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人造矿物纤维对细胞DNA损伤 <先了解 在解决>

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#1 08-4-16 23:55

人造矿物纤维对细胞DNA损伤 <先了解 在解决>

人造矿物纤维对细胞DNA损伤作用的体外研究

作者:王起恩 顾志刚 韩春华 柳德米拉.曲路 吴卫东 神山宣彦 刘世杰
北京医科大学劳动卫生教研室(王起恩、吴卫东、刘世杰),预防93级学生(顾志刚、柳德米拉.曲路)北京体育师范学院(韩春华),日本国劳动省产业医学综合研究所(神山宣彦)转自:http://www.51daifu.com/documents/2007/0305/54C5785A66CFA78DH119962.shtml

??【摘要】目的比较研究10种人造矿物纤维(MMMF)对人肺泡上皮细胞(A549细胞)DNA的损伤及修复作用。方法 选用日本纤维状物质研究协会提供的10种标准人造矿物纤维(JFM),用单细胞凝胶电泳法,以A549细胞作为靶细胞,测定了细胞DNA链断裂、损伤后修复及DNA-DNA链间交联。结果 10JFM纤维都可引起不同程度的DNA链断裂、DNA-DNA链间交联及抑制DNA损伤后的修复功能。综合分析发现:微细玻璃纤维的遗传毒性最强,硅灰石的遗传毒性最低。它们的作用程度均低于温石棉。结论 JFM纤维均具有一定程度的体外遗传毒性,但均低于UICC温石棉B
??
近年来许多人造矿物纤维(MMMF)被用作石棉的代用品,由于MMMF与石棉理化特性类似,因此可能具有与石棉相似的有害生物学作用。流行病学调查也未发现MMMF与人类肿瘤有关,尚不能确定MMMF是否具有致癌性。为了解常用的MMMF的遗传毒性,本研究选用日本纤维状物质研究协会提供的10种标准人造矿物纤维(JFM纤维)及国际癌症防治联合会(UICC)温石棉B,以已建株的人肺泡上皮细胞(A549细胞)作为靶细胞,在体外用单细胞凝胶电泳法测定并比较了这些矿物纤维对细胞DNA链断裂、DNA-DNA链间交联以及DNA损伤后的修复能力等的影响。
  材料与方法
  1.材料:(1)人造矿物纤维:JFM纤维由日本纤维状物质研究协会提供,其主要名称及特征见表13]。阳性对照组为UICC温石棉B(2)细胞:人肺泡上皮细胞(A549细胞):由曲青山教授提供。
1 实验所用的矿物纤维的名称、长度及直径
  样品? ??     长度 (μm) ? 直径 (μg)
??
玻璃棉 ????   20.2    
? 0.88
??
岩棉  ????   16.5 ?   
1.80
??
微细玻璃棉 ???? 3.0 ?   
0.24
??
耐火纤维(陶瓷纤维)  12.0 ?   
0.77
??
耐火纤维(陶瓷纤维)  11.0    
? 1.10
??
耐火纤维(富铝红柱石) 11.0 ?  
2.40
??
钛酸钾须晶 ????  6.0 ?   
0.35
??
碳化硅须晶 ????? 6.4    
?0.30
??
氧化钛须晶 ????? 2.1 ?   
0.14
??
硅灰石(天然矿物纤维)  10.5 ?    
1.00
  2.方法:(1)DNA损伤及修复实验(单细胞凝胶电泳法):取12瓶长至对数生长期的A549细胞,分别加入200μg/mlJFM纤维或温石棉。37℃培养1小时后,用胰酶消化细胞,制备细胞悬液,待测。同时取12A549细胞分别用200μg/ml JFM纤维或温石棉染毒1小时后,去除纤维,加入新鲜的含10%小牛血清的MEM,继续培养4小时,然后用胰酶消化,制备细胞悬液,待测。(2)DNA-DNA交联测定[4]:取13瓶长至对数生长期的A549细胞分别加入200 μg/mlJFM纤维或温石棉。在37℃培养半小时后,每瓶加入90μmol/ml的甲基甲磺酸(MMS)。继续培养半小时,再用胰酶消化,制备细胞悬液,待测。(3)单细胞凝胶电泳:参看文献[5]。制好的胶板经裂解、电泳、中和染色后,在荧光显微镜下观察细胞电泳图像,用目镜测微尺测量细胞的尾长和总长,以尾长/总长代表损伤程度。


