对苯二甲酸作业人群尿液生化反应的研究
作者：龚楠 何冬宁 王心如 徐锡坤 张长来 李祖荣 王顶贤 朱道明 吴仲华
单位：
龚楠 何冬宁 王心如 徐锡坤 南京医科大学公共卫生学院 210029；张长来 李祖荣 王顶贤 仪征化纤集团公司医院预防保健中心；朱道明 吴仲华 扬子石化公司医院职业病防治所
关键词：对苯二甲酸；尿液；酶；离子
对苯二甲酸作业人群尿液生化反应的研究 【摘要】 目的 探讨对苯二甲酸(TPA)作业人群尿酶和尿液离子水平的变化。方法 对107名工人进行个体采样并测定空气和尿中TPA浓度。留取127名TPA作业工人当日工前、工后尿样和71名对照尿样，对尿样中γ-谷氨酰转肽酶(γ-GGT)、碱性磷酸酶(ALP)、乳酸脱氢酶(LDH)、N-乙酰-β-D-氨基葡糖苷酶(NAG)活力和尿pH值、Na+、K+、Cl-、Ca2+、NH4+、PO43-和SO42-离子浓度进行分析。结果 尿TPA水平与空气TPA浓度存在相关关系。接触组尿Na+、Cl-、Ca2+、NH4+和SO42-离子浓度显著高于对照组(P<0.05)；指标聚类统计分析结果显示：尿TPA与尿NH4+相关系数最大(r=0.212 5,P=0.019 8)，两者之间存在剂量依赖关系；对接触组和对照组作逐步判别分析，筛选出Ca2+、NH4+和NAG 3项最有价值的指标。结论 NH4+排泄增多可引起机体负氮平衡，以尿NH4+水平作为接触TPA的生物学效应指标，并辅以Ca2+和NAG两项指标可监测TPA对接触人群肾功能的早期影响。
, 百拇医药
Study on the changes of urinary biochemical response in workers exposed to terephthalic acid
Gong Nan*,He Dongning,Wang Xinru,et al.*
School of Public Health,Nanjing Medical University,Nanjing 210029
【Abstract】 Objective To study the changes of urinary ions and enzymes in workers exposed to terephthalic acid(TPA). Methods Air TPA concentration from personal sampling and urinary TPA level in 107 workers were analysed respectively.Urinary biochemical parameters were determined in 127 workers exposed to TPA and 71 control workers in the same plant.The parameters examined included urinary γ-GGT,ALP,LDH,N-acetyl-β-glucosaminidase(NAG),pH,Na+,K+,Cl-,Ca2+,NH4+,PO43- and SO42-. Results The TPA load in urine was correlated to the TPA concentration in air.The results showed that concentrations of urinary Na+,Cl-,Ca2+,NH4+ and SO42- were significantly increased in exposed workers.Cluster analysis showed that the excretion of NH4+ was significantly correlated to urinary TPA load.Ca2+,NH4+ and NAG were the most valuable indexes screened out by step discriminant analysis. Conclusion Negative nitrogen balance effect may be caused by excessive excretion of NH4+,hence urinary NH4+ is suggested to be an effective biological indicator under the condition of TPA exposure and that NAG,Ca2+ and NH4+ may be used to evaluate the early changes of renal function.
