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ApoE基因多态性及累计飞行时间与飞行人员血脂水平关系的研究
摘要: 目的 研究ApoE基因多态性及飞行强度对飞行人员血脂水平的影响。方法 利用聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)法对飞行人员ApoE基因多态性进行测定,常规试剂盒测定血脂水平,并对飞行人员的个人信息进行问卷调查分析,统计飞行人员和普通男性人群血脂异常类型患病率,分析飞行人员APOE基因型与血脂水平的关系,统计飞行人员ApoE基因型和等位基因频率分布,分析飞行人员累计飞行时间与血脂水平及BMI的关系。结果 飞行人员的ApoE基因型在本研究中只出现ε2/2、ε2/3、ε3/3、ε3/4,ε2/4,ε4/4 六种,ε3/3最多,而ε2/4及ε4/4最少,各有一例,飞行员组高胆固醇血症低于普通人群组(P<0.05),但高甘油三酯血症、高密度脂蛋白降低以及其他血脂异常比例高于普通人群组(P<0.05),等位基因ε3在高TC组中的频率高于普通人群组,而等位基因ε2在高TC组中的频率低于普通人群组(P<0.05),随着累计飞行时间的增加,TC、HDL-C均增高(p<0.05),累计飞行时间在15000小时以上的飞行人员其BMI高于累计飞行时间小于10000小时的飞行人员(P<0.05)。结论 累计飞行时间是影响血脂水平的重要因素,累计飞行时间可以直接或间接地通过影响BMI影响血脂。
关键词:ApoE基因多态性; 飞行人员;累计飞行时间;血脂水平
中图分类号:文献标识码:文章编号:
Association of apolipoprotein E gene polymorphism and cumulation flight hour with blood lipid levels in aircrew.YANG Bo,CHEN Wei-ru,LIANG Li-quan,ZHANG Tao,YANG Jian,PENG Xin-tao,CHEN Liang,LIU Feng,DUAN Shi-ying,ZHANG Jun.
Abstract: Objective To study the effect of ApoE gene polymorphism and flight intensity on blood lipid level of pilots. Methods Polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP) method was used to detect the polymorphism of APOE gene in pilots, and the blood lipid level was measured by routine kit. The personal information of pilots was investigated and analyzed by questionnaire, and the prevalence rate of dyslipidemia types in pilots and ordinary male population was counted, and the relationship between ApoE genotype and blood lipid level in pilots was analyzed, and the frequency distribution of ApoE genotype and allele was counted, and the relationship between accumulated flying time of pilots and blood lipid level and BMI was analyzed. Results In this study, there were only six ApoE genotypes in pilots: ε2/2, ε2/3, ε3/3, ε2/4 and ε4/4. ε3/3 was the most, while ε2/4 and ε4/4 were the least, with one case each. The hypercholesterolemia in the pilot group was lower than that in the general population (P<0.05). The frequency of allele ε3 in the high TC group is higher than that in the general population, while the frequency of allele ε2 in the high TC group is lower than that in the general population (P<0.05). With the increase of cumulative flight time, both TC and HDL-C increase (p<0.05), and the BMI of pilots with cumulative flight time of more than 15,000 hours is higher than that of pilots with cumulative flight time of less than 10,000 hours (P<0.05).Conclusion Cumulative flight time is an important factor affecting blood lipid level, and cumulative flight time can directly or indirectly affect blood lipid by affecting BMI..
