，在染毒的各個(gè)時(shí)間點(diǎn)，兩個(gè)染毒組BALF中白細(xì)胞總數(shù)均高于陰性對(duì)照組(p<0.05)；兩個(gè)染毒組BALF中，白細(xì)胞總數(shù)、中性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的百分比均隨染毒時(shí)間延長(zhǎng)而升高(p<0.05)，巨噬細(xì)胞百分比均隨染毒時(shí)間延長(zhǎng)而下降(p<0.05)，均呈現(xiàn)時(shí)間-效應(yīng)關(guān)系(p<0.05)。

2.6 大鼠肺組織中細(xì)胞因子IL-6、TNF-α和NF-κB含量的變化

表3顯示，在染毒的各個(gè)時(shí)間點(diǎn)，兩個(gè)染毒組肺組織中IL-6、TNF-α和NF-κB的含量均高于陰性對(duì)照組(p<0.05)；兩個(gè)染毒組肺組織中IL-6、TNF-α和NF-κB的含量隨染毒時(shí)間延長(zhǎng)而升高(p<0.05)，均呈現(xiàn)時(shí)間-效應(yīng)關(guān)系(p<0.05)；在染毒的各個(gè)時(shí)間點(diǎn)，溫石棉染毒組肺組織中IL-6、TNF-α和NF-κB的含量均高于陶瓷纖維染毒組(p<0.05)。

2.7 大鼠肺組織中ROS、MDA濃度及SOD活力的變化

表4顯示，在染毒的各個(gè)時(shí)間點(diǎn)，兩個(gè)染毒組肺組織中ROS和MDA濃度均高于陰性對(duì)照組(p<0.05)；兩個(gè)染毒組肺組織中SOD活力在染毒一個(gè)月時(shí)與陰性對(duì)照組比較無(wú)差異(p>0.05)，在染毒6個(gè)月和12個(gè)月時(shí)均低于陰性對(duì)照組(p<0.05)；兩個(gè)染毒組肺組織中ROS和MDA濃度隨染毒時(shí)間延長(zhǎng)而升高(p<0.05)，SOD活力隨染毒時(shí)間延長(zhǎng)而下降(p<0.05)，均呈現(xiàn)時(shí)間-效應(yīng)關(guān)系(p<0.05)；溫石棉染毒組肺組織中ROS和MDA濃度在染毒的各個(gè)時(shí)間點(diǎn)均高于陶瓷纖維染毒組(p<0.05)，SOD活力在染毒一個(gè)月時(shí)與陶瓷纖維染毒組比較無(wú)差異(p>0.05)，在染毒6個(gè)月和12個(gè)月時(shí)均低于陶瓷纖維染毒組(p<0.05)。

3 討論

溫石棉是一種用途極廣的纖維狀硅酸鹽礦物質(zhì)，陶瓷纖維為溫石棉的常用代用纖維，也得到了廣泛應(yīng)用。

本研究病理結(jié)果顯示，溫石棉和陶瓷纖維染毒組都有不同程度的炎性細(xì)胞聚集、肺泡結(jié)構(gòu)破壞和纖維化，溫石棉染毒組損傷隨染毒時(shí)間延長(zhǎng)加重。Kamp(2009)指出顆粒物可刺激ROS在肺部生成，引起肺部損傷和纖維化。Maxim等(2018)研究發(fā)現(xiàn)吸入陶瓷纖維引起肺組織纖維化。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果與以上研究結(jié)果基本一致，由此可見，溫石棉和陶瓷纖維可以引起大鼠肺部不同程度的病理?yè)p傷。

與其他類型石棉類似，溫石棉纖維進(jìn)入肺部后也會(huì)被巨噬細(xì)胞吞噬或破壞上皮細(xì)胞滯留在肺間質(zhì)，引發(fā)炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激，巨噬細(xì)胞的進(jìn)一步崩解可導(dǎo)致肺部纖維化和炎性反應(yīng)的加重，這被認(rèn)為是溫石棉致肺部損傷非常重要的機(jī)制(Li and Fukagawa, 2010)。Kim等(2001)研究表明，陶瓷纖維被肺泡巨噬細(xì)胞吞噬后，導(dǎo)致細(xì)胞活力下降，細(xì)胞生長(zhǎng)受阻，表現(xiàn)出一定程度的細(xì)胞毒性作用。本研究結(jié)果顯示，兩個(gè)染毒組BALF中白細(xì)胞總數(shù)與陰性對(duì)照組比較在染毒各時(shí)間點(diǎn)均升高；隨著時(shí)間延長(zhǎng)，兩個(gè)染毒組BALF中白細(xì)胞總數(shù)、中性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的百分比升高，巨噬細(xì)胞的百分比呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，可能是溫石棉和陶瓷纖維在進(jìn)入大鼠肺部后，引發(fā)巨噬細(xì)胞對(duì)異物清除和吞噬的防御反應(yīng)，破壞巨噬細(xì)胞并導(dǎo)致其大量崩解，進(jìn)一步加重肺部炎性損傷，并隨著染毒時(shí)間的延長(zhǎng)而加重。