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3.统计方法:用Primer软件对数据进行t检验。
  结 果
  1.JFM纤维对A549细胞DNA的损伤作用及修复功能的影响:由表2可见,10JFM纤维和温石棉均可明显引起A549细胞DNA链的断裂,其中耐火纤维的作用与温石棉相似;其它JFM纤维的作用均明显低于温石棉。JFM纤维和温石棉与A549细胞作用1小时后再修复4小时,JFM纤维与温石棉所致的DNA损伤均有不同程度的修复,但除硅灰石外,所有JFM纤维与温石棉所致的DNA损伤均未修复到对照组水平,其中玻璃棉、钛酸钾须晶、微细玻璃棉、岩棉所引起的DNA损伤后的修复程度均低于温石棉。
  表2 JFM纤维对A549细胞DNA链断裂及损伤后修复功能的影响(n=30)
受试物??1h尾长/总长??1h修复4h尾长/总长? 修复率

??????( ±s)??????( ±s)????? (%)
玻璃棉   0.410±0.076**## 0.336±0.083## 18.0
钛酸钾须晶  
0.442±0.071**## 0.336±0.109## 24.0
微细玻璃棉  
0.444±0.067**## 0.331±0.105*## 25.5
岩棉    
0.378±0.098**## 0.279±0.144**## 26.2
温石棉    
0.551±0.038## 0.393±0.132## 28.7
氧化钛须晶  
0.402±0.102**## 0.261±0.134**## 35.1
碳化硅须晶  
0.309±0.115**## 0.197±0.149**## 36.2
耐火纤维  
0.436±0.080**## 0.266±0.126**## 39.0
耐火纤维  
0.430±0.086**## 0.215±0.100**## 50.0
耐火纤维  
0.539±0.079## 0.239±0.128**## 55.7
硅灰石   
0.357±0.071**## 0.085±0.114** 76.2
对照组    0.036±0.092  

 

?
与对照组比较,##P0.01;与温石棉组比较,**P0.01 ##P0.01 vs. control;**P0.01 vs. chrysotile
 2.JFM纤维对A549细胞DNA-DNA链间交联的影响:由表3可见,当MMS10JFM纤维和温石棉同时作用于A549细胞后所产生的DNA断片均少于MMS单独作用组。提示10JFM纤维和温石棉均可导致A549细胞产生DNA-DNA链间交联。其中温石棉引起的交联程度最大,其次为微细玻璃棉、碳化硅须晶、岩棉、钛酸钾须晶、耐火纤维、氧化钛须晶、耐火纤维、硅灰石、耐火纤维、玻璃棉。

  表3 JFM纤维对A549细胞DNA-DNA链交联的影响(n=30)
受试物 MMS (μmol/L)尾长/总长( ±s)DNA链间交联率
(%)
温石棉
??????90 0.500±0.070 31.7
微细玻璃棉    
90 0.573±0.086 25.5
碳化硅须晶   
90 0.551±0.079 24.7
岩棉 ????   
90 0.562±0.072 23.2
钛酸钾须晶    
90 0.545±0.047 21.5
耐火纤维?    
90 0.576±0.116 21.3
氧化钛须晶    
90 0.579±0.064 20.9
耐火纤维?    
90 0.607±0.058 17.1
硅灰石 ??? 
? 90 0.615±0.064 16.0
耐火纤维
???? 90 0.648±0.065 11.5
玻璃棉??   
90 0.669±0.052 8.6
MMS ???
  
