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作者:张双虎 来源: 科学时报发布时间:2008-2-25 2:29:36
中科大阮迪云教授的驱铅战役:从机理研究开始

2006年9月,在甘肃徽县血铅中毒事件中,部分七八岁的儿童牙齿尚未发育完全。图为一名儿童向记者展示其牙齿。新华社供图
2月15日,湖北省疾病控制中心公布的一项调查显示:湖北省儿童和青少年血铅水平偏高。自2007年起,该中心在全省范围内启动铅污染人群本底含量调查及实施营养干预措施项目的研究,共检测近2000例,发现8.8%的人超标。其中,12岁以下儿童血铅超标占8.4%,12至18岁血铅超标的占12%,警察、司机、职业接触铅环境人群及经常染发、烫发者超标更严重。
“目前我国城市仍有10%至15%的儿童血铅超标。”中国科学技术大学教授阮迪云对《科学时报》记者说,“这是个平均水平,各地方情况不太一样,一些受污染地区儿童的血铅水平会更高一些。1999年,我国作过部分地区和城市儿童血铅水平调查,平均38.8%的儿童血铅超标。通过各方努力,近几年已有很大改善,但我国儿童血铅问题仍然相当严重和普遍。”
危险的“亚临床中毒”
阮迪云说:“铅中毒不像我们平时遇到的其他中毒那样,马上会口吐白沫、晕倒过去,甚至会有致命危险,需要吃药、住院治疗。它是一种慢性的亚临床中毒,就是中毒后反应不明显,不一定要住院医治。如果儿童铅中毒到了需要临床医治阶段那就太晚了。”
据介绍,铅是一种重金属,因其具有柔韧和抗腐蚀等物理特性而被广泛应用于人们的日常生活中。由于环境污染,空气、水、食物、土壤中都有铅的影子,对生活在现代城市中的人来说,一些生活必需品、化妆品、汽车尾气、燃煤、家庭装修装饰、铅锌冶炼厂、蓄电池行业等都是铅的来源。在人体中,钙、铁、锌、铅都是以离子状态存在的,人体内离子铅的活性即氧化性远远比钙、铁、锌的活性高,因此当铅毒进入人体,它就会干扰人体必需的铁、锌、钙等离子的代谢,从而使人体表现缺铁、缺钙、缺锌的症状。特别是对铅中毒的儿童而言,如不采取驱铅治疗,很难实现补钙、补铁的目的。
铅也是一种重要的神经毒和环境毒。人体内蓄积一定含量的铅,对神经系统、造血系统、消化系统、生殖系统和儿童的体格生长等均有影响,主要是影响婴幼儿智力发育和儿童学习记忆功能。大量研究表明,儿童血铅水平与IQ(Intelligence Quotient智商)值显著相关,当血铅水平为300~400微克每升时,IQ降低4~6分,血铅水平每增加100微克每升时,智商平均降低1~3分,并伴有认知功能和心理行为的改变。2001年,国际消除儿童铅中毒联盟的专家曾告诫:中国如不进行儿童铅中毒的防治,20年后中国人平均智力将比美国人低5%。
“当儿童出现腹泻、腹痛、呕吐等问题,或是出现反应迟钝、多动等情况,很多家长,就连一些医疗机构通常也不会从铅中毒的角度去考虑或治疗。铅中毒是一个慢性的发展过程,中毒症状不是特别明显,但铅中毒对儿童智力的损害是不可逆转的,损伤了就无法挽回。虽然表面上看不出什么症状,但人口素质却降低了,因此驱除体铅,降低血铅水平是件关系国计民生的大事。”阮迪云说。
血铅达标并非万事大吉
据介绍,血铅超标有不同的严重程度,血液中含铅量在150微克每升左右为轻度超标,200微克每升以上是中度超标,350微克每升以上为重度超标。如果血铅水平达到450微克每升以上就要住院治疗了,达到750微克每升就会造成致命伤害。“严格来说,血液含铅量是没有最低阈值的,也就是说只要血液中有铅,就会对身体健康产生损伤,只是损伤的程度不同。世界卫生组织将血液中含铅量100微克每升定为中毒,这是大多数国家采用的标准,我国也沿用这一标准。但一些发达国家对这方面要求更高一些,有将血液含铅量60微克每升定为中毒的,也有将血液含铅量80微克每升定为中毒的。”阮迪云说。
