民國111年8月5日投稿，民國111年9月13日修改，民國111年10月12日接受。
通訊作者：姓名：潘致弘，勞動部勞動及職業安全衛生研究所，22143新北市汐止區橫科里橫科路407巷99號，
電子郵件信箱：[email protected]
���傷����估研�
潘致弘、方亭予
勞動部勞動及職業安全衛生研究所
摘要
本研究針對臺灣地區
16
家電鍍工廠，調查105
名男性勞工暴露於六價鉻所造 成DNA
氧化傷害及脂質過氧化傷害指標之濃度，並與125
位於辦公室作業之控制 組勞工進行比較。研究對象皆為無吸菸習慣之男性勞工。研究過程中收集作業環 境空氣之個人採集樣本、尿液、頭髮、指甲以及健康問卷，據以量化勞工對於六 價鉻、DNA
氧化傷害、脂質過氧化以及環境污染物的暴露。結果顯示暴露組勞工 六價鉻之幾何平均濃度以及空氣中鉻總濃度皆顯著高於控制組。另外暴露組勞工 其尿液、頭髮及指甲中鉻的幾何平均濃度以及尿中的DNA
氧化傷害指標8-
羥基 脫氧鳥苷（8-OHdG
）、脂質過氧化指標丙二醛（MDA
）的濃度皆高於控制組。當 控制了共變項後，六價鉻的每日累積暴露量以及尿中鉻濃度與尿液中8-OHdG
濃 度有統計上的顯著相關性，當尿中鉻濃度每增加10
倍其尿中8-OHdG
增加1.73
倍。校正共變項後，六價鉻的每日累積暴露濃度、尿中鉻濃度與尿中
MDA
濃度有統計 上顯著相關，而當尿中鉻濃度增加10
倍其尿中MDA
濃度增加1.45
倍。爰此電鍍 勞工會因為暴露六價鉻而導致DNA
氧化傷害以及脂質過氧化傷害。關鍵詞：8-羥基脫氧鳥苷、電鍍工廠、六價鉻、丙二醛、氧化傷害
前言
鉻（
Cr
）被廣泛用於金屬表面處 理、電鍍、鋼鐵製品、鉻酸鹽的製造、鉻酸鹽類顏料製造、皮革鞣製以及焊
接
[1-2]
。在工作場所，鉻主要以三價鉻
Cr
（III
）和六價鉻Cr
（VI
）形式存 在。其中，三價鉻為人體必須的微量營 養素，與人體之生理功能有關，包含胰 島素在正常葡萄糖代謝中的生物作用[3]
。而六價鉻毒性通常被認為是三價鉻 的1,000
倍[4]
。三價鉻毒性低於六價鉻 原因為三價鉻的細胞膜通透性較差[5]
， 但三價鉻也是有毒，並不是完全良性 的。當鉻進入體內，六價鉻會藉由酵素 及非酵素的還原劑將其還原成較低的氧 化態，如五價鉻、四價鉻以及三價鉻。其中，人體胃腸吸收六價鉻和三價鉻的 量小於
10
％的攝入量，吸收率為可溶 性六價鉻化合物（如：重鉻酸鉀）大於 可溶性三價鉻之化合物（如：氯化鉻），六價鉻的生物利用率為
6.9
％，排泄半 衰期約為39
小時[6]
。而這些鉻的活性 中間物會產生各種活性氧化物。當體內 有過多的活性氧化物，如單一氧態、超 氧化自由基、氫氧自由基等，則會導致 氧化傷害。過去研究指出六價鉻會誘導 氧化傷害而可能與DNA
鏈斷裂與致癌作用有關
[7-8]
。六價鉻已被確定具有腎毒性
[9]
、肝毒性[10]
以及心臟毒性[11]
； 也可能導致皮膚潰爛或過敏反應[12]
、 急性皮膚炎[13]
和過敏哮喘反應[14]
