中国南方食管癌高低发区饮用水致突变性的比较研究

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【摘要】 目的探讨南方食管癌高、低发区饮用水污染在食管癌发病过程中的作用。方法 采用蚕豆根尖细胞微核技术分别检测南澳县各镇与佛山各区饮用水的微核千分率(MCN‰)及污染指数(PI),同时用蒸馏水设立阴性对照, 用重铬酸钾设立阳性对照。结果 ①南澳县各镇饮用水的微核千分率与蒸馏水比较,均显著升高(P0.05)。结论 提示饮用水污染可能是食管癌的危险因素。

【关键词】 食管癌;水污染;蚕豆根尖细胞微核技术

Comparative Study on The Mutagenicity of Drinking Water in High and Low Risk Areas for Esophageal Cancer in Southern China

ZHU Le-wei ,HE Jian-xing,TAN Jia-ju,et at. Department of Thoracic Surgery, The First People’s Hospital of Foshan, Foshan 528000,China

【Abstract】 ObjectiveTo esplore the role of the drinking water pollution in the progression of esophageal cancer(EC) in the high and low risk areas for EC in southern China. MethodsThe drinking water from Nanao county and Foshan city was collected and detected the micronucleus frequences of vicia faba root tip cells (MCN‰) and pollutant indexes (PI) by Vicia-micronucleus test (VAMCN),regarding distilled water as a negative control and potassium dichromate solution as a positive control. Results①The drinking water from Nanao county resulted in higher micronucleus rates,and there was remarkably different compared with distilled water,and the degree of the drinking water pollution was correlated to the mortality of EC②The drinking water from Foshan city resulted in higher micronucleus rates,but there was no different compared with distilled water. ConclusionThe drinking water pollution could be the causative factor of the esophageal carcinogenesis.

【Key words】Esophageal cancer; Water pollution; Vicia-micronucleus test

食管癌是世界上最常见的六大恶性肿瘤之一[1],我国的发病率和死亡率最高,每年死亡20万。寻找食管癌病因,进行病因预防是高发区人民的迫切需要。根据食管癌分布具有明显的地区性,提示食管癌发病与地理环境密切相关[2,3]。国内外不少学者认为饮用水污染是食管癌发病的主导因素[4]。为此,本研究采用蚕豆根尖细胞微核技术比较南方食管癌高低发区-南方的汕头南澳和佛山两地区饮用水的致突变性,以探讨南方高、低发区饮用水污染在食管癌发病过程中的作用。

1 资料与方法

1.1 水样采集 南澳县辖3个镇,分别是后宅镇(县城)、深澳镇、云澳镇。佛山市辖5个区,分别是禅城区、南海区、顺德区、三水区、高明区,按两地居民食管癌死亡率不同地区共设46个采样点, 按监测规范要求分别采集每个点水样于洁净塑料桶内,双盲编号后,置10℃供实验用。

1.2 材料 实验所用豆种由华中师范大学生物系筛选和提供的对环境污染物比较敏感的松滋青皮豆。

1.3 方法

1.3.1 蚕豆浸种催芽 蚕豆种子洗净后,置25℃的温箱内用蒸馏水常规浸种催芽24小时,期间至少换水2次,换用的水最好事先置于25℃的温箱中预温。待种子吸胀后,用纱布松松包裹置于解剖盘内,盘内盛满待测水样,保持湿度,在25℃的温箱中催芽48 h。当初生根长到2 cm时,用蒸馏水清洗根尖2次,每次2至3 min,换入新鲜蒸馏水恢复培养24 h。每次实验均以蒸馏水作阴性对照,以重铬酸钾(K2Gr2O7)做阳性对照(实验时为3.4×106 mmol/L)重复1次实验。

1.3.2 固定根尖 切取幼根尖1厘米,置入青霉素空瓶中,用新配的卡诺氏固定液(95%酒精:冰醋酸=3∶1)固定24h,再用95%酒精漂洗后,转入70%的酒精中保存待用。

