有机磷中毒相关基因研究进展

有机磷中毒相关基因研究进展

作者：许广武 宋伟

来源：《文存阅刊》2018年第20期

摘要：在受到有机磷中毒以后，在机体内某些特定基因会发生表达水平的改变，这些基因被认为是有机磷中毒相关基因。通过检测这些基因的表达水平的变化，可以作为有机磷中毒的重要指标。本文对这些中毒相关基因的研究进展进行综述。 关键词：有机磷中毒；中毒相关基因；中毒检测

由于有机磷农药（OP）能够有效地杀害病虫害，而在农作物生长的过程中，OP能够有效的降解，在农村地区OP被大范围的和过度使用。在我国，急性OP中毒案件时常发生，中毒死亡案件发生率也是高达10%。近几年来，在研究有关OP中毒机制的过程中发现，某些基因的表达水平发生了异常改变，在OP中毒的的发生发展中可能发挥着巨大作用。现将OP中毒以后，机体内的与中毒有关的一些异常表达基因进行综述，对OP中毒的发病机制进行进一步了解。

1.急性OP中毒机制

乙酰胆碱是存在于中枢神经细胞突触间的一种化学传递介质。神经冲动的传导实质上便是乙酰胆碱的传递和水解的过程。正常情况下，在受到刺激以后，胆碱能神经中的乙酰胆碱释放出来，与下一级的神经元或着效应器接触，神经冲动便完成了一次传导过程。在乙酰胆碱完成使命以后，突触间隙中的胆碱酯酶迅速催化这些乙酰胆碱发生水解，避免了乙酰胆碱的蓄积和这种神经冲动的持续发生。

在发生OP环境暴露以后，OP就会进入人体，与体内的胆碱酯酶发生作用，形成磷酸化胆碱酯酶结合物，这种结合物不能水解乙酰胆碱，造成突触间隙中的乙酰胆碱不断蓄积，将神经冲动不断地传递给胆碱能受体，呈现出典型的毒蕈碱样、烟碱样症状和其他一些中枢神经系统异常表现。

2.急性OP中毒相关基因

2.1乙酰胆碱酯酶（AChE）与丁酰胆碱酯酶（BChE）

从急性中毒的机制来看，只要能使乙酰胆碱分泌和水解发生异常的物质，都会导致中毒的发生。目前，国内一些研究证实，在急性OP中毒以后，通过测定中毒人员体内的胆碱酯酶的活性来判断病因具有重大意义，是判断有机磷中毒的重要依据。

人胆碱酯酶具有酶的多态性，分为乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶。两种胆碱酯酶在对胆碱酯的底物专一性和水解速度方面均具有明显的区别。国外关于BChE的有一些新的研究发现，

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

如美国内部拉斯加州医学院使用MALDI-TOF/TOF质谱分析法检测发现，在人群接触OP环境后，这些人血液中出现了位于BChE198位丝氨酸位点上的OP加合物；华盛顿大学的Judit Marsillach等学者用质谱分析法对OP接触人群做了一些生物监测方面的研究，发现了OP与BChE形成的加合物；Yuxia Wang等学者还在转基因领域对BChE进行了研究，研究发现当人体中BChE上的G117H基因被转移到大鼠体内以后，对其暴露在OP环境中有一定程度的防护作用。

2.2对氧磷酶1（PON-1）

PON多基因家族的三个分型：PON-1、PON-2 和 PON-3均具有抗氧化活性，但仅有PON-1才能对OP的毒性代谢衍生物进行代谢。PON-1在人或者鼠的体内主要存在于血清、肝脏、肾以及小肠，而在其他各类哺乳类动物体内也会发现PON-1的存在。

作为广谱性的族专一性酯酶，PON的水解底物有机磷酸酯、氨基甲酸酯、芳基羧酸酯和不饱和脂肪酸以及OP神经毒剂等一些酯类。

我国是OP中毒发生率、致死率均较高的国家，国内主要在PON-1对OP如何进行解毒以及其与OP中毒易感性之间的关系等方面进行研究，近些年对其基因的多态性研究也是更加深入和成熟。

