环境相关性疾病PPT课件.ppt

环境相关性疾病environmentalassociateddiseases 1 联系方式 郑州大学学位委员会 医学 学部委员郑州大学公共卫生学院教授博士生导师郑州大学公共卫生学院环境卫生学教研室主任郑州大学公共卫生学院教授委员会副主席中国环境科学学会环境医学与健康分会常务理事河南省环境卫生学会副主任委员河南省地方病学会副主任委员办公电话 0371 67781796移动电话子邮箱 clx 2 主要内容 一 环境的概念二 人与环境的关系三 环境相关性疾病的概念四 常见环境相关性疾病五 影响环境相关性疾病流行的因素六 环境相关性疾病的研究方法 3 一 环境的概念 环境environment 一切客观存在的 与人类生存有关的自然以及各种社会条件 4 环境的构成 环境介质 大气 水 土壤环境因素 生物 物理 化学 5 必须强调的是 介质中包含着因素 因素蕴于介质之中 任何因素的变化 均可导致大气 水 土壤质量改变 进而影响人群健康 6 两个基本概念 原生环境 本底环境次生环境 开发 改造后的环境原生环境 与地方病有关次生环境 与环境污染疾病有关 7 二 人与环境的关系 人与环境的物质统一性人对环境的适应性环境与人之间相互影响环境对健康影响的双重性 8 9 三 环境相关性疾病的概念 环境中生物性 物理性 化学性致病因素作用于人群 所导致的群体性健康异常 环境致病因子作用于机体所导致的病理生理学改变 发生 发展 流行与环境因素密切相关的一组疾病 10 环境相关性疾病的分类 环境污染所致的健康损害环境内分泌干扰所致的生殖发育障碍生物地球化学性病 地方病 恶性肿瘤某些新发现的传染病老年痴呆 阿尔茨海默病 帕金森病慢性阻塞性肺疾病 11 环境相关性疾病的特征 病因复杂多样环境基因交互作用时间漫长受害群体之多空间分布之广控制难度之大 12 四 常见环境相关性疾病 一 环境污染健康危害 二 环境内分泌干扰作用 三 生物地球化学性疾病 13 一 环境污染健康危害 急性危害慢性危害远期危害 14 1 急性危害 短时间内大剂量 浓度短时间内超过了环境卫生标准 人群处于高浓度的暴露 可表现为急性中毒和死亡 主要见于 工业事故 烟雾事件 15 16 17 2003年12月23日 重庆开县高桥镇川东北气矿16号井 混有剧毒硫化氢的天然气突然自井下喷出 气柱高达30m左右 并迅速向四周村庄蔓延 井喷突然发生 人们无任何防备 结果造成2142人中毒 243人死亡 此次井喷是我国近50年来最严重 最典型的环境污染突发事件 18 大气污染 伦敦型烟雾事件二氧化硫颗粒物质 19 2 慢性危害 环境污染物长期 低浓度地作用 1 非特异性影响2 引起慢性疾患3 慢性中毒 20 引起慢性中毒的物质具有 蓄积作用 21 案例 水俣病 水俣病表现 神经 精神症状 听力障碍 视野缩小 语言障碍 痉挛性疾病 疯狂预防医学流行病学调查发现 有明显的地区分布差异人群分布动物有类似表现注意点集中在 海水 鱼 22 海水0 0001PPM甲基汞 浮游生物0 001PPM甲基汞 小鱼0 01PPM甲基汞 大鱼1 10PPM甲基汞 人体50 570PPM甲基汞食物链的生物浓集及生物放大作用转化 金属汞 海水底泥 细菌 甲基化 形成甲基汞 经消化道吸收 二次污染物形成 23 食物链 foodchain 生物体之间 一种生物以另一种生物作为食物 后者再被第三种生物作为食物 彼此以食物联接起来的连锁关系 生物放大 biomagnification 环境污染物在生物体之间沿着食物链传递 其浓度逐渐增高 24 生物浓集 bioconcentration 环境污染物在生物体之间沿着食物链浓度逐渐增高 并超过原有环境中浓度的现象 污染物的生物浓集程度可用浓集系数表示浓集系数 Cb CeCe 污染物在环境中的浓度Cb 污染物在生物体内的浓度 25 二次污染物 从污染源排出的一次污染物 在环境因素作用下形成的 与一次污染物理化性质及毒性不同的新的污染物 26 27 3 远期效应 致癌作用致突变作用致畸作用 28 1 致癌作用 