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【Key words】 Terephthalic acid Urine Enzyme Ion
对苯二甲酸(Terephthalic acid,TPA)对泌尿系统的毒效应多年来一直是研究的焦点。接触大剂量TPA可诱发动物膀胱结石、肾炎和肾组织萎缩，结石所致的慢性损伤可引发膀胱上皮增生，进而可发展为肿瘤[1]。目前国内外针对TPA所致泌尿系统早期生物学效应的研究报道甚少，我们在呼吸毒理、遗传毒理和职业人群生物学监测等研究的基础上，通过分析TPA作业工人尿酶活力和尿离子浓度，探讨TPA暴露人群泌尿系统的早期生物学效应指标。
对象与方法
1.对象：选某大型企业中无泌尿系疾患的TPA粉尘作业工人127名(男61名、女66名)，平均年龄33.7(18～55)岁，，TPA粉尘平均作业工龄6.42(1～14)年。对照组选取无职业危害因素接触史的同一地区的工人71名(男35名、女36名)，平均年龄33.5(21～54)岁。接触组与对照组文化程度、婚姻状况及经济收入等影响因素，经统计学检验,差异无显著性。
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2.作业工人TPA暴露量的测定：留取调查对象工前和工后尿样，以美国WATERS公司HPLC对样品进行分析[2]。以美国TECHICON公司RA-XT全自动生化分析仪测定每份尿样肌酐(Cr)值，以Cr校正尿量的影响。将工前、工后尿TPA的平均值作为作业工人TPA的体内负荷。
3.个体采样：采用动式个体采样器滤膜采样法对107名工人1个工作日连续采样。实施个体采样的工人同时留取当天的工后尿样。以质量分数为1%的KOH溶解滤膜上的TPA，用紫外分光光度法分析样品TPA含量。HPLC分析尿TPA浓度。
4.尿液指标分析：接触组分别留取工前和工后尿，对照组留取一次性工前尿用于检测。取尿液后，立即测定pH值。尿液离心后，一部分样品4 ℃保存，以美国TECHICON公司生产的RA-XT型全自动生化分析仪测定碱性磷酸酶(ALP)、乳酸脱氢酶(LDH)、γ-谷氨酰转肽酶(γ-GGT)、Ca2+水平，所用试剂盒由中外合资上海长征医学科学有限公司生产；以美国BECKMAN公司生产的E4ATM型电解质分析仪测定尿中Na+、K+、Cl-离子水平，所用试剂均由BECKMAN公司生产；以对硝基苯胺-氨基葡萄糖作基质比色法测定N-乙酰-β-D-氨基葡糖苷酶(NAG)活力[3]；以常规方法测定NH4+水平[4]；以钼蓝比色法测定PO43-水平[5]；以BaCl2沉淀法测定SO42-水平[6]。以肌酐校正尿量的影响。
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5.数据处理：以FoxBase+建立数据库，所有数据用SAS统计软件进行正态性检验，再进行t检验、方差分析、相关分析以及指标R型聚类分析和判别分析。
结 果
1.TPA作业人群尿TPA水平与个体采样空气TPA浓度的关系：107名工人工后尿液TPA负荷与个体采样空气TPA粉尘浓度有相关关系(尿TPA负荷=0.401 5+6.023 9×空气TPA粉尘浓度加1的对数值，n=107,r=0.453 2,P<0.01)。
2.尿TPA负荷对工前、工后尿酶及尿离子平均水平的影响：对照组人群尿样中未检出TPA。接触组人群按尿TPA负荷的高低分为3组，表1结果显示：随着体内尿TPA负荷的增加，Na+、Cl-、Ca2+、NH4+和SO42-离子的排泄量增加。
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表1 尿TPA负荷对尿酶活力及尿电解质水平的影响(x±s)
Table 1 Effect of urinary TPA load on level of enzymes and ions in urine(x±s)
组别
Group
尿TPA负荷
Urinary TPA load
(mmol/mol Cr)
人数
n
NAG
, http://www.100md.com
(U/mmol Cr)
γ-GGT
(U/mmol Cr)
ALP
(U/mmol Cr)
LDH
(U/mmol Cr)
pH
Na+
(mol/mol Cr)
接触组
Exposure
, http://www.100md.com
0～
59
0.78±0.36
3.30±0.89
0.82±0.31
2.56±1.72
5.66±0.92
23.23±8.41
1～
47
0.73±0.43
3.85±1.52
, http://www.100md.com
0.92±0.35
2.53±2.20
5.79±0.59
23.98±11.30*
5～
21
0.90±0.34
3.69±1.21
1.00±0.37
3.18±3.19
5.66±0.71
27.69±11.40*
, 百拇医药
对照组
Control
未检出
Undetected
71
0.85±0.45
3.59±1.61
0.93±0.66
2.58±2.93
5.71±0.40
19.84±10.30
组别
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Group
尿TPA负荷
Urinary TPA load
(mmol/mol Cr)
人数
n
K+
(mol/mol Cr)
Cl-
(mol/mol Cr)
Ca2+
, http://www.100md.com
