Serum neuron-specific enolase and neurofilament level in workers exposed to n-hexane
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+ English摘要:目的 探讨正己烷接触对人体血清神经元特异性烯醇化酶（neuron-specific enolase，NSE）及神经丝蛋白（neurofilament，NF）的影响。方法 应用酶联免疫吸附法分别测定接触正己烷且出现临床症状及异常体征的83名工人及不接触职业病危害因素的48名对照组员工的NSE和NF，并分析工龄和以上两个指标的关系。结果 接触组工作场所空气中正己烷时间加权平均浓度为0.54~70.00 mg/m3，平均（25.1 ±9.8）mg/m3，均未超过职业接触限值。接触组所在的生产车间共有工人577人，出现一项或以上临床症状及异常体征的有83例（占14.3%）。接触组血清NSE、NF质量浓度均明显高于对照组，差异有统计学意义（P < 0.05）。随着工龄的增长，接触组工人血清NSE、NF有增高的趋势（P < 0.01）。结论 接触正己烷可能导致工人外周血NSE、NF表达水平升高，两者可作为长期接触正己烷导致外周神经病变的早期效应标志物。
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关键词:
- 正己烷 /
- 神经元特异性烯醇化酶 /
- 神经丝蛋白 /
- 效应标志物
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正己烷（n-hexane）是己烷（C6H14）的主要异构体之一，分子式为CH3（CH2）4CH3，相对分子质量86.18，沸点68.74 ℃。正己烷为无色、高挥发性、高脂溶性液体，俗称白电油，在工业生产中，广泛用作油漆的生产原料、黏合剂，电子产业中的清洁剂以及植物油的提取溶剂。正己烷因其高挥发性、高脂溶性，且在人体内有蓄积作用和对神经系统的毒作用[1]，被认为是高危害性毒物。正己烷可经呼吸道、消化道和皮肤等吸收，如果接触工人不注意自我保护，长期低浓度接触正己烷可导致慢性中毒性周围神经病的发生[2]。由于正己烷中毒的起病具有潜隐性的特点，患者病程进展缓慢，并且在停止接触毒物后，病情仍可继续发展，这给正己烷中毒的早期防治带来不小困难[3]。正己烷外周替代标志物的研究目前越来越多，主要集中在神经元特异性烯醇化酶（neuron-specific enolase，NSE）、神经丝蛋白（neurofilament，NF）、髓鞘碱性蛋白质（myelin basic protein，MBP）等物质。本研究拟通过监测正己烷接触工人以及非接触工人血清中NSE和NF指标，预防正己烷对人体周围神经的不可逆性损害，指导接触正己烷工人在出现周围神经中毒的明显症状前，及早脱离正己烷接触，这对接触正己烷职业人群的健康监护将有重要意义。
1. 对象与方法
1.1 对象
2016年6月—2020年3月，上海市某汽车配件厂缝皮车间共有接触正己烷工人577人，其中83人有临床症状及异常体征，设为接触组。其中男性38名，女性45名；年龄21 ~ 45岁，平均（33.78 ± 6.27）岁；工龄0.6 ~ 8.0年，平均（4.21 ± 1.52）年。接触组工人接触的主要职业病危害因素为正己烷。接触组纳入标准：职业性接触正己烷前无任何周围神经病的临床症状，接触正己烷后无周围神经损害体征（即无跟腱反射减弱、肌力下降），但出现对称性肢体远端乏力或麻木、触觉或痛觉异常等的任何一项症状[4-5]。
随机抽取该汽车配件厂不接触正己烷的48名行政、后勤人员作为对照组。其中男性15名，女性23名；年龄19 ~ 42岁，平均（32.03 ± 8.8）岁；工龄0.3 ~ 7.0年，平均（3.96 ± 1.63）年。
两组排除标准[5-6]：（1）其他原因所致周围神经病者，如糖尿病、格林-巴利综合征、甲状腺功能低下、患有肿瘤等；（2）心、肝、肾及中枢神经系统有损害者；（3）妊娠者；（4）有意夸大病情、检查不合作者。
1.2 方法
1.2.1 工作车间空气中正己烷浓度的检测
