病毒性肝炎与微量元素相关性研究探索

王轶晗,王京宇

(1.北京大学公共卫生学院，北京 100191； 2. 北京市海淀区疾病预防控制中心，北京 100094)

病毒性肝炎是由肝炎病毒引起的以肝脏损害为主要特征的一组传染性疾病。该病传染性强，传播途径复杂，感染率高，在世界范围内流行。据统计，全球每年有超过100万人死于病毒性肝炎，感染人数是获得性免疫缺陷综合征感染人数的10倍以上[1]。我国处于病毒性肝炎的高度流行区域，近20年来病毒性肝炎的病死率一直居我国法定传染病报告的前列，我国也成为世界上为此付出社会成本最多的国家[2]。

迄今为止，病毒性肝炎的病因尚未完全清楚，治疗上多以药物治疗和对症治疗为主，无特效治疗方法。目前各学科在研究和探索病毒性肝炎的预防、诊断、治疗等方面都做出了积极尝试，并取得了可喜的成绩。随着电感耦合等离子体发射光谱仪(inductively coupled plasma atomic emission spectrometry，ICP-AES)和电感耦合等离子体质谱仪(inductively coupled plasma mass spectrometer，ICP-MS)的问世，多元素分析逐渐升温，病毒性肝炎与微量元素关系的研究也受到空前重视。微量元素是指在人体中含量很少但又发挥重要生理功能的一类化学元素，各种微量元素在体内保持着一种相对平衡的状态，过多或过少均会引起疾病。疾病和微量元素之间的关系较为复杂，在多元素分析技术问世以前，缺乏深入的研究。有学者认为，人体内微量元素平衡失调是疾病发生的病理生理学基础[3]。现就病毒性肝炎与微量元素的相关性研究进展进行综述。

1 病毒性肝炎的血清学检测

病毒性肝炎的血清学诊断指标包括各型肝炎抗原抗体、丙氨酸转氨酶、天冬氨酸转氨酶、总胆红素等。病毒性肝炎的确诊除依据实验室检查结果外，还需要有临床症状和流行病学调查资料。梁影等[4]认为，血清前白蛋白、总胆汁酸以及胆碱酯酶在乙型肝炎的进展中也具有重要价值，是反映肝脏合成、损害程度以及预测肝脏储备功能的指标，可以为临床治疗和监测提供参考。有学者认为，血清铁蛋白是判定肝内炎症、肝脏受损程度、急性戊型肝炎病情和预后、辅助乙型肝炎临床分型的良好指标，动态联合检测甲胎蛋白和血清铁蛋白可用于判断慢性乙型重症肝炎的预后[5-8]。血清铁与相关疾病的研究也为肝炎的诊疗提供了元素检测方面的思路。王彩艳[9]研究发现，血清铁含量在预测肝癌方面有重要临床意义。除针对单一元素的研究外，陆续有学者发现，病毒性肝炎的发生和发展与患者血清中多种微量元素水平的变化相关[10-12]。

2 病毒性肝炎和微量元素的研究

人体是由多种化学元素组成的有机体。在自然界92种天然元素中，已有81种在人体内检出[13]。根据这些元素所占的比重分为常量元素和微量元素。微量元素是指构成人体组织和细胞并发挥特定生理功能，在人体含量甚微，低于个体体质量 0.01%的元素，是人体正常生理活动所必需的营养素[14]。

随着ICP-AES和ICP-MS的问世，在实现多元素测定的同时也大大提高了检测的效率，对病毒性肝炎与微量元素关系的研究也日渐升温。早期以动物研究居多，随着经验的积累和仪器的升级，分析的重点转向毛发、血清、全血、指甲以及组织等人体生物样本。研究的思路主要是探究患有疾病时某些元素的含量与健康时有无差别以及差别的大小，进而寻找疾病的危险因子；通过比较疾病不同阶段各元素含量的变化，分析各元素之间的相互影响以及判定或预测治疗效果及转归等。