(mol/mol Cr)
NH4+
(mol/mol Cr)
PO43-
(mol/mol Cr)
SO42-
(mol/mol Cr)
接触组
Exposure
0～
, 百拇医药 59
4.26±1.56
25.69±9.55*
0.28±0.10*
1.09±0.45
0.56±0.26
1.20±0.29
1～
47
4.79±1.97
26.15±12.10*
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0.34±0.19*
1.16±0.56
0.59±0.28
1.46±0.56*
5～
21
4.99±1.38
30.63±11.80*
0.35±0.15*
1.30±0.82*
0.59±0.37
, 百拇医药
1.41±0.41*
对照组
Control
未检出
Undetected
71
4.50±2.18
21.66±10.90
0.19±0.10
1.00±0.40
0.63±0.32
1.16±0.38
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与对照组比较，*P<0.05 *P<0.05 vs.control
3.尿液分析指标的聚类分析：对TPA粉尘作业人群尿液13项指标进行R类型聚类分析(图1)，尿TPA平均负荷与尿NH4+相关性最大，两项指标聚为一类。尿NH4+水平与尿TPA相关系数最大(r=0.212 5,P=0.019 8)。
图1 尿液分析指标的R类型聚类分析树形图
Fig 1 Tree procedure of cluster analysis of urinary indexes
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4.尿液分析指标的判别分析：对两组人群尿液12项指标(除尿TPA负荷)进行逐步判别分析，筛选出NAG、Ca2+和NH4+3项指标(P<0.000 1)。表2示，减少9项指标，判别灵敏度从72.44%降为68.50%，判别特异度从78.87%升为80.28%；而且12项指标判别的总正确率(92+56)/(127+71)为74.75%，3项指标判别的总正确率(87+57)/(127+71)为72.73%。因此，NAG、Ca2+和NH4+3项指标与12项指标比基本能反映接触组人群的特征，3项指标判别率较高。
表2 12项尿液指标判别分析结果
Table 2 Discriminant analysis result of twelve urinary indexes
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组别
Group
12项指标判别结果
Result of twelve urinary indexes
3项指标判别结果
Result of three urinary indexes
接触
Exposure
未接触
Non-exposure
合计
, 百拇医药
Total
接触
Exposure
未接触
Non-exposure
合计
Total
接触组
Exposure
92(72.44%)
35(27.56%)
127(100%)
, 百拇医药
87(68.50%)
40(31.50%)
127(100%)
对照组
Control
15(21.13%)
56(78.87%)
71(100%)
14(19.72%)
57(80.28%)
71(100%)
表中所列为判别正确人数；()为正确率
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The figures in the table indicate the correct number and percentage of workers in discriminant analysis
讨 论
1998年ACGIH针对其肺毒性效应公布的TPA的时间加权平均(TWA)浓度是10 mg/m3。我国目前尚无自行制订的TPA卫生标准，由于大量动物实验证实了TPA的泌尿系统损害效应——诱发结石和肿瘤，因而我们重点研究了尿液生化参数的变化。寻找接触TPA的泌尿系统早期生物学效应指标。
TPA进入机体后，肾脏分布量最高，并以原形从泌尿道快速排出，染毒24小时后约有60%～90%的TPA(不同的染毒途径其排泄率有差异)排出体外，在体内无蓄积。因而同时测定尿TPA水平和尿液多种生化参数才能反映TPA排泄过程中对机体可能产生的影响。
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1.尿液生化参数变化的意义：NH4+由肾脏本身合成，近曲小管是NH4+生成的主要部位。TPA是一种弱酸，可降低肾小管周围pH值而增加尿NH4+的排泄。NH4+由肾小管上皮细胞中谷氨酰胺脱氨生成，NH4+消耗过多使体内非必需氨基酸减少，机体有可能产生负氮平衡。我们以往的实验研究也有类似报道[7]。本次人群调查和Heck等[2]的动物实验(Heck等[2]的研究对象对苯二甲酯-DMT可在肝脏代谢为TPA排出体外)都发现，NH4+浓度与尿TPA负荷呈明显的剂量依赖关系。
人群调查和动物实验都证实：接触组尿Ca2+明显高于对照组，但与尿TPA负荷之间的剂量依赖关系不明显，Heck等[2]认为这不是TPA所致的特征性变化，机体接触大多数使尿液呈酸性的物质都可致尿Ca2+升高。Na+、Cl-和Ca2+离子排泄增加并未影响血清离子浓度，还不会对身体产生严重危害(有关论文另行发表)，但其离子变化机制有待动物实验深入探讨。