依据GBZ 159—2004《工作场所空气中有害物质监测的采样规范》 [7]，于2017年11月3日对该厂生产车间及办公场所正己烷气体的浓度进行检测。生产车间共设置6个采样点，采集样品数36个；办公场所设置4个采样点，采集样品数12个。样品中正己烷浓度按照GBZ/T 160.38—2007《工作场所空气有毒物质测定烷烃类化合物》 [8]进行检测分析。
1.2.2 检测NSE、NF所用仪器、试剂及检测流程
以人神经特异性烯醇化酶（NSE）酶联免疫试剂盒测定人血清NSE质量浓度，以人神经丝蛋白H（NF-H）酶联免疫试剂盒测定人血清NF-H质量浓度，试剂盒均购自武汉华美生物工程有限公司。
操作流程：（1）将纯化的抗体包被48孔酶微孔板；（2）封闭制成固相载体；（3）向包被抗NSE（或NF-H）抗体的微孔中加入血清标本或试剂盒中的标准品；（4）生物素化的抗NSE（或NF-H）抗体、HRP标记的亲和素，经过洗涤，用底物四甲基联苯胺（tetramethylbenzidine，TMB）显色，颜色的深浅和样本中的NSE（或NF-H）呈正相关；（5）用惠松MB-530酶标仪在450 nm波长下依序测定吸光度（OD值）；（6）根据以上各检测结果计算各个样本浓度。
1.2.3 统计学分析
将数据录入Excel表进行汇总，再运用SPSS 19.0软件进行统计学分析。计量资料符合正态分布的以均数±标准差（x ± s）表示，两组间差异比较采用独立样本t检验，多组间比较采用单因素方差分析；计数资料以率（%）表示，组间比较采用χ2检验。P < 0.05为差异有统计学意义。
2. 结果
2.1 研究对象基本情况
两组研究对象在平均年龄、平均工龄，以及性别、婚姻状况、吸烟、饮酒情况构成等方面，差异均无统计学意义（P > 0.05）。见表 1。
表 1 观察组与对照组基本情况比较组别 调查人数 平均年龄/岁 平均工龄/年 不同性别人数 不同婚姻状况人数 吸烟人数 饮酒人数 男 女 未婚 已婚 是 否 是 否 观察组 83 33.78 ± 6.27 4.21 ± 1.52 38 45 36 47 22 61 18 65 对照组 48 32.03 ± 8.8 3.96 ± 1.63 15 23 21 27 15 35 11 37 t或χ2值 1.349 a 0.883 a 0.420 0.022 0.190 0.027 P值 0.180 0.379 0.516 0.961 0.663 0.870 注：a方差不齐，采用t’检验。 2.2 空气中正己烷浓度检测情况
接触组所在的生产车间36个空气样品中正己烷时间加权平均浓度（CTWA）为0.54 ~ 70.00 mg/m3，平均（25.1 ± 9.8）mg/m3，均未超过《工作场所有害因素职业接触限值》 [9]所规定的正己烷的接触限值（时间加权平均容许浓度100 mg/m3）。对照组所在的办公场所的12个空气样品均未检出正己烷。
2.3 两组对象临床症状及体征
接触组83例患者均主诉有一项或以上临床症状及异常体征，占该厂缝皮车间所有接触正己烷工人的14.3%。临床症状及异常体征从多到少依次为：对称性肢体远端乏力36例（占43.3%），肢体触觉异常19例（占22.8%），对称性肢体远端麻木15例（占18.0%），肢体痛觉异常13例（占15.6%）。对照组员工均无以上临床症状及异常体征。
2.4 两组人群血清NSE、NF检测结果
接触组血清NSE、NF质量浓度均明显高于对照组，差异有统计学意义（P < 0.05）。见表 2。
表 2 两组人群血清NSE、NF检测结果（x ± s，μg/L） 组别 调查人数 NSE NF 接触组 83 10.31 ± 0.65 1.08 ± 0.60 对照组 48 4.92 ± 0.31 0.87 ± 0.07 t值 53.941 2.412 P值 0.010 0.017 2.5 不同工龄工人NSE、NF检测结果
不同工龄工人NSE、NF质量浓度差异均有统计学意义（P < 0.01）。具体表现为：随着工龄的增长，血清NSE、NF均有增高的趋势；进一步两两比较，工龄2 ~ 4年组、 > 4年组NSE质量浓度高于 < 2年组，差异有统计学意义（P < 0.01）；而血清NF质量浓度增加不明显，仅工龄 > 4年组工人高于 < 2年组，并高于2 ~ 4年组（P < 0.01）。见表 3。
