慢性正己烷中毒早期神经损伤的相关生物标志物研究

Chronic n-Hexane intoxication happens frequently in our country, however,the specific biomarker for determining the early nerve injury is studied less. So far, urinary 2,5-hexanedione as a biomarker of n-hexane exposure is used in the worldwide, but the biomarker is neither response to n-hexane neurotoxicity, nor associate with the true contents of 2,5-hexanedione. The purpose of the study is to focus on the specific biomarker, depending on the animal model, to observe the changes of nerve signs and neurobehaviours; to determine the contents of 2,5-hexanedione, pyrrole adduct and NF-M in serum,urine and tissues; to analyse the relationships of dose-response and time-response among 2,5-hexanedione, pyrrole adduct and NF-M; also, to discover the relationships between the three biomarkers with the nerve injury signs and the no observe adverse effect level(NOAEL). Finally, human exposed are studied for determining the specific biomarkers as biological exposure limits(BEL).

正己烷的慢性中毒事件不断发生，但预示中毒早期神经损伤的特异的生物标志物却很少。目前国内外均以测定尿中正己烷的代谢物- - -2,5-己二酮（2,5-HD）为接触标志物，但该标志物既不能预示正己烷的神经毒性效应，也不能反映体内的真实含量。本项研究从正己烷损伤的特异生物标志物入手，通过动物模型研究正己烷神经毒性产生后神经体征和神经行为学变化；测定血液、尿和神经组织2,5-HD、吡咯加合物和中分子量神经丝（NF-M）的变化，分析2,5-HD、吡咯加合物和NF-M的剂量效应和时间效应关系；探索各个标志物之间的相关关系；研究各个标志物与神经体征和神经行为学变化之间的相关关系，确定最大无作用剂量，最终通过接触人群验证实验，发现最敏感、最特异的揭示早期损伤的生物标志物，为制定职业接触生物限值，预防正己烷中毒提供科学依据。

前几年我国正己烷慢性中毒事件频发，患者主要表现周围神经受损，手足麻木、四肢无力、行走困难，严重者下肢瘫痪。由于机制不清，临床上没有特效药物治疗。因此，研究正己烷早期损伤的生物标记物，制定接触限值，防止职业中毒，具有非常重要的意义。.我们选择了2,5-己二酮（正己烷主要代谢物）和2,5-己二酮在体内与ε-lysine 氨基形成的吡咯加合物作为特异性生物标记物，建立大鼠正己烷长期慢性周围神经损伤模型，建立了生物组织（血清、尿、神经、毛发）定量测定2,5-己二酮和吡咯加合物的方法，研究了动物正己烷神经中毒体征和神经行为学指标与2,5-己二酮、吡咯加合物之间的剂量和时间---效应关系，研究了2,5己二酮和吡咯加合物的代谢规律和吡咯加合物的生物阈限值（BEL）。结果显示：1）吡咯加合物浓度和瘫痪时间相关。在染毒停止后的第8h为尿r=-0.748,血清r=-0.734,(P < 0.001)；第24h尿r=-0.601，血清r=-0.707,(P < 0.001)。吡咯加合物的浓度越高，大鼠出现瘫痪所需要的时间越短。2）吡咯加合物的浓度越高，神经损伤症状越严重。染毒8周后，大鼠均出现不同的瘫痪。停止染毒后的第8h尿r=0.781,血清r=0.866, (P < 0.001)；第24h尿r=0.854,血清r=0.884,(P < 0.001)。3）大鼠正己烷染毒24W后的NOAEL是500mg/kg.bw，血清和尿中的吡咯加合物停止染毒后8h和24h时浓度分别为6.90±0.75, 65.08±9.31 nmol/ml； 4.24±0.75, 24.37±5.95 nmol/ml。4) 人体吡咯加合物BEL估计。由于人血清加2,5-己二酮形成吡咯加合物是大鼠血清的3倍。将动物NOAEL组的血清、尿中的吡咯加合物乘以3就是人体吡咯加合物BEL的估计值：停止接触8h后血、尿吡咯加合物分别为20.70±2.25, 195.24±27.93 nmol/ml；停止接触24h后血、尿吡咯加合物分别为12.72±2.25, 73.11±17.85 nmol/ml。5）接触人群尿吡咯加合物测定。36名接触正己烷工人的尿样结果表明吡咯加合物的含量在0.5-4.5 nmol/ml，中位数为2.57nmol/ml，而不接触人群在0-4nmol/ml，中位数为0.88nmol/ml(p<0.01)