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尿离子浓度的变化与尿结石的形成有一定关系。尿Ca2+浓度增加是尿结石的高危因素之一[8]。氯噻嗪可通过降低尿Ca2+浓度使得TPA诱发的结石发生率明显下降[9]。尿SO42-离子增加，可降低尿pH值，低pH值也是尿结石产生的危险因素之一[8]。TPA诱发的动物结石的主要成分是TPA、Ca、磷酸和蛋白质，以CaHPO4和CaTPA化合物形式存在[1]。根据人体尿液的组成成分、离子强度和每天的饮水量进行推测，则机体每天吸收的TPA需达2.0 g[10]以上才可能形成结石，这似乎是不可能的。本次调查测得尿TPA浓度远低于其饱和浓度，膀胱B超也未检出泌尿道结石，但是接触TPA粉尘人群尿液中离子浓度的这些变化是膀胱结石形成的危险因素。
本次调查工前和工后两次尿酶的平均水平与对照组差异无显著性，且与尿TPA负荷无剂量依赖关系，这与TPA接触人群尿NAG活性的其它研究报道结果类似[11]。到目前为止，尚不能认为TPA对肾脏实质产生器质性损伤。
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2.接触TPA的早期生物学效应指标和TPA的职业接触限值：我们对接触组人群尿液13项计量指标进行R型聚类分析，以相关系数作为衡量相近程度的指标，将性质相近的归为一类。结果表明：NH4+与尿TPA平均量相关关系最大，两者呈现明显的剂量依赖关系，而且尿NH4+长期排泄量增加可能造成一定的有害效应。因此似可以尿NH4+水平作为接触TPA的早期生物学效应指标。有研究报道：尿TPA水平与空气TPA时间加权浓度有相关关系[12]。我们在进行个体采样的同时测定尿TPA水平，研究结果类似。当尿TPA工前、工后平均负荷大于5 mmol/mol Cr时，尿NH4+排泄量增加，与对照组差异有显著性；若控制尿TPA浓度小于5 mmol/mol Cr，根据回归方程计算，空气TPA粉尘时间加权平均浓度应小于4.80 mg/m3。判别分析可根据各种指标的测定结果将该对象归到某一类别中，根据样本的已知分类及所测得的数据，筛选出最能表明研究对象特征的变量。接触组与对照组逐步判别分析筛选出Ca2+、NH4+和NAG 3项指标，说明接触组与对照组这3项指标的差异最大，它们从不同侧面反映了TPA对职业人群肾功能的影响，具有一定的代表性。因此在监测NH4+水平的同时，辅之以其它2项指标将有助于全面评价TPA粉尘对作业人群泌尿系统的早期影响。
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本课题受国家卫生部和江苏省科委自然科学基金资助(基金编号 3-92-109；92033)
参考文献
1 Chin TY,Tyl RW,Popp JA.Chemical urolithiosis l.Characteristic bladder tone induction by terephthalic acid and dimethyl terephthalate in weanling Fischer-344 rats.Toxicol Appl Pharmacol,1981,58:307-321.
2 Heck Hd、 A,Kluwe CT.Microanalysis of urinary electrolytes and metabolites in rats ingesting dimethyl terephthalate.J Anal Toxicol,1980,4:222-226.
, 百拇医药
3 杨振修，冯仁丰，陆慈安.唾液和尿液N-乙酰-β-D-氨基葡糖苷酶的测定方法.上海医学，1983，6：228-231.
4 崔福生主编.医学生化检验手册.天津：天津科学技术出版社，1982.451-452.
5 郑永章，秦荣大，孟广政，等编译.卫生检验方法手册.北京：北京大学出版社，1990.58-59.
6 Fresenius W,Quentin KE,Schneider W.张曼平译.水质分析.北京：北京大学出版社，1991.141-142.
7 邱清，徐锡坤，王心如，等.对苯二甲酸经口染毒大鼠早期生物学效应的探讨.南京医科大学学报，1994，14：133-136.
8 丁荣施.肾钙结石的病因学和预防.国外医学泌尿系统分册，1987，3：1-3.
, 百拇医药
9 Tyl RW,Chin TY.Effects of selected therapeutic agents on urolithiasis induced by terephthalic acid in the male weanling Fischer-344 rats.Fund Appl Toxicol,1983,3:552-558.
10 Heck Hd、A.Chemical Urolithiasis 2.Thermodynamic aspects of bladder stone induction by terephthalic acid and diemethyl terephthalate in weanling Fischer-344 rats.Fund Appl Toxicol,1981,1:299-308.
11 顾立铭，施金敏，姚宏伟，等.对苯二甲酸职业接触人群早期生物学效应的研究.中华劳动卫生职业病杂志，1995，13：157-158.