? 90 0.738±0.034 0.0
空白对照 Control  
0 0.108±0.034
 

  3.10JFM纤维与石棉遗传毒性的比较:将10JFM纤维和温石棉对DNA链断裂、DNA修复功能、DNA-DNA链间交联3个指标的影响程度由高到低进行排序,并将其序号相加,10JFM纤维和温石棉的遗传毒性大小依次为:温石棉、微细玻璃棉、钛酸钾须晶、岩棉、玻璃棉、耐火纤维、碳化硅须晶、氧化钛须晶、耐火纤维、耐火纤维、硅灰石。
  讨 论
  本研究结果表明:10JFM纤维均可不同程度地引起DNA链断裂及DNA-DNA链间交联,但损伤程度均低于温石棉的作用。JFM纤维作用于A549细胞1小时后修复4小时,其4小时的DNA修复率,除玻璃棉、微细玻璃棉、钛酸钾须晶和岩棉外均高于温石棉,提示多数JFM纤维对DNA损伤后修复能力的抑制作用均低于温石棉。10JFM纤维的遗传毒性各不相同,有的甚至相差很多。根据改进的Stanton假说,矿物纤维的致病性不仅随纤维的尺寸变化而变化,也与纤维的类型包括化学构成、晶体结构、表面物理化学特性有关[

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6]。本研究所采用的10JFM纤维及温石棉的尺寸及纤维类型各不相同,且采用的是重量浓度。由于单位重量所含有的纤维数目不同[7],因此会表现出其效应的差异。本研究是短时间(1小时)染毒的体外实验,因此还有许多与纤维致病性有关的因素未考虑进去,如纤维的呼吸性、纤维在呼吸道的沉积、纤维在肺组织中的滞留等。已知纤维的溶解性(即纤维在肺组织中的滞留性)与其致病性有密切关系,而不同的MMMF在细胞内和细胞外的溶解性也不同[8],因此本研究的体外实验结果还不能完全说明MMMF的遗传毒性。
  近年来的研究表明:在矿物纤维(包括天然和人造矿物纤维)的致病过程中,活性氧起了重要作用[9]。玻璃纤维和耐火陶瓷纤维RCF1都可引起大鼠肺泡巨噬细胞不同程度的氧化应激[10]。MMVFRCF可引起质粒phiX174RFI DNA损伤,甘露醇可抑制这种损伤而铁络合剂却不能,提示MMVFRCF是通过OH•造成DNA的损伤,但它们在产生自由基的过程中与铁无关[11]。
  虽然近年来许多动物实验均未发现玻璃纤维和矿棉能引起动物肺部肿瘤,人群流行病学调查也缺乏MMMF致癌的阳性资料[2],[但本研究的结果表明10JFM纤维在体外实验中确实存在不同程度的遗传毒性,虽然这些遗传毒性均低于温石棉,但由于MMMF近年来应用甚广,有必要对其致癌性做进一步的深入研究******************************************************************************************************************************************

