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目的:本研究采用职业流行病学研究方法观察长期职业铝接触工人认知功能改变情况及外周血肿瘤坏死因子受体1(TNFR1)、受体相互作用蛋白1(RIP1)和受体相互作用蛋白3(RIP3)表达与认知功能改变之间的关系。讨论长期铝接触工人TNFR1、RIP1和RIP3表达与认知功能的关系及上述指标作为研究铝神经毒性外周血水平生物标志物的可能性。方法:(1)用整群抽样的方法收集山西某铝厂305名男性工人作为研究对象,其中160名电解铝车间工人作为接触组,145名热电车间和后勤工人作为对照组。采用面对面访问的方法使用自行设计的职业工人调查问卷对研究对象进行流行病学研究,调查内容包括:一般情况、简易精神状态量表(MMSE)、数字广度试验[DST,正序试验(DSFT)和倒序试验(DSBT)]、画钟试验(CDT)、物体记忆实验(FOME)和简单反应时(SRTT)等;(2)采集研究对象的空腹静脉血,分离得到全血、血浆和淋巴细胞。全血4℃保存,血浆和淋巴细胞-80℃保存备用。提取全血中总mRNA并反转录为cDNA-80℃保存备用。采用石墨炉原子吸收法测定血浆中铝含量,采用RT-PCR法测定外周血TNFR1、RIP1和RIP3 mRNA表达量,采用酶联免疫吸附(ElISA)法测定淋巴细胞中TNFR1、RIP1和RIP3蛋白表达量。结果:(1)工人血铝含量和一般情况比较:对照组工人年龄[40(34,46)岁]和接触组工人年龄[43(37,47)岁]相比,差异没有统计学意义(Z=-1.807,P=0.071)。接触组和对照组在人均收入(χ~2=3.390,P=0.184)、受教育程度(χ~2=2.081,P=0.353)、吸烟(χ~2=2.447,P=0.118)、饮酒(χ~2=2.895,P=0.089)的差异均没有统计学意义(P>0.05)。接触组工人血浆铝含量[77.45(54.65,89.26)]μg/L高于对照组工人血浆铝含量[59.15(40.49,76.49)]μg/L,差异有统计学意义(z=-5.997,P=0.000)。(2)工人认知功能比较:和对照组相比,接触组ATIME得分明显升高(z=-4.189,P=0.000)。按血浆铝含量上、下百分位数将研究对象分为低血铝组[34.88(22.55,41.23)]μg/L、中血铝组[67.07(57.47,74.65)]μg/L、高血铝组[102.38(93.52,117.16)]μg/L三组。(3)不同血铝组认知能力比较:各血铝组工人在MMSE、CDT、DST、ATIME间的差异有统计学意义(χ~2=61.572、189.235、241.471、251.567,P<0.05),与低血铝组相比,中血铝组和高血铝组CDT、DST得分明显降低,ATIME得分明显升高差异有统计学意义(P<0.05);与中血铝组相比高血铝组MMSE、CDT、DST得分明显降低,ATIME得分明显升高,差异有统计学意义(P<0.05)(4)认知功能影响因素多元回归分析:对研究对象做多元回归分析,结果显示,血铝含量和年龄是认知功能的主要影响因素(P<0.05)。(5)不同血铝组TNFR1、RIP1、RIP3表达分析:与低血铝组相比,高血铝组TNFR1 mRNA和蛋白表达量明显升高(P<0.05)。经相关性分析,血浆铝含量和TNFR1 mRNA、TNFR1蛋白表达量和ATIME呈正相关(r=0.576、0.307、0.144,P<0.05)和MMSE、CDT、DST、DSBT、ATIME得分呈负相关(r=-0.398、-0.849、-0.983、-0.977,P<0.05);TNFR1 mRNA表达量与TNFR1蛋白表达量呈正相关((r=0.437,P<0.05),与CDT、DST得分呈负相关(r=-0.857、-0.671,P<0.05);TNFR1蛋白表达量与CDT、DST、DSBT得分呈负相关(r=-0.140、-0.150、-0.121,P<0.05)。与低血铝组相比,中、高血铝组RIP1 mRNA和蛋白表达量明显升高(P<0.05),与中血铝组相比,高血铝组RIP1 mRNA表达量明显升高(P<0.05)。与低血铝组相比,高血铝组RIP3mRNA表达量明显升高(P<0.05),与中血铝组相比,高血铝组RIP3 mRNA表达量明显升高(P<0.05);与低血铝组相比,中血铝组和高血铝组RIP3蛋白表达量明显升高(P<0.05),与中血铝组相比,高血铝组RIP3蛋白表达量明显升高(P<0.05)。经相关性分析,血浆铝含量和RIP1和RIP3 mRNA、蛋白表达量呈正相关(r=0.552、0.429、0.407、0.251,P<0.05);RIP1 m RNA表达量与RIP1蛋白表达量呈正相关(r=0.594,P<0.05),与MMSE、CDT、DST、DSBT得分呈负相关(-0.262、-0.818、-0.706、-0.671,P<0.05);RIP1蛋白表达量与CDT、DST、DSBT得分呈负相关(r=-0.361、-0.354、-0.357,P<0.05);RIP3mRNA表达量与MMSE、CDT、DST、DSBT得分呈负相关(r=-0.183、-0.920、-0.751、-0.736,P<0.05);RIP3蛋白表达量与DST、DSBT得分呈负相关(r=-0.264、-0.255,P<0.05)。工人外周血中TNFR1、RIP1、RIP3蛋白表达在铝和认知功能改变之间的中介效应分析:将血浆铝含量作为自变量X,简易精神状态量表(MMSE)得分作为因变量Y,外周血中TNFR1、RIP1、RIP3蛋白表达量作为中介变量M,在95%的置信区间下,中介检验的结果没有包含0(LLCT=0.0009,ULCI=0.0030)、(LLCT=0.0004,ULCI=0.0071)、(LLCT=0.0003,ULCI=0.0021),表明TNFR1、RIP1、RIP3蛋白的中介效应显著,且中介效应大小分别为0.0015,0.0052,0.0003。此外,控制了TNFR1、RIP1、RIP3蛋白中介变量后,自变量血浆铝含量对因变量MMSE得分的影响也显著(LLCT=-0.0330,ULCI=-0.0191)、(LLCT=-0.0385,ULCI=-0.0213)、(LLCT=-0.0323,ULCI=-0.0187)。因此,TNFR1、RIP1、RIP3蛋白在血浆铝含量对认知功能影响中发挥着部分中介作用。结论:1.长期职业铝接触可引起工人认知能力下降,反应速度变慢。2.职业接触人群外周血血浆铝含量与TNFR1、RIP1、RIP3 mRNA和蛋白表达量存在相关性,TNFR1、RIP1、RIP3 mRNA和蛋白表达量与认知功能下降之间存在相关性。TNFR1、RIP1、RIP3蛋白在血浆铝含量对认知功能影响中发挥着部分中介作用。提示铝可能通过影响神经系统TNFR1、RIP1、RIP3的表达进而影响认知功能的改变。