河南某縣食管癌高、低發(fā)區(qū)飲用水微量元素含量及遺傳毒性比較

劉彩紅，楊建萍，陳奎生

1)鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院感染管理科;鄭州大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院 鄭州450052 2)鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院病理科 鄭州450052#通訊作者，男，1964年3月生，博士，教授，研究方向:腫瘤病理，E-mail:chenksh2002@yahoo.com.cn

食管癌是一種嚴(yán)重威脅人類健康的惡性腫瘤，其發(fā)病有顯著的地域性差異［1］。沙潁河是淮河流域的最大支流之一，全長(zhǎng)418 km，流域面積34 400 km2。隨著淮河流域的快速城市化，沙潁河沿岸出現(xiàn)了“癌癥村”，當(dāng)?shù)卮迕袷彻馨┑幕疾÷屎退劳雎拭黠@高于全國(guó)農(nóng)村［2］。據(jù)流行病學(xué)調(diào)查［3-4］，水中微量元素含量及其遺傳毒性可能與食管癌發(fā)病有關(guān)，但各研究所得結(jié)論不盡一致。作者觀察了食管癌高、低發(fā)區(qū)飲用水中微量元素及其遺傳毒性的差異，分析報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查地區(qū)的選擇 調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)位于沙潁河流域的某縣。在距沙潁河河床2 km 以內(nèi)和20 km 以外分別選取食管癌高發(fā)區(qū)的X 村和低發(fā)區(qū)的S 村。兩個(gè)村莊在經(jīng)濟(jì)水平、人口構(gòu)成及生活習(xí)慣等方面相近。

1.2 儀器與試劑 Optima 2000DV 型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(美PE 公司);硝酸、高氯酸均為分析純;松滋青皮豆(華中師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院)。

1.3 水樣的采集 兩個(gè)村莊均隨機(jī)抽取30 戶居民，采集居民的淺井水(生活用水)水樣各30 份于1 000 mL硼硅玻璃瓶中，4℃保存。毒性指標(biāo)分析在采樣后24 h 之內(nèi)，溫度25℃左右室內(nèi)完成。

1.4 水樣中微量元素的測(cè)定 采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀測(cè)定所取水樣中銅、鋅、鐵、硒、錳、鎳和鉛等7 種微量元素的含量。

1.5 蠶豆根尖微核實(shí)驗(yàn) 將松滋青皮豆放入盛有自來水的燒杯內(nèi)，于25℃溫箱中浸泡36～48 h，吸漲后用紗布包裹置解剖盤內(nèi)，催芽至根長(zhǎng)到2～3 cm。選取上述種子4～5 粒，放入盛有被測(cè)水樣的培養(yǎng)皿中染毒4～6 h，同時(shí)以蒸餾水作陰性對(duì)照，以200 mg/L 硝酸鉛溶液作陽性對(duì)照(n=30)。根尖細(xì)胞恢復(fù)培養(yǎng)后24 h，固定、染色、壓片觀察，每個(gè)根尖觀察處于生長(zhǎng)點(diǎn)的細(xì)胞1 000 個(gè)。測(cè)定其微核細(xì)胞千分率，計(jì)算污染指數(shù)(PI)。根據(jù)1986年頒布的《環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，PI 在0～為基本無污染，1.5～為輕度污染，2.0～為中度污染，3.5 以上為重度污染。微核細(xì)胞千分率=樣點(diǎn)觀察到的微核細(xì)胞數(shù)/樣點(diǎn)觀察的細(xì)胞數(shù)×1 000‰。PI =樣品的微核細(xì)胞千分率平均值/陰性對(duì)照的微核細(xì)胞千分率平均值。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 12.0 處理數(shù)據(jù)。應(yīng)用兩獨(dú)立樣本的t 檢驗(yàn)比較兩個(gè)村莊水樣中微量元素的含量及銅鋅比，應(yīng)用單因素方差分析和SNK-q檢驗(yàn)比較不同水樣中蠶豆根尖微核細(xì)胞千分率的差異，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 2 個(gè)村莊淺井水水樣中微量元素含量的比較食管癌高發(fā)區(qū)X 村水樣中銅、鐵、鎳、鉛含量和銅鋅比均高于食管癌低發(fā)區(qū)S 村(P ＜0.05)，X 村水樣中鋅、硒和錳含量低于S 村(P ＜0.05)，見表1。

表1 2 個(gè)村莊淺井水水樣中微量元素含量比較 mg/L

2.2 不同水樣對(duì)蠶豆根尖的毒性結(jié)果 見表2。由表2知，X 村水樣誘發(fā)蠶豆根尖微核細(xì)胞千分率高于S 村。X 村和S 村PI 分別為4.7 和2.8，分別為重度污染和中度污染。