尽管肿瘤的病因不清 但60 80 的肿瘤与环境因素有关 其中90 是环境化学因素所致 29 环境致癌因素 生物因素物理因素化学因素 30 2 致突变作用遗传 变异 突变突变表现形式突变发生在哪些细胞 生殖细胞 体细胞 体细胞突变的结局生殖细胞突变的结局 31 3 致畸作用典子的故事问题的发现胚胎敏感期 32 二 环境内分泌干扰作用 环境内分泌干扰化学物 environmentaiendocrinedisruptingchemicals EEDC 改变健康生物及其后代或者其群体的内分泌功能 对它们的健康产生不良影响的外源性物质或混合物 33 1995年真正引起关注美国明尼苏达州中学生发现畸形青蛙 并在网上公布 引起关注学术界开展环境流行病学调查 动物实验 34 Missinglegs 35 Theyhaveextralimbs 36 Missingeyes 37 1996年T Colbor等学者专著 成立内分泌干扰物工作组化学物在环境 食品中积累 残留临床所使用的某些药物对内分泌干扰 生殖功能 提出警告 38 该类物质具有以下生物学效应 生殖障碍 出生缺陷 发育异常 代谢紊乱 内分泌相关的癌症 39 三 生物地球化学性疾病 1 关于疾病成因2 流行病学特征3 影响流行的因素4 人群防治措施5 目前研究现状 40 1 关于疾病成因 地球演化成土母岩自然气候地形地貌 41 2 流行病学特征 分布有明显的地区性 与该地区环境中某种元素水平有关 有明显的剂量 反应关系 剂量 反应关系能用现代医学道理解释 42 3 影响流行的因素 营养水平环境污染防治手段 43 4 人群防治措施 1 组织措施 2 技术措施 适当补充限制摄入 44 5 目前研究现状 实验研究进展较快现场调查有待加强控制干预著有成效流行强度明显降低 45 五 影响环境相关性疾病流行的因素 剂量 反应 效应 关系作用时间个体差异联合作用物质的体内代谢过程 46 1 剂量反应关系 47 48 2 作用时间 49 3 个体差异 50 4 联合作用相加协同独立拮抗 51 5 物质的体内代谢过程吸收 呼吸道 消化道 皮肤分布 不均匀分布贮存 物质蓄积 功能蓄积转化 生物解毒作用 生物活化作用排泄 肾脏 胆汁 其他 52 六 环境相关性疾病的研究方法 一 现场研究 环境流行病学调查 二 实验观察 环境毒理学研究 53 一 环境流行病学调查 运用传统的流行病学方法 弄清楚环境与人群健康关系的特点 研究外环境因素与人群健康的宏观关系 54 在以下三种情况下应用 已知暴露因素 欲研究对人群健康的危害 出现健康异常 欲探索环境中的致病因素 暴露 效应基本清楚 研究剂量 反应关系 以上三种情况各举例子1 2个 55 回顾以往成功案例吸烟与肺癌水俣病克山病砷中毒 56 通过环境流行病学调查回答的问题 人群的外暴露水平 环境负荷 机体的内暴露水平 机体负荷 人群健康效应总之要搞清楚暴露效应关系 57 具体操作步骤 确定调查区和对照区 确定调查对象组和对照组 开展暴露测量 exposuremonitoring 外暴露水平 大气 水土壤食物中元素水平内暴露水平 血液 尿液 毛发等 58 健康效应研究死亡水平 人口资料 死亡资料疾病资料 人口资料 发病人数 死亡人数生长发育 人口资料 青少年人口数生育状况 育龄期夫妇数 孕产情况实验室指标 生理 生化 免疫 遗传 分子生物学等指标 59 二 实验观察 环境毒理学研究 利用毒理学的原理 方法 技术研究环境化学污染物对人体的影响及其机理的一门学科 环境毒理学不仅是传统毒理学的一个分支学科 而且是环境卫生学的重要组成部分 60 能回答的问题 环境化学物质的吸收 分布 转化 排泄毒作用表现 急性 亚急性 慢性 毒作用的靶器官毒性分级有无三致作用 致癌 致畸 致突变 61 研究水平 体内试验 也称为整体动物试验体外试验 游离器官 游离组织 细胞器分子水平 观察基因水平的变化 62 一般毒性试验方法 急性毒性试验方法2 亚急性和亚慢性毒性试验3 慢性毒性试验 63 特殊毒理学试验方法 致突变试验致畸试验致癌试验 64 