[Key words:] ApoE gene polymorphism; Flight personnel; Cumulative flight time; Blood lipid level
Address reprint requests to: CHEN Weiru Research Institute of Aeromedicine,Civil Aviation University of China,Tianjin,300300,China
民航飞行人员作为一个特殊人群,其职业环境、训练负荷均与地面人员有很大不同。飞行人员的健康状况是航空飞行安全的重要保障。近年来的报告显示,血脂异常是男性飞行人员中患病率最高的疾病,并成逐年增高趋势[1-4]。血脂异常是多因素疾病,不仅与遗传易感性有关,还与生活习惯和环境因素有关。载脂蛋白E(ApoE)是一个多态性蛋白,参与体内甘油三酯、磷脂和胆固醇酯的转运和清除,在血浆脂质代谢方面具有重要作用,是影响血脂代谢的一个重要遗传因素。有研究报告电离辐射引起脂代谢紊乱[5]。在大气层中存在宇宙辐射,在民航行飞行高度(10-12KM)存在大气宇宙辐射比海平面强 100倍左右的[6],飞行人员接受的辐射强度明显高于地面普通人群。1990年国际放射防护委员会已将喷气客机机组人员列为职业受照人员[7]。因此宇宙辐射是否参与了飞行人员质代谢紊乱是需要研究的问题。飞行时间是间接反映飞行人员接受的宇宙辐射剂量的指标,分析飞行时间与血脂的关系可间接揭示宇宙辐射对飞行人员脂代谢的影响。本研究以横断面调查方法,观测ApoE基因多态性在飞行人员这一特殊群体中的分布,分析这种分布是否与其血脂异常的发生有关,另一方面讨论职业环境因素与飞行人员血脂异常的关系,从而为飞行人员血脂异常发生机理的探讨和防治提供理论依据。
1 资料与方法
1.1 一般资料
中国内地某航空公司的580名飞行人员,全部为汉族男性。经体检和病史询问,排除患糖尿病、高血压、两周内急性炎症共98人,故实际参与研究的飞行人员为482人,包括驾驶员417人(86.3%)、安全员8人(1.7%)、机务员50人(10.4%)、领航员8人(1.7%),飞行时间资料完整的有419人。飞行人员年龄为21—59岁(平均年龄39.3±10.6岁),累计飞行时间为1200—29000小时。本研究是横断面调查研究,符合人体试验伦理学标准,所有飞行人员均表示同意参加本项研究。
1.2 方法
利用聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)法对飞行人员ApoE基因多态性进行测定,常规试剂盒测定血脂水平,并对飞行人员的个人信息进行问卷调查分析,统计飞行人员和普通男性人群血脂异常类型患病率,分析飞行人员APOE基因型与血脂水平的关系,统计飞行人员ApoE基因型和等位基因频率分布,分析飞行人员累计飞行时间与血脂水平及BMI的关系。
1.3 评定标准 血脂异常的分类
按照我国1997年“血脂异常防治建议”为标准[8],将高血脂分为4类:血清总胆固醇(TC)≥5.20mmol/L为高胆固醇血症,甘油三酯(TG)≥1.70mmol/L为高甘油三酯血症,高密度脂蛋白(HDL-C)<0.91mmol/L为低HDL-C血症,低密度脂蛋白(LDL-C)≥3.65mmol/L为高LDL-C血症。体重指数(BMI)=体重(Kg)/身高2(M2),成年人(≥18 岁)BMI 24~28为超重,>28为肥胖。年均飞行时=累计飞行时(小时)/飞行工龄(年)。
1.4 统计学分析
所有结果均用SPSS26.0软件包(SPSS Inc.,Chi-cago,IL)进行统计分析。不同ApoE基因型和飞行时间与血脂水平的比较采用单因素方差分析和方差分析(组间比较采用LSD-t检验),等位基因频率和异常血脂患病率的比较采用卡方检验,p<0.05认为差异具有统计学意义。
2 结果
2.1 飞行人员ApoE基因型和等位基因频率分布
飞行人员的ApoE基因型在本研究中只出现ε2/2、ε2/3、ε3/3、ε3/4,ε2/4,ε4/4 六种,ε3/3最多,而ε2/4及ε4/4最少,各有一例。
2.2 飞行人员和普通男性人群血脂异常类型患病率
飞行员组高胆固醇血症低于普通人群组(P<0.05),但高甘油三酯血症、高密度脂蛋白降低以及其他血脂异常比例高于普通人群组(P<0.05)。
2.3 飞行人员APOE基因型与血脂水平的关系