2.3神经靶酯酶（NTE）

机体接触OP，除了会引起急性中毒的的症状，还会导致迟发型神经病（Organophosphate-induced delayed neuropathy，OPIDN）。在研究OPIDN发生机制时，发现了NTE的存在，NTE在结构上是一种膜蛋白，能够非常快速并有效地催化卵磷脂的脱酰反应。 近年来，有学者以小鸡外周神经的可溶解部分为对象制作了苯甲基磺酰氟

（Phenylmethanesulfonyl fluoride，PMSF）抑制NTE的动力学效应实验模型，将不同浓度的PMSF（NTE的增效剂）加入到各个实验组，孵育3小时后发现其增效效应起到了明显的抑制作用。

2.4c-fos与c-jun

c-fos和c-jun是细胞内进化高度保守的原癌基因，在机体细胞正常的生长和增殖等生命活动中发挥着重要作用。有研究证实，通过免疫组化技术检测氧化乐果和阿托品急性中毒小鼠体内c-fos的表达水平发现，相对于未中毒的小鼠，其表达水平普遍升高，实验表明急性OP中毒与c-fos的表达水平的提高存在一定的关系。

也有研究以鸡为实验对象，给予一定剂量的有机磷农药氟磷酸二丙异酯（DFP）使鸡出现迟发型神经病（OPIDN）的表现，以18S RNA和β-actin mRNA作为内参照，通过检测发现，

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

出现OPIDN症状的鸡体内c-fos表达水平显著升高，说明c-fos极有可能是引起OPIDN发生发展的立早基因（immediate-early genes，IEGs）之一。

然而，在临床上很多其他疾病研究发现，c-fos和c-jun基因的表达也出现了异常，并非OP中毒特异性表达。

3.有机磷中毒相关基因表达的检测方法

目前，临床上诊断有机磷中毒的方法主要是测定胆碱酯酶（ChE）特别是AChE的活性。常见的测定ChE的方法有：DNTB法、溴麝香草酚蓝（BTB）试纸法、电位法、连续监测法以及免疫分析法等。近些年也有一些研究报道，在急性OP中毒以后，通过MALDI-TOF/TOF质谱分析法在中毒患者血液中监测出了与BChE结合的OP加合物。检测PON-1活性的主要方法是分光光度法，也有研究利用气相—质谱联用（GC-MS）存在尿液中检测OP的代谢物。而检测FOS蛋白也主要是传统方法免疫组化分析。近年来随着RNA检测技术的发展，也慢慢在OP中毒相关基因的检测中得到了应用。山西医科大学法医学院毒物化学分析教研室团队在甲拌磷急性中毒致死大鼠脏器中中毒相关基因的表达研究中发现，OP中毒相关基因（AChE、BChE、PON-1、FOS）不同脏器中的表达情况明显不同 。

那么，OP中毒相关基因表达情况在其他哺乳动物身上如何，比如狗、猪，甚至是在OP中毒人体内RNA表达也会有同样的情况吗？而OP暴露以后会不会导致致死率提高？这都是我们现阶段需要研究的内容。 参考文献：

[1]肖刚，席云，陈国强.测定血液丁酰胆碱酯酶活性在急性有机磷中毒诊治中的意义[J].实用医技杂志，2006（17）：2995-2996.

[2]肖刚，席云，陈国强.测定血液丁酰胆碱酯酶活性在急性有机磷中毒诊治中的意义[J].实用医技杂志，2006（17）：2995-2996.

[3]许广武，贠克明.甲拌磷急性中毒相关基因在大鼠脏器的表达研究[D].山西医科大学，2015.

作者简介：

许广武（1987年—），男，汉族，安徽芜湖人，安徽公安职业学院，硕士研究生，助教，研究方向：法医学

宋伟（1987年—），男，汉族，山西朔州人，惠州市公安局仲恺高新技术产业开发区分局，研究生，科员，研究方向：法医学

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn