沙潁河鉛污染對兒童GH-IGF-1軸和體格發育的影響*

羅毅鑫，黃 祺，唐春宇，程學敏，高亞琳，陳虹钖，黃 楠，李桉琪，薛玉堂，左其亭，巴月，崔留欣

1)鄭州大學公共衛生學院環境衛生學教研室 鄭州450001 2)鄭州大學臨床醫學系 鄭州450052 3)沈丘縣疾病預防控制中心 沈丘466300 4)鄭州大學水利與環境學院 鄭州450001

#通訊作者，男，1955年5月生，教授，研究方向:環境毒理學，E-mail:clx@zzu.edu.cn

沙潁河屬淮河水系，位于河南省境內，全長418 km，流域面積覆蓋34 400 km2，因為近年來河兩岸人口增多和經濟發展，工、農業廢水和生活污水排放的增加，對其污染已經超出了本身的自凈能力［1-2］。有研究［3］顯示，淮河水系污染水平與當地居民健康關系密切;但報道和研究大多與成人有關，而有關淮河水系對兒童健康的影響少有報道。母親孕期及出生后環境暴露均可影響胎兒及嬰幼兒生長發育［4］。8～13 歲的兒童處于發育的關鍵時期，對環境污染敏感。生長激素-胰島素樣生長因子-1(growth hormone-insulin-like growth factor-1，GH-IGF-1)軸是兒童生長發育的主要調控因素，與人體生長發育密切相關。GH-IGF-1 軸的重要組成部分有生長激素(growth hormone，GH)、生長激素結合蛋白(growth hormone binding protein，GHBP)、胰島素樣生長因子-1(insulin-like growth factor-1，IGF-1)和胰島素樣生長因子結合蛋白3(insulin growth factor binding protein 3，IGFBP3)。近年來有關GH-IGF-1 軸與人類胎兒期、兒童期以及青春期生長發育的關系已有不少報道［5-6］。該研究在測定沙潁河河水、沿岸居民飲用水中重金屬環境暴露水平的基礎上，測定兒童血中GH-IGF-1 軸相關因子水平和體格發育指標，探討河水、當地飲用水及土壤污染對當地兒童體格發育的影響。

1 材料與方法

1.1 調查點和研究對象的選擇 以往的監測數據和文獻［7-8］表明，沙潁河在豫皖兩省交界處的S 縣境內河流水質污染嚴重，超過地表水劣Ⅴ類標準，對兩岸居民惡性腫瘤的發生產生了一定的影響［3］。故該次調查現場選在S 縣境內，依據環境監測結果，分別在距河床2 km 以內和20 km 以外隨機抽取一個村莊作為污染區和對照區，兩地區自然狀況、經濟條件、人口構成、農作物種類、生活習慣等條件均相似，均系農業生產區，均不存在工業污染來源。采用整群抽樣方法分別抽取兩村莊小學本地出生、成長的8～13 歲兒童作為調查對象，其中污染區69 人(男孩30 人，女孩39 人)，對照區85 人(男孩48 人，女孩37 人)。由經過培訓的調查員進行問卷調查(父母)。問卷內容包括家庭類型、家庭一般情況、飲用水水源情況、兒童健康狀況、學前教育、既往病史、喂養方式、父母親健康和職業暴露等情況。全部調查對象在家長知情同意并簽訂知情同意書后方可進行問卷調查和健康體檢，同時采集晨尿及空腹靜脈血用于檢測。

1.2 環境樣品的采集和鉛含量的測定 分別在沙潁河S 縣入口(upstream section，US)、S 縣槐店閘(midstream section，MS)以及S 縣出河南省(downstream section，DS)3 個斷面設置采樣點;每斷面于枯水期、豐水期、平水期各采樣3 次。污染區和對照區居民均以分散式淺層地下水(家庭小壓井)為飲用水;于兩區村莊的東、西、南、北、中5 個方位在農戶家設采樣點，每個采樣點采樣6 次，每區共采集30 個樣品。于兩區村莊的東、西、南、北、中5 個方位，各選一塊可耕地為土壤采樣點，每個采樣點按照梅花樁形布點采樣，采樣深度為耕作上層土10～20 cm，耕作下層土20～40 cm，每區共采樣60 個。樣品的采集、保存和處理嚴格按照國家相關標準進行(GB/T 5750.2-2006)。樣品中鉛含量測定均采用原子吸收分光光度法。

1.3 體格測定 被調查的兒童在赤足、只穿內衣的情況下進行體重、身高、皮褶厚度和胸圍的測量。體重測量使用電子體重計，身高測量使用便攜式身高坐高測量儀，皮褶厚度測量使用皮褶厚度計，胸圍測量使用Gulick 卷尺。

