[摘 要] 目的:分析職業(yè)酸霧暴露與作業(yè)工人生物衰老加速的關聯(lián)性,并闡明其相關危險因素。方法:選取341名男性職業(yè)酸霧接觸工人和201名男性無職業(yè)接觸的工人作為研究對象,分別為暴露組和對照組。通過問卷調查和體格檢查收集2 組研究對象一般資料,檢測2 組研究對象血清中紅細胞計數(RBC)、血小板數(PLT) 和白蛋白(ALB)、尿素(Urea)、肌酐(CR)、甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、糖化血紅蛋白(HBA1c) 及超敏C 反應蛋白(Hs-CRP) 水平。采用Klemera-Doubal 法(KDM) 構建復合衰老指標KDM-生物年齡(BA)(KDM-BA),選擇2009 年中國健康與營養(yǎng)調查(CHNS) 數據庫樣本訓練模型參數,計算BA 加速。基于人群特征進行分層,分析不同人群特征2組研究對象的BA加速,采用廣義線性模型分析酸霧暴露對BA加速的影響因素。結果:選擇2009 年CHNS 數據庫中20~79 歲的樣本訓練模型參數, 共納入8 133 例樣本, 其中男性人群樣本3 788 例。2 組研究對象血清中Urea、CR、HBA1c、ALB 和TC 水平及收縮壓(SBP)、總工齡、睡眠時長和體質量指數(BMI) 比較差異均有統(tǒng)計學意義(Plt;0. 05);與對照組比較,暴露組研究對象BA 加速明顯升高(Plt;0. 05)。在全人群和暴露組中,與不吸煙組比較,吸煙組研究對象BA 加速明顯升高(Plt;0. 05);在全人群、對照組和暴露組中,隨著BMI 升高,不同BMI 組研究對象BA 加速明顯降低(Plt;0. 05)。與對照組比較,暴露組研究對象lt;40 歲、總工齡4~7 年、漢族、未婚、吸煙和睡眠時長6~7 h 及超體質量人群中BA 加速明顯升高(Plt;0. 05)。酸霧暴露、吸煙和BMI 與BA 加速有關聯(lián)(β =0. 72, 95%CI: 0. 24—1. 21; β =0. 59, 95%CI: 0. 11—1. 06; β =-0. 29, 95%CI:-0. 35—-0. 22)。結論:職業(yè)酸霧暴露可能加速作業(yè)工人生物衰老,酸霧是加速機體生物衰老的危險因素。
[關鍵詞] 酸霧; 生物衰老; 生物年齡; 吸煙; 體質量指數
[中圖分類號] R134.2 [文獻標志碼] A
酸霧是指霧狀的酸類物質,粒徑為0. 1~10. 0 μm,是介于煙氣和水霧之間的物質, 具有較強的腐蝕性。在電子、冶金和電鍍等行業(yè)生產過程中,作業(yè)工人多存在酸霧接觸風險,強無機酸霧主要包括硫酸、鹽酸及硝酸等常見成分。強無機酸霧可以懸浮于空氣中,通過呼吸道被攝入人體。隨著空氣的流動,酸霧向水和土壤等多種環(huán)境介質擴散,進一步通過皮膚接觸及口腔攝入進入人體,作業(yè)工人因接觸酸霧程度不同會出現口腔、面部、肺部和身體其他部位的病變[1-2]。酸霧可能會破壞非傳染性疾病的生理過程并促進其發(fā)病機制,急性酸霧中毒還可能導致肺水腫并發(fā)認知功能障礙等[3]。
衰老是一個復雜的病理生理過程,隨著年齡增長身體會發(fā)生機體結構和功能漸進性衰退,幾乎所有的慢性疾病均與衰老有關,組織、器官和細胞的衰老導致人體對應激的反應能力減弱,表現為適應力和抵抗力下降的緩慢過程[4]。研究[5-6] 表明:環(huán)境中的化學有害因素暴露是機體加速衰老的重要原因之一。由衰老所導致的急性和慢性疾病影響人類健康及生活質量, 還加劇了社會的經濟和醫(yī)療負擔。目前,有關職業(yè)酸霧暴露與生物衰老之間關聯(lián)性的研究較少。因此,分析職業(yè)酸霧暴露對生物衰老的影響,對保護酸霧接觸工人健康并制定有效的預防和干預措施具有重要的意義。本研究以廣東省深圳市寶安區(qū)部分電子和化工工廠中存在職業(yè)酸霧暴露和無酸霧暴露的工人作為研究對象,構建生物衰老加速指標,探討職業(yè)酸霧暴露對相關行業(yè)職業(yè)工人加速衰老的影響,為重點行業(yè)職業(yè)人群衰老的主動干預提供信息支持。