。 而在鉻酸鹽製造、鉻酸鹽類顏料製品及 鍍鉻工廠中，六價鉻被公認為對人體是 有致癌性的，其中肺為主要的目標。此 外，暴露六價鉻物質會增加某些行業勞 工罹患癌的風險[15-16]
，如肺癌[1]
。尿 中
8-hydroxy-2’-deoxyguanosine
（
8-OHdG
）及malondialdehyde
（MDA
） 已被作為臨床及職業環境中人類的氧 化 傷 害 生 物 指 標[17-18]
。8-OHdG
是 最常見的DNA
損傷指標，由一個氫氧 自由基接在鳥嘌呤之DNA
第八個碳的 位置反應而形成[19]
。MDA
則為脂質 過氧化的生物指標，反應人體之整體 氧 化 狀 態[20-21]
。MDA
已 被 表 明 其 與脂質過氧化與動脈粥狀硬化[22]
、 衰老[23]
、類風溼性關節炎[24]
、糖 尿病[21]
和癌症之間的關係[25]
。六價鉻對於人體之有害健康影響 與長期暴露有關，因此個人的累積內部 劑量可以瞭解環境偵測以及職業暴露於 鉻的生物方法。一項動物研究表明，尿 液中鉻的排泄是吸入水溶性六價鉻主要 的排出途徑
[26]
。另外也有研究發現電 鍍勞工其吸入的鉻濃度與尿中的鉻濃度 是有統計上顯著相關[27]
，所以尿中的 鉻濃度似乎是對於鉻暴露的可靠生物指 標。量測頭髮上的鉻濃度也是另一個偵 測鉻暴露的有效方法。而在頭髮上的鉻 濃度可以反應體內長期的環境暴露，因 為鉻可以在體內累積[28]
。此外指甲可 以提供鉻元素濃度的紀錄，因為指甲的 根部受到細胞的健康狀況之強烈影響，而血液及體液僅代表短暫時間的暴露濃 度。指甲每週增長
0.05
∼1.2
毫米。因 此，指甲中鉻濃度的量測所代表的暴露 時間比頭髮中鉻濃度還長。在工業中廣泛使用鉻金屬，但長 期接觸六價鉻及電鍍勞工的健康關係 之資料是有限的。因此本研究調查了 電鍍工人接觸六價鉻而引起氧化傷害 之結果。並且透過量測環境中空氣中 總鉻與六價鉻濃度以及勞工尿液、頭
髮及指甲中的鉻濃度來評估其暴露情 況。透過量測尿液中
8-OHdG
及MDA
以量化受試者整體的氧化傷害反應。研究方法
1.
研究族群本研究同時納入暴露六價鉻之勞 工以及控制組。我們於
2010
年招募由 電鍍業同業工會廠商名錄中，過去有 暴露鉻酸之我國16
家硬鉻電鍍公司之230
名無吸菸習慣之男性勞工。由於吸 菸可能為鉻暴露之干擾因子，因此我 們只選擇無吸菸之勞工作為受試者。而所有受試者皆在其所屬公司被僱用
1
年以上。此外在過去3
個月曾使用過 染髮劑或其他可能含有鉻的美髮產品、指甲油或重金屬補充品則會排除在外。
這
230
位無吸菸之男性勞工，其中為 鉻暴露組之電鍍工人有105
位，另外 在辦公區工作的125
位則作為控制組。偵測辦公室中空氣中六價鉻濃度以確 保對照組六價鉻的暴露量是最低的。受 試者於周五下班後進行單點尿液、頭 髮以及指甲樣本的採集。並於當週由 訓練過的訪視員以面訪的方式完成受 試者問卷填寫，內容包括年齡、身高、
體重、飲酒習慣、個人防護具之使用、
工作史以及生活習慣。國防醫學院三 軍總院之人體試驗委員會（案號：
099-
05-228
）已同意本研究之執行且每位受試者皆提供參與此研究之同意書。
2.