吕敏和等[15]在研究慢性肝病患者的分期时，测定了肝病组和健康对照组血清中铜、锌、镉、锰以及常用肝功能指标发现,不同类型的肝病患者血清中微量元素的水平和某些肝功能指标有明显差异，并存在一定的规律性。Kalkan等[16]在测定病毒性肝炎患者锌、硒、铜水平时发现，病毒性肝炎组患者锌和硒的水平低于健康对照组，而铜的水平高于健康对照组；孙丽萍[10]比较各型肝炎血清微量元素时发现，各型肝炎患者血清中镁的水平低于健康对照组。杨金霞等[17]发现，在甲、乙、丙型肝炎患者血清中铅、铜、铁、钙4种元素水平与健康对照组比较有统计学意义(P<0.05)；Abediankenari等[18]发现，慢性乙型肝炎患者血清中锌、硒、铜的水平与健康人群比较有差异统计学意义(P<0.05)。谢裕达[19]发现，乙型肝炎、肝硬化、肝癌患者毛发中锌、锰、硒的水平均显著低于健康对照组(P<0.05),而铁的水平显著升高(P<0.01)。滕立春等[12]在乙型肝炎肝硬化的不同分期测定锌、铁、铜、镁的水平发现，血清锌、锰的水平随着乙型肝炎肝硬化病变程度的加重而降低。综上发现，肝炎患者血清内某些必需元素，如锌和硒的水平低于健康人，而某些有害元素，如铜的含量则高于健康人。此外，某些元素的水平与疾病的严重程度存在相关性。

早期研究普遍存在的问题是测定的元素种类较少，仅有1～4种。Kolachi等[11]将研究的元素增加到7种，并推断体内过多的元素会引发脂质过氧化而导致肝脏损伤。该研究涉及的元素种类较以往有所增加，但是采用的方法(原子吸收光谱法)不能实现多元素同时测定，且检出限高，检测效率低。

综上所述，病毒性肝炎与某些微量元素之间存在相关关系，疾病的严重程度与某些元素的含量存在量的关系。但也有研究得出相反的结论，Kolachi等[11]发现，不同生物样本测的砷、镉、镍、铅、铬、钴、锰的含量均高于健康对照组，Kalkan等[16]发现，病例组锌和硒的水平低于健康对照组，而铜的含量高于健康对照组。

3 血清中微量元素的检测方法

目前国内外对于血清微量元素的检测暂无统一、明确的标准，临床上广泛应用的方法主要有生化法、电化学分析法、原子吸收光谱法等以及近年来兴起的ICP-AES和ICP-MS法。ICP-AES和ICP-MS法检测元素的种类明显多于其他方法，常用于比较各类疾病与健康人群中微量元素的差异。

目前主要采用消解法和直接稀释法进行血清样品的前处理。樊学敏等[20]比较不同消解法后认为，微波消解法优于湿法消解。在批量测定血清样品多种元素(21种)时，李惠玲等[21]采用动态反应池ICP-MS法，用酸稀释后直接进样测定。该法简化了前处理过程，具有操作简单、快速、灵敏、准确等优点,完全可以满足测定要求。熊婵等[22]采用微波消解法前处理血清样品后，采用ICP-MS法测定各微量元素，该法的检测限、精密度以及重复性良好，符合血清微量元素的检测要求。

湿法消解法能彻底破坏样品中的有机质，去除有机物的干扰，但该法不可避免地会转移样品，造成元素丢失，同时也会带来新的污染。另外采用该法时，取样量不能太低,否则会影响结果的准确性。直接稀释法虽然无法消除有机质的干扰，但操作简单，不会造成样品的损失和污染，在不影响测定结果的前提下取样量较湿法消解少。血清属于生物样品，涉及伦理问题，在满足结果测定需求的前提下，应尽量减少取样量。

质量控制方面，元素测定环节的质量控制主要采用基质相同的人血清质控物质，如所购质控物质中元素种类不能满足检测需要，则选用相同元素其他基质(如牛血清、猪肝或人发等)的质控物质。当测定的元素多达几十种时，很难买齐所有元素的质控物质，可以通过测定平行样品、加标回收等方法保证结果的准确性。数据整理环节需要双人双录入，确保录入统计软件的资料和收集的资料一致。

4 多元素分析在病毒性肝炎防治中的作用

多元素分析属于金属组学研究范畴，金属组学是Haraguchi[23]在2002年10月举行的国际生物痕量元素研讨会上提出的，目的是整合所有与生物金属有关的研究分支，这些领域一般包括生物体(整体、器官以及细胞等)无机元素含量分析(游离和结合的)和各种金属形态的定性定量分析。金属组学主要是研究金属和类金属元素在细胞中的分布、存在的形态、与其他生物大分子结合的结构及其在生物体中的作用与功能。金属组学已被认为是与转录组学、蛋白组学以及代谢组学具有同等科学意义的学科。

