降扎乡高氡温泉周围居民血浆中8-羟基脱氧鸟苷和硫氧还蛋白还原酶水平的研究

高延晓，田梅，高刚，刘建香*

（中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所，辐射防护与核应急中国疾病预防控制中心重点实验室，北京100088）

氡及其子体对人体健康的影响主要是其释放 α粒子对人体形成内照射，其诱导的DNA损伤主要有两种途径：一是氡及其子体引发的电离辐射直接作用于DNA 分子产生单链或双链断裂；二是电离辐射引起机体内环境水分子分解产生活性氧(reactive oxygen species， ROS)，ROS使生物体产生氧化应激反应，氧化应激在不同疾病的发展中起着重要作用，诱导DNA氧化损伤。ROS对DNA分子的氧化损伤所形成的主要产物是8-羟基脱氧鸟苷(8-hydroxy-2-deoxyguanosine，8-OHdG)，被广泛认为是DNA氧化损伤和氧化应激的标志物[1-2]。硫氧还蛋白还原酶(thioredoxin reductase，TrxR)具有抗氧化作用消除生物体内ROS，在生物体内氧化还原平衡的维持和生物信号传导调控过程中发挥重要作用。近年，在四川省阿坝州降扎乡发现一处高氡温泉，前期已进行了降扎氡温泉辐射水平调查，以及对周围居民致癌效应、遗传效应、染色体畸变等方面的研究。本研究检测8-OHdG和TRxR的水平，为氡温泉对周围居民健康影响提供实验室依据。

1 材料与方法

1.1 研究地区背景

降扎乡居民认为温泉水可以治病，在温泉周围已形成新的生活区。调查显示，新建生活区室内外 γ剂量率最高水平分别为111000和25500nGy/h，并测量到高水平的氡浓度(200000Bq/m3)[3]。在温泉小院室内外γ照射剂量率均值分别为3461和9630nGy/h，最高值分别为28718和18254nGy/h，并测得室内外氡浓度均值分别为20164和699Bq/m3，均超过了室内氡浓度控制限值(200Bq/m3)[4]。对照地区室内氡浓度的本底值参照阿坝州室内年均值185Bq/m3( 1 76~190Bq/m3)[5]。居民以室外泡澡为主要氡温泉接触形式，敞篷式大棚和露天浴场有利于氡的扩散，室外氡浓度明显低于室内。研究表明，降扎温泉的不同接触方式所接受附加受照剂量不同，假如周围居民每月来洗浴温泉两次，每次在室内室外各停留1h，受到的年附加 受 照剂量为0.52 mSv，所受剂量未超过1mSv的公众年附加 受 照剂量限值。如果在温泉小院居住，假设每天在房内停留12 h，连续20d受到的附加 受 照剂量为82.7mSv(内照射82.1mSv，外照射0.6mSv)，对于长期居住的居民，受到的剂量会更高[4]。

1.2 研究对象

选择四川省降扎乡经常温泉洗浴的现住居民作为高氡组对象，采用简单随机抽样方法选取38人作为氡温泉组(男性25人，女性13人)；选取生活习惯相似、文化水平相当，但未接触氡温泉的阿西茸乡现住居民作为对照组对象，选取39人作为对照组(男性26人，女性13人)。纳入标准： 近15年以上本村镇居住且期间无迁徙史，近期无病毒、细菌感染史，无恶性肿瘤、严重慢性病、急性感染性疾病史，无严重烟草依赖、过度饮酒史，半年内未接受X射线暴露。本研究通过了伦理审查委员会审查，研究对象均签署知情同意书。

1.3 主要仪器和试剂

8-OHdG和TrxR ELISA试剂盒(武汉华美生物工程有限公司)，Multiskan FC型酶标仪[赛默飞世尔(上海)仪器有限公司]，DHP200型电热恒温培养箱(武汉海声达仪器设备有限公司)。

1.4 血浆中8-OHdG和TrxR浓度的测定

EDTA抗凝真空采血管采集外周静脉血，1500 r/min，离心半径147mm，离心10min，取血浆备用。按照ELISA试剂盒说明书步骤，分别测定血浆中8-OHdG和TrxR的浓度，每个样本设置3个复孔。

