降氟改水前后兒童血清氟含量與智商相關(guān)關(guān)系調(diào)查

王廣吉 張明訪 汪秋實(shí) 韓翱瀚 高明獻(xiàn) 林萍 向全永

自2006年美國國家研究委員會(huì)(National Research Council Committee，NRC)報(bào)道了氟化物的毒性研究報(bào)告并建議美國環(huán)境保護(hù)署設(shè)立新的飲水含氟量標(biāo)準(zhǔn)，氟化物的發(fā)育神經(jīng)毒性引起人們的高度關(guān)注［1］。1937 年 Roholm［2］首次報(bào)道了 68 例長期暴露于氟化物的冰晶石個(gè)人，84%患上了氟骨癥，其中22%的人有過度疲勞、嗜睡、頭痛和眩暈等神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。超過300篇的人群和動(dòng)物研究表明氟離子的神經(jīng)毒性作用，其中40多篇來至中國、伊朗、印度和墨西哥等國的研究發(fā)現(xiàn)暴露于氟化物可以引起智商下降［3］。Choi等［4］的 Meta分析結(jié)果顯示，27 項(xiàng)研究中有26篇報(bào)道了高氟暴露地區(qū)兒童智商比低氟暴露地區(qū)兒童智商低下的研究結(jié)果。目前氟對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)損傷的相關(guān)報(bào)道主要集中在飲水氟含量或總攝氟量等外暴露劑量與神經(jīng)系統(tǒng)損傷及兒童智商的相關(guān)關(guān)系上，血氟含量與兒童智商相關(guān)關(guān)系報(bào)道很少見，尤其是降氟改水前后血氟與兒童智商的變化及其相關(guān)關(guān)系的研究未見報(bào)道。現(xiàn)選擇江蘇省地方性氟中毒重病區(qū)村瓦廟村，調(diào)查改水前后全村兒童血清氟含量與兒童智商的變化，旨在進(jìn)一步明確血清氟與兒童智商的相關(guān)關(guān)系，為改水降氟效果評(píng)價(jià)及氟中毒的預(yù)防提供參考。

1 對(duì)象與方法

1.1 調(diào)查地點(diǎn) 瓦廟村位于江蘇省泗洪縣的東北部，1988年全國地方性氟中毒普查時(shí)被確定為地方性氟中毒重病區(qū)村(最高的飲水氟含量為5.0 mg/L。2002年(降氟改水前)對(duì)該村進(jìn)行了全面普查，采集了全村所有居民家庭手壓井的井水，檢測結(jié)果顯示飲水氟含量為(2.47±0.79)mg/L(范圍為0.57～4.50 mg/L)。2003年初該村建成2個(gè)降氟改水工程，以深層地下水作為飲用水水源，水井深度均超過100 m，并建立了完善的供水系統(tǒng)。為了進(jìn)一步比較改水前后兒童智商的變化，2002調(diào)查時(shí)選擇該縣西南部的新淮村(非病區(qū)村)作為對(duì)照村。2村的具體情況及前期研究結(jié)果見參考文獻(xiàn)［5－6］。

1.2 調(diào)查時(shí)間及對(duì)象 分別于2002年9－11月(改水前)及2013年9－11月(改水后)調(diào)查2次，對(duì)改水前全村所有8～13歲及改水后出生的所有8～10歲兒童的血清氟含量和智商開展調(diào)查。評(píng)價(jià)血清氟含量與兒童智商的關(guān)系，以及改水后兒童智商的變化。

1.3 樣品采集和檢測方法 2002年調(diào)查人員用潔凈的塑料瓶［容量為 50 mL，采樣前用 10% 硝酸(HNO3)浸泡48 h，用自來水沖洗3次后再用蒸餾水沖洗2次］分別從每位兒童的家庭手壓井水中采集50 ml水樣;2013年改水后，按照梅花布點(diǎn)法采集末梢水水樣，同時(shí)采集水源水水樣。采集被調(diào)查兒童的空腹肘靜脈血2.5～3 mL，置于無氟具塞的聚乙烯離心管中，并立即離心(3 000 r/min，10 min)，取血清及時(shí)測氟。按照中華人民共和國衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中《血清中氟化物的測定 －離子選擇電極法》(WS/T 212—2001)測定血清中的氟含量［7］。