1.3.3 孚尔根(Feulgen)染色 将固定好的幼根在青霉素空瓶中用蒸馏水浸洗2次,每次5 min。吸净蒸馏水后,再加入5 mol/L盐酸将幼根泡住,连瓶放入28℃水浴锅中水解幼根25 min左右(视幼根软化程度可适当增减时间),当幼根被软化即可。再用蒸馏水浸洗幼根2次,每次5 min。在暗室或遮光的条件下加席夫氏试剂,每瓶用量以淹住幼根液面2 mm为好。除去染液,用SO2洗涤液浸洗幼根2次,每次5 min。用蒸馏水浸洗一次,5 min。后将幼根放入新换的蒸馏水中,置4℃的冰箱内保存,可供随时制片之用。

1.3.4 根尖制片 将根尖放在擦净的载玻片上,用解剖针截下1毫米左右的根尖,滴上少许45%醋酸溶液,用解剖针将根尖捣碎,加盖一清洁的盖玻片,注意不要气泡,再在盖玻片上加一小块滤纸,轻轻敲打压片。

1.3.5 常规镜检 每个待测水样至少随机检查3个根尖,每个根尖在高倍镜下至少观察1000个生长点的间期细胞,然后分别计算各待测水样的微核细胞数和微核率(MCN‰)。

1.4 微核的识别标准

1.4.1 是主核大小的1/3以下,并与主核分离的小核。

1.4.2 小核着色与主核相当或稍浅。

1.4.3 小核形态可以是圆形、椭圆形或不规则形。

1.5 数据统计

1.5.1 各水样引起的微核率 微核细胞率(MCN‰)=含有微核的细胞数/观察细胞总数×1000‰。根据陈光荣提出的污染指数计算方法[5],即:污染指数(PI)=样品微核率均值/对照微核率均值。

1.5.2 统计学方法 采用SPSS 12.0统计软件,由于样本的分布不确定,无法使用参数检验,所以本实验采用t′检验法。

2 结果

2.1 南澳县各镇饮用水诱导的蚕豆根尖微核试验结果 从表1可见,南澳县各镇饮用水均能诱发蚕豆根尖细胞微核率升高,与蒸馏水对照比较,有显著性差异(P

据《全国生物技术检测规范-蚕豆根尖微核技术》规定的污染指数划分标准,可避免因实验条件等因素带来的微核千分率(MCN‰)本底的波动。污染指数在0～1.5区间为基本无污染,1.5～2区间为轻度污染,2～3区间为中度污染,3.5以上为重度污染。根据污染程度划分标准,我们通过对南澳县镇区各采样点的污染指数(表2)的调查可知: 3个采样点的水样分别为2.49、2.96、2.63,均为中度污染。深澳镇为南澳县3个采样点中微核千分率最高的, 与其食管癌病死率在南澳县3个镇中最高的相一致。

3 讨论

蚕豆根尖的微核试验(Micronucleus test,MCNT)是1982年由Degrassi和Rizzoni正式介绍的[6],蚕豆根尖细胞微核技术是一种以染色体断裂及纺锤体损伤等为测试终点的植物微核检测方法,由于断裂后的片段不具着丝点,到细胞分裂末期,断片流失在细胞质中成为微核。实验证明,环境诱变因子的强弱与诱发的微核率成正比[7],因此可用微核率大小来表示诱变因子的强弱,利用蚕豆根尖细胞微核技术监测水质污染有以下优越性:灵敏度高,可靠性强;技术简单,易于操作,而且有显而易见的实用性;实验周期短,且蚕豆根尖细胞周期中大部分时间处于对诱变剂敏感的间期,便于遗传毒性检测试验,精确度也比较高。

本研究结果显示,南澳县各镇区饮用水微核千分率和污染指数均为阳性,食管癌病死率越高的镇区,其饮用水污染的程度越重,而作为食管癌低发区的佛山各区饮用水的微核千分率和污染指数均为阴性,提示南澳县饮用水中存在染色体畸变的物质,该种物质能明显诱导蚕豆根尖微核率增高, 提示饮用水污染可能是食管癌的危险因素。

潮汕地区是恶性肿瘤高发区,其中又以南澳县病情最为严重。南澳县地区闽粤交界,隶属汕头市,是南海的一个海岛,与台湾高雄隔海相望。它由主岛南澳岛和附近22个岛屿组成,总面积130.91平方公里,其中主岛面积128平方公里,海域面积4600平方公里,总人口72449人,以农业与渔业为主。南澳县居民以往主要汲取地下井水,目前多应用自来水,该县自来水主要是山涧水库蓄积的雨水直接注入自来水管道,其水质较易受地理环境的影响 [8]。

