（生物化学与分子生物学专业论文）甲醛对小鼠遗传毒性和免疫毒性的研究.pdf

中文摘要 近年来，随着我国经济的快速发展，室内装修日益普遍化，但随之而来的是室 内装修的污染，其中甲醛以其来源广、毒性大、污染水平高、污染时间长等特点， 己成为我国最主要也是污染最严重的室内空气污染物之一，关于甲醛毒性的研究是 目前我国环境卫生领域的热点和难点。本课题主要探讨甲醛的遗传毒性和免疫毒 性，这对全面和系统的了解甲醛毒性具有十分重要的意义，并为进一步评价和改善 室内空气质量、制定安全的环境和甲醛职业浓度标准提供更科学的依据。本研究以 小鼠为研究对象，通过s d s k c l 实验和r t - p c r 等实验来探讨室内空气甲醛的遗传 毒性和免疫毒性作用及其可能的分子机制。研究结果如下： 1 甲醛致d n a - 蛋白质交联效应 在正常细胞中存在着一定量的d n a - 蛋白质交联( d n a - p r o t e i nc r o s s l i n k s ， d p c ) 。这是d n a 与核蛋白的正常联系或其代谢的结果，对维持细胞的正常活动具 有重要作用，当有外来物理、化学因素作用时，则可诱导出过量的d p c 。d p c 与其 他d n a 损伤相比，较难修复，且d p c 仅可发生在单链d n a 上，这表明这种交联 只能发生在d n a 复制和转录期间，因此d p c 的形成，必将对d n a 的构象和功能 ( 复制与转录) 产生严重的影响，并在其复制过程中容易造成某些重要基因( 如抑 癌基因) 的丢失，导致肿瘤或某些严重疾病的发生。可见d p c 过度增加是一种病 理现象，是d n a 分子的一种严重的遗传损伤。 本研究以小鼠肝细胞和人肝癌细胞系h e p g 2 为材料，采用s d s k c l 沉淀法对 甲醛致d p c 效应进行了研究。本研究证实了较高浓度的甲醛n 0 m g m 3 、3 0 m g m 3 和7 5 # m o i l 、1 0 0 # m o l l ) 可诱导小鼠肝细胞和h e p g 2 细胞产生d p c 。 2 甲醛所致d n a - 蛋白质交联效应的修复 相关研究发现，甲醛所致d p c 能得到有效修复。本研究以小鼠肝细胞和人肝 癌细胞系h e p g 2 为材料，采用s d s - k c ! 沉淀法对甲醛所致d p c 效应的修复进行了 研究。研究结果发现：甲醛所致的d p c 效应能够得到修复，但是不同染毒方式修 复的时间不太一致，气态甲醛诱导生成的d p c 在体内修复较快，在1 2h 内基本上 可以修复完全，2 4h 内可以恢复至机体正常水平，液态甲醛染毒所致d p c 在2 4h 内基本上能够修复完全。 甲醛致小鼠免疫毒性的研究 w h o 把哮喘定为终身性疾病，哮喘给世乔各国带来巨大的经济负担。近4 0 年 来，哮喘的发病率和死亡率在世晃各地持续增长，而空气污染物被怀疑是主要原因， 但其诱发过敏性哮喘的分子机理不清楚，揭示哮喘的分子机理不但有重要理论意 义，也有重要的社会意义。 1 9 9 4 年f r i e n d 等首次从胸腺基质细胞中鉴定了胸腺基质淋巴细胞生成素 ( t h y m i cs t r o m a ll y m p h o p o i e t i n t s l p ) ，t s l p 是一种新型的、与i l - 7 类似的细胞因 子，肺部细胞生产出t s l p 的小鼠表现出疾病症状的加剧，这种症状非常类似于人 类哮喘和其它过敏炎症的特点。因此，t s l p 似乎能够启动一个活化流，引起过敏 性炎症。这些结果都表明t s l p 是一种启动过敏性炎症疾病如哮喘的重要因子。 ，4 在哮喘炎症反应中起着重要作用，儿- 4 水平的升高与哮喘有密切关系，且 在发病的不同阶段含量有不同的变化，因此，检测经甲醛染毒的小鼠肺泡灌洗液中 ，4 的浓度，可以作为监测和诊断哮喘的重要指标。 本研究显示：3 0m g m 3 甲醛吸入组的小鼠肺组织中t s l pm r n a 表达水平与空 白组相比有显著上调( p o 0 5 ) ；同时经甲醛染毒处理的小鼠，肺泡灌洗液中4 浓 度随甲醛浓度升高而升高，1 0m g m 3 和3 0m g m 3 甲醛染毒组m - 4 水平与0m g m 3 组相比都有显著差异( p o 0 5 ) 。这两组结果都表明甲醛有可能是通过t s l p 途径引 发哮喘。 关键词：甲醛；遗传毒性；免疫毒性；d n a 一蛋白质交联；胸腺基质淋巴细胞 生成素；1 l - 4 ；d p c 修复；哮喘 硕士学位论文 m a s j r e r st h e s i s a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s w i mt h er a p i dd e v e l o p m e n to fe c o n o m y , i n d o o rf i t m e n ti sg r o w i n g q u i c k l ya n db e c o m e s0 0 1 n n l o n b u tw h a tf o l l o w e di st h ei n d o o