1.4 智商測定 用聯(lián)合型瑞文智商測定中國農(nóng)村修訂版(Combined Raven’s Test for Rural China，CRTRC)測定兒童智商(intelligence quotient，IQ)。智商測定在學(xué)生教室進(jìn)行，每組20個(gè)學(xué)生，每個(gè)學(xué)生一個(gè)位子，在3名監(jiān)考人員的指導(dǎo)下獨(dú)立完成答題卡。測試方法、測試用語、測試條件等均嚴(yán)格執(zhí)行CRT-RC指導(dǎo)手冊(cè)。主測試人員在華東師范大學(xué)心理學(xué)系接受了必要的培訓(xùn)。兒童智商測試者和改考卷者在測試的整個(gè)過程中保持雙盲。CRT-RC兒童智商的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為:極優(yōu)(IQ≥130)，優(yōu)秀(120～129)，中上(聰明)(110～119)，中等(一般)(90～109)，中下(遲鈍)(80～89)，邊緣(70～79)，弱智(IQ≤60)，智商低下率是指智商低于80的兒童所占調(diào)查兒童的比例。腦部受過外傷、有過腦部疾病史、外地遷入或外出超過2年以上的兒童不作為調(diào)查對(duì)象。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 所有調(diào)查資料雙人雙機(jī)錄入Epidata 3.1，經(jīng)比對(duì)和邏輯校驗(yàn)后形成最終數(shù)據(jù)庫。用SPSS 18.0軟件統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)，計(jì)量資料以珋x±s表達(dá)，組間比較采用t檢驗(yàn);計(jì)數(shù)資料用構(gòu)成比表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。使用Curveexpert 1.4軟件進(jìn)行劑量—效應(yīng)關(guān)系的曲線擬合。

2 結(jié)果

2.1 基本情況 泗洪縣地形西南高東北低，土壤以黃潮土、砂姜和黑土為主。年降雨量1 020 mm，年蒸發(fā)量1 724 mm。由于蒸發(fā)量大于降雨量，對(duì)淺水中的鹽份和氟的富集形成了有利條件，屬我國干旱半干旱富氟的較典型地貌特征。病區(qū)屬淺層地下水型的飲水型地方性氟中毒病區(qū)。全縣共有病區(qū)村188個(gè)，其中重病區(qū)5個(gè)，中病區(qū)34個(gè)。瓦廟村位于泗洪縣東北方向，距縣城約32 km，為地方性氟中毒重病區(qū)村，飲水氟含量為(2.47±0.29)mg/L(范圍0.50～4.50 mg/L)。新淮村位于泗洪縣西南方向，距縣城約32 km，為非病區(qū)村，飲水氟含量(0.36±0.15)mg/L(范圍0.18～0.76 mg/L)。兩村相距約64 km。

2.2 改水前瓦廟村和新淮村兒童血清氟和智商的調(diào)查結(jié)果 2002年調(diào)查結(jié)果顯示，瓦廟村所有在校學(xué)生(8～13歲兒童數(shù))為239人，外出超過2年、腦部外傷及腦部疾病史的兒童17人，符合調(diào)查條件的兒童222(222/239)人。新淮村符合條件的8～13歲兒童數(shù)290人(290/305)。瓦廟村兒童的血清氟含量［(0.081±0.019) mg/L］顯著高于新淮村［(0.041±0.008)mg/L］(t= －31.056，P ＜0.001);智商測試結(jié)果顯示，瓦廟村兒童平均智商為92.71±13.27，新淮村兒童的平均智商為100.41±13.21，2村兒童智商差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=6.514，P＜0.001)。

2.3 降氟改水前后瓦廟村水氟和兒童血清氟含量的變化 改水前瓦廟村的飲水氟含量為(2.47±0.29)mg/L，改水后集中供水的水源水和末梢水的氟含量為(0.91±0.02)mg/L，與改水前比較有顯著下降，所有檢測水樣的氟含量均低于國家標(biāo)準(zhǔn)。兒童血清氟的含量也顯著降低(表1)。

2.4 改水前后兒童智商的變化 瓦廟村改水后調(diào)查結(jié)果顯示，兒童的智商水平有顯著的升高，與改水前兒童智商比較，平均提高了17.78分(表2)。改水前兒童智商的優(yōu)秀率為2.70%，改水后兒童智商的優(yōu)秀率為23.66%;改水前兒童智商的低下率為14.86%，改水后智商低下率為5.32%;改水后兒童智商的優(yōu)秀率顯著上升(P＜0.001)，智商低下率顯著降低(P＜0.001)。

