二噁英的毒性與生物學(xué)檢測分析

王琳 中國科學(xué)院上海高等研究院

二噁英的毒性與生物學(xué)檢測分析

王琳 中國科學(xué)院上海高等研究院

二噁英是伴隨于各種環(huán)境介質(zhì)的，沒有任何用途的，非人為生產(chǎn)的環(huán)境污染物質(zhì)，該物質(zhì)具有極強的毒性，在機(jī)體少量接觸的情況下就會使人類出現(xiàn)明顯的中毒反應(yīng)。另外，該物質(zhì)還易富集于家禽、魚體以及脂肪組織中。

特征學(xué)檢測 二噁英 研究成果

二噁英指的是含有1個或2個氧鍵連結(jié)2個苯環(huán)的含氯有機(jī)化合物，主要包含三個種類，即多氯聯(lián)苯、多氯代二笨并呋喃以及多氯代二苯并二噁英等，分子質(zhì)量300左右，常溫下的物理狀態(tài)普遍為白色固態(tài)晶體。

一、二噁英對于人體的危害

該物質(zhì)對于機(jī)體的損害主要體現(xiàn)在以下三個方面：

1.皮膚損害。在皮膚黏膜受到損傷的情況下，二噁英能夠進(jìn)入人類機(jī)體，引起皮膚角化過度或皮膚增生，并伴有廢物綜合征和胸腺萎縮，癥狀表現(xiàn)為在幾日內(nèi)出現(xiàn)脂肪組織急劇下降、嚴(yán)重的體重下降起到死亡。

2.肝臟損害。肝臟損害以肝臟腫大、肝臟肥大以及實質(zhì)細(xì)胞增生為主要特點。

3.生死系統(tǒng)損害。對于男性感染者來說，二噁英會造成行為反應(yīng)女性化、雄性激素水平改變、性功能降低、睪丸畸形、精子數(shù)量減少等方面的問題。對于女性感染者來說，會造成受孕率降低、激素水平改變、月經(jīng)周期改變、流產(chǎn)率增加以及子宮骨膜異位等方面癥狀。

4.對發(fā)育的影響。在母體受到二噁英感染的情況下，新生兒有可能會出現(xiàn)如生殖器異常以及腭裂等方面的問題，對后代的影響主要體現(xiàn)在延緩青春期、發(fā)育問題以及神經(jīng)問題等方面。

5.免疫功能損害。患者免疫功能發(fā)生改變，機(jī)體抵抗能力受到影響，在存在嚴(yán)重免疫抑制的情況下會造成傳感病發(fā)病率與易感性的增加，進(jìn)而造成嚴(yán)重的免疫系統(tǒng)失調(diào)，最終形成自身免疫性疾病。對于細(xì)胞免疫與體液免疫均有著很大程度上的抑制作用。

二、二噁英的生物分子分析方法

二噁英的化學(xué)物質(zhì)檢測方法主要有生物檢測法、免疫法以及色譜法等。PCDD/Fs技術(shù)條件下可供選擇的分析方法為高分辨質(zhì)譜-氣相色譜聯(lián)用檢測方法，該分析技術(shù)的特點主要為靈敏度水平高、分辨率高以及選擇性強等，可以達(dá)到pg級的檢測級別。然而，該檢測技術(shù)對于所使用的檢測儀器有著比較高的要求，需要經(jīng)歷比較復(fù)雜的處理過程，具體的樣本處理過程包含分離、提取、清洗、濃縮以及后續(xù)的玻璃色譜柱、反相HPLC、自動凝膠色譜等，并且待檢組分低于干擾組分，需要較強的分離技術(shù)與良好的凈化技術(shù)，才能夠達(dá)到各項前期要求。若采用免疫法檢測技術(shù)，各項操作相對簡單，處理時間較短，然而在制備抗體的過程中則需要比較復(fù)雜的操作，并且需要專門選用毒性比較強的抗體，同系物方面的檢測具有著比較大的局限性。若采用生物檢測技術(shù)，則能夠獲取比較高的靈敏性、選擇性與特異性，檢測費用相對較低，反應(yīng)時間短，操作相對簡便，經(jīng)過測量所得到的結(jié)果與質(zhì)譜-色譜聯(lián)用技術(shù)有著一定程度的相似性，該檢測技術(shù)通常應(yīng)用于半定量測量與快速篩選測定。

1.EROD生物測定法。由于芳香烴與二噁英受體在結(jié)合的量越大，在一定范圍內(nèi)其誘導(dǎo)基因表達(dá)能力越強，可以直接通過特異基因表達(dá)產(chǎn)物來對二噁英的量進(jìn)行測定?？烧T導(dǎo)EROD能夠在二噁英與環(huán)芳烴受體受到介導(dǎo)，激發(fā)其活性。EROD活性則可以通過RF熒光強度得到反映，在效曲線與標(biāo)準(zhǔn)劑的對比下，能夠?qū)Χf英毒性當(dāng)量進(jìn)行計算，完成二噁英的檢測工作。