rp o l l u t i o ni n d u c e db y u p h o l s t e r y f o r m a l d e h y d eh a sb e c o m eo n eo ft h em o s ti m p o r t a n ta n ds e r i o u si n d o o ra i r p o l l u t a n t sf o ri t sc h a r a c t e r i s t i c so f e x t e n s i v es o u r c e s ，s e r i o u st o x i c i t y , h i 曲l e v e lp o l l u t i o n a n dl o n g - t o r a ld u r a t i o n n o wt h er e s e a r c ho ft h et o x i c i t yo ff o r m a l d e h y d ei sah o ta n d d i 历c u l ts p o ti nt h ef i e l do fh y g i e n i c a l n l i sr e s e a r c hi st oe x p l o r et h eg e n o t o x i c i t ya n d i m m u n o t o x i c i t yo f f o r m a l d e h y d ei nm i c e ，w h i c hi so f g r e a ts i g n i f i c a n c et ou n d e r s t a n dt h e t o x i c i t yo ff o r m a l d e h y d ec o m p r e h e n s i v e l ya n ds y s t e m a t i c a l l y t h er e s e a r c ha l s oc a l l p r o v i d es c i e n t i f i cb a s i st of u r t h e re v a l u a t et h eq u a l i t yo fi n d o o ra i ra n dt oe s t a b l i s has a f e s t a n d a r do fe n v i r o n m e n t a la n do c c u p a t i o n a lf o r m a l d e h y d ec o n c e n t r a t i o n i nt h i ss t u d y m i c ew o r eu s e dt oe x p l o r et h eg e n o t o x i c i t ya n di m m u n o t o x i c i t yo ff o r m a l d e h y d ea n dt h e p o s s i b l em o l e c u l a r m e c h a n i s mv i at h em e t h o do fs d s k c la s s a ya n dr t - p c r 1 飞er e s u l t s ： 1 d n a - p r o t e i ne r o s s l i n k si n d u c e db yf o r m a l d e h y d e t h e r ea l eac e r t a i na r a o u n to f d n a - p r o t e i nc r o s s l i n k s ( d p c ) i nn o r m a lc e l l s ，w h i c h h a sn o r m a lc o n n e c t i o nb e t w e e nd n aa n dn u c l e i n t h e r e f o r c d p ci si m p o r t a mt o s u p p o r tt h ec e l lg r o w t h e x c e s s i v ed p cc a nb ei n d u c e db ye l l v i m n m e n t a lp o l l u t a n t sa n d c a r c i n o g e n c o m p a r e dw i t ho t h e rt y p e so fd n ad a m a g e ，d p ci sh a r dt ob er e p a i r e d a n d d p c o n l yc a l lb ei nt h es i n g l es t r a n dd n a ，w h i c hs h o w st h a td p cc a nb ei n d u c e dd u r i n g r e p l i c a t i o na n dt r a n s c r i p t i o n s od p ch a ss e r i o u si n f l u e n c