基于LC-MS/MS尿液代谢组学技术综合评估职业性苯暴露水平及对机体损伤的研究进展

苯是最重要的芳香族化合物之一，在工农业生产中被广泛使用，主要用做溶剂、稀释剂和原材料，诸如油漆、喷漆、制鞋和制药等行业均会使用苯，在生产中若防护不当，不可避免的会接触苯，大量流行病学研究、动物试验和临床病例报告表明，长期低浓度接触苯可引起白细胞减少、骨髓抑制、严重时可导致再生障碍性贫血甚至白血病如急性髓性白血病、急性非淋巴性白血病、急性淋巴性白血病，并使骨髓发育不良综合征及非何杰金氏淋巴瘤发病危险性增高。暴露在接触苯作业的工作环境中导致的职业性急慢性苯中毒已成为亟待解决的重要的公共卫生安全和健康问题之一，我国发生率一直高居急慢性中毒的前三位。因此，控制职业苯中毒已成为所有接苯行业最为重要和紧迫的问题之一，目前最有效的方法就是采用先进技术和工艺过程, 降低作业场所中苯的浓度，同时定期评估职业性苯接触水平。

评估职业性苯接触水平最常用的手段是开展环境监测，但是由于工作场所环境中苯浓度常常波动较大，以及作业者接触和吸收苯的方式是多种途径、接触时间存在不确定性和接触时使用个人防护用品等，使得工作场所苯浓度检测数据并不能准确代表个体接触的实际情况及体内的变化, 尤其不能代表体内存在物质和功能蓄积到一定量后产生的变化。因此，国内外学者根据苯在体内的吸收、代谢和排泄规律，选定特定的苯接触生物标志物开展生物监测。苯进入人体后，既可以原型的形式存在，也可以在代谢酶的催化下形成各种代谢物或中间产物，如尿反-反式粘糠酸（tt-MA）、尿S-苯巯基尿酸（S-PMA）、苯酚和氢醌等，但在实际应用中，考虑到测定指标的敏感性和特异性, 以及各种影响因素的存在和不同的应用条件, 较为常用的苯接触的生物标志物有tt-MA、苯巯基尿酸( S-PMA) 、尿苯(UB) 、加合物等。氢醌、儿茶酚、苯酚等由于有较高的本底值, 缺乏特异性, 因而无法应用。欧美等发达国家根据工作场所空气苯接触限值，选择尿反-反式粘糠酸（t t-MA）和尿S-苯巯基尿酸（SPMA）来确定生物限值，如美国推荐尿t t-MA限值为0.5mg/gCr，尿SPMA为25μg/g Cr；法国和芬兰推荐尿t t-MA限值为5mg/L；意大利推荐尿t t-MA限值为0.85mg/gCr；西班牙推荐尿S-PMA生物限值为45μg/g Cr；新加坡制定的尿S-PMA为45μg/g Cr；巴西推荐尿t t-MA限值为1.6mg/gCr；目前我国宋世震根据我国的工作场所苯职业接触限值，通过对武汉钢铁公司和制鞋厂的苯接触工人的研究，建立了以高效液相色谱法和液质联谱为基础的尿反-反式粘糠酸（t t-MA）和尿S-苯巯基尿酸（S-PMA）的检测方法，并推荐了尿t t-MA生物限值为3.0mg/gCr，尿SPMA为100μg/g Cr。

但是较为常用的tt-MA和S-PMA都有其局限性，前者受最为常见的食品防腐剂山梨酸的影响，山梨酸在体内也可代谢成tt-MA, 在测定较低浓度的苯暴露时可影响测定结果；后者其测定的敏感性和特异性因采用的测定方法和仪器设备的不同而有所不同，不利于不同种仪器检测时的比较。而且虽然tt-MA和S-PMA具有较高的灵敏度和较好的特异性，但是仍然无法反映出苯在体内代谢的整体情况，也无法据此判断机体的损害程度。本课题组以此为切入点将目前新兴技术——代谢组学(metabonomics)引入到接苯作业的生物监测中，结合环境监测有望全面评估苯的接触水平和在体内的代谢情况及苯对机体造成的损害。

代谢组学是以组群指标分析为基础，以高通量检测和数据处理为手段，以信息建模与系统整合为目标的系统生物学的一个分支，是继基因组学、转录组学、蛋白质组学后系统生物学的另一重要研究领域，它是研究生物体系受外部刺激所产生的所有代谢产物变化的科学，所关注的是代谢循环中分子量小于1000的小分子代谢物的变化，反映的是外界刺激或遗传修饰的细胞或组织的代谢应答变化。作为应用驱动的新兴科学，代谢组学已在药物毒性和机理研究、微生物和植物研究、疾病诊断和动物模型、基因功能的阐明等领域获得了较广泛地应用。近来，代谢组学又在中药成分的安全性评价、药物代谢的分析、毒性基因组学、营养基因组、药理代谢组学、整合药物代谢和系统毒理学等研究方面取得了新的突破和进展。目前主要形成了基于核磁（NMR）和质谱( MS)技术的两大代谢组学分析平台。国内代谢组学的研究起步较晚，但是发展势头迅猛，有学者已经借助于LC-MS/MS的平台，通过对患者血清、血浆、尿液代谢组学的研究寻找某些疾病的特异生物标志物，能及时准确地对疾病进行监测和诊断以及为治疗提供参考依据。