不同粒径颗粒物对人双核淋巴细胞微核率的影响
作者：原福胜 马亚萍 赵五红
单位：山西医科大学环境卫生学教研室 (太原 030001)
关键词：
卫生毒理学杂志990219 大气颗粒物成分复杂，含有较多的化学物质，有机物是其中主要的一类。国内外已有不少资料表明，颗粒物有机提取物中含有诱变、致癌的遗传毒物[1，2]，但以人双核淋巴细胞微核试验检测大气颗粒物有机提取物的遗传毒性还罕见报道。本研究目的是用此法检测不同粒径颗粒物有机提取物的致突变性。
材料与方法
一、采样和分析
于1998年2月在太原市居民区设一采样点，用装有49型玻璃纤维滤膜的DFJ-I型五段分级采样器以570L/min的流量连续采样10天，同时记录气温气压，计算标准状况下空气中颗粒物浓度。
, 百拇医药
二、样品的提取和制备
将含有颗粒物的玻璃纤维滤膜置于索氏提取器中，分别用二氯甲烷、丙酮和甲醇提取4小时，合并提取液，于KD浓缩器上减压浓缩至干恒重。取一定量的提取物用二甲基亚砜(DMSO)配制成所需浓度，放冰箱备用。
三、双核微核试验
1.试剂：细胞松弛素B(CB，Sigma产品)；RPMI1640培养基(GIBCO)；小牛血清和植物血凝素(PHA)均为国产。
2.试验方法：参照Ferech介绍的方法[3]，取肝素抗凝静脉血(来自一健康男性青年)0.5ml,加入5ml含20%小牛血清的1640培养液中，并加入PHA，置37℃ 5% CO2的培养箱中培养44小时后，加入CB，终浓度为5μg/ml，并加入有机提取物和阳性对照物(丝裂霉素C，MMVC)，继续培养24小时后收获细胞，然后低渗、固定、涂片和染色，每例分析1000个双核淋巴细胞，计算双核细胞的微核频率，并用二项分布法进行统计分析。
, 百拇医药
结 果
一、大气中不同粒径颗粒物浓度
表1结果显示，总悬浮颗粒物日均浓度达0.7772mg/m3，超过国家二级标准(0.30mg/m3)1.59倍，其中，可吸入颗粒物(IP，以7μm为上限)日均浓度为0.482mg/m3，超标2.21倍，占62.02%，尤以1.1μm以下颗粒物所占比例较大，达35.72%。
表1 不同粒径颗粒物的浓度 粒径范围
(μm)
浓度
(mg/m3)
累计浓度
, http://www.100md.com
(mg/m3)
浓度
(%)
累计浓度
(%)
≤1.1
0.2776
0.2776
35.72
35.72
1.1～2.0
0.0443
, 百拇医药 0.3219
5.70
41.42
2.2～3.3
0.0719
0.3938
9.25
50.67
3.3～7.0
0.0882
0.4820
11.35
62.02
, 百拇医药
≥7.0
0.0295
0.7772
37.98
100
总颗粒物
0.7772
0.7772
100
100
二、不同粒径颗粒物中有机物含量
由表2可见，颗粒物越小，吸附的有机物越多，有机物主要吸附在细小颗粒物上。
, http://www.100md.com
表2 颗粒物中有机物的含量 粒径范围
(μm)
有机物含量
(mg/g)
含量
(%)
≤1.1
108.25
10.82
1.1～2.0
90.34
9.03
, http://www.100md.com 2.0～3.3
73.51
7.35
3.3～7.0
58.69
5.87
≥7.0
30.78
3.08
三、不同粒径颗粒物有机提取物对人双核淋巴细胞微核率的影响
由表3可见，只有3.3～7.0μm和≥7.0μm颗粒物的20μg/ml剂量组诱发双核微核率与对照组的差异无显著性(P>0.05)，其它不同粒径颗粒物各剂量组的诱变双核微核率均高于对照组(P<0.05和P<0.01)。各粒径颗粒物对微核的影响存在剂量-反应关系。
, http://www.100md.com
表3 颗粒物对双核淋巴细胞微核率的影响(
±s) 样品
(μm)
剂量(μg/ml)
相关系数
(r)
20
40
80
160
≤1.1
12.3±0.6**
, http://www.100md.com