et od n ac o n f i g u r a t i o na n d f u n c t i o n sa n dc a nc a u s es o m ei m p o r t a n tg e n e sl o s s ( s u c ha st u m o rs u p p r e s s o rg e n 曲 e x c e s s i v ed p ci sa p a t h 0 1 0 9 i c a lp h e n o m e n o na n das e r i o u sg e n e t i cd a m a g ei 1 1d n a h lt l l i ss t u d y , m i c el i v e rc e l l sa n dt h ee e l ll i n eo fh e d g 2w o r eu s e dt od e t e c tt h e f o r m a l d e h y d e i n d u c e dd p cb yt h es d s k c la s s a y t h er e s u l t ss h o w e dt h a tah i g h e r c o n c e n t r a t i o no f f o r m a l d e h y d ec a ni n d u c ed p ci nm i c el i v e rc e l l sa n dh g 2c e l l s 2 t h er e p a i ro fd p ci n d u c e db yf o r m a l d e h y d e m a n yr e s e a r c h e sf o u n dt h a tf o r m a l d e h y d e i n d u c e dd p ci nc e l l sc a nb er e p a i r e d i n t h i ss t u d y , m i c el i v e rc e l l sa n dt h ec e l ll i n eo fh e p g 2w o r eu s e dt od e t e c tt h er e p a i r so f f o r m a l d e h y d e - i n d u c e dd p cb yt h es d s - k c ia s s a y t h er e s u l t si n d i c a t e dt h a t 1 1 1 m a s t e r s t h e 螂 f o r m a l d e h y d e i n d u c e df o r m a l d e h y d ed p c c a l lb em a r k e d l yr e p a i r e d t h ed p ci n d u c e d b yg a s e o u sf o r m a l d e h y d em o s t l yc a l lb er e p a i r e di n1 2h a n dr 。c o v e rt ot h en o r m a ll e v e l o f t h ec e l l si n2 4 h t h ed p ci n d u c e db yl i q u i df o r m a l d e h y d ec o u l db er e p a i r e di n2 4h 3 i m m u n o t o x i c i t yc a u s e db yf o r m a l d e h y d ei nm i c e w h 0d e f i n e da s t h m a 髂al i f e l o n gd i s e z s e , a s t h m ac a u s e dt r e m e n d o u sf i n a n e i a l b u r d e nt ot h ew o r l d i nr e c e n t4 0y e a r $ ，a s t h m a t i cm o r b i d i t ya n dm o r t a l i t yi n c r e a s e d c o n t i n u o u s l ya l lt h ew o r l d 1 1 1 eg a s e o u sp o l l u t a n t sw e r es u s p e c t e dt ob eam a j o rr e a s o n b u tt h em o l e c u l a rm e c h a n i s mo fa l l e r g i ca s t h m ai sn o tc l e a r s ot h em o l e c u l a r m e c h a n i s m so fa s t h m aa r ei m p o r t a n tt ob er e v e a l e df o ri t ss i g n i f i c a n c et ot h ef i e l do f s c i e n t