12 邱清，王心如，徐锡坤，等.接触对苯二甲酸工人生物学监测指标的研究.江苏首届青年学术年会论文集(医学分册).北京：中国科学技术出版社，1992.313-314.
(收稿：1998-10-05 修回：1999-04-19), 百拇医药
单位：
龚楠 何冬宁 王心如 徐锡坤 南京医科大学公共卫生学院 210029；张长来 李祖荣 王顶贤 仪征化纤集团公司医院预防保健中心；朱道明 吴仲华 扬子石化公司医院职业病防治所
关键词：对苯二甲酸；尿液；酶；离子
对苯二甲酸作业人群尿液生化反应的研究 【摘要】 目的 探讨对苯二甲酸(TPA)作业人群尿酶和尿液离子水平的变化。方法 对107名工人进行个体采样并测定空气和尿中TPA浓度。留取127名TPA作业工人当日工前、工后尿样和71名对照尿样，对尿样中γ-谷氨酰转肽酶(γ-GGT)、碱性磷酸酶(ALP)、乳酸脱氢酶(LDH)、N-乙酰-β-D-氨基葡糖苷酶(NAG)活力和尿pH值、Na+、K+、Cl-、Ca2+、NH4+、PO43-和SO42-离子浓度进行分析。结果 尿TPA水平与空气TPA浓度存在相关关系。接触组尿Na+、Cl-、Ca2+、NH4+和SO42-离子浓度显著高于对照组(P<0.05)；指标聚类统计分析结果显示：尿TPA与尿NH4+相关系数最大(r=0.212 5,P=0.019 8)，两者之间存在剂量依赖关系；对接触组和对照组作逐步判别分析，筛选出Ca2+、NH4+和NAG 3项最有价值的指标。结论 NH4+排泄增多可引起机体负氮平衡，以尿NH4+水平作为接触TPA的生物学效应指标，并辅以Ca2+和NAG两项指标可监测TPA对接触人群肾功能的早期影响。
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Study on the changes of urinary biochemical response in workers exposed to terephthalic acid
Gong Nan*,He Dongning,Wang Xinru,et al.*
School of Public Health,Nanjing Medical University,Nanjing 210029
【Abstract】 Objective To study the changes of urinary ions and enzymes in workers exposed to terephthalic acid(TPA). Methods Air TPA concentration from personal sampling and urinary TPA level in 107 workers were analysed respectively.Urinary biochemical parameters were determined in 127 workers exposed to TPA and 71 control workers in the same plant.The parameters examined included urinary γ-GGT,ALP,LDH,N-acetyl-β-glucosaminidase(NAG),pH,Na+,K+,Cl-,Ca2+,NH4+,PO43- and SO42-. Results The TPA load in urine was correlated to the TPA concentration in air.The results showed that concentrations of urinary Na+,Cl-,Ca2+,NH4+ and SO42- were significantly increased in exposed workers.Cluster analysis showed that the excretion of NH4+ was significantly correlated to urinary TPA load.Ca2+,NH4+ and NAG were the most valuable indexes screened out by step discriminant analysis. Conclusion Negative nitrogen balance effect may be caused by excessive excretion of NH4+,hence urinary NH4+ is suggested to be an effective biological indicator under the condition of TPA exposure and that NAG,Ca2+ and NH4+ may be used to evaluate the early changes of renal function.