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#4 08-4-16 23:59
我国石棉替代品生产使用、危害及防护措施状况
???
??【摘要】虽然石棉的用途广泛、价格低廉,但因其危害严重,存在着致癌问题,部分发达国家对石棉的使用进行了严格限制,为了降低石棉对人体健康的伤害,国际上大力提倡使用石棉替代品。本文对目前使用最多的石棉替代品:玻璃棉、岩棉等的生产使用、危害及防护措施状况进行了简单回顾。
??【关键词】石棉?替代品?生产使用?危害?防护措施?玻璃棉?岩棉
石棉是指自然界中以纤维形式存在的、具有商业价值的链状硅酸盐,作为非金属材料,由于它具有耐热、保温、耐磨、电绝缘以及耐化学腐蚀等优良的性能被各个领域广泛应用。
??石棉的主要制品为:①石棉纺织品(包括耐火的纺织品和防护服装、线、绳等);②石棉水泥制品(包括管子、绝缘板、建筑用材料及构件);③石棉电木制品(包括制动、刹车、摩擦零件及做耐酸设备的材料);④石棉橡胶制品(包括制动环、靴模、鞋楦等);⑤绝热材料;⑥石棉沥青材料(包括浸透沥青的石棉纸、防水材料等)。
??石棉的危害主要是长期吸入石棉尘可导致石棉沉着病。石棉沉着病患者的临床改变待征是支气管内膜炎和肺气肿,导致石棉肺。
??据统计,我国在死于石棉沉着病人中,患各种癌症而死者占37.8%,其中女性接触石棉粉尘的平均工龄为16年,男性为20年时,从确诊为石棉沉着病到死亡的时间为15——30年。
??虽然石棉的用途广泛、价格低廉,但因其危害严重,存在着致癌问题,部分发达国家对石棉的使用进行了严格限制,当前大力提倡使用石棉替代品,我国也早已开始石棉替代品的生产使用、危害及防护措施研究。
? 石棉替代品生产和应用发展很快,目前已知有150多种,但最常用的有:玻璃棉、岩棉、渣棉及漂白土纤维、绿坡石、海泡石等,由于其仍具有生物活性和致病力,已受到重视。
??1. 石棉替代品的生产使用现状
??1.1. 岩棉
??岩棉(ROCK WOOL)是以精选玄武岩或辉绿岩为主要原料,加一定比例的矿渣,经高温熔融制成的人造无机纤维,深加工制成岩棉板、岩棉管、岩棉毡等系列产品。具有绝缘、消音、耐火、导热系数小、隔冷热,自重轻,价格较低,且具有优越的防火性能等特点,广泛应用于石油化工、电力、建筑、冶金等行业,是管道、贮罐、烟道、车船等工业设备理想的保温建筑材料。由于用途广泛,发展迅速,是目前作为石棉替代品之一。
?
??1.1.1. 建筑行业使用岩棉型材种类:
? (1)防水保温复(2)合卷材
??上海市建筑研究院研制的防水保温复合卷材,采用半硬质岩棉板条与各种新型卷材复合,半硬质棉板条宽约10cm,用热熔型胶粘剂成排粘结于卷材上,以便此复合卷材作为产品可以成卷搬运。
? (3)钢丝网岩棉夹芯复(4)合板
??这是一种十分灵活的多功能、多用途复合板材。采用两层钢丝网片为主要骨架,中间填充半硬质岩棉板。两层钢丝网之间用短钢丝联系,组成一个十分稳固的半空间网架体系,运到现场安装后,在钢丝网两外表面分别喷涂或抹涂2.5cm厚水泥砂浆,即成为可作为内、外墙体及屋面的钢丝网岩棉夹芯复合板。
? (5)岩棉彩钢复(6)合板
??采用彩钢框架,其芯材采用100kg/m3容重的岩棉板。其厚度为10cm,传热系数仅为0.38W/(m2K),每平方米重量只有20kg,十分轻便。
??岩棉彩钢复合板因全部为非燃烧材料制作,因此防火性能优越,且可工厂化大批量生产,便于机械化作业施工,是今后工业与民用建筑的发展方向。尤其可实现灵活隔断,便于住宅户型随人口的增减而自由改变。但目前成本还较高,每平方米约近200元,在住宅建设中尚难大量推广。
? (7)薄壁砼岩棉复(8)合板
??薄壁砼岩棉复合板是国家建材局“六五”科技攻关项目,1986年通过鉴定,并在北京、哈尔滨等地推广应用。它与住宅框架轻板体系结合作为内外墙体挂板,节约能耗显著。其热阻值为1.99m2K/W,成本也较低,每平方米仅约40——50元。
? (9) GRC岩棉复(10)合板
??GRC板即玻璃纤维增强水泥板,70年代首先由英国研制开发成功,我国经“六五”科技攻关,于北京建成年产2万m2中试生产线,1986年通过鉴定,目前已在全国推广生产。GRC抗裂性好,抗拉及抗冲击强度高,且成型性好,易于制成轻质高强制品,因此GRC板最薄可做成5mm甚至更薄。GRC板不燃、不锈、不裂、不易老化,用途十分广泛。
