六价铬职业暴露与氧化损伤及表观遗传改变的关联研究：SafeChrom项目横断面分析

本研究针对低-中浓度六价铬(Cr(VI))职业暴露的遗传毒性风险，通过检测113名暴露工人与72名对照者的8-OHdG、MNRET、mtDNA-cn、TL及MGMT 等表观遗传标志物，首次发现Cr(VI)暴露与氧化应激增强、端粒延长及DNA甲基化异常显著相关，为Cr(VI致癌机制提供了新证据。

　　

铬元素在工业生产中广泛应用，其中六价铬(Cr(VI))因其优异的抗腐蚀性能被用于电镀、不锈钢制造等领域。然而这种"工业利器"却是国际癌症研究机构(IARC)认证的一类致癌物，尤其与肺癌风险密切相关。尽管高浓度Cr(VI)的毒性已被确认，但日常工作中接触的低-中浓度是否也会引发DNA损伤和表观遗传改变，一直是学界争议的焦点。更棘手的是，Cr(VI)通过模拟硫酸根离子结构，能借助细胞膜转运蛋白长驱直入，在细胞内产生具有强氧化性的中间产物Cr(V)和Cr(IV)，这些"分子特洛伊木马"会引发氧化应激风暴，导致DNA断裂、端粒异常等系列损伤。

为解答这些疑问，瑞典研究团队在SafeChrom项目框架下开展了一项横断面研究。他们招募了14家企业的113名Cr(VI)暴露工人和72名对照者，通过检测吸入性粉尘Cr(VI)浓度（中位数0.11 μg/m³
）和生物标志物（尿铬U-Cr、红细胞铬RBC-Cr），结合8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)、外周血网织红细胞微核(MNRET)、相对线粒体DNA拷贝数(mtDNA-cn)、端粒长度(TL)以及F2RL3
、LINE-1
、MGMT
启动子和SEMA4B
的DNA甲基化水平分析，系统评估了低-中浓度暴露的生物学效应。关键技术包括：职业暴露队列建立（14家企业按金属加工、钢铁生产等分类）、原子吸收光谱法测定Cr浓度、qPCR检测mtDNA-cn和TL、焦磷酸测序分析DNA甲基化等。

研究结果
背景特征：暴露组更年轻（平均38.6岁）、男性比例更高（91%）、饮酒率更高（46%），但BMI、吸烟史等基线特征与对照组无差异。

生物标志物差异：暴露组呈现"三高两低"特征——8-OHdG（氧化损伤标志物）升高18%、端粒长度(TL)延长9%、MGMT
启动子甲基化水平增加5%，而mtDNA-cn降低12%、MNRET（微核率）减少23%。企业间比较显示，电镀工人MGMT
甲基化水平显著高于其他工种。

暴露-效应关系：单变量分析发现尿铬(U-Cr)与TL呈正相关，红细胞铬(RBC-Cr)与8-OHdG和MGMT
甲基化正相关。多变量调整后，暴露组仍保持8-OHdG、TL和MGMT
甲基化的显著升高。

讨论与结论
这项研究首次揭示低-中浓度Cr(VI)暴露即可引发"氧化损伤-端粒延长-表观遗传紊乱"的连锁反应。特别值得注意的是，通常被视为衰老标志的端粒延长，在此却表现出与Cr(VI)剂量相关的异常增长，这可能为Cr(VI)通过端粒维持机制促进细胞永生化提供了新解释。而MGMT
启动子（DNA修复基因）的高甲基化，暗示Cr(VI)可能通过表观遗传沉默削弱细胞的DNA修复能力。这些发现为理解Cr(VI)"低浓度长期暴露"的致癌机制补上了关键拼图，提示现行职业暴露限值可能需要重新评估。研究团队特别强调，电镀等特定工种工人表现出更显著的甲基化改变，这类高风险职业群体应优先纳入生物监测体系。

该成果发表于《Environmental Research》，由瑞典研究理事会和AFA保险公司资助。论文通讯作者Karin Broberg指出："这些分子层面的早期损伤标志物，就像煤矿中的金丝雀，能在临床症状出现前预警Cr(VI)暴露风险。"这为开发基于表观遗传改变的职业健康风险评估工具奠定了科学基础。