氨基甲酸酯和擬除蟲(chóng)菊酯農(nóng)藥暴露的男性生殖毒性研究.pdf

1、近年來(lái)隨著有機(jī)磷等高毒農(nóng)藥逐步退出市場(chǎng)，擬除蟲(chóng)菊酯農(nóng)藥越來(lái)越多的進(jìn)入我們的生活環(huán)境，2006年擬除蟲(chóng)菊酯農(nóng)藥需求總量約為8777噸，比上年度增加一倍多，這還不包括大量含有這些成分的混配農(nóng)藥。氰戊菊酯(fenvalerate)是國(guó)內(nèi)最常用的Ⅱ型擬除蟲(chóng)菊酯農(nóng)藥之一，生產(chǎn)和使用量均居前列。正是由于這兩類(lèi)農(nóng)藥的廣泛生產(chǎn)和應(yīng)用，它們與人類(lèi)的接觸難以避免。基于以往研究對(duì)其內(nèi)分泌干擾效應(yīng)和雄/男性生殖毒性作用的提示，從不同暴露水平研究這些農(nóng)藥對(duì)男性生

2、殖健康的影響及其可能機(jī)制是極有價(jià)值的，這將有助于我們闡明影響精液質(zhì)量的環(huán)境危險(xiǎn)因素，從而為男性不育的病因?qū)W及其機(jī)制研究提供依據(jù)。 第一部分 農(nóng)藥西維因職業(yè)暴露的精子遺傳毒性研究 西維因是一種重要的氨基甲酸酯農(nóng)藥，數(shù)十年來(lái)一直被廣泛生產(chǎn)和使用。為研究西維因暴露導(dǎo)致的精子遺傳毒性作用，尤其是精子DNA損傷和染色體畸變，我們分析了農(nóng)藥廠西維因暴露工人和內(nèi)、外對(duì)照組研究對(duì)象的常規(guī)精液參數(shù)以及精子運(yùn)動(dòng)性和前向性參數(shù)；使用斷端脫氧核

3、酸轉(zhuǎn)移酶末端標(biāo)記法(TUNEL)分析了DNA鏈斷裂陽(yáng)性率以提示精子DNA損傷程度；利用多色熒光原位雜交(FISH)技術(shù)研究了X、Y和18號(hào)染色體的數(shù)目畸變和非整倍體。結(jié)果顯示：暴露組與外對(duì)照組的精子總畸形率有顯著差異(P=0.008)；暴露組精子DNA鏈斷裂陽(yáng)性率(21.04±8.88％)顯著高于內(nèi)對(duì)照(13.36±12.17％)和外對(duì)照(13.92±7.15％)，(P=0.035和P=0.030)；暴露組的精子性染色體雙體率為0.66

4、1±0.238％，顯著高于外對(duì)照組(0.386±0.140％)(P=0.001)；并且暴露組的精子18號(hào)染色體雙體率(0.276±0.126％)分別顯著高于內(nèi)、外對(duì)照組(0.195±0.094％和0.124±0.068％)(P<0.05和P<0.01)。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)暴露組精子的性染色體和18號(hào)染色體缺體率顯著高于外對(duì)照(P<0.01)，研究中觀測(cè)到的非整倍體率和染色體數(shù)目畸變率在暴露組和對(duì)照之間也有顯著性差異(P<0.05和/或P

5、<0.01)。通過(guò)相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)性染色體雙體率、非整倍體率和精子畸形率之間存在正相關(guān)關(guān)系(r=0.564和r=0.555，P<0.01)。這些結(jié)果提示，西維因暴露不僅可引起精子的形態(tài)學(xué)缺陷，還可通過(guò)引起精子發(fā)生過(guò)程中的DNA鏈斷裂或染色體數(shù)目畸變?cè)斐上鄳?yīng)的遺傳毒性作用，是一種潛在的遺傳毒性物質(zhì)。這些結(jié)果也提示西維因暴露引起的精子毒性作用可能與不良生殖結(jié)局有關(guān)。 第二部分 農(nóng)藥氰戊菊酯職業(yè)暴露的精子遺傳毒性研究 擬除蟲(chóng)菊酯

6、農(nóng)藥氰戊菊酯在世界范圍內(nèi)被廣泛生產(chǎn)和應(yīng)用。為研究氰戊菊酯誘導(dǎo)的精子遺傳毒性作用，尤其是染色體畸變，我們分析了農(nóng)藥廠氰戊菊酯暴露工人和內(nèi)、外對(duì)照組研究對(duì)象的常規(guī)精液參數(shù)及精子運(yùn)動(dòng)性和前向性參數(shù)；利用多色FISH研究了X、Y和18號(hào)染色體的染色體數(shù)目畸變和非整倍體。結(jié)果顯示：暴露組和外對(duì)照組的精子總畸形率有顯著差異(P=0.024)；對(duì)于非整倍體，暴露組精子的性染色體雙體率為0.742±0.131％，顯著高于內(nèi)對(duì)照組(0.563±0.135

