毒理学现场调查
毒理学现场调查是研究环境中化学污染物对接触人群健康影响的一项重要和必要的方法。化学污染物 (包括三废中的有害物质、工业毒物、农药等)的毒理学评价,不能仅以动物实验资料为依据,还应对污染物在环境中的分布和来源、作用于人群的方式和条件、早期不良影响和远期效应等,通过现场调查收集资料。长期积累现场调查资料,加以综合分析,可以揭示环境污染物和工业毒物的慢性接触对居民和工人健康的影响,并可阐明它们与人群之间的剂量-反应关系,为制订和修订卫生标准提供依据。现场调查应包括卫生学、医学和流行病学调查三个方面。
对于空气、水或食品的严重污染事故和工农业生产性事故所引起的急性中毒,也需及时进行毒理学现场调查。以便查明毒物,找出造成事故的有关因素,提出改善和加强预防措施的建议。
卫生学调查 对环境污染源、污染物以及居民或工人的接触情况进行全面系统的调查,弄清污染的性质、程度和造成污染的原因。
(1) 调查污染源: 工业三废的处理和排放不当而形成污染源时,须调查三废中有毒物质的成分、含量和三废的总排出量,查明其处理和排放不当的原因。对工业毒物在生产场所的逸散,须从生产工艺合理与否、生产设备的密闭化如何、防护措施是否完善等方面寻找原因。对农药污染环境问题,须了解农药的品种、剂型、施用量和施用方法。例如,含砷的炉渣淋水冷却时可产生剧毒的砷化氢; 聚四氟乙烯塑料在加工中遇热可裂解产生剧毒的八氟异丁烯、氟光气等; 有机氯农药的不同品种和用量在环境中的残留有很大差别。
(2) 调查污染物: 对于引起急慢性中毒事故的环境中未知的有害物质,首先通过调查加以鉴定。对已知的化学污染物,须了解其物理形态(粉尘、烟、雾、蒸气、气体或液体) 和化学性质。必须系统地采样分析,弄清污染物在各种环境介质,空气、水、土壤或农作物中的分布、含量(浓度)和污染范围。采样检查的时间、地点、数量和方法要周密设计,以保证获得有代表性的资料。还需探讨污染物在环境中转移、转化、残留和消除的过程。例如,曾发现用工业废水灌溉导致铬、镉等金属对农作物的污染;城市车辆的燃料废气在阳光作用下形成光化学烟雾; 汞在环境中经生物转化为甲基汞等。
(3) 调查接触方式: 弄清毒物进入人体的途径,调查经呼吸道、皮肤、消化道进入体内的可能性和影响因素。了解人群与污染物的接触时间和接触条件,以便估算摄入剂量。摄入量除了取决于污染物在环境介质中的浓度和接触时间外,还与接触者的年龄、工作、生活条件和习惯等有关。有些环境污染物如甲基汞、DDT、六六六等可通过食物链的生物富集作用而后为人体摄取。
医学调查 观察毒物对人体健康的影响,应根据所接触毒物的特性,进行体格检查和实验室化验。对于长期影响,还要应用疾病统计资料,进行流行病学的分析。
(1) 体格检查: 在查清既往病史和毒物接触史的基础上,进行体格检查。体检内容除一般常规项目外,还可采用有关的生理指标或重点检查项目。对刺激性气体,可查肺功能、X线胸片,眼、鼻、喉等粘膜改变;对主要作用于神经系统的毒物,必要时进行肌电图、脑电图检查;主要作用于肝脏的毒物,要着重检查肝、脾的大小、质地。根据有关毒理学资料,针对毒物的毒作用特点,拟订体格检查项目,采用统一表格。体检后发现有疑问的要复查。对于毒物慢性影响的调查,必须设立对照组。即选人数、性别、年龄、劳动强度、生活条件等基本近似,不接触毒物的对象作配对检查,以资对照。
(2) 实验室化验: 应进行常规化验结合毒物的特殊检验。如测定挥发性毒物经呼吸道吸收量时,可采集呼出气,测其毒物浓度,以其与吸入空气中的毒物浓度差,来估计毒物的吸收量。了解皮肤污染量,可选一定大小的受污染面积作测定。
测定血、尿或粪中毒物或其代谢产物,对有蓄积性的金属也可测定在头发、指甲中的含量,以便测知体内毒物的负荷量,在评价群体指标时,具有一定价值。但对个体临床诊断,必须结合职业史、临床表现等资料综合分析。
有时检查临床症状出现前的病理生理改变,以了解毒物对机体的影响程度。接触铅者可测尿中粪卟啉、δ-氨基γ-酮戊酸(δ-ALA),接触有机磷者测血液胆碱酯酶,接触一氧化碳者测碳氧血红蛋白,接触苯胺者测高铁血红蛋白。
流行病学调查 在流行病学调查中须注意设计: 确定调查目的,选择调查对象,制订调查项目,列出对比指标,运用统计分析。