许多学者从不同角度对饮水与食管癌的关系进行了研究,分析水中亚硝酸盐含量高或某些成份如化学元素的缺乏等与食管癌高发有关[9]。但本次调查显示,纯净水、蒸馏水没有诱变性,因此居民饮用水中微量元素缺乏不能解释南澳县饮用水高诱变性原因。虽然本研究中并未直接测定两地饮用水中N-亚硝基化合物水平,但有资料显示,南澳县居民尿总N-亚硝基化合物(TNOC)水平较高[10],而尿总N-亚硝基化合物(TNOC)是国际癌症研究中心(IARC)提出来用以评价人体外源性接触所有N-亚硝基化合物(NOC)的指标[11], 由此可见,南澳县饮用水致突变性与水中亚硝酸盐含量高呈正相关。

食管癌“氮循环”病因学说指出我国多数食管癌高发区形成的主要原因是饮用水的严重污染,污染源是农家肥料和/或造纸厂废液,其中含有的亚硝基化合物两类前体物,在人体内合成一定剂量的亚硝胺及亚硝酰胺,引起食管癌,两类前体物齐备,是食管癌发生的必要且充分条件,饮用水有效污染浓度及有效污染比率越高,该人群食管癌发病率就越高[12]。在致癌物污染面广的汕头南澳县地区,有更多的人群接触致癌物并达到有效致癌剂量,受影响得癌的人群较多而形成食管癌的高发区;而在佛山地区,或因气候潮湿致硝酸盐前体物少,或因河流量大致胺类、酰胺类污染较轻,致癌物达到有效致癌剂量的分布面积较小,污染源更多地呈点状分布,因此受影响的人群较少,食管癌的发病率较低。这解释了食管癌在高发区呈片状及在低发区呈点状分布的现象。

由此可见,使用清除水中氮-亚硝基化合物及两类前体物的净水装置、饮用蒸馏水、深机井水、改善环境卫生、消除污染源、保护水源对食管癌的预防有一定的意义。

参 考 文 献

[1] Schlansky B, Dimarino AJ Jr, Loren D, et al. A survey of oesophageal cancer: pathology, stage and clinical presentation. Aliment Pharmacol Ther, 2006,23(5):587-593.

[2] 华北地区食管癌病因研究协作组.华北地区食管癌流行病学和病因学的初步调查研究.中华医学杂志,1994,11:671.

[3] 陆建邦.食管癌流行因素及预防研究概况.肿瘤防治研究,1996,23(6):387.

[4] 陈坤,等.不同饮水类型的若干癌症发病率研究.中国公共卫生学报,1994,12(3):146.

[5] 陈光荣,金波,李明,等.污染指数在微核(MCN)技术监测水质污染中的应用.中国环境科学,1986,6(2):60-63.

[6] Degrassi F,Rizzzoni M, Micronucleus test in Vicia faba root tips to detect mutagen damage in fresh-water pollution.Mutat Res, 1982,97:19.

[7] Grant WF.Plant mutagen assays based upon chromosome mutations.in: E. J. Klekowski Jr. (Ed) ,Environmental Mutagenesis,Carciongenesis and Plant Biology,Vol.2, New York:Praeger Press,1982.

[8] 苏敏,刘敏,田东敏,等.广东省南澳岛恶性肿瘤发病及居民饮食习惯的现况调查.环境与职业医学,2005,12(4):312-316.

[9] 赵玉环.食管癌高发区饮水亚硝胺的检测.中华肿瘤杂志,1983,1(1):18.

[10] 林昆,沈文英,吴永宁.南方食管癌高低发区人群尿总N-亚硝基化合物与N-亚硝基氨基酸关系研究.卫生研究,2002,31(5):373-374.

[11] Magee PN. The experimental basis for the role of nitroso compounds in human cancer.Cancer Survey,1989,8(2):207-239.

[12] 徐致祥,谭家驹,韩建英,等.“食管癌、胃癌、肝癌氮循环”病因假说的检验进展.前沿科学,2008,3(2):61-74.