14.3±0.6**
25.0±1.7**
34.0±2.6**
0.9815**
1.1～2.0
10.3±0.6*
14.0±1.0**
22.7±0.6**
29.0±1.7*
0.9693*
, 百拇医药
2.0～3.3
10.0±1.0*
13.6±0.6**
16.3±1.2**
24.7±1.5**
0.9938**
3.3～7.0
5.3±0.6
10.0±0.0*
15.0±1.0**
, http://www.100md.com
22.7±1.2**
0.9861*
≥7.0
6.0±1.0
9.7±0.6*
13.3±0.6**
18.0±1.0**
0.9742*
MMC
(阳性对照3μg/ml)
, 百拇医药 70.0±3.5**
DMSO
(溶剂对照)
4.7±0.6
*P<0.05 **P<0.01
讨 论
悬浮颗粒物是大气主要污染物之一，其污染程度与人体健康有密切关系。本次监测结果表明，太原市居民区颗粒物污染严重，总悬浮颗粒物浓度达0.7772mg/m3，超过国家标准1.59倍，可吸入颗粒物日均浓度为0.482mg/m3，超标2.21倍。7μm以下颗粒物所占比例较大，达62.02%，远高于1987年的45.11%的水平[4]。目前认为，进入支气管及肺深部的颗粒物一般<5μm，1.1μm以下的颗粒物最易沉积在肺泡。本次调查结果≤1.1μm的颗粒物占35.72%，这就意味着长期居住在那里的人们，将会把大量的颗粒物吸入肺泡。
, 百拇医药
颗粒物对人体的危害主要取决其化学成分，用二氯甲烷、丙酮和甲醇提取颗粒物中的成分，发现含有较多的有机物(见表2)，随着粒径变小，所含有机物逐渐增多，小于1.1μm颗粒物所含有机物最多，这和国内外报道的细小颗粒物比粗颗粒物含有较多的有机物结论相一致[5]。颗粒物含有机物中往往含有诱变、致癌的遗传毒物，如BaP等，此外还含有其它致突变和潜在致癌剂，可能对人体产生危害。
许多学者对颗粒物中的化学成分进行过远期毒性试验，有人按粒径大小把颗粒物分为7级，提取颗粒物中的有机成分，进行致突变性研究，结果0.3～1.0μm的颗粒物的致突变能力最大[6]。本研究用颗粒物的有机提取物进行人双核淋巴细胞微核试验，结果可见，除≥7.0μm和3.3～7.0μm的颗粒物的低剂量组没有诱发双核微核率增加外，其它均可诱发双核微核率明显高于对照组(P<0.05和P<0.01)，表明颗粒物的有机提取物含有引起染色体损伤的物质。对同一粒径颗粒物而言，在一定浓度范围内，随着剂量的增加，微核率逐渐上升，并存在剂量-反应关系，说明其对染色体的损伤作用与其浓度有关。比较5个粒径段颗粒物对双核微核率的影响，在同一剂量时，随着颗粒物变小，微核率有增高的趋势，这可能与细小颗粒物比粗颗粒物含有较多的遗传毒物有关。总之，细小颗粒物在空气中浓度高，所占比例大，含有较多的有机物，其致突变能力又强，因此研究不同粒径颗粒物，尤其是细小颗粒物的浓度、成分及其遗传毒性，对保护人群健康是具有重要意义。
, 百拇医药
参考文献
1.Talcott R, Harger W. Airborne mutagens extracted from particles of respirable size. Mut. Res, 1980,79:177.
2.关迺源，郭海恩，潘翠琴，等.大气中不同粒径颗粒物对大鼠肝细胞DNA合成的影响.环境与健康杂志，1997，14(4)：149.
3.Fenech M, Morley A A. Measurement of micronucle in lymphocytes. Mut.Res,1985,147(1);29.
4.原福胜，邢 权，马亚萍.大气中不同粒径颗粒物诱导人羊膜FL细胞UDS的研究.环境与健康杂志，1994，11(2)：49.
5.李 震，曹守仁.可吸入尘采样.环境保护，1984，(7)：21. 6.Hideki Fukino. Mutagenicity of airborne particles. Mut.Res,1982,102:237.