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【Key words】 Terephthalic acid Urine Enzyme Ion
对苯二甲酸(Terephthalic acid,TPA)对泌尿系统的毒效应多年来一直是研究的焦点。接触大剂量TPA可诱发动物膀胱结石、肾炎和肾组织萎缩，结石所致的慢性损伤可引发膀胱上皮增生，进而可发展为肿瘤[1]。目前国内外针对TPA所致泌尿系统早期生物学效应的研究报道甚少，我们在呼吸毒理、遗传毒理和职业人群生物学监测等研究的基础上，通过分析TPA作业工人尿酶活力和尿离子浓度，探讨TPA暴露人群泌尿系统的早期生物学效应指标。
对象与方法
1.对象：选某大型企业中无泌尿系疾患的TPA粉尘作业工人127名(男61名、女66名)，平均年龄33.7(18～55)岁，，TPA粉尘平均作业工龄6.42(1～14)年。对照组选取无职业危害因素接触史的同一地区的工人71名(男35名、女36名)，平均年龄33.5(21～54)岁。接触组与对照组文化程度、婚姻状况及经济收入等影响因素，经统计学检验,差异无显著性。
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2.作业工人TPA暴露量的测定：留取调查对象工前和工后尿样，以美国WATERS公司HPLC对样品进行分析[2]。以美国TECHICON公司RA-XT全自动生化分析仪测定每份尿样肌酐(Cr)值，以Cr校正尿量的影响。将工前、工后尿TPA的平均值作为作业工人TPA的体内负荷。
3.个体采样：采用动式个体采样器滤膜采样法对107名工人1个工作日连续采样。实施个体采样的工人同时留取当天的工后尿样。以质量分数为1%的KOH溶解滤膜上的TPA，用紫外分光光度法分析样品TPA含量。HPLC分析尿TPA浓度。
4.尿液指标分析：接触组分别留取工前和工后尿，对照组留取一次性工前尿用于检测。取尿液后，立即测定pH值。尿液离心后，一部分样品4 ℃保存，以美国TECHICON公司生产的RA-XT型全自动生化分析仪测定碱性磷酸酶(ALP)、乳酸脱氢酶(LDH)、γ-谷氨酰转肽酶(γ-GGT)、Ca2+水平，所用试剂盒由中外合资上海长征医学科学有限公司生产；以美国BECKMAN公司生产的E4ATM型电解质分析仪测定尿中Na+、K+、Cl-离子水平，所用试剂均由BECKMAN公司生产；以对硝基苯胺-氨基葡萄糖作基质比色法测定N-乙酰-β-D-氨基葡糖苷酶(NAG)活力[3]；以常规方法测定NH4+水平[4]；以钼蓝比色法测定PO43-水平[5]；以BaCl2沉淀法测定SO42-水平[6]。以肌酐校正尿量的影响。
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5.数据处理：以FoxBase+建立数据库，所有数据用SAS统计软件进行正态性检验，再进行t检验、方差分析、相关分析以及指标R型聚类分析和判别分析。
结 果
1.TPA作业人群尿TPA水平与个体采样空气TPA浓度的关系：107名工人工后尿液TPA负荷与个体采样空气TPA粉尘浓度有相关关系(尿TPA负荷=0.401 5+6.023 9×空气TPA粉尘浓度加1的对数值，n=107,r=0.453 2,P<0.01)。
2.尿TPA负荷对工前、工后尿酶及尿离子平均水平的影响：对照组人群尿样中未检出TPA。接触组人群按尿TPA负荷的高低分为3组，表1结果显示：随着体内尿TPA负荷的增加，Na+、Cl-、Ca2+、NH4+和SO42-离子的排泄量增加。
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表1 尿TPA负荷对尿酶活力及尿电解质水平的影响(x±s)
Table 1 Effect of urinary TPA load on level of enzymes and ions in urine(x±s)
组别
Group
尿TPA负荷
Urinary TPA load
(mmol/mol Cr)
人数
n
NAG
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(U/mmol Cr)
γ-GGT
(U/mmol Cr)
ALP
(U/mmol Cr)
LDH
(U/mmol Cr)
pH
Na+
(mol/mol Cr)
接触组
Exposure
, http://www.100md.com
0～
59
0.78±0.36
3.30±0.89
0.82±0.31
2.56±1.72
5.66±0.92
23.23±8.41
1～
47
0.73±0.43
3.85±1.52
, http://www.100md.com
0.92±0.35
2.53±2.20
5.79±0.59
23.98±11.30*
5～
21
0.90±0.34
3.69±1.21
1.00±0.37
3.18±3.19
5.66±0.71
27.69±11.40*
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对照组
Control
未检出
Undetected
71
0.85±0.45
3.59±1.61
0.93±0.66
2.58±2.93
5.71±0.40
19.84±10.30
组别
, http://www.100md.com
Group
尿TPA负荷
Urinary TPA load
(mmol/mol Cr)
人数
n
K+
(mol/mol Cr)
Cl-
(mol/mol Cr)
Ca2+
, http://www.100md.com
