본 연구는 정유회사 근로자 90명를 대상으로 하여 benzene의 노출농도와 대사산물인 phenol의 배설량을 측정한 후, benzene의 대사에 관여하는 glutathione S-transferase (GST)M1, GSTT1, GSTP1과 NAD(P)H: quinone oxidoreductase (NQO1) 유전자다형성을 분석하여 이들 효소의 유전자 아형 (genotype)에 따라 benzene의 대사에 어떠한 영향을 미치는지를 파악하고자 하였다. 연구 대상자들이 노출되는 benzene의 평균농도는 0.042±0.069 (mean±S.D) mg/m3이었고, 뇨중으로 배설되는 phenol의 평균 배설량은 7.42±11.3 (mean±S.D) mg/g creatinine으로, 상관성 (r)은 0.604 (p⁄0.01)이었다. benzene의 대사와 이들 효소의 유전자다형성에 대한 상관성을 보면, benzene의 대사산물인 phenol의 배설량과 GSTM1과 GSTT1 null 아형에서는 0.769과 0.863의 상관성을 보였고 (p⁄0.01), present 아형보다 다소 높은 상관성을 보였다. 또한 GSTP1의 경우에도 GSTP1*1/*1 유전자 아형이 GSTP1*1/*2 (r = 0.413, p⁄0.05)보다 높은 상관성을 보였다. 그리고 NQO1에서의 polymorphic site가 존재하는 아형(r = 0.833, p⁄0.01)과 존재하는 않는 유전자 아형 (r = 0.877, p⁄0.01)에서 비슷한 상관성을 보였다. 이러한 현상은 Cytochrome P450 2E1 CYP2E1에 의하여 benzene의 대사가 촉진되어 phenol의 생성이 증가되고, 포합반응 은 활성이 결여된 GST subfamily null 유전자 아형보다 present 아형에 의해서 이루어지는 것으로 보인다. 또한 NQO1의 경우에 polymorphic site가 있는 유전자와 없는 유전자 아형에서 비슷한 상관성을 보인 것은 phenol이 semiquinone계 물질로 대사 변형되는 기전보다 다른 기전을 통하여 대사 변형되는 경로가 우세하기 때문에 상대적으로 생성되는 물질의 양이 적어서 유전자 아형에 따른 차이를 보이지 않은 결과로 생각된다.
The higher concentration of traces of aromatic hydrocarbons prevailing in the refinery atmosphere causes severe occupational health hazard to refinery workers. In this study, the biochemical role of genetic polymorphism in modulating urinary excretion of benzene metabolite as phenol level has been investigated in 90 workers exposed to benzene in the petroleum refinery plants of Korea. Glutathione S-transferase (GST) subfamily as GSTM1, GSTT1 and GSTP1 and NAD(P)H: quinone oxidoreductase 1 (NQO1) gene polymorphisms were determined by polymerase chain reaction (PCR)-based methods. The mean concentration of volatile benzene in the refinery environment was 0.042 mg/m3 (SD, 0.069) and that of urinary phenol was 7.42 mg/g creatinine (SD, 11.3). The airborne benzene concentration was significantly related to the concentration of phenol in urine (r = 0.640, p⁄0.01). However, all the genotypes of GST subfamily and NQO1 except small sample size of genotypes in GSTM1 and GSTT1 none of them were higher than that of present genotype. Also, it was higher in the GSTP1*1/*1 than in the GSTP1*1/*2. The various biological (i.e. age and liver function parameters) or lifestyle factors (i.e. medication, smoking, alcohol and coffee intake), also taken into account as potential confounders, did not influence the correlations found. These results suggested that GST subfamily and NQO1 genotypes might play an important role in the metabolism of benzene.
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