等位基因ε3在高TC组中的频率高于普通人群组,而等位基因ε2在高TC组中的频率低于普通人群组,在高LDL-C和LDL-C正常组的比较中,其它类型的血脂异常发生情况比较差异无统计学意义(P>0.05)。
2.4 飞行人员累计飞行时间与血脂水平及BMI的关系
随着累计飞行时间的增加,TC、HDL-C均增高(p<0.05),TG、LDL-C亦有增高趋势,但差异无统计学意义(P>0.05)。累计飞行时间在15000小时以上的飞行人员其BMI高于累计飞行时间小于10000小时的飞行人员(P<0.05)。
3 讨论
飞行人员的ApoE基因多态性测定,我们发现飞行人员这一群体的ApoE基因多态性分布有自己的特点。与国内普通人群相似的是,ε3/3都是最多的基因型,等位基因ε3的频率也是最高的,但不同的是飞行人员中ε2/2基因型和等位基因ε2的频率明显高于普通人群,ε3/4基因型和等位基因ε4的频率却低于普通人群。本实验飞行人员TC、LDL-C和ApoB水平与ApoE基因型的关系是:ε2/2<ε2/3<ε3/3<ε3/4;TG和HDL-C在各基因型之间未发现差异,结果与文献报道一致[12-13],表明等位基因ε2有降胆固醇的作用,ε4可升高胆固醇的水平,提示等位基因ε2对人血胆固醇的升高具有对抗作用。飞行员中ε4携带者并不多而ε2 频率又高于普通人群,为何血脂异常发生率却高于普通人群,等位基因ε2的这种对抗胆固醇升高的“保护效应”并没有发挥作用。因而推测在这一群体中存在有更强的影响血脂代谢的其他因素,所以我们进一步对飞行人员所处的职业环境因素进行了分析。
本研究发现飞行人员的血脂异常患病率为49.2%,高于普通男性人群的患病率26.9%。各年龄段的血脂异常患病率均高于相应的对照组,特别是18-44岁年龄段的患病率为47.0%,高于对照组的24.0%的几乎两倍,表明中青年飞行人员高血脂患病率高是这一群体脂代谢紊乱的重要特点之一。迄今已有大量的流行病学及临床实验研究证明,生活方式可影响血脂水平,但本研究Logistic回归分析,未见吸烟、饮酒、运动对飞行员异常血脂的发生有影响。提示飞行人员血脂紊乱的相关因素和普通人群不完全一致。这些脂代谢紊乱的特点指出了深入研究这一群体的高血脂患病因素具有重要意义和紧迫性。这一年龄段正是飞行队伍中的骨干力量,占到了总人数的70%。飞行人员是经过反复筛选的优秀出来的人员,为什么血脂异常患病率如此之高,而且在中青年飞行人员中人群也普遍存在,其原因是值得探讨的。这是该群体脂代谢紊乱的重要特点,也表明了研究飞行人员脂代谢患病原因及其防治的重要性和紧迫性。
本研究发现随着累计飞行时间的增加,TC、HDL-C均增高,而TG、LDL-C亦有增高趋势。提示BMI为飞行人员血脂异常的主要影响因素,且累计飞行时间与BMI可能存在一定相关性,累计飞行时间可能为超重的危险因素。航空环境中可能存在影响飞行人员脂代谢的一些负面因素,有研究报告电离辐射引起脂代谢紊乱[5]。动物实验发现,经X射线照射后的小鼠,其胸腺内脂质成份和代谢发生变化,在照射后24-48小时,其TC和甘油二酯成倍增加,神经酰胺和磷脂酸呈一过性增加[14]。有学者在研究退黑激素对辐射引起的氧化应激保护效应中发现,经γ-射线照射过的小鼠,其TC、TG、LDL显著增加,而HDL和白蛋白则下降[15]。长期低剂量辐射影响人体脂代谢的机制,至今仍不清楚。推测辐射引起的血脂异常的机制与以下几个因素有关:1)飞行人员长期在高空中接受低剂量电离辐射,机体处于氧化应急状态,同时机体的抗氧化系统活性增强[16],胆固醇对细胞膜的过氧化损伤有保护作用,呈代偿性增高。2)辐射损伤引起细胞膜通透性增高,引起细胞凋亡,大量脂质分子释放入血[17]。3)HDL-C具有促进胆固醇逆转运、抗炎抗氧化和清除毒性磷脂的作用,飞行人员长期接受低剂量辐射,可能导致HDL-C代偿性增高[18]。
综上所述:飞行人员的血脂紊乱及体重超标明显高于国内普通人群。ApoEε2、ε3、ε4基因型在飞行人员中的分布频率不同与普通人群。这一职业环境因素在血脂异常的防治中显得尤为突出,因此建议飞行人员合理控制飞行时间,加强体育锻炼,以保持血脂健康。
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张军 男 1968.8.21 山东 本科 副主任医师 研究方向:心血管 (张军 650104196808210094)




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