(mol/mol Cr)
NH4+
(mol/mol Cr)
PO43-
(mol/mol Cr)
SO42-
(mol/mol Cr)
接触组
Exposure
0～
, 百拇医药 59
4.26±1.56
25.69±9.55*
0.28±0.10*
1.09±0.45
0.56±0.26
1.20±0.29
1～
47
4.79±1.97
26.15±12.10*
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0.34±0.19*
1.16±0.56
0.59±0.28
1.46±0.56*
5～
21
4.99±1.38
30.63±11.80*
0.35±0.15*
1.30±0.82*
0.59±0.37
, 百拇医药
1.41±0.41*
对照组
Control
未检出
Undetected
71
4.50±2.18
21.66±10.90
0.19±0.10
1.00±0.40
0.63±0.32
1.16±0.38
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与对照组比较，*P<0.05 *P<0.05 vs.control
3.尿液分析指标的聚类分析：对TPA粉尘作业人群尿液13项指标进行R类型聚类分析(图1)，尿TPA平均负荷与尿NH4+相关性最大，两项指标聚为一类。尿NH4+水平与尿TPA相关系数最大(r=0.212 5,P=0.019 8)。
图1 尿液分析指标的R类型聚类分析树形图
Fig 1 Tree procedure of cluster analysis of urinary indexes
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4.尿液分析指标的判别分析：对两组人群尿液12项指标(除尿TPA负荷)进行逐步判别分析，筛选出NAG、Ca2+和NH4+3项指标(P<0.000 1)。表2示，减少9项指标，判别灵敏度从72.44%降为68.50%，判别特异度从78.87%升为80.28%；而且12项指标判别的总正确率(92+56)/(127+71)为74.75%，3项指标判别的总正确率(87+57)/(127+71)为72.73%。因此，NAG、Ca2+和NH4+3项指标与12项指标比基本能反映接触组人群的特征，3项指标判别率较高。
表2 12项尿液指标判别分析结果
Table 2 Discriminant analysis result of twelve urinary indexes
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组别
Group
12项指标判别结果
Result of twelve urinary indexes
3项指标判别结果
Result of three urinary indexes
接触
Exposure
未接触
Non-exposure
合计
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Total
接触
Exposure
未接触
Non-exposure
合计
Total
接触组
Exposure
92(72.44%)
35(27.56%)
127(100%)
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87(68.50%)
40(31.50%)
127(100%)
对照组
Control
15(21.13%)
56(78.87%)
71(100%)
14(19.72%)
57(80.28%)
71(100%)
表中所列为判别正确人数；()为正确率
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The figures in the table indicate the correct number and percentage of workers in discriminant analysis
讨 论
1998年ACGIH针对其肺毒性效应公布的TPA的时间加权平均(TWA)浓度是10 mg/m3。我国目前尚无自行制订的TPA卫生标准，由于大量动物实验证实了TPA的泌尿系统损害效应——诱发结石和肿瘤，因而我们重点研究了尿液生化参数的变化。寻找接触TPA的泌尿系统早期生物学效应指标。
TPA进入机体后，肾脏分布量最高，并以原形从泌尿道快速排出，染毒24小时后约有60%～90%的TPA(不同的染毒途径其排泄率有差异)排出体外，在体内无蓄积。因而同时测定尿TPA水平和尿液多种生化参数才能反映TPA排泄过程中对机体可能产生的影响。
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1.尿液生化参数变化的意义：NH4+由肾脏本身合成，近曲小管是NH4+生成的主要部位。TPA是一种弱酸，可降低肾小管周围pH值而增加尿NH4+的排泄。NH4+由肾小管上皮细胞中谷氨酰胺脱氨生成，NH4+消耗过多使体内非必需氨基酸减少，机体有可能产生负氮平衡。我们以往的实验研究也有类似报道[7]。本次人群调查和Heck等[2]的动物实验(Heck等[2]的研究对象对苯二甲酯-DMT可在肝脏代谢为TPA排出体外)都发现，NH4+浓度与尿TPA负荷呈明显的剂量依赖关系。
人群调查和动物实验都证实：接触组尿Ca2+明显高于对照组，但与尿TPA负荷之间的剂量依赖关系不明显，Heck等[2]认为这不是TPA所致的特征性变化，机体接触大多数使尿液呈酸性的物质都可致尿Ca2+升高。Na+、Cl-和Ca2+离子排泄增加并未影响血清离子浓度，还不会对身体产生严重危害(有关论文另行发表)，但其离子变化机制有待动物实验深入探讨。