i f i cr e s e a r c ha n dt h es o e i e t y f r i e n de ta lf n mi d e n t i 丘e dt s l pi nt h y m i cs l a o m a lc e l ll i n ei n1 9 9 4 t h y m i cs t r o m a l l y m p h o p o i e t i n ( t s i p ) i san o v e li l 7 l i k ec y t o k i n e t 1 l es y m p t o m so fa s t h m ac o u l d a g g r a v a t ew h e nt s l pe x p r e s s i o nw a si n c r e a s e di nt h el u n g so fm i c e m a n yf i n d i n g s s u g g e s t e dt h a tt s l pr e p r e s e n t sa m a s t e rs w i t c ho f a s t h m a i l 4p l a y sa ni m p o r t a n tr o l ei na s t h m a a s t h m ai sc l o s e l yr e l a t e dw i t ht h ei n c r e a s eo f e o n c e n 仃a f i o n so f 一n 峙c o n c e n t r a t i o n so f ，- 4w i l le h a n g ea tt h ed i f f e r e n ts t a g e so f d i s e a s e s ot h el e v e l so fi l - 4i nb r o n c h oa l v e o l a rl a v a g ef l u i di nt h em i c ei n d u c e db y f o r m a l d e h y d e c a l lb ea ni m p o r t a n ti n d i c a t o rf o r t h em o n i t o r i n ga n dd i a g n o s i n go f a s t 3 m a a t h er e s u l t si n d i c a t e dt h a tt h e 砖勿m r n ae x p r e s s i o nl e v e l sa t3 0m g m 3g r o u p s w e l es i g n i f i c a n t l y 口 o 0 5 ) h i 曲盯t h a nt h a ti n0m g m 1g r o u p ，a n dt h e 4l e v e l sa t1 0 m e m 3 ，3 0m g m f o r m a l d e h y d ei n h a l e dg r o u p sw e r es i g n i f i c a n t l yh i 曲盯t h a nt h a ti n0 m g m q o 0 5 ) ，w h i c hi n d i c a t e dt h a tf o r m a l d e h y d em i g h tc a n s et h ed i s e a s eo fa s t h m a v i at h ep a t ho f t s l p k e yw o r d s ：f o r m a l d e h y d e ；g e n o t o x i c i t y ；i m m u n o t o x i e i t y ；d n a p r o t e i ne r o s s l i n k s ； t h y m i cs l r o m a ll y m p h o p o i e t i n ；1 i , - 4 ；t h er e p a i ro f d p c ；a s t h l n a i v 主要英文缩写词 英文缩写英文全称汉语全称 f a f o r m a l d e h y d e 甲醛 s d s s o d i u md o o e c y ls u l f a t e十二烷基硫酸钠 d s s bd n a s i n g l es t r a n db r e a kd n a 单链断裂 d d cd n a d n ac r o s s i n k s d n a d n a 交联 d p c d n a - p r o t e i nc r o s s l i n k sd n a 蛋白质交联 v o cv o l a t i l eo r g a n i cc o m p o u n d s 挥发性有机物 t s i ， t h y m i cs t r o m a ll y m p h o p o i e t i n胸腺基质淋巴细胞生成素 d cd 咖l r i t i cc e l l 树突状细胞 t n f at u m o rn e c