表 3 不同工龄工人血清NSE、NF检测结果（x ± s，μg/L） 工龄/年 调查人数 NSE NF < 2 24 6.07 ± 0.79 0.80 ± 0.24 2 ~ 4 29 11.29 ± 1.44 0.85 ± 0.19 > 4 30 13.31 ± 2.01 1.43 ± 0.12 F值 153.17 101.55 P值 < 0.01 < 0.01 3. 讨论
近年来，职业性慢性正己烷中毒时有发生，已为很多国家所关注。1957年意大利报道了首例慢性正乙烷中毒的“制鞋匠中毒性周围神经病” [10]，之后类似的病例陆续出现，多为制鞋皮革厂工人。中国从20世纪70年代开始发生正己烷中毒，之后报道不断增多，曾多次发生群体性正己烷中毒[11]，该类中毒事件成为亟待解决的公共卫生和社会问题。2002年开始我国卫生部对正己烷的职业暴露开展了专项整治，但中毒事件并未杜绝。
目前认为正己烷引起多发性周围神经病与其代谢产物2，5-己二酮有关[12-13]，因此，2，5-己二酮可以作为正己烷暴露的生物标志物。然而2，5-己二酮的水平不能反映正己烷慢性中毒的进展。有学者[14]对正己烷中毒者尿中2，5-己二酮水平分析的结果表明，在中毒患者尿中2，5-己二酮阳性率仅为38.82%，且中毒程度与其浓度未见相关性。国外有关正己烷慢性中毒的临床研究中也有类似的结果[15]。本文拟通过检测接触正己烷工人和非接触人群血清NSE、NF水平的变化，以期建立易检查的、敏感而特异的生物标志，这对于正己烷中毒的早期发现、早期治疗有重要意义。
在本次研究中，该企业车间工人接触正己烷的平均浓度约为职业接触限值的1/5，虽然没有超过职业接触限值，但结果显示接触正己烷工人中有14.3%主诉出现与正己烷损伤相关的临床症状及异常体征，表明接触低浓度正己烷对人体仍可能产生了一定的影响。
烯醇化酶（enolase）是一种参与人体组织细胞糖酵解的酶，在磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇丙酮酸的过程中起着细胞摄取和转化能量的作用。烯醇化酶由α、β、γ三种亚单位组成，分别是αα，ββ，γγ，αβ，αγ。其中γ型因存在于神经元和神经末梢组织细胞中，通常被称为神经元特异性烯醇化酶（NSE），在神经细胞能量代谢中起关键作用。NSE是神经细胞分泌的特异性蛋白，正常情况下稳定存在于神经细胞内，当受到外界刺激时，NSE可被释放入血或脑脊液中而使得血液及脑脊液中NSE水平升高，可作为神经元损伤的检验指标。已有研究结果显示中枢神经、外周神经多种疾病患者中NSE均有不同程度的升高，且NSE水平与神经元损伤程度呈正相关[16]。目前国内外众多研究认为NSE可以作为神经系统损害的敏感、特异的指标[17]。本次研究发现正己烷接触组工人血清NSE水平不但明显高于正常对照组，而且有随工龄而增高的趋势，与国外学者[18]对正己烷暴露工人进行早期监测发现的血液中NSE水平较对照组增高的结论一致。我们初步推断长期的低浓度正己烷接触对工人血清NSE水平有一定影响，可作为接触正己烷导致慢性外周神经病变的早期效应标志物。结合国内外众多研究，我们认为其也可以作为评估神经系统损伤程度的指标[17]。
神经丝蛋白（NF）是神经元特异蛋白和细胞骨架的主要成分，在有髓鞘的轴突中，是一种丰富的骨架成分，几乎充满整个轴浆。NF主要存在于神经元轴突及核周质中，是由三种相对分子量不同的多肽组成的异聚体，即NF-L、NF-M、NF-H。保持NF各亚单位之间的比例是保持NF组装的关键因素。正常NF的形成依赖于各亚单位按照一定比例聚合，任何一种亚单位的过表达或缺失都会导致神经功能的紊乱[19]。NF在维持神经细胞的形态和运动功能、维持轴突的空间构性及其正常神经传导速度中发挥着重要的作用，特别是在维持轴突的形态结构中，神经丝的含量和空间结构具有关键性的作用。正常神经组织中的骨架蛋白存在着由亚单位到骨架蛋白的聚合和解聚、降解的动态平衡过程。而正己烷的毒作用很有可能干扰了神经组织尤其是轴突中骨架蛋白的生物合成、聚合、解聚和降解。许多动物实验研究表明，正己烷经口或腹腔注射的方式染毒均可导致中枢神经系统组织中NF水平的降低[20]。本次研究也发现正己烷接触组工人血清中NF水平不但明显高于正常对照组（P < 0.05），而且在接触4年以后明显高于 < 2年组及2 ~ 4年组工人（P < 0.01）。初步推断长期接触低浓度正己烷4年以上对血清NF水平有一定影响，可作为慢性外周神经病变的早期效应标志物。