几个有影响的实验研究 低硒与感染氟的胶原毒性学说砷的氧化应激砷代谢相关酶基因多态性氟 砷 碘 硒元素间联合作用 65 低硒与感染 克山病人血液 心肌先后分离出50株病毒分离成功的COXB2 COXB4 COXA9转染到低硒喂养的昆明乳鼠 可引起心肌坏死等组织病变 用cDNA探针与克山病尸检心肌组织作原位核酸杂交 其COXB组病毒RNA阳性率可达60 90 用多聚酶链反应 PCR 技术已从急型 亚急型 慢型克山病尸检心肌标本中已检出肠道病毒株 真菌感染也可能是另一重要感染因子 从病区玉米中分离 提纯串珠镰刀菌素 并发现转染动物后 使之心肌变性 66 氟的胶原毒性学说 印度学者低剂量染毒小鼠骨骼牙齿完好血清肌酸磷酸激酶活性增高各脏器蛋白含量下降 胶原蛋白下降明显 胶原纤维结构异常 67 砷的体内过程 砷吸收入血后在血液中聚集 95 的三氧化二砷 砷酸盐 亚砷酸盐与血红蛋白中的珠蛋白结合 运输至肝 肾 脾 肺 脑 皮肤及骨骼 亚细胞组织中分布并非均匀 微粒体 胞液 溶酶体 线粒体 细胞核 砷可以贮存于皮肤角蛋白中 68 砷氧化应激与活性氧 ROS 产生 69 氧化应激导致DNA损伤 甲基化反应 具有双重作用 它一方面使无机砷的毒性降低 但又可通过氧化应激而启动致癌过程 氧化应激并导致DNA损伤 从而启动砷的致癌作用 促进了砷性癌瘤的发生 70 砷代谢相关酶基因多态性 砷酸盐还原酶是参与机体重要代谢的嘌呤核苷磷酸化酶 PNP 其基因位于染色体14q11 2 不同地区 不同种族人群PNP可有多个多态位点 MMA5 还原酶是谷胱甘肽 S 转移酶家族中的成员之一 即谷胱甘肽 S 转移酶O1 1 GSTO1 1 该酶基因位于染色体10q25 1 也存在多个多态位点 71 基因表达异常 砷可以通过多种机制影响基因表达水平 从而改变生物的遗传性状 加大诱发肿瘤的危险性 利用基因芯片技术 对6个高砷暴露且具有皮肤损害的砷中毒患者肝脏穿刺活检材料 进行了基因表达检测 并与正常人肝组织基因表达情况比较 筛选600个基因中 有60个基因表达与正常人肝细胞基因表达有所不同 细胞周期调控 细胞增殖与凋亡 以及DNA损伤修复等功能基因 72 对亚砷酸钠 NaAsO2 处理前后的人胚胎皮肤细胞 HES 利用基因芯片技术 观察基因表达变化 在4096个所筛选的基因中 共发现125个 涉及原癌基因 抑癌基因 细胞凋亡 DNA合成修复 功能基因的差异表达 其中65个基因表达上调 60个基因表达下调 73 DNA甲基化反应 癌症既可以通过DNA核苷酸序列改变等遗传学机制而引发 还可以通过碱基修饰异常等 表遗传学 机制而发生 近年来在砷的致癌机制研究中 DNA甲基化反应所导致的基因表达水平异常 作为一种表遗传学机制 越来越受到关注 74 对60例砷中毒患者外周血中具抑癌作用的p16基因第2外显子突变情况进行检测 同时对p16基因第1外显子甲基化分析 结果表明 p16基因高度甲基化p16基因缺失及启动区甲基化在地方性砷中毒的发生发展乃至癌变过程中起重要作用 75 细胞内信号转导异常 当三氧化二砷进入细胞内与游离巯基结合后 选择性地激活胱天蛋白酶 caspase 家族成员 由于caspase酶活性增高 改变了细胞内信号转导系统 从而诱发了细胞凋亡 76 砷对机体的损伤与细胞凋亡 砷对机体的损伤与细胞凋亡 apoptosis 有密切关系 砷诱导许多细胞凋亡 肝脏细胞 神经细胞 甲状腺细胞 淋巴细胞 胚胎细胞 HL60细胞 NB4细胞等 近几年来 砷致细胞凋亡研究已经成为学科热点课题之一 77 作业 以所给案例资料制定调查方案 78 要求 通过案例分析 了解地方性氟中毒环境流行病学调查基本程序和内容 掌握水氟 尿氟水平的测定方法 掌握判断氟斑牙 氟骨症的临床诊断 设计地方性氟中毒的流行病学调查方案 79 案例分析 问题的提出现场基本情况流行病学调查 80 问题的提出高氟区 降氟改水工程水氟15年后 水氟浓度回升要回答 深井水水氟含量回升的原因 长期饮用含氟量为1 3 1 6mg L的深井水 对居民健康是否造成危害 81 现场基本情况勘察 井深井