表1 瓦廟村降氟改水前后兒童血清氟及飲水氟調(diào)查結(jié)果(珋x±s)/mg·L－1

表2 瓦廟村降氟改水前后兒童智商的調(diào)查結(jié)果

2.5 改水前后兒童血清氟含量與智商的劑量－效應(yīng)關(guān)系 回歸分析結(jié)果顯示，改水前兒童血清氟含量與智商間有顯著的相關(guān)關(guān)系(Pearson Correlation=－0.163，P=0.015)，改水后無顯著地相關(guān)關(guān)系(Pearson Correlation=0.130，P=0.213)。按照血清氟含量的高低，把改水前兒童分為相等的5組，即:≤0.067 2 mg/L(A 組)、0.067 3～0.073 9 mg/L(B組)、0.074 0 ～0.079 9 mg/L(C 組)、0.080 0 ～0.090 9 mg/L(D組)、≥0.091 0 mg/L(E組)，可見改水前兒童血清氟含量范圍較大(0.040～0.160 mg/L)，濃度較高(0.081±0.019 mg/L)，隨著血氟濃度的增加，兒童智商顯著下降(表3)。改水前兒童血清氟含量與智商的相關(guān)關(guān)系Logistic Model擬合曲線如圖1，擬合方程為:Y=88.36/(1－1.99e－50.17X)(F=56.256，P＜0.001)，相關(guān)系數(shù) r=0.920 6，血清氟含量與兒童智商間有顯著的劑量－效應(yīng)關(guān)系。

表3 改水前瓦廟村兒童血清氟含量與智商的相關(guān)關(guān)系(珋x±s)

圖1 血清氟含量與兒童智商間的Logistic Model擬合曲線

3 討論

3.1 截止2010年底，全國有81.89%的病區(qū)村改用低氟水源［8］;江蘇省有86.86%的病區(qū)村改用了低氟水源，但降氟改水工程的正常使用率只有70.26%［9］。改水降氟后，全國范圍內(nèi)對(duì)降氟改水效果進(jìn)行了大量的評(píng)價(jià)，但有關(guān)血清氟與智商相關(guān)關(guān)系的全面評(píng)價(jià)報(bào)道不多。

3.2 2002年調(diào)查結(jié)果顯示，瓦廟村兒童的智商與新淮村(地方性氟中毒非病區(qū)村，飲水氟含量(0.36±0.15)mg/L，范圍0.18～0.76)相比平均下降8.2分，且兒童智商與飲水氟含量有顯著的劑量效應(yīng)關(guān)系［5］，顯示高氟暴露的確會(huì)影響兒童智力的發(fā)育［3，5］。

3.3 血清或血漿中的氟是人體氟暴露最為直接的內(nèi)暴露指標(biāo)，是評(píng)價(jià)人群氟負(fù)荷的重要指標(biāo)，它反映不同途徑氟的總攝入水平，在評(píng)價(jià)機(jī)體受氟危害及氟中毒中具有較為重要的意義［7，10］。但由于血清氟含量低，受采集時(shí)間、采集和分析過程的影響，到目前為止，尚沒有世界有關(guān)衛(wèi)生組織或各國科研機(jī)構(gòu)所公認(rèn)的血清氟或血漿氟的含量標(biāo)準(zhǔn)［10］。我國的《地方性氟中毒病區(qū)控制標(biāo)準(zhǔn)》和《地方性氟中毒病區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn)》中均未把血清氟含量列為評(píng)價(jià)指標(biāo)。本研究首次把智商和血清氟含量用于改水效果評(píng)估，研究結(jié)果顯示，兒童血清氟含量與兒童智商間有明確的劑量－效應(yīng)關(guān)系，并可把血清氟含量作為地方性氟中毒評(píng)價(jià)一個(gè)重要的暴露指標(biāo)。

3.4 本次調(diào)查也存在不足:(1)樣本量不足:改水前瓦廟村有1～6年級(jí)兒童236人，符合條件的兒童222人，而改水后出生的兒童(2003年以后出生)至調(diào)查時(shí)間只有93人;(2)兒童年齡組構(gòu)成差異:改水前該村1～6年級(jí)的兒童年齡組為8～13歲，而改水后出生的符合條件的兒童年齡組為8～10歲。

綜上所述，血清氟含量是評(píng)價(jià)地方性氟中毒的重要指標(biāo)，血清氟含量的增加可以引起兒童智力發(fā)育的損傷，降氟改水是飲水型地方性氟中毒的重要措施。

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