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尿离子浓度的变化与尿结石的形成有一定关系。尿Ca2+浓度增加是尿结石的高危因素之一[8]。氯噻嗪可通过降低尿Ca2+浓度使得TPA诱发的结石发生率明显下降[9]。尿SO42-离子增加，可降低尿pH值，低pH值也是尿结石产生的危险因素之一[8]。TPA诱发的动物结石的主要成分是TPA、Ca、磷酸和蛋白质，以CaHPO4和CaTPA化合物形式存在[1]。根据人体尿液的组成成分、离子强度和每天的饮水量进行推测，则机体每天吸收的TPA需达2.0 g[10]以上才可能形成结石，这似乎是不可能的。本次调查测得尿TPA浓度远低于其饱和浓度，膀胱B超也未检出泌尿道结石，但是接触TPA粉尘人群尿液中离子浓度的这些变化是膀胱结石形成的危险因素。
本次调查工前和工后两次尿酶的平均水平与对照组差异无显著性，且与尿TPA负荷无剂量依赖关系，这与TPA接触人群尿NAG活性的其它研究报道结果类似[11]。到目前为止，尚不能认为TPA对肾脏实质产生器质性损伤。
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2.接触TPA的早期生物学效应指标和TPA的职业接触限值：我们对接触组人群尿液13项计量指标进行R型聚类分析，以相关系数作为衡量相近程度的指标，将性质相近的归为一类。结果表明：NH4+与尿TPA平均量相关关系最大，两者呈现明显的剂量依赖关系，而且尿NH4+长期排泄量增加可能造成一定的有害效应。因此似可以尿NH4+水平作为接触TPA的早期生物学效应指标。有研究报道：尿TPA水平与空气TPA时间加权浓度有相关关系[12]。我们在进行个体采样的同时测定尿TPA水平，研究结果类似。当尿TPA工前、工后平均负荷大于5 mmol/mol Cr时，尿NH4+排泄量增加，与对照组差异有显著性；若控制尿TPA浓度小于5 mmol/mol Cr，根据回归方程计算，空气TPA粉尘时间加权平均浓度应小于4.80 mg/m3。判别分析可根据各种指标的测定结果将该对象归到某一类别中，根据样本的已知分类及所测得的数据，筛选出最能表明研究对象特征的变量。接触组与对照组逐步判别分析筛选出Ca2+、NH4+和NAG 3项指标，说明接触组与对照组这3项指标的差异最大，它们从不同侧面反映了TPA对职业人群肾功能的影响，具有一定的代表性。因此在监测NH4+水平的同时，辅之以其它2项指标将有助于全面评价TPA粉尘对作业人群泌尿系统的早期影响。
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本课题受国家卫生部和江苏省科委自然科学基金资助(基金编号 3-92-109；92033)
参考文献
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2 Heck Hd、 A,Kluwe CT.Microanalysis of urinary electrolytes and metabolites in rats ingesting dimethyl terephthalate.J Anal Toxicol,1980,4:222-226.
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3 杨振修，冯仁丰，陆慈安.唾液和尿液N-乙酰-β-D-氨基葡糖苷酶的测定方法.上海医学，1983，6：228-231.
4 崔福生主编.医学生化检验手册.天津：天津科学技术出版社，1982.451-452.
5 郑永章，秦荣大，孟广政，等编译.卫生检验方法手册.北京：北京大学出版社，1990.58-59.
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7 邱清，徐锡坤，王心如，等.对苯二甲酸经口染毒大鼠早期生物学效应的探讨.南京医科大学学报，1994，14：133-136.
8 丁荣施.肾钙结石的病因学和预防.国外医学泌尿系统分册，1987，3：1-3.
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9 Tyl RW,Chin TY.Effects of selected therapeutic agents on urolithiasis induced by terephthalic acid in the male weanling Fischer-344 rats.Fund Appl Toxicol,1983,3:552-558.
10 Heck Hd、A.Chemical Urolithiasis 2.Thermodynamic aspects of bladder stone induction by terephthalic acid and diemethyl terephthalate in weanling Fischer-344 rats.Fund Appl Toxicol,1981,1:299-308.
11 顾立铭，施金敏，姚宏伟，等.对苯二甲酸职业接触人群早期生物学效应的研究.中华劳动卫生职业病杂志，1995，13：157-158.
12 邱清，王心如，徐锡坤，等.接触对苯二甲酸工人生物学监测指标的研究.江苏首届青年学术年会论文集(医学分册).北京：中国科学技术出版社，1992.313-314.
(收稿：1998-10-05 修回：1999-04-19), 百拇医药