氟暴露与成人血清肌酐、尿素氮和尿酸水平的关系

刘利花，马 军，高明慧，周郭育，朱静媛，黄 辉，巴 月

1)郑州大学公共卫生学院环境卫生学教研室 郑州 450001 2)开封市疾病预防控制中心地方病科 河南开封 475000

氟是人体必需的微量元素，在自然状态下常以化合物的形式存在。适量氟摄入可预防龋齿，而长期过量氟摄入可引起以氟斑牙和氟骨症为特征的氟中毒[1]。我国是氟中毒流行比较严重的国家，病区分布广、类型多、受威胁的人口众多。近年来经过降氟改水，地方性氟中毒流行程度大大降低，但由于地质结构、工程管理等因素影响，氟中毒的防控形势仍十分严峻[2]。除骨相损伤外，越来越多的证据[3-5]表明过量氟摄入还可引起神经系统、肾脏及生殖内分泌等非骨相损伤。研究[6-7]发现，健康成年人吸收的氟化物60%～80%通过肾脏经尿液排出。动物实验[8]表明，氟可以引起肾脏近曲小管细胞肿胀、变性，肾小管管腔变窄等病理损伤。但截至目前，氟暴露与肾脏损伤的流行病学证据仍然有限，且结论并不一致[9-11]。

血清肌酐、尿素氮和尿酸分别是人体肌肉、蛋白质和嘌呤的代谢产物，主要通过肾脏排出体外，是临床评价肾功能的重要生化指标[12]。当肾功能损伤时，血清肌酐、尿素氮和尿酸水平会相应增加[13]；尿氟被认为是最佳的氟内暴露指标，它可以被无创收集，准确反映人体氟内暴露水平[7]，故可以尿氟水平代表氟暴露水平。据此，我们在河南省开封市通许县进行了一项横断面研究，旨在探讨氟暴露与成人血清肌酐、尿素氮和尿酸水平的关联，为氟暴露对肾脏损伤的研究提供一些线索。

1 对象与方法

1.1调查点和调查对象的选择

1.1.1 调查点的选择 本次研究于2017年选取河南省开封市通许县为调查现场。根据通许县疾控中心对饮水氟浓度监测数据，随机选取6个村庄为调查点。除水氟浓度不同外，6个村庄的自然条件、人口构成、经济状况、农作物种类、生活习惯及膳食结构均一致，且不存在工业氟污染。

1.1.2 调查对象的选择 采用整群抽样的方法选取当地居住时间大于5 a的18～60岁人群为调查对象，排除患慢性肾脏疾病及资料不全者，共有1 127人纳入研究。按照我国“人群尿氟正常值(WS/T 256-2005)”卫生行业标准，将调查人群分为高氟暴露组(尿氟质量浓度>1.6 mg/L)和对照组(尿氟质量浓度≤1.6 mg/L)。本研究方案通过郑州大学伦理委员会批准，所有调查对象均签署知情同意书。

1.2问卷调查及生物样品采集经过培训的调查人员以面对面访谈的方式对研究对象进行问卷调查，收集调查对象的基本信息(包括年龄、性别、受教育程度、生活习惯、疾病史、生育史等资料)；体格测量包括身高、体重等，计算体重指数(BMI)。研究对象于调查前一日22：00点开始禁食，次日抽取空腹外周静脉血10 mL(5 mL抗凝血及5 mL非抗凝血)，非抗凝血静置30 min后离心(2 000×g)10 min，分离血清和白细胞，并于-80 ℃保存。收集晨尿(≥50 mL)于聚乙烯管中，于-20 ℃保存。

1.3生物样品的检测

1.3.1 尿液标志物的测定 采用氟离子选择电极法(上海水仪科技有限公司)测定尿氟水平，每份样品均加入等量的总离子强度调节缓冲液，溶液pH值保持在5.0～5.5，使测定条件达到最优化。采用苦味酸法(南京建成生物工程研究所)测定尿肌酐水平；并以尿肌酐作为协变量调整尿氟[14-15]。

1.3.2 血清肌酐、尿素氮和尿酸水平的测定 采用罗氏全自动生化分析仪检测血清肌酐、尿素氮及尿酸水平，并随机抽取15%(170例)的血清样本进行重复测定。以上实验由郑州金域公司完成。

1.4数据处理采用EpiData 3.0双人双机录入数据并进行逻辑审查。采用SPSS 21.0进行数据分析。应用χ2检验比较两组人口学特征的差异。应用两独立样本t检验比较两组血清肌酐、尿素氮和尿酸水平的差异。利用多重线性回归模型分析尿氟水平与血清肌酐、尿素氮及尿酸水平的关系。建模时按尿氟水平四分位数分为Q1～Q4组，将每组中位数作为连续变量纳入回归模型[16-17]。此外，在回归模型中添加尿氟(连续变量)与性别的交互项，评估尿氟和性别的交互作用对血清肌酐、尿素氮和尿酸水平的影响。检验水准α=0.05。

2 结果

2.1调查对象的人口学特征及尿氟、尿肌酐水平的比较见表1。由表1可知，高氟暴露组平均年龄、尿氟和尿肌酐水平高于对照组，而家庭收水平低于对照组(P均<0.05)。高氟暴露组与对照组BMI差异无统计学意义(P>0.05)。此外，两组人群的性别、吸烟、饮酒、文化程度分布差异无统计学意义(P>0.05)。