7、％)和外對(duì)照組(0.386±0.140％)(P<0.01)，并且暴露組精子的18號(hào)染色體雙體率(0.326±0.069％)分別顯著高于內(nèi)、外對(duì)照組(0.195±0.094％和0.124±0.068％)(P<0.01)。研究還發(fā)現(xiàn)暴露組精子的性染色體和18號(hào)染色體缺體率顯著高于外對(duì)照和內(nèi)外對(duì)照(P<0.01)，實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)到的精子非整倍體率和染色體數(shù)目畸變率在暴露組和對(duì)照之間也有顯著差異(P<0.05和/或P<0.01)。此外，通過(guò)相關(guān)性分

8、析發(fā)現(xiàn)性染色體和18號(hào)染色體的缺體率和染色體數(shù)目畸變率之間存在正相關(guān)關(guān)系(r>0.70，P<0.01)，且性染色體雙體率、非整倍體率和精子畸形率之間也存在正相關(guān)關(guān)系(r=0.530和r=0.536，P<0.01)。這些結(jié)果提示，氰戊菊酯或其代謝物不僅可引起暴露工人精子的形態(tài)學(xué)缺陷，同時(shí)通過(guò)引起精子發(fā)生過(guò)程中的染色體數(shù)目畸變?cè)斐上鄳?yīng)的遺傳毒性作用，是一種潛在的遺傳毒性物質(zhì)。 第三部分 普通人群擬除蟲(chóng)菊酯農(nóng)藥內(nèi)暴露水平與精液質(zhì)量的相

9、關(guān)性研究 擬除蟲(chóng)菊酯農(nóng)藥是一類(lèi)在農(nóng)業(yè)和日常生活中最常用的殺蟲(chóng)劑。以往的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和有限的職業(yè)人群研究結(jié)果提示擬除蟲(chóng)菊酯暴露和雄/男性生殖毒性間有關(guān)聯(lián)，尤其表現(xiàn)為精液質(zhì)量的改變。本部分研究旨在探討中國(guó)男性人群尿液中擬除蟲(chóng)菊酯主要代謝產(chǎn)物3-苯氧基苯甲酸(3-PBA)的內(nèi)暴露水平是否與精液質(zhì)量的改變有關(guān)。研究對(duì)象為來(lái)自生殖健康門(mén)診的376名符合入選標(biāo)準(zhǔn)的中國(guó)漢族男性。通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)，我們分析了研究對(duì)象尿液中的3-

10、PBA濃度，并進(jìn)行了肌酐(CR)校正。精液質(zhì)量評(píng)價(jià)包括：精液容積、精子濃度、一次射精總數(shù)、精子活動(dòng)力和九項(xiàng)精子前向性和運(yùn)動(dòng)性參數(shù)。這些精液參數(shù)按照WHO參考值分為正常和異常，并同時(shí)進(jìn)行連續(xù)變量和分類(lèi)變量的分析。對(duì)照組為四項(xiàng)精液質(zhì)量參數(shù)均高于參考值的男性。研究發(fā)現(xiàn)，校正后3-PBA濃度的中位數(shù)為0.879 μg/g．CR。研究結(jié)果提示：3-PBA暴露層次的增加與精子濃度的下降有關(guān)聯(lián)(第一、二、三、四層次的相對(duì)危險(xiǎn)度分別為1.00、1.31

11、、1.73和2.04；趨勢(shì)P值為0.027)，而與精液容積、一次射精總數(shù)和精子活動(dòng)力等沒(méi)有顯著關(guān)聯(lián)；與校正3-PBA水平相關(guān)的精子前向性和運(yùn)動(dòng)性參數(shù)只有直線(xiàn)速度(VSL；P=0.003)和曲線(xiàn)速度(VCL；P=0.039)。3-PBA水平和精液質(zhì)量間的關(guān)系提示，擬除蟲(chóng)菊酯農(nóng)藥暴露對(duì)成年男性的生殖系統(tǒng)具有一定的影響。 第四部分 精子端粒長(zhǎng)度與精子非整倍體的相關(guān)性研究 精子染色體畸變，尤其是精子非整倍體，是造成不育、流產(chǎn)和一

12、些先天性疾病的重要原因。端粒長(zhǎng)度則是維持染色體穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。端粒的減短和損耗可導(dǎo)致染色體對(duì)端融合和基因組不穩(wěn)定，進(jìn)而出現(xiàn)非整倍體。為同時(shí)分析精子的端粒長(zhǎng)度和非整倍體以及其間的可能關(guān)聯(lián)，我們建立了新方法18C-Q-FISH和17T-Q-FISH，即利用人類(lèi)端粒肽核酸(PNA)探針?lè)謩e和18號(hào)染色體著絲粒探針或17號(hào)染色體亞端粒探針進(jìn)行組合。并同時(shí)應(yīng)用了傳統(tǒng)的18XY-FISH方法。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，精子相對(duì)端粒長(zhǎng)度與非整倍體率的相關(guān)性強(qiáng)于直接