r o s i sf a c t o r 肿瘤坏死因子a s t p 汀5 s i g n a lt r a n s d u c e ra n da c t i v a t o r so f骨髓细胞转录激活子5 t r a n s c r i p t i o n5 s h i a a 5 - h y d r o x y i n d o l e a c e t i ca c i d5 羟吲哚乙酸 d o p ：a c 3 牛d i h y d r o x y p h e n y l a c e t i ca c i d3 , 4 二羟苯乙酸 s o d s u p e r o x i d ed i s m u t a s e超氧化物歧化酶 m d a m a l o n y ld i a l d e h y d e 丙二醛 g s h p xg l u t a t h i o n ep e r o x i d a s e谷胱甘肽过氧化物酶 d s bd n as t r a n db r e a k a g ed n a 链的断裂 r o sr e a c t i v eo x y g e ns p e c i e s 活性氧自由基 d e p c d i e t h y lp y r o c a r b o n a t e焦碳酸二乙酯 g s hg 1 u t a t h i o n e 谷胱甘肽 r t p c r r e v e r s e t r a n s c r i p t a s ep o l y m e r a s e逆转录多聚酶链式反应 c h a i nr e a c t i o n e be m i d u mb r o m i d c 溴化乙啶 b a l fb r o n c h oa l v e o l a rl a v a g ef l u i d 肺泡灌洗液 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i $ 华中师范大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作 所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。 作者签名：荔易咿 j慨矽翻声日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅。本人授权华中师范大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进 行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权 中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通 过网络向社会公众提供信息服务。 作撇：别蝴矽 e 努r 鹇气r j ce 导师 日期 本人已经认真阅读“c a l i s 高校学位论文全文数据库发布章程”，同意将本人的 学位论文提交“c a l i s 高校学位论文全文数据库”中全文发布，并可按“章程”中的 规定享受相关权益。园錾论塞堡銮卮煎卮! 旦坐生；旦= 生；旦三生筮查! 侈加 银咿 扔办拗川啤者期 隆= - 日 硕士学位论文 m a s t e r s1 y h e s i s 一文献综述 1 室内空气污染现况 随着社会经济的高速发展，人民生活水平的不断提高，人们对美化居室和改善 工作环境的要求不断提高，人们在追求居室完美的同时，却带来了新的问题一室 内空气污染。美国国家环保局通过监测发现，在室内已检定出的3 5 0 种挥发性有机 化合物中，主要是芳香烃和脂肪烃类化合物，且大多数对人体都有害。国家室内环 境监测中心对北京和南京等地3 0 套居民新装修房进行了监测，没有一家能达到室 内空气质量标准( g b t1 8 8 8 3 2 0 0 2 ) 的要求【l 】。 室内空气污染主要是由室内装饰、装修材料释放的空气污染物所导致的，空气 污染物主要包括：室内总挥发性有机物( t v o c ) 、氡、石棉和微生物等，其中室内 总挥发性有机物主要以甲醛、苯和二甲苯为主，而甲醛对人体健康的影响最为明显 和突出。 2 甲醛的理化性质 甲醛( f o r m a l d e h y d e ，f a ) 一种常见的装修型化学性室内空气污染物。无色、 强烈嗅味、氧化力强的刺激性气体，比重为1 0 6 ，沸点为2 1 ，极易挥发，熔点 为9 l ，易溶于水，其3 5 4 0 的水溶液称为福尔马林。自然界甲醛背景值很 低( 几个# g m 3 ) ，城市空气甲醛年平均浓度约为0 0 0 5 0 0 1m g m 3 ，一般不超过 0 0 3m g m 3 。室内甲醛可来源于室外的工业废气、汽车尾气、光化学烟雾等，室内 的建筑材料、装饰材料和生活用品，以及家用燃料和烟叶的不完全燃烧等。新建楼 房室内甲醛浓度一般在o _ 1m g m 3 左右，但如使用劣质的木质人造板和脲醛树脂隔 热材料，其浓度往往超过3m g m 3 。 3 甲醛的污染来源 3 1 建筑材料、装饰物 室内空气中甲醛的主要来源是装饰材料及家具，尤以人造板为甚。