生物氣膠-健康影響評估

一、評估技術與學理

生物性氣膠對人體的影響不論是感染性、過敏性或引起中毒症狀,人體均會對其產生生化反應及免疫反應(Immune reaction)。免疫反應對外來物具有辨識並引發一連串反應的防禦機轉,其中抗體(Antibody)生成系統,可製造特異性(specificity)極強的免疫球蛋白(Immunoglobulin, Ig)。利用抗體的辨識功能,勞工受到生物氣膠危害的暴露狀況,可以藉由血清中特異性抗體的力價,評估暴露狀況及疾病發生的可能性。

生物因子進入人體主要途徑是呼吸道,漂浮在空氣中的生物微粒稱為生物氣膠。一般具傳染力的生物性氣膠在菌數少時即可引發疾病(肺結核1~10);但過敏性生物性氣膠,在過敏誘發階段和症狀發作階段的劑量個別為何,至今仍缺乏參考資料。然而目前公害嚴重,氣喘人數增多,致死案例時而有聞,生物性過敏原的研究是不容忽視的。

生物氣膠微粒進入呼吸道,直徑小於5mm的微粒不易排除,被游走性巨噬細胞吞噬分解,經由黏膜相關免疫系統(mucosal associated immune system)就會引發後續的免疫反應。其中有兩種機轉可引起過敏性免疫反應,即:因特異性IgE導致過敏介質釋放而引起之即發性過敏反應,以及因特異性IgG形成抗原抗體複合物引起的過敏反應。

生物氣膠具感染性及中毒性的會引起全身性症狀之外,非感染性因子會引起勞工呼吸道過敏疾患,引起的症狀包括:氣喘、過敏性鼻炎、肺炎等等。這些肇因於職業暴露的呼吸道疾病在國外報告很多,散佈之職業亦非常廣。除與生物直接相關之、農、林、漁、牧等行業可見到外,利用生物性原料之製造業,如:紡織、木材加工、草蓆業、食品加工等,也已確定其中動植物殘餘或因而增生之塵蹣、細菌、黴菌、放線菌的致敏性。上述過敏原也大多已經由免疫化學測定immunochemical assay)確証。


二、血清鑑定

抗體用於作為勞工接觸外來物質的鑑定,是利用已知的抗原(即外來物或病原體)去偵測血清中的特異性抗體是否存在,藉以輔助疾病病因的診斷。雖然抗原抗體的反應特異性非常高,其診斷的準確性也非常高,但是由於抗體對抗原的辨識為分子層次的反應,若外來物或病原體的化學結構相似,則可能因為有交叉反應(cross reaction)而發生偽陽性反應(false positive)。近年來由於分子生物學的進步,致病因子的代表抗原選用之特異相關性增加,偽陽性反應的情形已逐漸獲得改善。

人體的免疫球蛋白,主要分布在血液及體液中,由一億多種構造稍有不同的球形蛋白質組成。共有五大類:IgM、IgG、IgA、IgD及IgE,其生理性質略有差異,在對抗入侵物上扮演不同的角色,蛋白總量約佔血漿的20%。抗體在排除外來有害物上,有中和毒素、中和病毒、調理細菌加速吞噬作用等功能,其在體內的生物合成具有記憶性,使免疫系統對已認知的抗原,可引發強而快速的次發反應,對再次碰到的外來危害物可有效將之去除。同時,因其血清抗體濃度高,可以用作致病因子診斷之用。

血清鑑定學的臨床應用有許多方面,例如:疾病的鑑別診斷、癌症的早期診斷及病程追蹤、輸血安全性、疫苗的有效性、流行病學調查、血中藥物濃度等。用在職業醫學方面也非常廣,如:職業流行病調查、職業疾病鑑定、血中作業環境有害物濃度等,皆可利用作業場所危害物質作為抗原,檢測勞工血清中特異性抗體濃度,作為職業疾病致病因子的輔助證據。例如:某一勞工因氣喘發作而導致永久性傷害,倒底是居家環境引起的還是工作場所引起的?則可利用勞工血清與居家環境和工作場所存在的過敏原進行特異性抗體濃度測試,若結果顯示抗工作相關過敏原的抗體濃度高,到達臨床意義,則可以證實該勞工係因為作業環境因素引起氣喘,為職業性氣喘。

三、研究方法

以問卷取得勞工之基本資料,包括:年齡、年資、工作別、自覺症狀及個人生活習慣等。以飼料原料及黴菌菌絲作為抗原製作之基礎材料,經過蛋白質萃取、濃縮、定量等抗原製作過程,以酵素免疫法及酵素免疫電泳法進行特異性抗體相對濃度測定及成份分析,並以螢光免疫法進行低濃度範圍之定量。免疫球蛋白G、A、E以免疫散色比濁法測定。