(修回日期 1998年7月), http://www.100md.com
单位：山西医科大学环境卫生学教研室 (太原 030001)
关键词：
卫生毒理学杂志990219 大气颗粒物成分复杂，含有较多的化学物质，有机物是其中主要的一类。国内外已有不少资料表明，颗粒物有机提取物中含有诱变、致癌的遗传毒物[1，2]，但以人双核淋巴细胞微核试验检测大气颗粒物有机提取物的遗传毒性还罕见报道。本研究目的是用此法检测不同粒径颗粒物有机提取物的致突变性。
材料与方法
一、采样和分析
于1998年2月在太原市居民区设一采样点，用装有49型玻璃纤维滤膜的DFJ-I型五段分级采样器以570L/min的流量连续采样10天，同时记录气温气压，计算标准状况下空气中颗粒物浓度。
, 百拇医药
二、样品的提取和制备
将含有颗粒物的玻璃纤维滤膜置于索氏提取器中，分别用二氯甲烷、丙酮和甲醇提取4小时，合并提取液，于KD浓缩器上减压浓缩至干恒重。取一定量的提取物用二甲基亚砜(DMSO)配制成所需浓度，放冰箱备用。
三、双核微核试验
1.试剂：细胞松弛素B(CB，Sigma产品)；RPMI1640培养基(GIBCO)；小牛血清和植物血凝素(PHA)均为国产。
2.试验方法：参照Ferech介绍的方法[3]，取肝素抗凝静脉血(来自一健康男性青年)0.5ml,加入5ml含20%小牛血清的1640培养液中，并加入PHA，置37℃ 5% CO2的培养箱中培养44小时后，加入CB，终浓度为5μg/ml，并加入有机提取物和阳性对照物(丝裂霉素C，MMVC)，继续培养24小时后收获细胞，然后低渗、固定、涂片和染色，每例分析1000个双核淋巴细胞，计算双核细胞的微核频率，并用二项分布法进行统计分析。
, 百拇医药
结 果
一、大气中不同粒径颗粒物浓度
表1结果显示，总悬浮颗粒物日均浓度达0.7772mg/m3，超过国家二级标准(0.30mg/m3)1.59倍，其中，可吸入颗粒物(IP，以7μm为上限)日均浓度为0.482mg/m3，超标2.21倍，占62.02%，尤以1.1μm以下颗粒物所占比例较大，达35.72%。
表1 不同粒径颗粒物的浓度 粒径范围
(μm)
浓度
(mg/m3)
累计浓度
, http://www.100md.com
(mg/m3)
浓度
(%)
累计浓度
(%)
≤1.1
0.2776
0.2776
35.72
35.72
1.1～2.0
0.0443
, 百拇医药 0.3219
5.70
41.42
2.2～3.3
0.0719
0.3938
9.25
50.67
3.3～7.0
0.0882
0.4820
11.35
62.02
, 百拇医药
≥7.0
0.0295
0.7772
37.98
100
总颗粒物
0.7772
0.7772
100
100
二、不同粒径颗粒物中有机物含量
由表2可见，颗粒物越小，吸附的有机物越多，有机物主要吸附在细小颗粒物上。
, http://www.100md.com
表2 颗粒物中有机物的含量 粒径范围
(μm)
有机物含量
(mg/g)
含量
(%)
≤1.1
108.25
10.82
1.1～2.0
90.34
9.03
, http://www.100md.com 2.0～3.3
73.51
7.35
3.3～7.0
58.69
5.87
≥7.0
30.78
3.08
三、不同粒径颗粒物有机提取物对人双核淋巴细胞微核率的影响
由表3可见，只有3.3～7.0μm和≥7.0μm颗粒物的20μg/ml剂量组诱发双核微核率与对照组的差异无显著性(P>0.05)，其它不同粒径颗粒物各剂量组的诱变双核微核率均高于对照组(P<0.05和P<0.01)。各粒径颗粒物对微核的影响存在剂量-反应关系。
, http://www.100md.com
表3 颗粒物对双核淋巴细胞微核率的影响(
±s) 样品(μm)
剂量(μg/ml)
相关系数
(r)
20
40
80
160
≤1.1
12.3±0.6**
, http://www.100md.com
14.3±0.6**
25.0±1.7**