人造板主要 是用脲醛树脂作为其粘合剂。脲醛树脂是一种由尿素和甲醛缩聚而成的氨基树脂胶 粘剂，它会慢慢释放甲醛，时间可达数十年，在高温及高湿条件下脲醛树脂会加快 硕士肇住论文 m a s t e r s 1 h e s i s 水解，释放甲醛量增多，污染环境，8 0 脲醛树脂用于各种人造板的生产，故含一 定量的游离甲醛。因此，新式家具的制作，墙面、地板的装饰铺设，均不可避免地 有甲醛释放，污染室内空气。室内装修时，家具及能大量释放甲醛的建筑材料纷纷 进入家内。现在室内装饰装潢常用的地板胶、胶合板、塑贴面、乳胶合成纤维、粘 合剂等均可释放出甲醛，新装修的宾馆、商场、客房、家庭居室等，由于使用了上 述装修材料，造成甲醛污染。 3 2 烟叶和燃料不完全燃烧 香烟主流烟雾中甲醛平均浓度为2 1 2m g m 3 ，侧流烟雾为1 8 5 8m g m 3 0 在3 0 m 3 的室内吸2 支烟可使室内空气中甲醛浓度高达o 1m g m 3 以上。厨房中燃料燃烧是 室内甲醛的另一主要来源，最高值可达0 4 0 m g m 3 。 3 3 工业用甲醛 主要用做生产树脂的原料，如脲醛树脂、三聚氢胺甲醛树脂、酚醛树脂等，这 些树脂主要用做粘合剂，各种人造板都使用了大量的粘合剂，故富含甲醛。新式家 具的制作，墙面、地面的装修铺设都需要使用这些人造板，因此释放出甲醛是不可 避免的。 3 4 其他 在各种布料和纺织品印染和后整理( 柔软、硬挺、抗皱整理) 过程中，要使用 各种染料、助剂和整理剂，其中含有对人体有害的物质，主要是甲醛。另外，甲醛 虽然对各种微生物具有杀灭作用，但消毒速度慢，且消毒后的空间常留有强烈的刺 激性气体，刺激眼睛和鼻黏膜等。另外，化妆品、时装、清洁裁、杀虫荆、印刷油 墨及医院和医学院内使用的消毒剂、防腐剂等都是甲醛污染的重要来源【2 1 。 4 甲醛污染的主要特征 4 1 污染范围广 甲醛污染在绝大多数新装修家庭和办公室都存在，其主要原因是使用了含有脲 醛树脂的木质人造板材，而脲醛树脂是由甲醛与尿素聚合反应生成的一种粘合剂， 其中所含的游离甲醛和降解时产生的甲醛都可以释放出来，污染室内空气( 3 l ： 2 4 2 污染时间长，呈季节性波动 甲醛污染可以持续数年之久，这是因为聚合脲醛树脂的降解是一个长期的不问 断的过程，且甲醛释放量可随夏季环境温度和湿度的升高而大幅度增加； 4 3 污染水平相对较高 尽管居室内空气甲醛与职业性空气甲醛的污染水平相比，还属于低浓度水平， 但是在所有因室内装修引起的有机类空气污染物中，甲醛的污染水平常可以高达 o 1 4m g m 3 ，这样的浓度水平不但远远高于其它单个污染物的水平，有时甚至高 于其它挥发性有机化合物( v o c ) 的总量1 4 i ，所占比重也是其它污染物难以相比的： 4 4 生物毒性大 2 0 0 4 年6 月1 5 日，世界卫生组织下属机构国际癌症研究中心领导的工作 小组评估了甲醛致癌效应的相关研究报告后，将甲醛确定为1 a 类物质( 人类致癌 物) 1 5 】，目前美国甲醛的职业阈限值为o 3 7m g m 3 ，我国职业卫生标准也于2 0 0 2 年将我国车间空气甲醛的职业阈限值从3 0m g m 3 降低到o 5m g m 3 【6 】，同时根据 w h o 文件，非职业性环境空气甲醛阈限值仅为o 1m g m 3 7 1 ，这些数据均说明气态 甲醛有较大的生物毒性； 4 5 毒作用种类繁多，机制不清 甲醛暴露有关的症状有：眼炎、嗓子发干、流鼻涕、咳嗽、窦感染、头痛、乏 力、压抑、失眠、出疹鼻血、恶心、腹泻、胸痛和腹痛等。甲醛对动物是强有力的 致癌物，1 9 8 0 年美国化学工业毒理研究所首次报道了动物吸入甲醛气体引起鼻腔鳞 形细胞癌，但当时对人体还存在争议。随着对甲醛毒性的深入研究，2 0 0 4 年6 月 1 5 日，世界卫生组织的国际癌症研究中心( i a r c ) 发表的报告称高浓度的甲醛能 导致耳、鼻和喉癌，同时还提到也可能导致白血病【5 1 。甲醛除了遗传毒性和致癌作 用外，具有免疫毒性、神经毒性、细胞毒性和生殖毒性。2 0 0 1 年t h r a s h o 等观察 了c 1 4 标记的甲醛的胚胎毒性和致畸性，发现甲醛可穿过胎盘进入胎儿组织，导致 胎儿器官( 脑和肝) 结合的放射活性高于母体组织，结合机制尚未阐明【8 1 。 5 甲醛污染现状 甲醛己经被世界卫生组织确定为致癌物，并且认为甲醛与白血病之间存在着因 果关系。从室内环境监测中心查证看，目前甲醛是我国新装修家庭中主要污染物， 硕士学住论文 m a s t e r st h e s i s 六成以上新装修家庭存在不同程度的甲醛污染。以下是我国各地新装修家庭室内环 境甲醛污染情况【9 j ： 北京：中国室内装饰协会室内环境监测工作委员会2 0 0 4 年检测的1 4 0 0 户新装 修家庭中，甲醛超标的占6 0 ，甲醛浓度平均超过国家标准4 倍： 青岛：青岛市产品质量监督检验所对8 5 处住房进行空气质量检测，结果显示 有7 0 的房子空气质量不合格，主要是甲醛超标： 南京：南京市室内环境监测中心对3 6 5 户家庭室内空气所作的抽样监测显示， 八成以上的新装修住宅中空气质量存在闯题，以甲醛为最主要的污染源； 银川：银川市环境监测中心站在对市区1 7 4 套住宅室内环境空气进行检测中发 现，有六成甲醛超标，特别是新装修房屋内甲醛污染严重； 重庆：近几年，重庆市有关部门首次大规模对室内空气质量进行了调查、监测， 发现全市6 0 的新房甲醛超标，不宜立即居住； 深圳：2 0 0 4 年1 7 月份，深圳市计量质量检测研究院共对全市4 0 0 多套房子进 行了室内环境检测。