1.5 问卷调查

采用自行设计的调查问卷，由经过统一培训合格的调查员采取一对一询问的方式采集研究对象的基本信息，填写调查问卷。问卷调查主要内容包括：性别，年龄，温泉洗浴情况(是否洗浴、平均洗浴频次、每次洗浴时间、洗浴方式等)，生活习惯(抽烟、饮酒、饮茶史)，既往患病与服药情况，居住史，职业史和生活应激事件等相关情况，以及是否知晓氡、氡的来源和减氡措施等对氡认知情况。

1.6 统计学处理

采用SPSS21.0软件，对两组的基本资料(性别、年龄、体质指数、抽烟、饮酒、饮茶等)的分布进行卡方检验；对两组8-OHdG和TrxR检测结果进行正态性检验，表明检测结果不服从正态分布，采用Mann-Whitney U检验比较两组间的差异性表达。数据描述使用四分位数(P25、 P50、 P75)，检验水准为 α= 0.05。

2 结果

2.1 一般情况

高氡组年龄为20.0~67.0岁[(42.8±12.8)岁， P50=43.0岁]；对照组年龄为22.0~66.0岁[(47.6±13.2)岁、 P50=50.0岁]。两组人群性别、饮酒、吸烟、饮茶、体质指数等构成比分别比较，差异均无统计学意义(P均>0.05)，具有可比性(见表1)。

2.2 降扎乡氡温泉利用情况

高氡组居民均洗浴降扎温泉，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，每人年均洗浴氡温泉78.66h。高氡组所有研究对象仅采用泡澡的方式接触降扎温泉。对照组均未曾接触降扎氡温泉。

2.3 两组人群血浆中8-OHdG和TrxR水平的比较

见表2。与对照组相比，高氡组居民外周血血浆中8-OHdG水平明显降低，TrxR水平明显升高，分别是对照组的0.571、2.325倍，差异均具有统计学意义(Z= -3.316，-3.773， P均<0.05)。

表1 两组居民基础资料比较(例数)

表2 两组人群外周血血浆中 8 -OHdG和TrxR 水 平的比较(n g/mL)

2.4 血浆中8-OHdG和TrxR水平的影响因素分析

由两组居民基础资料的比较可知，可能影响血浆中8-OHdG和TrxR水平的性别、年龄、体质指数、抽烟、饮酒、饮茶等因素在两组中的分布是一致的。将氡暴露因素引入方程，进行回归分析。表3显示，居民氡暴露因素对8-OHdG和TrxR的表达有明显影响(t=-3.160，3.622， P均<0.05)。

表3 血浆中8-OHdG和TrxR水平影响因素的回归分析

2.5 居民对氡的认知情况调查结果

在两组人群中对氡、氡的来源均0人知晓，氡对人体健康影响均不了解。减少氡浓度措施中，0人选择洒水、通风、戴口罩等，均选择不知道。

3 讨论

氡及其子体吸入导致机体辐射损伤是一种渐进的、发展的过程，其对人体健康的危害主要来自于其衰变产生的高能量 α粒子，吸入后可对支气管和肺细胞形成高传能线密度照射，以电离的方式将大量的能量沉积在细胞中，破坏细胞内生物大分子的化学键。8-OHdG是脱氧鸟苷氧化产生的DNA碱基修饰产物，是DNA氧化损伤和氧化应激的标志物。Ahmet等[6]进行了一项对病态肥胖患者腹腔镜下胃绑扎术后血清和尿液中8-OHdG水平与体质量下降的关联研究，认为病态肥胖使全身性DNA氧化损伤增加，在血清中比尿液样本更为明显。并认为尿中8-OHdG水平的检测可以快速、简易且低成本操作等优势而建议在临床广泛应用。通常条件下，机体内产生的ROS会很快被体内的抗氧化系统清除，TrxR是一种重要的氧化还原平衡调节蛋白质，它与硫氧还蛋白和NADPH共同构成硫氧还蛋白系统，主要是基于巯基的氧化还原途径清除ROS，从而避免DNA损伤和蛋白质功能的改变[7]。Yamaoka等[8]研究发现，在动脉硬化相关疾病治疗中利用氡的放射性与热效应治疗相比，超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和TrxR等抗氧化物活性显著增加，脂质过氧化物和LDL-胆固醇水平显著降低。

