工程奈米微粒工作者其健康影響之長期追蹤研究

奈米技術為現今重要產業之一,奈米材料已廣泛應用於工業與消費產業且有持續增加的趨勢。而現今許多不同類型的市售產品中,皆有奈米物質使用的蹤跡,從電子產品到醫療保健產品、食品、紡織品、運動裝備與家用產品等;正因如此,愈來愈多為了因應新用途所開發的奈米材料與物質應然而生,進而造成工作者接觸工程奈米微粒的機會。

奈米技術已廣泛應用於各種不同領域,其應用所衍生的潛在風險亦不容忽視;因此,有必要評估工程奈米微粒工作者潛在之不利健康影響的風險。多數與工程奈米微粒毒性有關的文獻主要為動物或體外研究;在動物吸入研究中,工程奈米微粒對健康的影響包括:氧化壓力與發炎反應產生、心血管疾病、肺部纖維化或肉芽腫、胸膜斑塊生成、肺癌與間皮瘤樣疾病。此外,針狀纖維奈米碳管會誘發石棉樣肉芽腫的形成,並增加腫瘤品系小鼠罹患間皮瘤的可能性。

儘管從未證實工程奈米微粒對人體健康會造成影響,但不斷累積的動物研究證實,接觸某些奈米材料是有害的。暴露工程奈米微粒的風險評估需要收集多重資訊,包括:關鍵標的器官資訊以及毒性資料等暴露途徑與暴露程度。雖然已知工程奈米微粒工作者的主要暴露途徑為吸入,然而,對於針對職場個人之暴露粒徑大小、暴露參數、個人採樣技術、標準的儀器與方法測量,技術上仍不純熟,因此很少見到工作場所暴露的公開資訊。面對與奈米材料暴露有關的不確定性,目前可接受的替代方法為控制分級方法(control banding method),為半定量風險評估,根據預測的風險等級,提供了最低限度的預防措施。

本院國家環境醫學研究所(環醫所)長期致力於環境健康議題研究,於過去橫斷性研究中已提出,某些不良健康影響可能是由於工程奈米微粒的暴露引起的,但仍然需要縱向流行病學研究,以驗證暴露於工程奈米微粒工作者的毒性評估結果;環醫所吳威德協同研究員與劉紹興前研究員執行此項探索性研究,目的即是要進一步探究工程奈米微粒對於工作者的健康影響。

此項研究為期程4年、共5次重複測量的長期追蹤研究,受試者共496名,包括來自台灣14家(13家工廠、1家研究機構)製造和/或使用奈米材料機構的工作者(258名),與為了具有地理區域與社經地位可比較性,於同樣的工廠招募從未處理過奈米材料的工作者為對照組(238名)。經受試者知情同意後,分別於6、18、30與42個月後,重複採集血液、尿液和呼出氣體凝結液樣本,以測量已選定的生物標記;此外,身體健康檢查的部分則重複肺功能、心率變異性、神經行為測試與自主管理問卷等。最終分析的對象挑選為接受檢查2次以上之受試者共314名(暴露組206名、對照組108名)。

健康影響各個方面衡量的指標包括:發炎、氧化損傷標記和抗氧化酵素活性、心血管、利用彗星測定法的遺傳毒性、肺功能與神經行為測試。此研究必須先確認每個健康影響指標的潛在干擾因子,分析時再依個別健康影響指標分別校正其潛在干擾因子。

參與研究的13家工廠包括:光觸媒、奈米材料、衛浴設備、空氣清淨機、發光二極體、奈米塗料、著色劑、碳奈米管、紡織品與防污瓷磚等製造廠,大多數工廠使用局部通風以控制排放粉塵,且以沖、掃的方式清理廠區的奈米作業環境。其中,生產製造奈米材料者為1家、僅使用奈米材料者為8家,其餘4家則兼具製造與使用奈米材料。

此為期4年的固定世代長期追蹤研究結果顯示,工作者長期處理工程奈米材料對於抗氧化酵素、超氧化歧化(SOD)、穀胱甘肽過氧化酶(GPx)有顯著相關;但在心血管功能障礙、肺損傷、發炎症、氧化損傷、神經行為和遺傳毒性標記與奈米材料的處理則無發現關聯性。綜上所述,就現有資料而言,在長期接觸奈米微粒排放情況下雖會造成氧化傷害的改變,但仍不會造成工作者之心肺損傷、神經與DNA損傷等不良健康影響。而目前廠區開始以封閉操作和加濕過程來大幅降低工程奈米顆粒暴露,但是部分針對奈米材料的乾燥噴霧、拋光、研磨作業過程仍可以檢測到較大量的奈米顆粒,因此在職場上奈米暴露控制,除了局部排氣外,還應採取個人防護具相關保護措施,以減少奈米顆粒的暴露並預防奈米顆粒引起的疾病。此外,仍需要進一步執行長期的追蹤研究,以瞭解暴露於高濃度奈米微粒或在奈米環境中工作更長時間對健康的影響為何,此論文已刊登於Environmental Health(2019; 18: 107)。

文:編輯中心陳筱蕾整理;審校:國家環境醫學研究所吳威德協同研究員

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