2.熒光素酶檢測法。熒光素酶檢測法以CALUX法為主，其報告基因為熒光素酶基因，AhR細(xì)胞株在重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)染的基礎(chǔ)上，通過熒光素酶的表達(dá)結(jié)果，能夠?qū)⒍f英與AhR相結(jié)合的量表示出來。

3.P450報告基因系統(tǒng)體外分析方法。二噁英與PAHs能夠?qū)h受體產(chǎn)生誘導(dǎo)作用，反映出CYP1A1基因，促進(jìn)CYP1A1酶的生成，進(jìn)而產(chǎn)生P450，該物質(zhì)可以作為細(xì)胞色素使用，對于二噁英與PAHs起到降解作用。另外，CYP1A1酶與熒光素酶的產(chǎn)生量是相對應(yīng)的，由于熒光素酶是具有比較短的半衰期，二噁英與PAHs的生成量也會相應(yīng)地提高，在對該物質(zhì)誘導(dǎo)產(chǎn)物進(jìn)行檢測的過程中，所得到的結(jié)果能夠?qū)YP1A1酶與PAHs物質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確的分辨。

4.體外DNA結(jié)合實驗。體外NDA結(jié)合實驗的原理如下。侵入細(xì)胞內(nèi)的二噁英與AhR在結(jié)合狀態(tài)下會產(chǎn)生一種新的復(fù)合物，該物質(zhì)能夠?qū)Χf英的反應(yīng)元件進(jìn)行有效的識別，相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄會被誘導(dǎo)。通過體外實驗?zāi)軌驅(qū)Χf英的含量進(jìn)行估算，該技術(shù)通常應(yīng)用于NDA含量的檢測工作中。

5.外切酶保護(hù)PCR分析。外切酶保護(hù)PCR分析技術(shù)是一種無放射污染結(jié)合DNA測定實驗，在具體操作上需要與DNA檢測技術(shù)相結(jié)合。DNA上兩端DRE位與二噁英-AhR復(fù)合物相結(jié)合，在引過程中會受到外切酶的攻擊，消化掉剩余的游離DNA，對經(jīng)過擴(kuò)增保護(hù)而留下的復(fù)合物進(jìn)行定量估計則能夠得到最終二噁英的含量。

6.生物傳感器檢測技術(shù)。該檢測技術(shù)體系下，常用的生物分子主要為抗原、抗體以及酶等，轉(zhuǎn)換器主要為光學(xué)裝置以及電化學(xué)裝置等，也是一種應(yīng)用比較廣泛的檢測技術(shù)。該技術(shù)在選擇性比較突出的生物分子基礎(chǔ)上，與待測物進(jìn)行反應(yīng)，經(jīng)過反應(yīng)所得到的生物與生物分子的深度出現(xiàn)變化，在轉(zhuǎn)換器的作用下會被轉(zhuǎn)換為電信號，這種電信號具有充分的可測性，在得到物測物質(zhì)含量的情況下，能夠?qū)Χf英的含量進(jìn)行直接的計算。生物傳感器檢測技術(shù)具有操作成本低、安全、快速以及簡便等方面的特點。隨著我國生物科領(lǐng)域技術(shù)的不斷發(fā)展，生物傳感器所使用的轉(zhuǎn)換器在靈敏度水平上得到了比較明顯的提升，使得生物傳感檢測技術(shù)在應(yīng)用方面的場景越來越廣闊。

三、結(jié)語

二噁英是一種危害性極大的有毒物質(zhì)，相關(guān)單位一方面需要做好對于該物質(zhì)的隔離工作，同時也需要提高對于該物質(zhì)的生物學(xué)檢測技術(shù)水平，只有在檢測結(jié)果科學(xué)合理的情況下，才能夠為相關(guān)的治療與預(yù)防工作奠定良好的基礎(chǔ)。

[1]曹巧玲，張俊明，卜承義.二噁英的毒性與生物學(xué)檢測研究進(jìn)展[J].總裝備部醫(yī)學(xué)學(xué)報，2007，04:233-235.

[2]高銳.典型氟代二噁英和硝基多環(huán)芳烴的形成機(jī)理研究[D].山東大學(xué)，2014.

[3]胡婷婷.香煙對人皮脂腺細(xì)胞生物學(xué)活性影響及其機(jī)制的研究[D].安徽醫(yī)科大學(xué)，2014，03（26）:15-16.