[发明专利]评估大气细颗粒物暴露对生物体毒性作用的标志物和方法

说明书

技术领域

本发明涉及评估大气细颗粒物暴露对生物体毒性作用的标志物及方法，属于大气细颗粒物毒性的检测领域。

背景技术

在我国，大气细颗粒物(PM2.5)污染是排名第4的健康危险因素，前3位分别是高血压、吸烟和不良饮食习惯。细颗粒物PM2.5是指大气中空气动力学直径小于2.5μm的悬浮颗粒物，与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，比表面积大，吸附有更多有害物质，且在大气中停留时间长、输送距离远，更易进入肺泡并留存在肺部深处不易被人体排出，因而对大气环境质量和人体健康的影响更大。据美国国家航空暨太空总署在2010年9月公布的全球PM2.5污染浓度地图显示，我国尤其是华北、华东和华中地区是污染的重灾区。

PM2.5影响呼吸和心血管系统的相关研究已被广泛报道，其对内分泌系统的干扰是当前新的研究热点。最近的流行病学研究表明，长期的PM2.5暴露是肥胖和糖尿病高发的重要贡献因子。PM2.5颗粒表面附着重金属、多环芳烃、挥发性有机物等有害物质，其中很多组分都具有内分泌和代谢干扰效应。PM2.5暴露导致人体内分泌和代谢紊乱，这种紊乱可能诱发肥胖和糖尿病等疾病。PM2.5附着的细菌、病毒、重金属、酸性氧化物和有机污染物对人体的损伤程度有很大差异，依照目前的通行方法，无法准确评价PM2.5对人体的有害程度。

大量证据证明了大气颗粒物确实会对内分泌系统产生干扰作用，而对这种干扰效应进行评估具有重要的意义。内分泌系统的紊乱会导致代谢异常，从而诱发多种内分泌代谢性疾病。内分泌和代谢控制过程存在复杂的交叉路径，这需要发展更加高通量、准确而有效的手段来评价污染物的干扰效应。而且，PM2.5细颗粒除了含有重金属、多环芳烃、发挥性有机物等成分外，还含有有机碳、元素碳等成分，因此PM2.5的干扰效应不同于单一污染物，对生物体代谢系统的影响非常复杂，现有的生物理论和方法在分析通量方面暴露出较大的局限性。

环境污染物暴露引起的生物体的基因组和表观基因的改变，必然会影响蛋白质的表达，最终在终端代谢物的层面进一步放大。代谢组学是新兴的组学技术，通过对生物体在特定毒物刺激下所有代谢物同时进行定性和定量测定，对整体代谢轮廓进行模式识别，从而进行毒性效应评价，以及揭示毒性作用的靶器官和组织、毒性作用过程。高通量的代谢组学技术可以从整体水平上发现PM2.5暴露后代谢物的变化规律，从而对其干扰效应进行研究，并且可以筛选出特征代谢物作为暴露效应标志物用于健康风险评估。与基因和蛋白质相比，代谢物简单易得，与传统的毒理学效应的终点紧密联系，作为暴露效应标志物具有得天独厚的优势。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供评估大气细颗粒物暴露对生物体毒性作用的标志物及方法，本发明能够更全面、综合地体现大气细颗粒物暴露引起生物体代谢产物的变化状况，适用于大气细颗粒物暴露毒性作用程度的评估。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：评估大气细颗粒物暴露对生物体毒性作用的标志物，所述标志物包括二氢鞘氨醇、植物鞘氨醇、硬脂酰磷脂酰胆碱、亚麻酰基甘油基-3-磷酸胆碱、亚麻酰基甘油基-4-磷酸胆碱、棕榈酰胺、缬氨酸、胞嘧啶中的一种或几种。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：评估大气细颗粒物暴露对生物体毒性作用的方法，包括：

取200μL受试者血清，加入3倍体积的纯甲醇，剧烈震荡5分钟，静置5分钟，离心15分钟，将清液转移到离心管中，对其浓缩至全干，加入200μL纯甲醇溶解，通过液相色谱-质谱联用技术，检测受试者血清的总指纹图谱，计算出受试者血清中至少一种标志物的归一化面积，将结果与所对应的标志物的参考水平比较，差异指示大气细颗粒物暴露是否对受试者产生毒性作用，

其中，所述标志物包括二氢鞘氨醇、植物鞘氨醇、硬脂酰磷脂酰胆碱(又名溶血卵磷脂(18:0))、亚麻酰基甘油基-3-磷酸胆碱(又名溶血卵磷脂(18:3))、亚麻酰基甘油基-4-磷酸胆碱(又名溶血卵磷脂(18:4))、棕榈酰胺、缬氨酸、胞嘧啶中的一种或几种，

所述参考水平指未暴露于PM2.5的受试者血清中的标志物在血清总指纹谱图中的归一化面积，二氢鞘氨醇参考水平为0.5-1％，植物鞘氨醇参考水平为1-1.4％，硬脂酰磷脂酰胆碱参考水平为1-2％，亚麻酰基甘油基-3-磷酸胆碱参考水平为0.2-0.3％，亚麻酰基甘油基-4-磷酸胆碱参考水平为0.5-1％，棕榈酰胺参考水平为0.8-1.1％，缬氨酸参考水平为0.5-0.9％，胞嘧啶参考水平为0.3-0.5％。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。