氟暴露與成人血清肌酐、尿素氮和尿酸水平的關(guān)系

劉利花，馬 軍，高明慧，周郭育，朱靜媛，黃 輝，巴 月

1)鄭州大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院環(huán)境衛(wèi)生學(xué)教研室 鄭州 450001 2)開封市疾病預(yù)防控制中心地方病科 河南開封 475000

氟是人體必需的微量元素，在自然狀態(tài)下常以化合物的形式存在。適量氟攝入可預(yù)防齲齒，而長期過量氟攝入可引起以氟斑牙和氟骨癥為特征的氟中毒[1]。我國是氟中毒流行比較嚴(yán)重的國家，病區(qū)分布廣、類型多、受威脅的人口眾多。近年來經(jīng)過降氟改水，地方性氟中毒流行程度大大降低，但由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)、工程管理等因素影響，氟中毒的防控形勢仍十分嚴(yán)峻[2]。除骨相損傷外，越來越多的證據(jù)[3-5]表明過量氟攝入還可引起神經(jīng)系統(tǒng)、腎臟及生殖內(nèi)分泌等非骨相損傷。研究[6-7]發(fā)現(xiàn)，健康成年人吸收的氟化物60%～80%通過腎臟經(jīng)尿液排出。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)[8]表明，氟可以引起腎臟近曲小管細(xì)胞腫脹、變性，腎小管管腔變窄等病理損傷。但截至目前，氟暴露與腎臟損傷的流行病學(xué)證據(jù)仍然有限，且結(jié)論并不一致[9-11]。

血清肌酐、尿素氮和尿酸分別是人體肌肉、蛋白質(zhì)和嘌呤的代謝產(chǎn)物，主要通過腎臟排出體外，是臨床評(píng)價(jià)腎功能的重要生化指標(biāo)[12]。當(dāng)腎功能損傷時(shí)，血清肌酐、尿素氮和尿酸水平會(huì)相應(yīng)增加[13]；尿氟被認(rèn)為是最佳的氟內(nèi)暴露指標(biāo)，它可以被無創(chuàng)收集，準(zhǔn)確反映人體氟內(nèi)暴露水平[7]，故可以尿氟水平代表氟暴露水平。據(jù)此，我們在河南省開封市通許縣進(jìn)行了一項(xiàng)橫斷面研究，旨在探討氟暴露與成人血清肌酐、尿素氮和尿酸水平的關(guān)聯(lián)，為氟暴露對腎臟損傷的研究提供一些線索。

1 對象與方法

1.1調(diào)查點(diǎn)和調(diào)查對象的選擇

1.1.1 調(diào)查點(diǎn)的選擇 本次研究于2017年選取河南省開封市通許縣為調(diào)查現(xiàn)場。根據(jù)通許縣疾控中心對飲水氟濃度監(jiān)測數(shù)據(jù)，隨機(jī)選取6個(gè)村莊為調(diào)查點(diǎn)。除水氟濃度不同外，6個(gè)村莊的自然條件、人口構(gòu)成、經(jīng)濟(jì)狀況、農(nóng)作物種類、生活習(xí)慣及膳食結(jié)構(gòu)均一致，且不存在工業(yè)氟污染。

1.1.2 調(diào)查對象的選擇 采用整群抽樣的方法選取當(dāng)?shù)鼐幼r(shí)間大于5 a的18～60歲人群為調(diào)查對象，排除患慢性腎臟疾病及資料不全者，共有1 127人納入研究。按照我國“人群尿氟正常值(WS/T 256-2005)”衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，將調(diào)查人群分為高氟暴露組(尿氟質(zhì)量濃度>1.6 mg/L)和對照組(尿氟質(zhì)量濃度≤1.6 mg/L)。本研究方案通過鄭州大學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有調(diào)查對象均簽署知情同意書。

1.2問卷調(diào)查及生物樣品采集經(jīng)過培訓(xùn)的調(diào)查人員以面對面訪談的方式對研究對象進(jìn)行問卷調(diào)查，收集調(diào)查對象的基本信息(包括年齡、性別、受教育程度、生活習(xí)慣、疾病史、生育史等資料)；體格測量包括身高、體重等，計(jì)算體重指數(shù)(BMI)。研究對象于調(diào)查前一日22：00點(diǎn)開始禁食，次日抽取空腹外周靜脈血10 mL(5 mL抗凝血及5 mL非抗凝血)，非抗凝血靜置30 min后離心(2 000×g)10 min，分離血清和白細(xì)胞，并于-80 ℃保存。收集晨尿(≥50 mL)于聚乙烯管中，于-20 ℃保存。