空氣中六價鉻與總鉻的測定與累積 暴露評估(1)
六價鉻測定以
PVC
濾 紙 為 採 樣 介 質（ 直 徑：37
毫 米； 孔 徑：0.8
微 米 ）， 並以主動式採樣泵，控制流率為
2.0 L/
min
，個人採樣器設置在電鍍區及辦 公室中靠近勞工呼吸的高度。每個採 樣區進行兩天連續八小時工作日的採 樣以獲得重複樣本，而後採樣介質經0.5N
硫 酸 進 行 脫 附 程 序 後， 定 量 至25mL
，加入顯色劑 （顯色劑以0.5g 1, 5-diphenylcarbazide
溶於100mL
丙酮，再以去離子水稀釋成
200mL
）後，以 紫 外 光-
可 見 光 譜 分 析 儀（Beckman Coulter DU 800, USA
）， 於540 nm
波 長測定六價鉻濃度[28]
，六價鉻的偵 測極限為1.6 ng/m
3。(2)
總鉻以 纖 維 素 酯 濾 紙 （ 直 徑：
37
毫 米；孔徑：0.8
微米）與主動式採樣器 進行總鉻採樣，個人採樣器設置在電 鍍區及辦公室中靠近勞工呼吸的高度，設定流速為每分鐘
2,000
毫升及採樣時 間480
分鐘。每個採樣區進行兩天連 續八小時工作日的採樣以獲得重複樣本，以
14N HNO
3為消化試劑，設定加熱板溫度
95
℃，加熱三小時，每隔 三十分鐘攪拌一次，室溫冷卻之後以 超純水稀釋消化後之樣品至10 mL
， 然後以石墨爐原子式吸收光譜儀測定（
AAnalyst 800, Norwalk, CT, USA
） 分 析總鉻濃度。(3)
累積暴露評估對於勞工在電鍍霧中而隨時間變 化的六價鉻累積暴露及總鉻濃度進行 定量。在尿液、頭髮及指甲的每一個 生物樣本採樣前，進行了四個不同暴 露期間之估計，包括一天、一週、一 年以及整個職業生涯。生物採樣前對 於在一天、一週、一年及整個職業生
涯中估計的六價鉻累積暴露與總鉻的 暴露量是將工作區域中的六價鉻及總 鉻的幾何平均濃度乘以分別在每日、
每週、每年及整個工作生涯估計進行 電鍍的時間。其中，整個職業生涯中 之六價鉻累積暴露與總鉻的暴露濃度 則是將工作區域中的六價鉻及總鉻的 幾何平均濃度乘以前一年電鍍工作時 間再乘上聘用電鍍勞工的時間。聘用 電鍍勞工的時間即為實際工作年資乘 上每年
12
個月、每個月4
週、每週7
日以及每日24
小時所得之結果。若六 價鉻及總鉻濃度低於偵測極限，濃度 則使用邏輯斯迴歸方法進行多重補插計算
[30-31]
。尿液、頭髮及指甲中的鉻濃度用來預測低於偵測極限的六價 鉻濃度。當預測六價鉻濃度後，尿、
頭髮及指甲中的鉻濃度則用來預測低 於偵測極限的總鉻濃度。若六價鉻及 總鉻濃度皆低於偵測極限，則由五個 重複資料的補插值取代，以減少因模 擬補插造成的採樣變異性
[31]
。3.
生物指標採樣在勞工周末的輪班後收集單點尿 液、頭髮和指甲樣本。生物指標收集 前所有受試者皆被要求使用醫藥肥皂 仔細地洗手，並使用去離子水進行沖 洗以及乾淨的紙巾擦乾以去除外部的 污染。尿液樣本保存於
-20
度的冰箱 直至分析。1
毫升的尿液使用1
毫升的 去離子水進行稀釋，進行鉻分析前使 用硝酸銨基質修飾劑混和。從靠近枕 部的頭皮區收集一英吋長的頭髮，並 使用丙酮清洗三次，再使用去離子水 進行洗滌。接著將頭髮樣本置於室溫 中使用抽風櫃乾燥一天。當樣本清洗 及乾燥後，秤重約0.1
公克並使用14N
的硝酸消化。收集受試者十隻指頭的 指甲，指甲樣本在丙酮中攪拌洗滌三 次後在使用去離子水做清洗，同樣置 於室溫中使用抽風櫃乾燥一天，接著 用
14N
的硝酸消化。在尿液、頭髮、指甲中的總鉻濃度由石墨爐原子吸收 光譜儀進行量測。尿中鉻的偵測極限
為
0.09µg/L
，所有採樣期間之異日間（
Inter-day
）、同日內（Intra-day
）試驗 之變異係數皆小於7
％；頭髮中鉻之偵 測極限則為0.02µg/g
，所有採樣期間 其異日間（Inter-day
）、同日內（Intra- day
）試驗之變異係數皆小於6
％；指 甲中鉻的偵測極限為0.02µg/g
，所有 採樣期間其異日間（Inter-day
）、同日 內（Intra-day
）試驗之變異係數皆小於8
％。銠（Rh
）被作為測定鉻濃度之內 標準品。4.
尿液中8-OHdG
尿液中
8-OHdG
濃度由高效能液相層析串聯質譜儀進行分析
[20-21]
。20µl
尿液使用含有0.1
％甲酸之5
％的 甲醇稀釋十倍。加入40µl
的[
15N
5]-8- OHdG
作為內標後，100µl
前處理完的 尿液樣本直接注射到LC-MS/MS
進行 分析。透過重複測定三個尿液樣本中的
8-OHdG
來評估方法的精密度。而組內的變異係數為
2
∼3
％；組間的變 異係數為4
∼5
％[20]
。使用去離子水 的七次分析中量測偵測極限為5.7ng/L
。將尿中
8-OHdG
濃度使用肌酸酐校正以控制尿量的變化
[32-33]
。5.