??以GRC板与岩棉板复合,可作内、外墙板,也可作屋面板。其重量很轻,200 m m 厚的板,每平方米仅重90kg。热阻值2.52m2K/W,保温、隔热性能良好,是一种很有前途的住宅建筑用材。
??1.1.2. 噪声控制材料:
??岩棉因具有吸声系数高、容重轻、不燃、不腐不蛀、不老化等特性,为当今重要的吸声材料,广泛应用于噪声控制工程中吸声降噪,消声器和轻薄结构隔声,以及厅堂音质中控制混响时间。
??上海新型矿物棉制品厂于八十年代中期从国外(日本)引进先进的生产设备和技术,生产的岩棉板质量较高,品种规格齐全,是一种性能良好的强吸声材料。
??聚氯乙烯——岩棉复合发泡吸声材料,不仅在高频处保持了良好的吸声性能,而且在中低频处极大地改善了材料的吸声性能。并且这种材料的制作工艺简单,成本低廉,有良好的阻燃性能,在工业和民用建筑中有广阔的应用前景。
??1.1.3. 船用防火材料:
??由岩棉制作的复合岩棉板是当今国际上最先进的船用内装饰板材,可作为耐火分隔用的围壁板、衬板(里子板)和天花板(“望天”里子板)。
??1.2. 玻璃棉
??玻璃棉是将石灰石、叶腊石、石英砂、硼镁石、萤石等岩石粉碎成粉末,搅拌均匀并配以硫酸钠、芒硝等物质后,在1000—1500℃下熔融,通过不同技术(如拉丝、吹丝、离心等)制成的人造无机纤维。
??由于玻璃棉作为一种新型的无机非金属材料,具有绝热、隔音、耐高温、抗腐蚀、强度高、密度小、柔软回弹性强、保温性能好、吸声强、防潮性好等性能,深受市场欢迎。其应用范围逐步推广到航空、造船、石油化工、建筑、冶金、电气、医疗等领域。
?
??从离心玻璃棉的使用来看,主要用于公用设备和管道保温,建筑墙体保温。应用增长的应用领域主要是建筑业。北京地区对采用玻璃棉作围护墙体的保温进行了有益的探索,而目前对玻璃棉的应用仅限于室内吊顶装饰。
??2. 石棉替代品的危害现状
??石棉替代品对人体健康的危害有:
??呼吸系统危害:
??接触玻璃棉、岩棉、矿棉的工人均可出现x线胸片改变:即尘肺改变。肺功能测定FVC(用力呼气量)低于正常,但远不如石棉工人严重。对接触玻璃纤维工人肺活检病理检查表明,肺组织内有玻璃纤维尘细胞灶,胶元轻度增生,肺癌、肺脓肿。当接触较低浓度时(2.5根/毫升),即使长达20年,工人肺功能改变也不大。接触高浓度玻璃纤维尘的工人,出现上呼吸道刺激症状和哮喘发作。自患者肺灌洗液中可检出0.5、O.7μm粗的玻璃纤维。
??此外,漂白土纤维、绿坡石、海泡石等接触工人胸片显示有不典型的阴影,肺活检有细支气管炎、网状纤维增生、纤维灶等改变。
??皮肤危害:
??玻璃纤维工人多发生接触性皮炎,但部分工人可以逐渐耐受,称为“硬化现象”。对皮肤损害的程度,依纤维直径和表面粗糙性而异,目前公认,纤维直径超过5μm,才具有明显刺激作用。接触玻璃纤维、岩棉的工人,有少数人出现皮肤过敏,但迄今未证实这些纤维本身是致敏原。
??眼睛及粘膜危害:
??接触玻璃纤维等工人可患结膜炎和角膜炎,严重者可见角膜混浊和局部脓肿。自患者眼内可以冲洗出直径3μm以下的纤维。对患者眼球的病理检查,可见角膜上皮细胞增生,结膜液粘蛋白含量增加,表明是机械性刺激作用。动物实验证实有类似的病理改变。
? 实验表明,当纤维粒径、长短相似时,石棉替代品亦可产生与石棉相近的毒性和致癌性。
? 石棉替代品粉尘对人和动物具有一定的生物学损害作用,其生物学活性及病理作用虽不及石棉,但作为石棉代替品的大量生产和使用,对其危害不容忽视。
??3. 石棉替代品的防护措施
??由于石棉替代品的生物学作用与石棉相似,但其危害严重度远低于石棉,且在人体内的行为、转移、清除与石棉相似,其致癌机理也相仿。致纤维化和致癌效应的产生,都必须以在组织中积累足够数量的纤维为前提。因此,减少接触是防治石棉替代品职业危害的根本对策。
??主要防护措施有:
??密闭尘源:主要是生产机械的密闭。整体、局部。
??通风除尘:在必须敞开处,安装局部排风设备,将纤维粉尘收集后排出。
??湿式作业:预先将材料湿润,或喷雾洒水,可大大减少粉尘的产生量。
??个体防护:在其它措施达不到要求或不能采取措施时,佩戴合适的防尘面具、防护服。

95
#5 08-4-18 03:08
好贴`~~顶一下

60
#6 08-4-28 23:43
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽

93
#7 08-5-3 15:29
看来,人还是穷了好啊,没钱装棚,就不会有这样的闹心事了
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