對免疫功能的影響評估測定,係以週邊血液中進行白血球分類、免疫球蛋白、自然殺手細胞、淋巴細胞亞群等項進行分析。測定方法採用一組螢光抗體染色,以流式細胞計數儀(Flow Cytometer)測定T細胞、B細胞、自然殺手細胞、輔助型T細胞(helper T cell, Th)及胞毒型T細胞(cytotoxic/suppressor T cell, Tc/s)等淋巴細胞亞群。

四、結果與討論

對生物氣膠暴露勞工以畜牧業勞工為代表,調查結果顯示呼吸道有症狀勞工約佔23%,肺功能測定結果顯示有閉塞性、抑制性或混合型三種類型,以閉塞型為最多,顯示肺部過敏反應之可能性。約28﹪勞工上工後6小時肺功能變差,顯示工作場所可能存在一些過敏因子。

問卷調查結果顯示約有37%的勞工,自覺有過敏症狀者(包括皮膚過敏),生物性過敏原因有:飼料、食物、黴菌、昆蟲、豬分泌物等。血清反應結果顯示現場勞工對抗飼料粉塵、豬皮屑之IgE抗體,呈現陽性反應者較多,顯示飼料粉塵及豬皮屑為養豬工人,與職業相關的主要過敏原。

將勞工工作內容分析,綜合現場工作時間及暴露程度,將勞工對飼料暴露程度分為四級,則與飼料相關特異性IgG抗體濃度指標與暴露情況有顯著相關性(p﹤0.05)。若將勞工個人採樣之粉塵重量與勞工之飼料相關特異性IgG抗體濃度指標及IgE抗體陽性反應指標,進行相關性分析,結果顯示:(1)特異性IgG抗體濃度指標與粉塵重量呈正相關(R=0.0526)(2)肺功能與IgG抗體濃度指標呈負相關(R=-0.0991)(3)呼吸道有疾病之勞工亦顯示其血清特異性抗體濃度與肺功能亦呈現負相關。

生物粉塵暴露的勞工對免疫功能的影響,結果顯示年齡、年資及工作別均有影響:後天性免疫功能均隨著年齡及年資之增長而略呈遞減之傾向,至於飼料粉塵暴露,對B淋巴細胞及血清免疫球蛋白A含量有顯著的增加效應。飼料粉塵暴露機會較多之分類群與暴露機會較少者亦有差異之傾向。

暴露群在單核球、B淋巴細胞及免疫球蛋白E三項之平均數值,均較非暴露群為高,其中B淋巴細胞均數分別為11.4±5.3及9.1±3.4,且二分類群之間顯示統計上之顯著差異(P < 0.05),單核球則有差異之趨勢(P<0.1)。免疫球蛋白A總量的統計結果則相反,暴露群均較非暴露群為低,暴露群為233.2±56.9μg/ml,非暴露群為263.1±86.4μg/ml,有差異之趨勢(P < 0.1)。免疫球蛋白E差異大,暴露群為199.5±191.0μg/ml,非暴露群為146.1±177.3μg/ml,但未達統計上之意義。

飼料粉塵暴露群較非暴露群在單核球、B淋巴細胞及免疫球蛋白E三項之均數比較高,這些數據顯現出體液性免疫反應受到刺激的一系列端倪。免疫球蛋白E和A朝向增加和降低相反方向之顯著性大幅度落差,可能暗藏著體液性免疫反應調控可能受到環境因子影響之證據,免疫球蛋白E之差異未達到統計上的顯著意義,可能是受到個人體質敏感性的影響。

此外,由於本研究調查之畜殖場均在南部,取樣時間在四~五月,日均溫已接近30℃,故也考慮飼料中或畜殖場的環境中可能有細菌繁殖,存在脂聚醣之細菌內毒素,因而刺激B淋巴細胞增殖。

綜合以上結果,顯示在(半)開放性養豬場,空氣中粉塵濃度低於2mg/m3 時,勞工呼吸道仍然受到生物性氣膠的刺激而有症狀出現,對免疫功能亦有相當程度之影響。一般認為無害之非感染性生物氣膠,由於有誘發呼吸道過敏症狀的潛在性,對部份特異體質勞工來說可能是誘發氣喘的致死因子。因此,非感染性生物氣膠若以目前厭惡性粉塵作為空氣中容許濃度的標準,對勞工的保護是否足夠,是個值得探討的問題。

 

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