尿液中MDA
尿 液 中
MDA
濃 度 由 碳18
管 柱 之高效能液相層析儀分析，以及使用 紫 外 光-
可 見 光 光 譜 儀（JASCO UV-
975, Tokyo, Japan
） 在532nm
處 偵 測MDA
濃 度。 移 動 相 使 用 甲 醇 磷 酸 鉀緩衝液（9:11
），流速設定為每分鐘1.2
毫升。此實驗也有進行精密度的 評估，包括重複性（within-run
）及再 現 性（run-to-run
）， 其 變 異 係 數 皆 小 於10
％。尿液樣本MDA
分析運用其 與硫代巴比妥酸（TBA
）的反應，並 使用四乙基氧基丙烷作為標準品，使HPLC
將MDA
（TBA
）2
合成物分離。使用去離子水從七次的分析當中獲得 偵測極限，值為
0.06µg/L
。尿液MDA
批次控制與同次間的精密度之變異係 數小於10
％[34]
。6.
尿液中肌酸酐濃度使用一個自動的方法
Jaffe reaction
來 定 量 肌 酸 酐[35]
。 尿 液 中 的 鉻、MDA
及8-OHdG
皆使用肌酸酐濃度來做校正。
7.
統計分析首先將尿液中
8-OHdG
、MDA
及 鉻濃度先經過Log
轉換使其變成常態 分 佈。 使 用Student's t
檢 定 來 比 較 電 鍍勞工與對照組其尿液中8-OHdG
、MDA
、頭髮中的鉻、指甲中的鉻、累 積六價鉻以及累積的總鉻濃度是否有 差異。從105
名電鍍勞工所得到的資 料使用混和線性效應模型以確定勞工 尿 液 中 的 鉻、8-OHdG
、MDA
以 及 頭 髮和指甲中鉻濃度的重要預測因子。受試者的年齡、
BMI
、工作史、二手 菸的暴露程度、飲酒習慣、呼吸防護 具的使用、追蹤時間、累積六價鉻濃 度之變項在資料分析時使用固定效應 模式；而每個電鍍區域面積則是作為 隨機效應模式。在所有的檢驗中，統計顯著力設定在 α
=0.05
。所有資料皆使用
SAS 9.4
版本進行分析。結果
表
1
提供了16
家電鍍工廠依照其 工作性質分別為接觸鉻之勞工與對照 組之人口學特徵。研究族群分別由105
位暴露於鉻之勞工以及125
位對照組 勞工所組成。他們的平均年齡約為34
歲；平均BMI
值為23 kg/m
2。暴露於 鉻之勞工僅有14.3
％有使用有效之呼 吸系統防護具，如防塵口罩。但其餘86
％大部分勞工並無使用任何呼吸防 護具。表1 鉻暴露勞工與控制組之描述性特徵 參數 鉻暴露勞工
（n=105）
控制組
（n=125） p值 個人特徵（平均值 ± 標準差）
年齡（年） 33.8±12.9 34.1±8.6 0.848 BMI
（kg/m2） 23±2.7 22.8±3.1 0.711
尿液肌酸酐 濃度
（mg/dL）
71.1±49.4 64.5±44 0.285 工作經驗（平均值 ± 標準差）
工作年數 9.4±5.6 5.5±4.6 0.014
每週工作
幾天 5.9±0.3 5.8±1.1 0.728
每天工作
幾小時 8.4±0.7 8±0.1 0.022
健康行為（N（％））
二手菸暴露
（每週暴露
≧四天）
31
（29.5％）
25
（20％） 0.094
飲酒習慣
（每週飲酒
≧四天）
25
（23.8％）
19
（15.2％） 0.098
表
2
表 示16
家 電 鍍 工 廠 分 別 在 有暴露於鉻之勞工與對照組其六價鉻 的累積濃度以及總鉻的暴露濃度進行 比較。結果發現暴露於鉻之勞工其六 價鉻及總鉻的幾何平均濃度皆比控制組來的高。其中有
18
位有接觸鉻之勞 工其每日六價鉻之濃度超過臺灣訂定 的六價鉻之八小時日時量平均容許濃 度（PEL-TWA
），50µg/m
3。 而16
位 有接觸鉻之勞工其每日總鉻的暴露濃 度超過了臺灣訂定的總鉻之八小時日 時量平均容許濃度，100µg/m