1 資料與方法
1. 1 研究對象 本研究共納入 542名相關行業(yè)工人作為研究對象,分為暴露組(n=341) 和對照組(n=201)。暴露組研究對象來自廣東省深圳市寶安區(qū)進行金屬表面處理及熱處理加工、電子元件和電子專用材料制造相關企業(yè)的作業(yè)工人,對照組研究對象來自當地精密機械公司的作業(yè)工人。暴露組納入標準:①長期接觸硫酸霧;②無其他職業(yè)有害因素接觸史;③男性;④年齡20~60 歲。對照組納入標準:①無酸霧和其他職業(yè)有害因素接觸; ② 男性; ③ 年齡20~60 歲。排除標準: ① 患有職業(yè)禁忌證者;②心臟、肝臟和腎臟等重要臟器病變者;③惡性腫瘤患者;④近1 年服用降血壓、降血糖和降血脂相關藥物者;⑤體格檢查結果和問卷調查信息缺失者。
1. 2 問卷調查和體格檢查 由統(tǒng)一培訓的專業(yè)調查人員通過問卷調查方式, 收集2 組研究對象年齡、性別、民族、居住地、婚姻、文化程度和職業(yè)史等人口統(tǒng)計學特征及吸煙史、飲酒史、體育鍛煉和睡眠時長等生活方式信息。由專業(yè)醫(yī)護人員按照相應標準測量方法對研究對象進行身高、體質量、腰圍和收縮壓(systolic blood pressure,SBP) 等體格檢查。本研究中吸煙定義為目前或以前使用任何煙草產品[7];飲酒定義為過去1 年內任何時間飲過酒的人[8];體育鍛煉定義為有意識地操作身體練習和運動負荷為增強體質、提高及保持身體機能的體育運動[9],調查中將運動時間≥15 min 定義為每周1 次體育鍛煉。所有研究對象均被告知研究目的并自愿簽署知情同意書。
1. 3 臨床血液生物標志物檢測 由專業(yè)的醫(yī)護人員對研究對象進行血液采集,由專業(yè)的檢驗人員進行血常規(guī)和血生化指標檢測,臨床血液生物標志物包括血清中紅細胞計數(red blood cell,RBC)、血小板數(platelet,PLT) 和白蛋白(albumin,ALB)、尿素(Urea)、肌酐(creatinine, CR)、甘油三酯(triglyceride,TG)、總 膽 固 醇(total cholesterol,TC)、糖 化 血 紅 蛋 白(glycated hemoglobin,HBA1c) 及 超 敏 C 反 應 蛋 白(hypersensitiveC-reactive protein,Hs-CRP) 水平。
1. 4 2組研究對象生物年齡(biological age,BA)計算 本研究基于臨床生化檢測和人體測量學數據,采用Klemera-Doubal 法(KDM) 構建復合衰老指標KDM-BA[10]。
根據相關研究[11-12] 的標準, 本研究最終共納入10 個可獲得的臨床生化指標,參與KDM-BA 的構建: SBP、RBC、PLT、ALB、Urea、CR、TG、TC、HBA1c 和Hs-CRP。本研究中選擇2009 年中國健康與營養(yǎng)調查(China Health and NutritionSurvey, CHNS) 數據庫[13] 中的樣本訓練模型參數, 獲得最終模型公式后, 代入研究對象的臨床標志物檢測值,計算每個個體的KDM-BA。生物衰老加速以BA 加速代表,BA 加速[14]定義為KDM-BA與實足年齡(chronological age,CA) 的差值,即BA 加速=KDM-BA-CA 值。BA 加速gt;0 表明該研究對象在生物學和機體功能上衰老程度更為嚴重,BA 加速lt;0 表明研究對象較預期更年輕。