调查对象是根据目的而定的。调查环境污染影响应将居民按生活区的污染程度、年龄、性别、社会经济条件等的分析情况设立有代表性的观察组。对于工业毒物慢性作用的调查,应根据接触水平和时间(工龄)的不同设立观察组。任何调查必须设立对照组。对照组可分为内对照、外对照及自身对照三种。内对照是指职业、生活、社会经济等条件基本一致,但接触毒物的程度不相同; 外对照系选当地不接触毒物的居民或工人; 自身对照则系接触者在接触毒物前后某些指标的对比。内对照和外对照最好注意性别、年龄等的配对。
调查项目和对比指标,随接触毒物的品种和作用特点而定。流行病学调查的群体指标与健康检查的个体指标含义不同。群体指标所反映的正确性,有赖于个体的正确检查和诊断,但群体指标则不能作为个体诊断的依据。
在流行病学调查中,通常采用回顾调查和前瞻调查两种方式。这两方式可以分别进行,而又有相互连贯性。
回顾调查是分析已发生的病变与某种致病因素的关系,从结果中查找原因。例如美国1963年报告了第一例氯乙烯聚合釜工人患肢端溶骨症。以前已知本症为罕见的遗传性疾病,当时难以肯定是否由职业性因素引起。经过近10年的大量研究和长期随访,排除了家族性、代谢性、外伤性等可能,并经对32家工厂的5,013名工人的检查结果对比,有25例肯定诊断为肢端溶骨症,在个案查访中,发现均为大量接触氯乙烯的清釜工,而在其他工种中则未发现,最后证实清釜工的肢端溶骨症是氯乙烯所引起的一种新的职业性损害。
前瞻调查是观察某种致病因素与某种病变的关系,即验证所设想的因素是否正确。例如,近几年来,通过大量研究,发现接触二硫化碳工人因心血管疾病死亡者增多。1967年芬兰选定343名粘胶纤维制造厂工人作前瞻调查,并以不接触二硫化碳的造纸工343名作对照。从1967年7月1日至1972年6月30日5年间的随访中,发现接触组死亡21人,对照组死亡9人; 其中死于心肌梗塞者,接触组14人,对照组3人。另外,未致死的心肌梗塞患者,接触组11人,对照组4人。1972年复查时还发现接触组有心绞痛者明显升高,即从5年前第一次体检时的16.8%升至24.6%; 而对照组,仅从原有的10.6%升至13.1%。因而,认为长期接触二硫化碳与心血管疾患具有一定的关系。
有时,为了分析某种毒害影响与临床表现间的关系,在流行病学调查中常用相对危险度与归因危险度两种指标作对比。相对危险度系接触组的发病率、死亡率或某种症状、体征的发生率与对照组之间的比; 归因危险度系接触组的发病率、死亡率或某种症状、体征发生率与对照组之间的差。如比较哪一种疾病与某种病因的关系更大,则两种指标具有同样意义;但倘系接触一种病因,比较不同病损的关系,则两种指标就有不同的含义。以二硫化碳与冠心病关系的调查资料来看(见下表),其相对危险度以心肌梗塞死亡最高,心电图提示冠心病最低,表明病情愈严重,由二硫化碳所致的影响愈明显; 而归因危险度则以心绞痛为最高,表明接触二硫化碳后,发生心绞痛的例数,比心肌梗塞死亡者为多,提示脱离二硫化碳接触,对防止心绞痛更易见效。
接触二硫化碳工人冠心病表现的比较
主要表现 | 相对危险度 | 归因危险度 |
心肌梗塞死亡 广泛心肌梗塞 心肌梗塞未死亡 心 绞 痛 心电图提示冠心病 | 4.8 3.6 2.8 2.2 1.4 | 3.2 5.4 2.2 11.6 6.1 |
长期接触低剂量毒物的潜在损害,一时较难识别。可以通过其他疾病的发病率统计和流行病学调查研究,得出结论。意大利有人进行农药杀虫剂对人体健康影响的长期观察。一方面作横的研究,即注意到接触不同剂量有机磷杀虫剂的人群症状与病理学改变,对有机氯杀虫剂还注意到有关环境、食物、人体脂肪等组织内的浓度。另一方面作纵的研究,即每隔2年对观察对象进行追踪性重复体检。结果发现,使用杀虫剂时间较久地区居民的一般发病率均较高。
对于致癌效应的调查,往往需要数年、甚至数十年的资料积累对比。在流行病学调查中,要分析接触某种化学物者某一器官或某一部位的癌肿发病率,并与同一地区一般居民或其他职业、工种的同类型癌肿发病率进行配对分析。简单地直接引用动物实验资料来判断人体癌肿的病因是不够客观的,也是不可靠的。
总之,毒理学的现场调查,对确定毒物的有害效应极为重要。毒物作用的影响是多方面的,有毒物本身的因素,也有环境因素和个体因素。因而需要参照实验毒理学的结果,运用卫生学、临床医学、医学统计学等方法,进行缜密细致的设计,选择适当的指标进行对照比较,才能获得可靠的结果。