34.0±2.6**
0.9815**
1.1～2.0
10.3±0.6*
14.0±1.0**
22.7±0.6**
29.0±1.7*
0.9693*
, 百拇医药
2.0～3.3
10.0±1.0*
13.6±0.6**
16.3±1.2**
24.7±1.5**
0.9938**
3.3～7.0
5.3±0.6
10.0±0.0*
15.0±1.0**
, http://www.100md.com
22.7±1.2**
0.9861*
≥7.0
6.0±1.0
9.7±0.6*
13.3±0.6**
18.0±1.0**
0.9742*
MMC
(阳性对照3μg/ml)
, 百拇医药 70.0±3.5**
DMSO
(溶剂对照)
4.7±0.6
*P<0.05 **P<0.01
讨 论
悬浮颗粒物是大气主要污染物之一，其污染程度与人体健康有密切关系。本次监测结果表明，太原市居民区颗粒物污染严重，总悬浮颗粒物浓度达0.7772mg/m3，超过国家标准1.59倍，可吸入颗粒物日均浓度为0.482mg/m3，超标2.21倍。7μm以下颗粒物所占比例较大，达62.02%，远高于1987年的45.11%的水平[4]。目前认为，进入支气管及肺深部的颗粒物一般<5μm，1.1μm以下的颗粒物最易沉积在肺泡。本次调查结果≤1.1μm的颗粒物占35.72%，这就意味着长期居住在那里的人们，将会把大量的颗粒物吸入肺泡。
, 百拇医药
颗粒物对人体的危害主要取决其化学成分，用二氯甲烷、丙酮和甲醇提取颗粒物中的成分，发现含有较多的有机物(见表2)，随着粒径变小，所含有机物逐渐增多，小于1.1μm颗粒物所含有机物最多，这和国内外报道的细小颗粒物比粗颗粒物含有较多的有机物结论相一致[5]。颗粒物含有机物中往往含有诱变、致癌的遗传毒物，如BaP等，此外还含有其它致突变和潜在致癌剂，可能对人体产生危害。
许多学者对颗粒物中的化学成分进行过远期毒性试验，有人按粒径大小把颗粒物分为7级，提取颗粒物中的有机成分，进行致突变性研究，结果0.3～1.0μm的颗粒物的致突变能力最大[6]。本研究用颗粒物的有机提取物进行人双核淋巴细胞微核试验，结果可见，除≥7.0μm和3.3～7.0μm的颗粒物的低剂量组没有诱发双核微核率增加外，其它均可诱发双核微核率明显高于对照组(P<0.05和P<0.01)，表明颗粒物的有机提取物含有引起染色体损伤的物质。对同一粒径颗粒物而言，在一定浓度范围内，随着剂量的增加，微核率逐渐上升，并存在剂量-反应关系，说明其对染色体的损伤作用与其浓度有关。比较5个粒径段颗粒物对双核微核率的影响，在同一剂量时，随着颗粒物变小，微核率有增高的趋势，这可能与细小颗粒物比粗颗粒物含有较多的遗传毒物有关。总之，细小颗粒物在空气中浓度高，所占比例大，含有较多的有机物，其致突变能力又强，因此研究不同粒径颗粒物，尤其是细小颗粒物的浓度、成分及其遗传毒性，对保护人群健康是具有重要意义。
, 百拇医药
参考文献
1.Talcott R, Harger W. Airborne mutagens extracted from particles of respirable size. Mut. Res, 1980,79:177.
2.关迺源，郭海恩，潘翠琴，等.大气中不同粒径颗粒物对大鼠肝细胞DNA合成的影响.环境与健康杂志，1997，14(4)：149.
3.Fenech M, Morley A A. Measurement of micronucle in lymphocytes. Mut.Res,1985,147(1);29.
4.原福胜，邢 权，马亚萍.大气中不同粒径颗粒物诱导人羊膜FL细胞UDS的研究.环境与健康杂志，1994，11(2)：49.
5.李 震，曹守仁.可吸入尘采样.环境保护，1984，(7)：21. 6.Hideki Fukino. Mutagenicity of airborne particles. Mut.Res,1982,102:237.
(修回日期 1998年7月), http://www.100md.com