表1 调查对象的人口学特征及尿氟、尿肌酐水平的比较

2.2两组人群血清肌酐、尿素氮和尿酸水平的比较见表2。高氟暴露组女性血清尿素氮及尿酸水平均高于对照组(P<0.05)；高氟暴露组男性血清尿素氮水平高于对照组(P<0.05)，而两组男性血清尿酸水平差异无统计学意义(P>0.05)。此外，两组人群血清肌酐水平差异无统计学意义(P>0.05)。

2.3血清肌酐、尿素氮和尿酸水平与尿氟的关系见表3。由表3可知，总人群、男性及女性人群中，血清尿素氮水平均随尿氟浓度的增加而上升(趋势性检验，P均<0.05)。尿氟每增1.0 mg/L，血清尿素氮水平在总人群、男性及女性人群中分别增加0.24 mmol/L(95%CI为0.13～0.35)、0.31 mmol/L(95%CI为0.12～0.50)和0.21 mmol/L(95%CI为0.08～0.34)。此外，趋势检验显示，在总人群和女性人群中，血清尿酸水平与尿氟浓度呈线性相关(P<0.05)。尿氟每增加1.0 mg/L，血清尿酸水平在总人群及女性人群中分别增加6.31 μmol/L(95%CI为0.80～11.82)及6.37 μmol/L(95%CI为0.27～12.47)。

表2 两组人群血清肌酐、尿素氮和尿酸水平的比较

表3 尿氟对血清肌酐、尿素氮和尿酸水平的影响

3 讨论

血清中肌酐、尿素氮和尿酸分别为人体肌肉、蛋白质和嘌呤的代谢产物，是反映肾功能的重要生物标志物。正常情况下，肾脏能将体内多余的肌酐、尿素氮及尿酸排出体外。相反，肾功能损伤时会导致体内肌酐、尿素氮和尿酸水平升高。

血清肌酐、尿素氮、尿酸水平可受多种环境因素(如氟、铅、镉、汞、砷等)影响[13, 18-19]。本研究发现调查人群血清尿素氮及尿酸水平与尿氟存在线性关系，尿氟每升高1.0 mg/L，血清尿素氮和尿酸水平分别增加0.24 mmol/L及6.31 μmol/L，这与以往研究[20]结果一致。动物实验[11,21]表明，长期氟化物暴露可通过引起肾脏酶活性改变、自由基量变化、细胞凋亡等导致肾脏损伤。一项对氟病区472例成人的流行病学调查研究[22]显示，氟病区人群血清肌酐和尿素氮水平均显著升高；Jiménez-Crdova等[23]对墨西哥239例18～77岁成人的横断面调查还发现，氟暴露与早期肾损伤标志物(肾损伤分子-1、胱抑素C、骨桥蛋白等)改变有关。上述研究均提示氟暴露可导致成人肾脏损伤。此外，鉴于生化指标水平在人群中近似正态分布的特点，其较小幅度的改变即可引起总人群水平整体平移，产生较大的公共卫生影响[24]，因此，应进一步深入探讨。而关于氟诱发肾脏损伤时血清肌酐水平的变化，研究结果[25-26]不尽一致：本研究未发现高氟暴露组与对照组血清肌酐水平的差异，与李光晨等[25]的研究结果相似(该研究发现暴露于200 mg/L和400 mg/L氟化钠的家兔血清肌酐水平变化并不明显)；但也有研究[26]显示，暴露于60 mg/L氟化钠的大鼠，血清肌酐水平明显高于对照组。有研究[27]认为只有当肾小球滤过率小于60 mL/min时，血清肌酐的浓度才会明显升高，提示肾脏对血清肌酐水平的改变具有较强的代偿调节能力。而机体是否通过肾脏的代偿调节消除氟对肾小球滤过作用的不良影响，进而维持血清肌酐水平的稳定，目前尚不清楚，还需进一步探讨。

此外，本研究观察到女性血清尿酸水平与尿氟呈正相关，但在男性人群中未观察到这种关联，提示氟暴露对血清尿酸水平的影响可能存在性别差异。有研究[28]发现，尿酸水平与环境因素暴露(如全氟辛酸)的正相关仅可在女性中观察到，这进一步支持了环境因素暴露对尿酸水平的影响存在性别差异。关于氟与血清尿酸水平的性别特异性关联的具体机制尚不清楚。有研究发现服用雌激素可降低血清尿酸水平[29]，而过量氟暴露可抑制雌激素的生成[30]，提示雌激素水平可能是氟与血清尿酸存在性别差异的潜在原因。鉴于机体各个系统之间的复杂调控，需更为深入的研究来阐明这种性别差异的具体机制。

综上，氟暴露可引起成人血清尿素氮、尿酸水平改变，且一定程度上存在性别差异，其改变的临床意义需进一步深入探讨。

致谢：感谢参与课题现场调查工作的郑州大学公共卫生学院、开封市疾病预防控制中心及通许县疾病预防控制中心地方病科的工作人员；感谢所有参与此项研究的调查对象。