检测结果表明，4 0 0 多套房中，9 0 甲醛超标。 6 室内甲醛暴露与健康效应 6 1 刺激作用 甲醛对人体的急性毒性作用，主要表现为对眼睛、皮肤、黏膜和呼吸道的刺激 作用。当室内空气中甲醛含量为0 1 m g m 3 时就有异味和不适感；0 5 m g m 3 可刺激 眼睛引起流泪：0 6m g m 3 时引起咽喉不适或疼痛；浓度再高可引起恶心、呕吐、 咳嗽、胸闷、气喘甚至肺气肿。 a l e x a n d e r s s o n 等报道，接触甲醛平均浓度为0 4 0m g m 3 ( 最高0 7 0m g m 3 ) 的工 人眼刺激症状较对照组更为普遍；i m b u s 报道，长期接触低浓度甲醛可引起疲劳、 头痛、眩晕和上下呼吸道刺激症状【1 0 】。1 9 8 5 年至1 9 9 0 年之间，许多科学家对小群 体的甲醛暴露人群进行了调查，这一甲醛暴露群体包括生产树脂包埋玻璃的工人， 化工厂、家具厂和木材厂的工人，或者从事丧葬服务的人群，这一部分人与正常人 群相比，普遍存在着呼吸道和眼部刺激作用。1 9 8 8 年h o r v a t h 等对甲醛暴露浓度为 0 1 7p p m ( 1 p p m = 1 2m g m 3 ) 以上的工人进行调查，他们认为甲醛可以引起喉部刺 激作用、咳嗽以及胸部疾病l l ”。 6 2 遗传毒性 2 0 0 4 年世界卫生组织下属机构国际癌症研究中心( i a r c ) 领导的工作小 4 硕士擘位论文 m a s t e r st h e s i s 组评估了甲醛致癌效应的相关研究报告后，将甲醛确定为1 a 类物质( 人类致癌物) 1 5 1 。r e c i o 等【1 2 l 把f 3 4 4 大鼠长期暴露于1 0 p p m 甲醛，诱导大鼠鼻腔鳞状细胞癌， 分析了1 1 个肿瘤，其中的5 个肿瘤发现了p 5 3 基因点突变；1 9 8 3 年，g r a f s t r o m r c 等在 s c i e n c e s 上发表题为 f o r m a l d e h y d ed a m a g et od n a a n di n h i b i t i o no fd n a r e p a i ri nh u m a nb r o n c h i a lc e l l s ) 文章，作者在文中指出甲醛可以引起d n a 单链断裂 ( d n a s i n g l es 缸a n d b r e a k , d s s b ) 1 1 3 1 ；o l i v e r m e r k l l 4 和c c l i f f o r d c o n a w a y 1 5 】等在 不同的实验中都发现一定浓度的甲醛都可以导致d n a - d n a 交联( d n a - d n a c r o s s l i n k s , d d c ) ；c a s a n o v a m 等进行了大量体内实验，他们证实急性甲醛吸入可诱 导大鼠和恒河猴鼻粘膜d p c 的形成 1 6 , 1 7 , 1 8 】。金海燕等”1 选择接触甲醛的学习解剖 课的1 3 名学生作为研究对象，接触时间为1 2 w ，1 0 h w ，平均接触浓度为3 1 7 m g m 3 ， 测定外周血淋巴细胞微核、染色体畸变、姐妹染色单体交换试验三项指标，观察甲 醛对人体的遗传毒性，结果发现，接触组外周血淋巴细胞微核率、染色体畸变率和 姐妹染色单体交换率均显著高于对照组。以上研究都表明，甲醛具有显著的遗传毒 性。 6 3 神经毒性 甲醛暴露从胚胎期开始即能对子代大鼠产生神经毒性作用，甲醛可通过胎盘进 入子体组织，在胎儿脑和肝中的浓度高于母体组织。王秋芳等【2 0 】将孕鼠于妊娠0 1 9 d 进行甲醛蒸汽静式染毒，染毒甲醛浓度分别为8 4 、3 2 和8 4 m g m 3 。即低、中、高 剂量实验组，另设不染毒对照组。结果平均每窝产仔数高剂量染毒组低于对照组； 2 8d 哺育成活率中、低剂量染毒组低于对照组；反射和感觉功能成熟指标实验组晚 于对照组，有显著性差异：实验组运动协调及行为反应功能显著降低，提示胚胎期 甲醛暴露可导致子代神经发育落后。此外，成年鼠暴露于甲醛亦能引起神经行为的 改变。p i r c n 2 l 】等将4 0 只w i s t e r 鼠分为2 个甲醛染毒组和1 个对照组，染毒组分别 用4 6 p p m ，2 6 p p m 的甲醛进行呼吸道染毒，对照组吸入水蒸汽。每天对上述不同 组分别处理1 0m i l l ，连续9 0d 。记录大鼠暴露期及暴露后3 0d 在迷宫中寻找食物的 时间以及出错次数。结果甲醛暴露组在迷宫中寻找食物时间延长，出错次数增加。 提示甲醛对成年鼠有神经毒性作用。m a l e k 2 2 l 也发现暴露于甲醛蒸汽的鼠，其运动、 活动度和探索能力均降低。