1.3生物樣品的檢測

1.3.1 尿液標(biāo)志物的測定 采用氟離子選擇電極法(上海水儀科技有限公司)測定尿氟水平，每份樣品均加入等量的總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖液，溶液pH值保持在5.0～5.5，使測定條件達(dá)到最優(yōu)化。采用苦味酸法(南京建成生物工程研究所)測定尿肌酐水平；并以尿肌酐作為協(xié)變量調(diào)整尿氟[14-15]。

1.3.2 血清肌酐、尿素氮和尿酸水平的測定 采用羅氏全自動(dòng)生化分析儀檢測血清肌酐、尿素氮及尿酸水平，并隨機(jī)抽取15%(170例)的血清樣本進(jìn)行重復(fù)測定。以上實(shí)驗(yàn)由鄭州金域公司完成。

1.4數(shù)據(jù)處理采用EpiData 3.0雙人雙機(jī)錄入數(shù)據(jù)并進(jìn)行邏輯審查。采用SPSS 21.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。應(yīng)用χ2檢驗(yàn)比較兩組人口學(xué)特征的差異。應(yīng)用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較兩組血清肌酐、尿素氮和尿酸水平的差異。利用多重線性回歸模型分析尿氟水平與血清肌酐、尿素氮及尿酸水平的關(guān)系。建模時(shí)按尿氟水平四分位數(shù)分為Q1～Q4組，將每組中位數(shù)作為連續(xù)變量納入回歸模型[16-17]。此外，在回歸模型中添加尿氟(連續(xù)變量)與性別的交互項(xiàng)，評(píng)估尿氟和性別的交互作用對血清肌酐、尿素氮和尿酸水平的影響。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1調(diào)查對象的人口學(xué)特征及尿氟、尿肌酐水平的比較見表1。由表1可知，高氟暴露組平均年齡、尿氟和尿肌酐水平高于對照組，而家庭收水平低于對照組(P均<0.05)。高氟暴露組與對照組BMI差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。此外，兩組人群的性別、吸煙、飲酒、文化程度分布差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

表1 調(diào)查對象的人口學(xué)特征及尿氟、尿肌酐水平的比較

2.2兩組人群血清肌酐、尿素氮和尿酸水平的比較見表2。高氟暴露組女性血清尿素氮及尿酸水平均高于對照組(P<0.05)；高氟暴露組男性血清尿素氮水平高于對照組(P<0.05)，而兩組男性血清尿酸水平差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。此外，兩組人群血清肌酐水平差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

2.3血清肌酐、尿素氮和尿酸水平與尿氟的關(guān)系見表3。由表3可知，總?cè)巳骸⒛行约芭匀巳褐校迥蛩氐骄S尿氟濃度的增加而上升(趨勢性檢驗(yàn)，P均<0.05)。尿氟每增1.0 mg/L，血清尿素氮水平在總?cè)巳骸⒛行约芭匀巳褐蟹謩e增加0.24 mmol/L(95%CI為0.13～0.35)、0.31 mmol/L(95%CI為0.12～0.50)和0.21 mmol/L(95%CI為0.08～0.34)。此外，趨勢檢驗(yàn)顯示，在總?cè)巳汉团匀巳褐校迥蛩崴脚c尿氟濃度呈線性相關(guān)(P<0.05)。尿氟每增加1.0 mg/L，血清尿酸水平在總?cè)巳杭芭匀巳褐蟹謩e增加6.31 μmol/L(95%CI為0.80～11.82)及6.37 μmol/L(95%CI為0.27～12.47)。

表2 兩組人群血清肌酐、尿素氮和尿酸水平的比較

表3 尿氟對血清肌酐、尿素氮和尿酸水平的影響

3 討論

血清中肌酐、尿素氮和尿酸分別為人體肌肉、蛋白質(zhì)和嘌呤的代謝產(chǎn)物，是反映腎功能的重要生物標(biāo)志物。正常情況下，腎臟能將體內(nèi)多余的肌酐、尿素氮及尿酸排出體外。相反，腎功能損傷時(shí)會(huì)導(dǎo)致體內(nèi)肌酐、尿素氮和尿酸水平升高。