表2 不同水樣對(duì)蠶豆根尖細(xì)胞微核細(xì)胞千分率的影響

3 討論

在世界范圍內(nèi)，食管癌發(fā)病率和致死率在常見癌癥中分別排第8 位和第6 位; 食管癌也是我國(guó)常見的消化道腫瘤，在全國(guó)惡性腫瘤死亡總數(shù)中占22.34%，僅次于胃癌，居第2 位［5］。食管癌病因至今不明，有研究［6］認(rèn)為，體內(nèi)某些微量元素含量的變化與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、預(yù)防及治療密切相關(guān)。

某些微量元素必須從飲食中攝取，人體微量元素的不足、過剩或比例失調(diào)均有可能誘發(fā)癌變［7］。銅是人體必需微量元素，但過量可造成機(jī)體脂質(zhì)過氧化，粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞吞噬殺菌力下降，免疫功能受損;同時(shí)銅能夠促進(jìn)電子轉(zhuǎn)移，有利于氧化反應(yīng)，機(jī)體內(nèi)銅含量升高可增加活性氧的產(chǎn)生而造成細(xì)胞損傷［8］;銅與鋅是兩種互相拮抗的微量元素，鋅對(duì)核酸、蛋白質(zhì)和激素的合成及免疫過程有直接作用，能影響細(xì)胞分裂、生長(zhǎng)和再生，腫瘤患者銅濃度增加勢(shì)必會(huì)引起鋅含量代償性降低。該研究結(jié)果顯示食管癌高發(fā)區(qū)比低發(fā)區(qū)水樣中銅含量及銅鋅比值高，提示水中銅含量升高可能是食管癌發(fā)病的原因之一，該結(jié)果與文獻(xiàn)［9］報(bào)道相一致。

鐵是人體內(nèi)含量最大的微量元素，是血紅蛋白、肌紅蛋白以及某些酶的重要組成成分。鐵與呼吸和免疫密切相關(guān)，同時(shí)影響人體對(duì)其他微量元素的吸收。鐵缺乏時(shí)，影響吞噬細(xì)胞的功能，干擾核酸合成，干擾含鐵酶參與的細(xì)胞代謝過程［10］。該研究結(jié)果顯示食管癌高發(fā)區(qū)比低發(fā)區(qū)水樣中鐵含量高。相關(guān)研究［11］發(fā)現(xiàn)攝入較多血紅素鐵似乎與食管癌和胃癌風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)，而攝入鋅卻會(huì)降低這種風(fēng)險(xiǎn)。

硒可以增強(qiáng)受損DNA 的修復(fù)能力，同時(shí)還可以通過影響信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的連接蛋白調(diào)控腫瘤細(xì)胞凋亡，發(fā)揮其抗腫瘤作用［12］。該研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)食管癌高發(fā)區(qū)水樣硒元素含量要低于食管癌低發(fā)區(qū)，與Wei 等［13］的前瞻性研究結(jié)果相似，硒元素含量降低會(huì)增加食管癌的風(fēng)險(xiǎn)。

近年來有研究［14］表明鎳、鉛均具有不同程度的致癌作用。該研究中食管癌高發(fā)區(qū)水樣鎳和鉛含量較高，提示鎳和鉛可能是食管癌發(fā)病的病因。錳是人體必需的微量元素，某些氧化酶和硝酸鹽還原酶的重要組成成分，能夠抑制亞硝胺類致癌物產(chǎn)生;該研究結(jié)果則顯示食管癌低發(fā)區(qū)水樣錳元素含量略高于高發(fā)區(qū)，與文獻(xiàn)［15］結(jié)果一致。

微核是致突變物質(zhì)引起分裂期細(xì)胞染色體畸變而形成的，水中含有多種污染物可能會(huì)誘發(fā)蠶豆根尖細(xì)胞的微核效應(yīng)［16］。經(jīng)各水樣染毒處理后，蠶豆根尖形態(tài)出現(xiàn)了不同程度的損傷，表現(xiàn)為根尖長(zhǎng)度明顯變短，根尖顏色發(fā)黃、變黑等。該研究結(jié)果顯示，食管癌高、低發(fā)區(qū)對(duì)蠶豆根尖細(xì)胞的污染程度分別為重度污染和中度污染。高發(fā)區(qū)飲用水微核細(xì)胞千分率和PI 均較高，提示食管癌高發(fā)區(qū)飲用水中存在致染色體畸變的物質(zhì)，飲用水污染可能是食管癌的危險(xiǎn)因素。

綜上所述，食管癌高、低發(fā)區(qū)飲用水中微量元素水平的差異可能是沙潁河流域食管癌發(fā)病率具有明顯地域性的原因之一; 該研究為沙潁河流域食管癌的防治提供了依據(jù)和參考。

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