“按世界卫生组织和我国的标准,血液含铅量低于100微克每升并不算铅中毒,但并不表示身体没有一点损伤,只是它的损伤相对较小。”阮迪云说,“铅在人体中没有什么用处,当然是越少越好。我们日常生活中接触铅的机会很多,通常较理想的状态是血铅水平在30~40微克每升以下。一些人群虽然血铅不超标,但高达70~80微克每升,这也是值得注意的。1998年,国务院就发出通知,要求有条件的地方在儿童体检中作血铅检查,但因为没有硬性规定,现在作这种检查的地方还很少。作血铅检查很简单,只要从手指取一滴血就能做。1岁以上儿童就可以作这项检查,儿童3至6岁最好能检查一下血铅水平。”
机理研究为临床诊治提供依据
上世纪80年代开始,阮迪云在美国休斯敦大学从事铅的神经毒理学研究。1990年回国后,就承担了六七个国家自然科学基金项目。从“铅对视觉系统选择性影响”、“环境铅对海马学习记忆的影响及其作用机制”、“重金属铅对儿童学习记忆的影响及其细胞和分子机制”、“铅检测的新技术和防治铅中毒药物的研制与开发”、“用于环境铅检测的生物芯片的研制”、“铅影响儿童学习记忆的作用机制的深入研究”、“铅致神经系统损伤和修复的机理研究”等方面进行了深入研究。
阮迪云通过研究铅引起海马神经元突触可塑性、通道和受体的损伤及其修复机制,阐明了铅影响儿童学习记忆功能的作用机理。通过铅对脑内海马神经元钠通道和钾通道亚单位早期钾电流和超极化外向钾电流影响的研究,发现铅浓度依赖性地损伤了钠通道电流,证明铅损伤了动作电位的编码,从而影响神经信号的过程。他比较系统地研究了发育不同时期铅对海马神经元的影响,揭示了为什么铅主要影响儿童早期发育的原因。同时也探讨了牛磺酸、神经节苷脂和胆碱能药物等对铅引起的神经元功能损伤的修复机制,发现牛磺酸对正常动物并不起作用,只有当机体受到损伤时才起保护作用。牛磺酸是通过维持细胞膜的通透性,提高内皮细胞的活力,加强血脑屏障的功能,减少铅的进入,增加铅的排出等机制来修复由铅引起的神经系统损伤,为牛磺酸作为药物提供了理论依据。
研究人员应用磁共振脑功能成像技术观察了铅影响动物和儿童脑结构和功能的变化及作用机制。结果发现,铅对动物脑内海马细胞形态结构的损伤程度随着出生后年龄的增长而减弱;铅中毒儿童的总智商显著下降,但主要是影响儿童与智力相关的智商,如语言、知识、词汇和计算智商等;铅严重损伤了儿童脑内海马和前额两个与智力发育相关的重要区域;铅对儿童脑结构和功能的损伤具有区域差异,前额比海马组织损伤更严重,在前额两侧,右侧比左侧损伤更大,海马两侧之间损伤程度没有差异。这些结果不仅进一步阐明了铅影响儿童智力发育的作用机理,还为临床诊治提供了依据。
“现在全球只有三四种应用于临床的驱铅药物,但都不具有损伤修复作用。这些药物把人体内的铅排出,但已经造成的损伤却修复不了。而且排铅的同时也把钙、锌等元素排了出去,副作用很大。去年我刚申请到一项国家自然科学基金重点项目,也是对铅损伤的学习与记忆功能的修复研究。我们也正在作进一步的研究,从现有的临床药物中对比、筛选出一些既有驱铅作用又有修复作用的药物。”阮迪云说。
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