当然，仅以两项指标作为接触正己烷的早期效应标志物，或者以其评估神经系统损伤程度是有一定片面性的。我们拟以本次研究为基础，进一步选择其他潜在的标志物进行综合分析，探索正己烷中毒性周围神经病的发病机制，为正己烷中毒早期预防、早期诊断提供依据。
作者声明 本文无实际或潜在的利益冲突 -
表 1 观察组与对照组基本情况比较
组别 调查人数 平均年龄/岁 平均工龄/年 不同性别人数 不同婚姻状况人数 吸烟人数 饮酒人数 男 女 未婚 已婚 是 否 是 否 观察组 83 33.78 ± 6.27 4.21 ± 1.52 38 45 36 47 22 61 18 65 对照组 48 32.03 ± 8.8 3.96 ± 1.63 15 23 21 27 15 35 11 37 t或χ2值 1.349 a 0.883 a 0.420 0.022 0.190 0.027 P值 0.180 0.379 0.516 0.961 0.663 0.870 注：a方差不齐，采用t’检验。 
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表 2 两组人群血清NSE、NF检测结果
（x ± s，μg/L） 组别 调查人数 NSE NF 接触组 83 10.31 ± 0.65 1.08 ± 0.60 对照组 48 4.92 ± 0.31 0.87 ± 0.07 t值 53.941 2.412 P值 0.010 0.017
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表 3 不同工龄工人血清NSE、NF检测结果
（x ± s，μg/L） 工龄/年 调查人数 NSE NF < 2 24 6.07 ± 0.79 0.80 ± 0.24 2 ~ 4 29 11.29 ± 1.44 0.85 ± 0.19 > 4 30 13.31 ± 2.01 1.43 ± 0.12 F值 153.17 101.55 P值 < 0.01 < 0.01
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[1] 杜鹃, 杜宝柱. 职业性正己烷中毒的临床治疗与心理干预[J]. 医学理论与实践, 2014, 27(4): 547;560. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YXLL201404089.htm [2] 何凤生, 王世俊, 任引津. 中华职业医学[M]. 北京: 人民卫生出版社, 1999: 438. [3] 李丽. 职业性慢性正己烷中毒13例临床分析[J]. 中国保健营养, 2013, 23(6): 162-163. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GYWZ201102016.htm [4] 李智民, 李涛, 杨径. 现代职业卫生学[M]. 北京: 人民卫生出版社, 2018. [5] 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会. 职业性正己烷中毒的诊断: GBZ 84-2017[S]. 北京: 人民卫生出版社, 2017. [6] 龚煜, 温丹, 宋治洁. 琢-硫辛酸在慢性正己烷中毒治疗中的应用价值[J]. 中国实用神经疾病杂志, 2016, 19(22): 89-90. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HNSJ201622057.htm [7] 中华人民共和国卫生部. 工作场所空气中有害物质监测的采样规范: GBZ 159-2004[S]. 北京: 人民卫生出版社, 2006. [8] 中华人民共和国国家卫生部. 工作场所空气有毒物质测定烷烃类化合物: GBZ/T 160.38-2007[S]. 北京: 人民卫生出版社, 2007. [9] 中华人民共和国国家卫生部. 工作场所有害因素职业接触限值: GBZ 2.1-2019[S]. 北京: 人民卫生出版社, 2019. [10] ABBRITTI G, SIRACUSA A, CIANCHETTI C, et al. Shoe-makers poly-neurophahy in Italy: the etiological problem[J]. Br J Ind Med, 1976, 33(2): 92-99.