血清肌酐、尿素氮、尿酸水平可受多種環(huán)境因素(如氟、鉛、鎘、汞、砷等)影響[13, 18-19]。本研究發(fā)現(xiàn)調(diào)查人群血清尿素氮及尿酸水平與尿氟存在線性關(guān)系，尿氟每升高1.0 mg/L，血清尿素氮和尿酸水平分別增加0.24 mmol/L及6.31 μmol/L，這與以往研究[20]結(jié)果一致。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)[11,21]表明，長期氟化物暴露可通過引起腎臟酶活性改變、自由基量變化、細(xì)胞凋亡等導(dǎo)致腎臟損傷。一項(xiàng)對氟病區(qū)472例成人的流行病學(xué)調(diào)查研究[22]顯示，氟病區(qū)人群血清肌酐和尿素氮水平均顯著升高；Jiménez-Crdova等[23]對墨西哥239例18～77歲成人的橫斷面調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，氟暴露與早期腎損傷標(biāo)志物(腎損傷分子-1、胱抑素C、骨橋蛋白等)改變有關(guān)。上述研究均提示氟暴露可導(dǎo)致成人腎臟損傷。此外，鑒于生化指標(biāo)水平在人群中近似正態(tài)分布的特點(diǎn)，其較小幅度的改變即可引起總?cè)巳核秸w平移，產(chǎn)生較大的公共衛(wèi)生影響[24]，因此，應(yīng)進(jìn)一步深入探討。而關(guān)于氟誘發(fā)腎臟損傷時(shí)血清肌酐水平的變化，研究結(jié)果[25-26]不盡一致：本研究未發(fā)現(xiàn)高氟暴露組與對照組血清肌酐水平的差異，與李光晨等[25]的研究結(jié)果相似(該研究發(fā)現(xiàn)暴露于200 mg/L和400 mg/L氟化鈉的家兔血清肌酐水平變化并不明顯)；但也有研究[26]顯示，暴露于60 mg/L氟化鈉的大鼠，血清肌酐水平明顯高于對照組。有研究[27]認(rèn)為只有當(dāng)腎小球?yàn)V過率小于60 mL/min時(shí)，血清肌酐的濃度才會(huì)明顯升高，提示腎臟對血清肌酐水平的改變具有較強(qiáng)的代償調(diào)節(jié)能力。而機(jī)體是否通過腎臟的代償調(diào)節(jié)消除氟對腎小球?yàn)V過作用的不良影響，進(jìn)而維持血清肌酐水平的穩(wěn)定，目前尚不清楚，還需進(jìn)一步探討。

此外，本研究觀察到女性血清尿酸水平與尿氟呈正相關(guān)，但在男性人群中未觀察到這種關(guān)聯(lián)，提示氟暴露對血清尿酸水平的影響可能存在性別差異。有研究[28]發(fā)現(xiàn)，尿酸水平與環(huán)境因素暴露(如全氟辛酸)的正相關(guān)僅可在女性中觀察到，這進(jìn)一步支持了環(huán)境因素暴露對尿酸水平的影響存在性別差異。關(guān)于氟與血清尿酸水平的性別特異性關(guān)聯(lián)的具體機(jī)制尚不清楚。有研究發(fā)現(xiàn)服用雌激素可降低血清尿酸水平[29]，而過量氟暴露可抑制雌激素的生成[30]，提示雌激素水平可能是氟與血清尿酸存在性別差異的潛在原因。鑒于機(jī)體各個(gè)系統(tǒng)之間的復(fù)雜調(diào)控，需更為深入的研究來闡明這種性別差異的具體機(jī)制。

綜上，氟暴露可引起成人血清尿素氮、尿酸水平改變，且一定程度上存在性別差異，其改變的臨床意義需進(jìn)一步深入探討。

致謝：感謝參與課題現(xiàn)場調(diào)查工作的鄭州大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院、開封市疾病預(yù)防控制中心及通許縣疾病預(yù)防控制中心地方病科的工作人員；感謝所有參與此項(xiàng)研究的調(diào)查對象。