目前，金属组学已运用到疾病发病机制、诊断、治疗以及药物等的研究中。夏月明等[24]采用金属元素测定结合动物实验探讨了四味肝泰颗粒抑制肿瘤的机制。金属药物在临床中也得到了广泛应用：以铋为基础的三联疗法普遍用于幽门螺杆菌感染相关胃炎、胃溃疡的治疗；铋剂可以抑制幽门螺杆菌中的多种酶类；顺铂与卡铂已被广泛用于多种癌症的治疗。

尽管多元素分析技术起步较晚，发展也不均衡，但也推动了病毒性肝炎的防治。在发病机制方面，周力[25]研究发现，在人体脏器和组织中诱发生理或病理变化的主要物质和主要因素之一是长期少量稀土元素的蓄积。稀土元素属于“趋肝毒物”，即肝脏对稀土元素具有特殊的亲和力，而稀土元素对肝脏也有损伤作用。于松宁和李阳[26]通过观察7例正常肝组织与23例肝炎后肝硬化肝组织中的基质金属蛋白酶2(matrix metalloproteinases-2，MMP-2)的表达情况发现，MMP-2参与了肝硬化的形成，其在肝硬化患者肝细胞胞质中的表达与肝功能分级相关，提示MMP-2在肝硬化的发病中有重要作用。

在疾病治疗方面。陈崛等[27]检测了肝炎患者服用Ge-132治疗前及治疗1或2个疗程后头发和血清中锗元素的含量发现，治疗前后患者锗元素含量有明显差异，治疗后临床症状明显改善。这说明该元素制剂对肝炎患者的康复有一定的治疗价值。硫普罗宁在治疗肝炎、改善肝脏功能、保护肝细胞以及解毒方面效果显著，临床上应用广泛，但该药存在过敏、恶心、胸闷、腮腺肿胀，甚至休克等不良反应。李伟[28]将钠、钾、锌通过化学方法与硫普罗宁结合，生成盐或配合物后直接用于临床，结果发现，结合后药物使用方便，毒性降低，疗效提高。杨洪[29]通过比较苦黄注射疗法治疗急性黄疸型肝炎前后铜、锌、镁、铁等微量元素的含量认为，苦黄注射疗法通过改善患者体内微量元素的水平发挥治疗作用。向璟等[30]发现，乙型肝炎病毒感染孕妇血清铁蛋白水平明显高于同孕期健康孕妇，提示乙型肝炎病毒感染孕妇存在铁代谢失调,应及时监测血清铁代谢指标的水平,从而指导孕妇妊娠期合理补铁。在判断肝炎的严重程度及肝病转归方面，滕立春[12]发现，血清锌、镁的含量随着乙型肝炎肝硬化病变程度的加重而降低,动态监测两者的水平对于判断病情严重程度及转归具有一定的指导意义。

尽管多元素分析不是常规检测方法，也不是诊断的“金标准”，但其在病毒性肝炎的防治、鉴别诊断、评价疾病转归及治疗方面发挥着重要作用。

5 展 望

病毒性肝炎与微量元素之间存在密切联系，病毒性肝炎患者体内存在微量元素的代谢失衡，某些元素或元素比可以用来诊断或鉴别诊断不同类型的肝炎，元素制剂在治疗病毒性肝炎方面也得到了应用。由于元素组学尚处在起步阶段，病毒性肝炎与微量元素之间的具体关系尚不明确。

元素组学是继基因组学、转录组学、蛋白质组学以及代谢组学之后发展起来的新兴学科，也是唯一能将所有组学整合到一起的前沿学科。元素组学不仅解答其他组学关注的问题，在探讨生命活动机制方面也开辟了新途径。秦俊法[31]认为，在微量元素科学领域里充满探索机会。从全局和全视野角度看问题，会不断有所创造，有所发现。随着研究的横向发展和纵向深入、新的分析技术和数理统计方法的不断发展,病毒性肝炎的发病机制、病毒感染程度和元素(或元素比)之间的剂量反应关系、不同类型肝炎的生物标志物的研究等诸多难题也将被解决。