1. 5 統(tǒng)計學分析 采用 Epidata 3. 1軟件建立數據庫,采用雙盲輸入調查問卷,SPSS 21. 0 統(tǒng)計軟件和R 4. 1 軟件進行統(tǒng)計學分析。2 組研究對象年齡、工齡、KDM-BA、BA 加速、血清中RBC、PLT 和ALB、Urea、CR、TC 及HBA1c水平等定量數據均符合正態(tài)分布,以x±s 表示;2 組研究對象血清中TG 和Hs-CRP 水平不符合正態(tài)分布,以對數轉換后的x±s 表示,多組間樣本均數比較采用單因素方差分析,組間樣本均數兩兩比較采用獨立樣本t 檢驗;2組研究對象民族、居住地、婚姻、教育、吸煙、飲酒、體育鍛煉、睡眠時長及體質量指數(bodymass index,BMI)等定性數據采用例數( %) 表示,組間比較采用χ2檢驗?;谌巳禾卣鬟M行分層,分析不同人群特征2 組研究對象的BA 加速,采用廣義線性模型分析酸霧暴露對BA 加速的影響因素。以Plt;0. 05 為差異有統(tǒng)計學意義。
2 結 果
2. 1 KDM-BA 模型參數 選擇 2009 年 CHNS 數據庫中20~79 歲的人群樣本訓練模型參數, 共納入有臨床標志物的樣本8 408 例,刪除標志物缺失的275 例樣本,剩余8 133 例,其中男性人群樣本3 788 例?;贐A 的性別差異和研究對象為男性人群[15],本研究對男性人群進行建模,獲得上述公式參數計算KDM-BA,KDM-BA 模型參數見表1。
2. 2 2組研究對象一般資料 暴露組研究對象平均年齡(36. 60±9. 11) 歲, 對照組研究對象平均年齡(36. 35±8. 68) 歲, 平均KDM-BA 分別為(37. 02±9. 33) 歲和(36. 20±9. 32) 歲,總工齡分別為 (6. 73±6. 25) 年和 (9. 53±8. 75) 年。2 組研究對象年齡、生物年齡、民族、居住地、婚姻狀況、文化程度、吸煙情況、飲酒情況和體育鍛煉比較差異均無統(tǒng)計學意義(Pgt;0. 05)。2 組研究對象血清中Urea、CR、HBA1c、ALB 和TC 水平及SBP、總工齡、睡眠時長和BMI 比較差異均有統(tǒng)計學意義(Plt;0. 05)。與對照組[(-0. 14±2. 83)歲]比較, 暴露組研究對象BA 加速[(0. 41±2. 86)歲]明顯升高(Plt;0. 05)。見表2。
2. 3 不同人群特征2組研究對象BA加速 在全人群和暴露組中,與不吸煙組比較,吸煙組研究對象BA 加速明顯升高(Plt;0. 05);在全人群、對照組和暴露組中,隨著BMI 升高,不同BMI 組研究對象BA 加速明顯降低(Plt;0. 05);其他人群特征研究對象BA 加速比較差異均無統(tǒng)計學意義(Pgt;0. 05)。全人群中,與對照組比較,暴露組研究對象BA 加速明顯升高(Plt;0. 05);在lt;40 歲、總工齡4~7 年、漢族、未婚、吸煙和睡眠時長6~7 h 及超體質量人群中,與對照組比較,暴露組研究對象BA 加速明顯升高(Plt;0. 05)。在其他人群特征中,2 組研究對象BA 加速比較差異均無統(tǒng)計學意義(Pgt;0. 05)。見表3。