[11] 刘天向, 尹旭峰. 控因才能摘果: 治理正己烷职业病中毒[J]. 安全, 2016(7): 33-36. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ANQU201607013.htm [12] 邝守仁, 黄汉林, 刘惠芳, 等. 慢性正己烷中毒102例分析[J]. 中华内科杂志, 2001, 40(5): 329-331. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZYJK200410022.htm [13] GRAHAM D G, AMARNATH V, VALENTINE W M, et al. Pathogenetic studies of hexaneand carbon disulfide neurotoxicity[J]. Crit Rev Toxicol, 1995, 25(2): 91-112. doi: 10.3109/10408449509021609
[14] 陈嘉斌, 陈利平. 正己烷中毒患者尿中2, 5-己二酮水平的分析[J]. 职业医学, 1998, 25(3): 56. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XYYX803.028.htm [15] MUTTI A, FALZOI M, LUCERTINI S, et al. n-Hexane metabolism in occupationally exposed workers[J]. Br J Ind Med, 1984, 41: 533-538. http://pubmedcentralcanada.ca/pmcc/articles/PMC1009381/
[16] LIAO J, YU S, YANG F, et al. Short-term effects of climatic variables on hand, foot, and mouth disease in Mainland China, 2008-2013: a multilevel spatial poisson regression model accounting for overdispersion[J]. Plos One, 2016, 11(1): e0147054. doi: 10.1371/journal.pone.0147054
[17] 成惠林, 王汉东, 谭启富, 等. 弥漫性轴突损伤患者血清神经元特异佳烯醇化酶的变化及意义[J]. 医学研究生学报, 2000, 13(3): 152-153. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JLYB200003003.htm [18] RAABE A, GROLMS C, SEIFERT V. Serum markers of brain damage and outcome prediction in patients after severe head injury[J]. J Neurosurg, 1999, 13(1): 56-59. doi: 10.1080/02688699944195
[19] Elder G A, Friedrich V L, Margita A, et al. Age-related atrophy of motor axons in mice deficieng in the mid-sized neurofilament subunit [J]. J Cell Biol, 1999, 146(1): 181-192. doi: 10.1083/jcb.146.1.181
[20] 张天亮, 赵秀兰, 谢克勤, 等. 2, 5-己二酮对大鼠神经组织神经丝含量的影响[J]. 毒理学杂志, 2005, 9(3): 187-189. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-WSDL200503006.htm
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