基于地方性砷中毒发病机制研究进展

张爱君

（吉林省地方病第一防治研究所 吉林 白城 137000）

基于地方性砷中毒发病机制研究进展

张爱君

（吉林省地方病第一防治研究所 吉林 白城 137000）

地方性砷中毒是指特定地区的居民因自然污染或人为污染，导致体内摄入过量的砷化物而形成的一种地方性疾病。人体高砷暴露的主要途径是饮用被高浓度无机砷天然污染的地下水 .除了慢性饮水型砷中毒外，煤型砷中毒有着病情严重、病区分布广和受危害人口多的特点。下面本研究主要对近年来国内外关于地方性砷中毒发病机制研究的进展进行综述。

地方性砷中毒；发病机制；细胞因子

砷中毒临床表现为人体皮肤损伤，特别是其造成的掌跖角化使患者劳动能力降低甚至丧失，对人类多个组织器官系统造成严重损害。相关研究显示［1］，我国的慢性饮水型砷中毒主要分布在山西、新疆、内蒙古等8个省的40个县中，处于高砷暴露危险下的人超过300万，确诊为砷中毒的病人大概有3万人。煤炭型砷中毒是我国特有的砷中毒，在贵州省被首次发现，目前陕西省奉巴山区被发现有煤炭型地方性砷中毒。随着水砷排查工作的持续深入，新的病区被发现，但从整体上来说，我国的地方性砷中毒的体系分布尚不明确，严重制约我国地方性砷中毒防治工作的开展。

一、砷中毒与氧化应激

氧化应激是指由于人体内的氧化和抗氧化出现失衡，导致机体的生化生理过程发生异常。氧化应激是砷中毒机制研究中的重要学说，iAⅢ在人体内外能够产生大量的活性氧和自由基，增加了氧化应激指示剂血红素加氧酶。砷进入人体后，可以迅速转化为氧苯砷并与蛋白的巯基、细胞酶发生结合，对酶的活性造成影响，对人体细胞的正常代谢功能产生制约［］。砷在人体内还会产生活性氧，机体不能及时清除过量的活性氧产生的自由基，升高的自由基水平会诱导细胞发生突变，最终导致氧化应激。同时，砷还会降低超氧化酶（SOD）的活性，SOD能够清除人体氧自由基，降低的SOD水平会导致机体的抗氧化调节机制失衡，近期脂质过氧化。侯文胜等［3］的研究结果显示，不同浓度的亚砷酸钠（NaAsO2）会对淋巴细胞活力产生不同影响，10μmol／L以上的NaAsO2能够对淋巴细胞产生抑制作用，同时剂量交互效应会持续一段时间。李军［4］等学者为研究氧化应激是砷中毒的发病机制之一，将不同浓度的NaAsO2作用于人肝细胞株Chang liver细胞氧化应激作用，研究结果表明0.1μmol／L NaAsO2组的自爆活力具有显著增加，NaAsO2在的浓度范围在0～30μmol／L时，细胞内的超氧化物歧酶随着NaAsO2浓度的升高而降低，细胞内活性氧随着NaAsO2浓度的升高而升高，丙二醛随着NaAsO2浓度的升高而升高。说明，NaAsO2是对人肝细胞株Chang liver细胞产生毒性作用的机制之一。

二、砷引起的DNA损伤及甲基化

砷对DNA的损伤是一个复杂的过程，砷通过氧化应激导致活性氧升高对DNA间接造成损伤。研究结果表明，砷能够诱发染色体发生畸形变异、姐妹染色单体交换、细胞恶性转化、抑制DNA修复。同时，微量的砷通过活性氧自由基里的H2O2和O2－对人类细胞造成不同程度的DNA损伤，使用羚基自由基清除剂DMSO与过氧化酶CAT能够减少损伤程度。DNA甲基化是指DNA甲基转移酶将以S－腺昔甲硫氨酸作为供体，使胞嘧啶转变为5－甲基胞嘧啶的一种修饰反应。这种遗传修饰对于维持染色体结构、基因印记、肿瘤、X染色体的失活具有重要作用。Nakai［6］的研究指出，砷导致的癌症与癌基因的去甲基化有密切联系，其使用砷将叙利亚仓鼠胚胎细胞处理48h并进行长期的培养观察，显示其癌基因呈现低甲基化。

三、砷中毒与细胞因子

目前已经证实砷中毒能够导致机体发生癌症，可见砷诱发疾病的主要原因是对机体免疫系统造成了损害。相关研究表明［7］，在砷中毒病毒处理中，细胞因子调节网络是其中的重要因素。转化生长因子（TGFa）是由50个氨基酸残基组成的，多存在于肿瘤细胞、逆转录病毒、癌基因等细胞中。诊断砷中毒患者病情程度和恶性肿瘤中，测定TGFa细胞具有积极意义。韩雪［8］通过测定煤炭污染型砷中毒患者血清IL－2、TNF含量，发现IL－2、TNF是人体免疫机制的重要指标，IL－2、TNF水平下降会导致患者免疫功能随之下降。毛会军［9］通过检测饮水型砷中毒患者血清中的IL－2、IL－8、TNFa水平，发现砷中毒患者血清中的IL－2、IL－8、TNFa比正常人显著增高。

综上所述，砷是人类确定致癌物，流行病学研究是砷中毒发病机制、

判定损伤程度和防治的主要手段。目前国内外对于地方性砷中毒发病机制的研究还在持续进行中，鉴于砷中毒对人体皮肤和多个组织器官系统的严重损害，还需对地方性砷中毒的发病机制进行进一步的深入研究。

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［4］ 李军，程晓天，王三祥 .地方性砷中毒对机体氧化应激远期影响的研究［J］.中国地方病防治杂志，2010，（06）：405－407.

［5］ Izumi Nakai.Response to Professor Kawai＇s review on forensic synchrotron X-ray fluorescence analysis of arsenic poisoning in Japan［J］.X-Ray Spectrom.（IF 1.546），2014，Vol.43（1）.

［6］ 张潇，孙晋.基于网络计量学的我国砷中毒主题文献研究［J］.中外企业家，2014，（02）：247－248＋251.

［7］ 韩雪，王丽芳，张爱华.p15基因启动子区甲基化及缺失与燃煤污染型砷中毒的关系［C］.中国毒理学会2013.

［8］ 毛会军，陈良，沈芳.2009流行性感冒患者血清细胞因子的变化特点［J］微生物与感染，2011，（01）：56－57.

R781.6＋6

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1009－6019（2015）07－0278－01