2. 4 BA加速的影響因素 在模型中納入民族、居住地、婚姻、教育、吸煙、飲酒、體育鍛煉、睡眠時長和BMI 等協(xié)變量進一步調整后, 結果顯示:酸霧暴露、吸煙和BMI 與BA 加速有關聯(lián)(β =0. 72,95%CI: 0. 24—1. 21; β =0. 59, 95%CI:0. 11—1. 06; β =-0. 29, 95%CI: -0. 35—-0. 22)。見表4。
3 討 論
酸霧暴露已被證實會對人體口腔和肺部造成損傷[1],目前酸霧暴露與生物衰老的相關研究較少。本研究結果顯示: 職業(yè)酸霧暴露、吸煙和BMI 與BA 加速有關聯(lián)。
SBP、Hs-CRP 和CR 等10 種指標是反映機體心血管、免疫及肝腎功能的臨床生物標志物,以此計算得到的KDM-BA 已被證實對疾病風險和死亡率具有高度預測性,可以作為壽命的生物標志物評估抗衰老干預和療法在人群中的有效性[11-12]。本研究使用CHNS 數據庫構建KDM-BA 所需的模型參數,并在中國職業(yè)酸霧暴露人群中應用了復合衰老指標,基于BA 的性別差異,分性別建模[15]。
研究[16] 發(fā)現:暴露組在機體機能上更具有衰老的特征,存在衰老加速,酸霧暴露會促進衰老的發(fā)生。其他職業(yè)有害因素同樣被證實與衰老存在明顯關聯(lián)。FU 等[17] 發(fā)現:多環(huán)芳烴暴露與衰老加劇有關。金屬和內分泌干擾化學物質(endocrinedisruptingchemicals,EDC) 暴露時對BA 加速和衰老相關疾病存在潛在不利影響[18-19]。CURTIS 等[20]發(fā)現:多溴聯(lián)苯與表觀遺傳年齡和表型年齡加速有關。機體暴露于酸霧后促進炎性因子釋放增加和氧化抗氧化機制失衡,最終導致肺損傷的發(fā)生發(fā)展[2]。酸霧在機體內的長期留存可能加速了機體各器官的衰老,應著重于加強一級預防。本研究結果顯示:與對照組比較,lt;40 歲年齡段暴露人群BA 加速明顯升高,酸霧暴露對年輕人群的BA 加速作用效應更強??赡芑凇敖】倒と诵钡娜丝诮y(tǒng)計學現象,長期受到酸霧危害的工人調離工作崗位,一線作業(yè)工人為相對更健康的個體,入職時間較短的工人發(fā)生了更加明顯的BA 加速[21]。在不同人群特征下, 與對照組比較, 暴露組工齡4~7 年的人群中BA 加速明顯升高,可能是由于工齡較短的人群接觸酸霧暴露時間較短,工齡較長的工人由于身體受到損傷而調離工作崗位,留在崗位的工人多為相對更健康的人群。酸霧暴露的危害在于其對人體的長期慢性損傷,工齡4~7 年的工人接觸酸霧時間長,更易發(fā)現酸霧暴露對機體的危害。
吸煙和BMI 同樣是BA 加速的危險因素。CUI 等[22] 發(fā)現:早期暴露煙草和開始吸煙的年齡均與加速衰老有關。香煙煙霧是肺纖維化的強危險因素,也是促衰老因素,吸煙產生的煙霧會導致人類白細胞和口腔上皮細胞的端粒長度縮短[23-25]。肥胖通常與慢性疾病有關。本研究結果顯示:隨著BMI升高,不同BMI 研究對象BA 加速明顯降低。可能源于肥胖悖論現象,且該現象可能取決于肥胖的程度[26]。研究[27] 顯示:適度脂肪堆積可對抗有毒物質暴露,對衰老加速方面產生有利作用。因此,應當對酸霧作業(yè)工人加強吸煙等不健康行為的健康危害知識教育, 合理控制BMI, 可能有利于延緩衰老。
綜上所述,職業(yè)酸霧暴露可能加速作業(yè)工人生物衰老,酸霧是加速機體生物衰老的危險因素。
利益沖突聲明:所有作者聲明不存在利益沖突。
作者貢獻聲明:吳維超和郭燕參與研究選題、數據整理及論文撰寫,趙祥凱、谷志廣、郭怡佳、藍子鵬和黃惠參與數據收集及統(tǒng)計學分析,匡蕾、張明、胡東生和楊永利參與研究設計,王威和陳金茹參與研究設計、論文撰寫指導及論文審校。
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