炎性細(xì)胞因子在維持慢性炎癥、促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的進(jìn)展、抑制免疫系統(tǒng)對(duì)腫瘤的監(jiān)視等方面具有重要作用(賓流等，2014)。本研究結(jié)果顯示，在染毒的各個(gè)時(shí)間點(diǎn)，兩個(gè)染毒組肺組織中IL-6、TNF-α和NF-κB含量均高于陰性對(duì)照組，且隨染毒時(shí)間延長(zhǎng)均呈逐漸升高的趨勢(shì)。NF-κB可參與石棉介導(dǎo)的慢性炎癥反應(yīng)(Liuetal., 2013)，細(xì)胞暴露于不同類型的石棉后，NF-κB含量隨染毒時(shí)間延長(zhǎng)和染毒劑量的增加而升高，呈現(xiàn)明顯的時(shí)間-效應(yīng)關(guān)系和劑量-效應(yīng)關(guān)系(Manningetal., 2002)。此外，NF-κB活化也是細(xì)胞暴露于石棉纖維后各種促炎細(xì)胞因子和趨化因子表達(dá)的核心，其中包括IL-6和TNF-α(Chew and Toyokuni, 2015)。Kumagai-Takei等(2018)在石棉致T細(xì)胞長(zhǎng)期炎癥研究中發(fā)現(xiàn)，胸膜斑塊和惡性胸膜間皮瘤患者組培養(yǎng)上清液中的IL-6水平較高。Sun等(2012)在納米顆粒引起小鼠肺毒性的研究中發(fā)現(xiàn)，納米顆粒升高了活性氧的積累和脂質(zhì)過(guò)氧化水平，并降低抗氧化能力；同時(shí)激活NF-κB，升高TNF-α和IL-6的表達(dá)水平。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果與以上有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道一致，提示IL-6、TNF-α和NF-κB三種炎癥因子在溫石棉和陶瓷纖維致大鼠肺組織損傷中起重要作用，使組織出現(xiàn)延續(xù)炎癥反應(yīng)。

炎癥反應(yīng)伴隨著活性氧的生成(Valavanidisetal., 2013)。ROS可通過(guò)細(xì)胞氧化應(yīng)激反應(yīng)導(dǎo)致細(xì)胞凋亡和壞死；氧自由基作用于脂質(zhì)發(fā)生過(guò)氧化反應(yīng)生成MDA，其含量可以代表機(jī)體細(xì)胞受自由基攻擊的程度。本研究顯示，兩個(gè)染毒組肺組織中ROS和MDA的濃度與陰性對(duì)照組比較在染毒各時(shí)間點(diǎn)均升高，且隨染毒時(shí)間的延長(zhǎng)均呈上升趨勢(shì)。有研究報(bào)道溫石棉和陶瓷纖維作用于倉(cāng)鼠肺細(xì)胞(V79)可觀察到細(xì)胞內(nèi)ROS的水平的升高(Huoetal., 2018)。鄧建軍等(2009)發(fā)現(xiàn)溫石棉使受損后的巨噬細(xì)胞脂質(zhì)過(guò)氧化的主要產(chǎn)物MDA增高，自由基清除劑SOD被消耗。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果與以上有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道一致，提示溫石棉和陶瓷纖維進(jìn)入大鼠肺部后，機(jī)體氧化應(yīng)激程度隨時(shí)間延長(zhǎng)持續(xù)加深，ROS積累并產(chǎn)生脂質(zhì)過(guò)氧化物，使MDA水平增高，導(dǎo)致組織氧化損傷。SOD是生物體內(nèi)重要的抗氧化酶，可清除氧自由基從而降低脂質(zhì)過(guò)氧化作用。本研究發(fā)現(xiàn)，與陰性對(duì)照組比較，兩個(gè)染毒組肺組織中SOD活力在染毒中晚期降低，且隨時(shí)間延長(zhǎng)呈下降的趨勢(shì)。有研究表明A549細(xì)胞暴露于石英粉體后，細(xì)胞內(nèi)SOD酶活力被激活，酶活力隨染毒時(shí)間延長(zhǎng)而降低(霍婷婷, 2013)。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果與以上有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道一致，提示過(guò)量的ROS使體內(nèi)抗氧化酶SOD耗竭或失代償，清除自由基的能力降低，導(dǎo)致機(jī)體氧化平衡體系被打破，造成組織氧化損傷。