本研究选择8-OHdG和TrxR进行检测，观察长期氡暴露对机体的氧化损伤水平和抗氧化水平的影响。结果发现，与对照组相比，高氡组居民外周血血浆中的8-OHdG表达水平显著降低，血浆中TrxR的表达水平显著升高，提示 高 氡组居民在长期接触氡温泉过程中氧化损伤水平有所降低，氧自由基的清除能力有所提升。可能的原因是居民长期多次接触氡温泉对机体抗氧化系统产生刺激作用，使氧自由基清除能力增强，可及时清除ROS，从而使血浆中8-OHdG表达水平降低。Takahiro等[9]研究2000Bq/m3氡吸入24h对抑制四氯化碳致小鼠器官氧化损伤作用的比较发现，吸入氡使脑、心、肺、肝、肾中的总谷胱甘肽含量增加，抗氧化功能激活。Nie等[10]研究发现，将Wistar大鼠暴露于100000Bq/m3的氡气12h/d，持续30、60和120d后，在大鼠尿、外周血淋巴细胞和肺中8-OHdG和ROS水平增加，总抗氧化物水平降低。对于在同种辐射源 α作用下，本研究结果与Nie等[10]研究发现8-OHdG水平增加，总抗氧化物水平降低不同，主要原因是两项研究中氡浓度不同。陈慧峰等[11]研究长期连续天然放射性照射对广东高本底地区人群氧化损伤和抗氧化水平调查显示8-OHdG表达水平由315.39 ng/mL降低至272.64ng/mL，抗氧化指标TrxR表达水平由0.467ng/mL升高至0.496ng/mL。与本研究结果变化趋势一致，但在两研究中对照组8-OHdG水平相差很大，具体原因不明。可能与以下因素有关：广东高本底地区是低海拔地区且以汉族居民为主，阿坝州是地处高原以藏族居民为主，在高海拔地区空气稀薄，氧含量较低，长期生活在这样环境中居民可能形成了机体ROS较低的内环境，进而使血浆中8-OHdG处于较低水平。

本研究所得结论与通常认识的电离辐射引起8-OHdG升高提示DNA损伤结论不一致，可能有以下原因：①本研究对象是人群，机体是一个复杂的调节系统不同于细胞系或离体实验，对于电离辐射作用有更多的调控机制比如旁效应[12]等调控氧化应激系统激活进而对ROS进行消除，以及人群长期暴露于低剂量辐射对DNA有一定的修复作用[13]。②研究表明[14]低剂量电离辐射可以产生刺激保护作用，降低对DNA的损伤作用。本研究氡暴露属于低剂量电离辐射，电离辐射作用于机体可同时产生氧化损伤效应和抗氧化系统的激活，可能在较低剂量的电离辐射条件下抗氧化系统激活效应更显著。③接触氡的方式是长期(15年及以上)多次接触，在长期多次的接受电离辐射作用，机体的抗氧化系统一直处于相对激活的状态，能对机体的ROS及时清除，降低DNA损伤。本研究目前选择外周血血浆中8-OHdG和TrxR水平作为研究指标以反映长期氡暴露对DNA氧化损伤和抗氧化修复水平，在外周血血浆当中检测可能会受到一些生理因素影响，后续研究中将进一步结合丙二醛(MDA)，4-羟基壬烯醛(4-HNE)，尿液中8-OHdG等评价氧化损伤状态以及血液中SOD，CAT，谷胱甘肽过氧化物酶(GPxs)等的水平反映机体的抗氧化状态进行补充完善。检测数据不服从正态分布可能与样本量相对较小有关，仍需要后期进一步扩大样本量补充数据后进行结果验证。

通过居民对氡的认知情况调查发现，降扎乡温泉周围居民对氡是什么、氡来自哪里、降低氡浓度措施等基本的知识尚无客观科学的认识。同样，普通人群对氡的认知情况也不容乐观。目前室内氡及其对居民的健康风险越来越受关注[15-17]，同时，在医疗行业认为低浓度的氡对机体损伤恢复存在一定积极作用[8-9]，因此我们应加强氡相关知识了解，更加科学合理的利用氡资源。

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