電子垃圾拆解區兒童血漿細菌內毒素水平分析

羅秀麗，陳樹欽，張紹城，張浴玲，李偉秋，霍 霞，徐錫金，3

(1．汕頭大學醫學院環境醫學與發育毒理學實驗室，廣東 汕頭 515041；2．暨南大學環境學院，廣東 廣州 510632；3．汕頭大學醫學院細胞生物學與遺傳學教研室，廣東 汕頭 515041)

腸道黏膜屏障包括物理屏障和功能屏障，物理屏障包括腸道共生菌、含抗菌肽及分泌型IgA分子的黏液層、單層腸上皮細胞及細胞間的緊密連接蛋白，功能屏障主要指腸黏膜相關淋巴組織[1]。腸黏膜屏障的完整性有利于限制腸腔內抗原、微生物及細菌產物(如內毒素)等有害物質進入機體，對維持腸道穩態具有重要意義[2]。細菌內毒素又稱為脂多糖，是革蘭氏陰性菌細胞壁的特有成分，由類脂A、O特異性多糖及核心多糖組成，在細菌死亡裂解時釋放出來，可從受損的腸道易位到血液循環，引起機體發熱、全身炎癥反應及多器官功能衰竭等毒性效應[3]。研究表明，環境污染物可破壞腸道黏膜屏障的組成成分，引起腸道黏膜屏障受損和腸道通透性增加[4-7]。本課題組前期研究發現，居住于電子垃圾拆解區的兒童受多種環境污染物的影響，如大氣細顆粒物(PM2.5)、多環芳烴和鉛等，體內污染物水平高于參照組兒童[8-10]。本研究假設電子垃圾拆解活動造成的環境污染物暴露影響兒童腸黏膜屏障功能，引起腸道通透性增加。本研究通過分析電子垃圾拆解區兒童血漿內毒素水平，探討暴露于多種環境污染物對兒童消化系統功能的影響。

1 資料與方法

1.1 研究對象

于2018年11—12月期間，募集187名3～7歲兒童，平均年齡為(4.90±0.87)歲。其中汕頭市潮陽區貴嶼鎮兒童82名(暴露組，男44名，女38名)和汕頭市濠江區兒童105名(參照組，男64名，女41名)。采用流行病學問卷調查方式收集兒童既往腹瀉情況。所有兒童的家長均同意并簽署了知情同意書。本研究通過了汕頭大學醫學院倫理委員會的審查。

1.2 樣本采集與血漿細菌內毒素水平檢測

由護士用EDTA抗凝采血管采集兒童空腹肘靜脈血3 mL，1 500 r/min離心5 min，分離血漿，分裝后置-80℃冰箱保存。按照人內毒素酶聯免疫吸附試驗檢測試劑盒(Abbexa公司，英國)說明書進行血漿細菌內毒素含量的測定。為使樣品預期濃度在試劑盒檢測的范圍內，對血漿進行10倍稀釋。利用ELx800全自動酶標儀(BioTek公司，美國)在450 nm波長條件下測定樣品的吸光度。

1.3 統計學分析

利用SPSS 22.0軟件進行數據錄入和分析。偏態分布資料用中位數(四分位數間距)表示，組間比較采用Mann-WhitneyU檢驗；計數資料的組間比較用 χ2檢驗。以α=0.05作為檢驗水準。采用GraphPad Prism 8.0軟件進行圖形制作。

2 結果

暴露組兒童既往每月至少1次腹瀉的人數占比33.8%，參照組占比16.8%，差異有統計學意義(P＜0.01)。暴露組兒童血漿內毒素含量為2.24(1.56，3.49)EU/mL，高于參照組1.85(1.20，2.81)EU/mL，差異有統計學意義(P＜0.05)；暴露組4歲年齡段兒童血漿內毒素含量2.53(1.90，4.00)EU/mL，高于參照組1.63(1.08，2.79)EU/mL，差異有統計學意義(P＜0.01)，見圖1。

圖1 兩組及不同年齡段兒童血漿內毒素水平比較

3 討論

細菌內毒素是革蘭陰性菌外壁上層的脂多糖，為革蘭陰性菌的主要毒力因子。當腸黏膜的通透性升高時，細菌內毒素可轉移至外周血中，因此其常作為腸黏膜屏障功能受損的指標之一[11]。細菌內毒素與血液中的脂多糖結合蛋白結合，在CD14分子的協助下與Toll樣受體4/髓樣分化蛋白2復合物結合，激活下游信號通路，激發炎性細胞級聯反應釋放炎癥介質，導致機體全身炎癥狀態[12]。

本研究顯示，電子垃圾拆解區兒童外周血內毒素含量高于參照組(P＜0.05)，這種差異也體現在4歲年齡段兒童的組間比較。研究顯示，鉛暴露引起人結腸癌上皮細胞氧化應激、降低細胞活力；抑制小鼠緊密連接蛋白的表達、增加結腸組織的損傷和炎癥的產生以及引起菌群失調[13]。鎘通過增加活性氧的產生，過度激活Notch信號通路從而損傷腸道分泌細胞的分化和腸道屏障[14]。多氯聯苯可干擾小腸上皮緊密連接蛋白的表達，改變腸道黏膜上皮的通透性[15]。采用露天焚燒、酸洗等方式的電子垃圾拆解活動產生的環境污染物經空氣、廢水、塵土傳播給當地環境和個體健康帶來危害。前期研究顯示，電子垃圾拆解區兒童的環境污染物暴露水平高于參照組，且具有多種健康傷害效應[9-10,16]。本研究結果提示，居住于電子垃圾拆解區的兒童，尤其是年齡較小的兒童有可能因環境污染物暴露而引起腸黏膜屏障功能損傷，導致腸腔細菌內毒素經通透性增加的腸道進入血液循環。細菌內毒素引起的低水平炎癥反應是炎癥性腸病、心臟代謝病、慢性腎病和非酒精性脂肪肝等疾病的發展過程中的病理特征[17]。因此，外周血內毒素水平的升高有可能對兒童的生長發育有不利影響。由于兒童的器官系統快速的發育，4歲以下的兒童對毒物的毒性作用更為敏感[18]。隨著年齡的增加，暴露組兒童血漿內毒素含量有所下降，這可能與兒童衛生意識的提高有關，減少了與環境有害因素的暴露機會[19]。此外，年齡較大的兒童較年幼兒童具有更完善的腸黏膜屏障系統[20]，可能使得本研究5歲及以上兒童腸屏障受到環境污染物的損傷程度較輕，從而表現為兩組兒童血漿內毒素含量差異不具有統計學意義。結合流行病學調查，該地區兒童既往每月發生腹瀉的人數占比也高于參照組，且差異有統計學意義。由此可見，不規范的電子垃圾回收拆解造成的環境污染，對當地兒童消化系統功能構成一定的風險，本研究為進一步研究長期環境污染物暴露對腸黏膜免疫功能的影響提供了基礎。