造成溫石棉和陶瓷纖維毒性差異的原因，可能與形態(tài)、粒徑大小和化學(xué)組成相關(guān)。本研究中，溫石棉纖維多為尖銳的纖維狀，陶瓷纖維粒徑變化范圍更廣，塊狀較多；溫石棉染毒組肺組織中三種炎癥因子的含量在染毒的各個(gè)時(shí)間點(diǎn)均高于陶瓷纖維染毒組。有學(xué)者推測(cè)長(zhǎng)纖維更容易引起纖維化或癌癥，但長(zhǎng)的人造礦物纖維并不然，它們會(huì)橫向斷裂，從而降低了殘留纖維的毒性(Eastesetal., 2007)，這可能是進(jìn)入肺組織的陶瓷纖維引起較弱炎癥反應(yīng)的原因之一。本研究中，溫石棉和陶瓷纖維化學(xué)構(gòu)成均以SiO2為主，溫石棉含較多Fe和Mg元素，而陶瓷纖維含較多的Al元素；溫石棉染毒組肺組織中ROS和MDA濃度在染毒的各個(gè)時(shí)間點(diǎn)均高于陶瓷纖維染毒組，SOD活力在染毒中晚期均低于陶瓷纖維染毒組。Park和Park(2009)研究發(fā)現(xiàn)納米SiO2能夠?qū)е率笤葱跃奘杉?xì)胞系發(fā)生氧化應(yīng)激反應(yīng)和促炎癥反應(yīng)。Huo等(2018)推測(cè)Mg元素可降低溫石棉對(duì)V79細(xì)胞的死亡率，Al2O3可增強(qiáng)陶瓷纖維的毒性。顆粒物的鐵元素可通過(guò)芬頓反應(yīng)誘導(dǎo)羥自由基生成，并影響A549細(xì)胞內(nèi)的氧化還原平衡(Dengetal., 2013)。以上相關(guān)文獻(xiàn)提示這些元素含量不同可能導(dǎo)致兩者毒性存在差異，含有較多活性強(qiáng)的Fe元素可能對(duì)誘導(dǎo)ROS的生成起關(guān)鍵作用，這可能是在不同染毒時(shí)間點(diǎn)，溫石棉氧化損傷作用較陶瓷纖維強(qiáng)的原因之一。

目前關(guān)于溫石棉和陶瓷纖維炎癥和氧化應(yīng)激損傷作用的研究主要采用體外實(shí)驗(yàn)，而長(zhǎng)期染毒實(shí)驗(yàn)較少，本研究探討溫石棉和陶瓷纖維毒性差異的因素是否與纖維形態(tài)、粒徑大小、化學(xué)組成有關(guān)，提示陶瓷纖維可能會(huì)導(dǎo)致與溫石棉類似的健康影響。但非暴露式氣管滴注法可能與現(xiàn)有關(guān)于石棉生物持久性及毒性的結(jié)果缺少可比性。在以后的研究中，本課題組考慮加入吸入染毒方式，并進(jìn)行方法上的比較，著重探討氧化應(yīng)激產(chǎn)生的通路及氧化應(yīng)激效應(yīng)是否最終會(huì)致肺部腫瘤的發(fā)生，為繼續(xù)深入開展溫石棉及人造礦物纖維毒性及其作用機(jī)制的研究提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

4 結(jié)論

(1) 溫石棉和陶瓷纖維可導(dǎo)致大鼠病理表現(xiàn)為肺泡結(jié)構(gòu)破壞、肺間隔增寬、纖維化等。

(2) 溫石棉和陶瓷纖維使大鼠肺組織中相關(guān)炎性因子IL-6、TNF-α和NF-κB的含量升高；誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生過(guò)量ROS、MDA，同時(shí)體內(nèi)SOD活力降低，使機(jī)體處于氧化應(yīng)激狀態(tài)，氧化和抗氧化平衡被打破，最終造成大鼠的肺部氧化損傷。

(3) 青海茫崖礦區(qū)天然溫石棉致大鼠肺部炎癥和氧化損傷的能力較陶瓷纖維強(qiáng)，這可能與纖維形態(tài)、粒徑大小和化學(xué)組成有關(guān)。