1.4 血清指標的測定 采集兒童晨尿及空腹靜脈血5 mL，血液樣品分離血清后－20℃保存。血清鉛含量測定采用伏安極譜法。應用ELISA 法分別測定血清GH、IGF-1、IGFBP3 以及GHBP 水平，ELISA 試劑盒購自鄭州博興生物工程有限公司。在測定過程中，每7 個樣品中測定一個平行樣本。測量結束后，在所有的樣品中隨機選取20 個樣品重新測量。

1.5 統計學處理 應用EpiData 3.0 建立數據庫，數據采用雙人雙錄。所有數據分析采用SPSS 12.0。血清鉛含量經對數轉換后符合正態分布。應用單因素方差分析比較3 個斷面鉛含量的差異，應用獨立樣本t 檢驗分析兩區飲用水中鉛含量、兩地兒童各項身體發育指標和各因子水平的差異，檢驗水準α=0.05。

2 結果

2.1 沙潁河水及兩區生活飲用水、土壤中鉛含量見表1。沙潁河US、MS 和DS 3 個斷面水中鉛含量分別為(52.10±8.92)μg/L、(70.47±12.89)μg/L 和(64.80±7.88)μg/L，均超過國家地表水水質Ⅴ類標準。

表1 兩區飲用水及土壤鉛含量比較

2.2 兩區兒童血清鉛含量測定結果 污染區兒童血鉛含量［lg(Pb)=(1.77±0.17)μg/L］高于對照區兒童［lg(Pb)=(1.67±0.19)μg/L］，差異有統計學意義(t=3.227，P=0.002)。

2.3 兩區兒童生長發育指標比較 見表2、3。

表2 兩區男孩生長發育各項指標的比較

表3 兩區女孩生長發育各項指標的比較

2.4 兩區兒童血清GH、GHBP、IGF-1 和IGFBP3水平的比較 見表4、5。

表4 兩區男孩血清GH、GHBP、IGF-1 和IGFBP3 水平的比較

表5 兩區女孩血清GH、GHBP、IGF-1 和IGFBP3 水平的比較

3 討論

3.1 環境鉛暴露水平 已有研究［7-8］表明，淮河支流沙潁河水體污染物含量多超標，水質變化主要受到入河排污量、上游受水量、閘壩調控方式以及氣候條件等因素的影響。該研究結果表明，沙潁河S 縣境內3 個斷面水中鉛含量均超過國家地表水水質Ⅴ類標準。此外，污染區土壤及生活飲用水中鉛含量均明顯高于對照區。由于兩區居民生活飲用水均為分散式淺層地下水，沙潁河河水可能通過土壤水平滲透對居民飲用水產生影響，從而很可能影響到兩岸居民的健康狀況。

3.2 鉛污染對兒童血清GH、IGF-1 和IGFBP3 水平的影響 該研究結果顯示污染區男孩、女孩血清IGF-1 和IGFBP3 水平均低于對照區，提示環境鉛污染可能對兒童GH-IGF-1 軸相關因子產生影響。有研究［9］證實鉛具有內分泌干擾作用，可影響體內激素受體家族，干擾內源性激素的產生，從而改變內分泌與生殖系統的正常功能。已有研究［9-10］表明，低水平鉛暴露可以影響兒童IGFBP3 的合成，使其合成減少或活性下降，從而使GH 和IGF-1 的促生長作用不能發揮，進而影響兒童的身高、體重、胸圍等發育指標。血清鉛含量的增加則抑制生長激素的分泌，進而影響整個GH-IGF-1 軸相關因子的分泌，由此可能導致兒童血清中IGF-1 和IGFBP3 含量的降低。

3.3 鉛污染對兒童生長發育的影響及其機制 該研究結果顯示，污染區兒童血清鉛含量高于對照區兒童。結合以上結果提示:鉛外暴露水平增高，致使兒童機體內鉛負荷增加，進而對健康產生了不良影響。由于鉛可影響機體神經系統和內分泌系統［11］，環境鉛污染很可能對兒童GH-IGF-1 軸相關因子產生影響，進一步導致兒童體內GH、IGF-1 和IGFBP3發生變化。而關于GH-IGF-1 軸中GH、IGF-1 和IGFBP3 對體格發育的影響，目前報道不盡一致:有研究［12］表明，GH 升高可促進學生身高增長，對體重、胸圍和腰圍無明顯影響;也有研究［13-14］提示單純性肥胖兒童GH 分泌減少，IGF-1 升高，且對運動激發試驗反應遲鈍，GH 分泌與肥胖程度呈正相關。該研究未發現兩區兒童各項生長指標差異有統計學意義，由于生長期兒童體格發育受機體多種機制調控，同時又受多種因素影響，且暴露時間對其影響未作進一步觀察，故該環境暴露下尚未觀察到體格發育受到影響。由于該調查時間有限、區域范圍較小，所以在今后的研究中，需在該流域選擇更多的調查點，擴大樣本量，長期監測，進一步對該結果進行驗證。

致謝:感謝唐春宇、李仕群、溫世寶、李巖等在現場調查中所做的貢獻;感謝參與該項課題研究的所有調查對象。

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