汤其宁【2 3 】也发现随着甲醛染毒浓度的增加，f 1 、f 2 代 大鼠学习、记忆达标训练次数和达标时间明显增多和延长。持续游泳时间及耐缺氧 时间均逐渐缩短，表明甲醛对子代大鼠的神经系统有明显的损害作用。 甲醛神经毒性作用的分子机制尚不清楚，推测通过以下途径产生：( 1 ) 甲醛具有 硕士学位论文 m a s t e r l st h e s i s 很高的生物活性，可与氨基酸、蛋白质、核营、核苷酸等起反应形成化学性质不稳 定的复合物或不可逆转的d n a 一蛋白质交联，通过形成复合物进入呼吸道以外的其 它组织。h e c k “l 等将f 一3 4 4 小鼠在“c 标记的甲醛空气中染毒6 h 后在脑内可检测 到放射性物质。( 2 ) 由于甲醛在血液中的半衰期很短( 1 一1 5r a i n ) ，吸收入血液的甲 醛迅速转化成甲酸。甲酸可引起机体代谢性酸中毒，导致脑脊液循环障碍从而弓 起 脑细胞缺氧。此外，甲酸是线粒体细胞色素氧化酶抑制剂，它通过抑制细胞色素c 氧化酶而造成组织缺氧，引起脑能量代谢紊乱。缺氧又可导致机体酸中毒，使脑血 管扩张，促进钙离子进入细胞，溶酶体内大量酶释放，引起神经元死亡。( 3 ) 甲醛还 引起体内多脏器的谷胱甘肽减少，超氧化物歧化酶以及谷胱甘肽过氧化物酶的活力 下降，导致自由基清除速度变慢，大量积累造成神经元损伤，神经行为改变。z i r i n g t 2 5 l 等将雄性w i s t c r 鼠暴露于2 0 p p m 的甲醛蒸汽，每天6 h ，发现脑内谷胱甘肽水平先 增高，第八天开始下降。s a v o l a i n e n 2 6 通过在饮用水中加a - - 甲基甲醛对w i s t e r 鼠 进行消化道染毒，二甲基甲醛在体内去甲基生成单甲基甲醛和甲醛。结果脑内琥珀 酸脱氢酶活性下降，谷胱甘肽浓度降低。( 4 ) 甲醛引起神经行为的改变还与神经化学 的改变有关。对小鼠进行短期低浓度空气暴露可引起多巴胺和5 羟色胺神经元产生 的神经化合物改变。实验发现在下丘脑5 羟吲哚乙酸( 5 h y d r o x y i n d o l e a c e t i ea c i d s - h i a a ) ，3 , 4 一二羟苯乙酸( 3 , 4 - d i h y d r o x y p h c n y l a e e t i ea c i d ，d o p a c ) 和多巴胺增 加。同时小鼠出现运动活动的减少【2 ”。提示神经行为的改变与上述神经化合物的变 化有关。 8 4 生殖毒性 甲醛对生殖系统的毒性研究也有很多，动物实验结果表明甲醛能诱致i c r h a 瑞士小鼠睾丸的生精能力、w i s t a r 大鼠精子活动度及计数明显减少、精子头畸形率 升高，而且甲醛不仅能降低大鼠睾丸和前列腺中的d n a 含量，还能减少附睾和前 列腺中的组蛋白的含量，并且造成大鼠睾丸脂质过氧化损伤【2 8 , 2 9 ；o d e i g a h 3 1 1 对大 鼠连续5d 腹腔注射甲醛，染毒剂量分别为0 1 2 5 、0 2 5 0 和0 5 0 0m g k g ，结果发现 中、高剂量组大鼠精子头畸形的发生率明显高于对照组。甲醛可诱致中国仓鼠卵细 胞染色体畸变率升高，还发现非孕雌鼠的敏感性大于妊娠鼠，而且甲醛能对雌性小 鼠的动情周期及卵巢造成不良影响。流行病学资料显示，甲醛对接触组的职业妇女 月经紊乱和有痛经史的明显高于非暴露组，同时还发现低体重儿的数量暴露组也明 显多于非暴露组。t a s k i n e n 等认为甲醛对暴露工人的生育力有副作用，他们调查了 1 0 4 9 名从事木材加工的妇女，结果发现，接触甲醛者受孕时间明显推迟，而且接触 6 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 甲醛可能会增加自发性流产的发生率3 2 1 。 6 5 免疫毒性 1 9 9 5 年t a r k o w s k 等将雌性b a l b c 小鼠连续1 0 天暴露于2 0 m g m 3 的甲醛中， 每天暴露6h ，结果血清中的抗卵清蛋白i g e 抗体的数量约为正常值的3 倍；1 9 9 6 年r i e d e l 把对雌性豚鼠暴露于o 3m g m 3 浓度甲醛中，动物支气管的敏感度上升为 原来的3 倍( p 0 0 1 ) ，血清中抗卵清蛋白抗体的数量上升为原来的1 3 倍( p 0 0 5 ) 田l 。r u m c h e vk b 等研究表明，甲醛暴露能够显著地增加儿童得哮喘的机率【3 4 1 。 n o r d m a n 等发现在1 2 名长期暴露于高浓度甲醛的工人身上明显具有哮喘症状【”】。 通过吸入染毒的方式来观察甲醛对小鼠免疫系统的影响，结果发现甲醛使得小鼠的 免疫器官即胸腺重量、脾脏重量显著下降，并引起小鼠t 淋巴细胞数、腹腔巨噬细 胞吞噬指数、脾淋巴细胞增殖功能及，2 活性明显降低，而高剂量( 苫m g m 1 ) 可引起抗体形成细胞明显减少，且引起小鼠足垫肿胀部位单核细胞浸润明显减少， 其原因是高浓度甲醛使迟发型超敏反应明显降低，表明高剂量组小鼠出现明显的细 胞免疫毒性。另据报道，工人接触高浓度