3。有接 觸鉻之勞工其六價鉻及總鉻的濃度皆 沒有低於偵測極限。控制組的六價鉻 及總鉻暴露濃度皆未超過臺灣所訂定 的八小日時量平均濃度，其中56
位之 六價鉻暴露濃度與52
位總鉻暴露濃度 低於偵測極限。低於偵測極限之濃度 使用單一邏輯斯回歸進行多重補插。六價鉻低於偵測極限之值以
20.8ng/m
3 替代；總鉻低於偵測極限之值則以1.6 ng/m
3替代。經補插後替代的六價鉻 幾何平均濃度為11.6 ng/m
3，其值非常接近六價鉻偵測極限的一半（
10.4 ng/
m
3）。此外，經補插後的總鉻幾何平均 濃度為1.1 ng/m
3，其值也非常接近總 鉻偵測極限的一半值（0.8 ng/m
3）。表
3
為 比 較16
家 電 鍍 廠 中 電 鍍 工 人 以 及 控 制 組 尿 液 中8-OHdG
、MDA
、鉻濃度以及頭髮和指甲中鉻濃 度。結果發現電鍍勞工暴露8-OHdG
之 幾 何 平 均 濃 度（7.8µg/g creatinine
） 較控制組（4.1µg/g creatinine
）高，且 有統計上顯著差異 （p=0.005
）。而尿 液中MDA
幾何平均濃度也是電鍍勞 工（151.9µg/g creatinine
）暴露較控制 組（102.2µg/g creatinine
）來的高，也 有統計上顯著差異（p=0.042
）。另外，電鍍勞工其尿液、頭髮以及指甲中鉻 的幾何平均濃度顯著高於控制組的濃 度（
p<0.001
）。表2. 16家電鍍工廠暴露鉻之勞工及控制對照組之個人六價鉻與總鉻累積暴露濃度（µg/m3 hr）a 變項 鉻暴露工人（n=105） 控制組（n=125）
p值 幾何平均值 幾何標準差 幾何平均值 幾何標準差
一日六價鉻累積濃度 155.6 3.3 4.8 1.9 <0.001 一週六價鉻累積濃度 920 3.2 27.5 2.1 <0.001 一年六價鉻累積濃度 46,035.3 3.1 1,375.5 2.2 <0.001 工作年之六價鉻累積濃度 161,078.1 3.2 5,419.1 3.1 <0.001 一日總鉻累積濃度 285.2 3.2 8.8 2.1 <0.001 一週總鉻累積濃度 1,686.3 3.1 49.4 2.3 <0.001 一年總鉻累積濃度 84,313.8 3 2,495.3 2.5 <0.001 工作年之總鉻累積濃度 295,231.8 4.5 9,889.8 3.2 <0.001
a Student’s t 檢定
表3 鉻暴露勞工與控制組其生物檢體之氧化傷害指標與鉻濃度
變項 鉻暴露工人（N=105） 控制組（N=125）
p值 幾何平均值 幾何標準差 幾何平均值 幾何標準差
尿液中8-OHdG (µg/g creatinine) 7.8 2.1 4.1 2.1 0.005
尿液中MDA (µg/g creatinine) 151.9 1.8 102.2 2.1 0.042
尿液中鉻濃度 (µg/g creatinine) 2.3 1.8 0.6 1.5 <0.001 頭髮中鉻濃度 (µg/g) 7.2 4.7 3.3 3.2 <0.001 指甲中鉻濃度 (µg/g) 12.7 4.5 6.9 4.5 <0.001
總鉻濃度a (µg/g) 45.2 3.2 18.2 2.9 <0.001
a 總鉻濃度：尿液、頭髮及指甲中鉻濃度加總
表
4
呈現混和線性效應回歸以評估 電鍍工人其尿液、頭髮及指甲中鉻濃度 的預測因子結果。校正其他共變項後，結果發現每日六價鉻的累積濃度對於尿 液中鉻濃度是重要且正向之預測因子。
另外也發現當校正其他共變項後，一年 的六價鉻暴露累積濃度則為指甲及頭髮 中鉻濃度的重要且正向的預測因子。
表
5
表示混和線性效應回歸以評估 電鍍工廠尿液中8-OHdG
、MDA
暴露 濃度之預測因子。結果發現校正共變項 後，每日六價鉻累積暴露濃度與尿液中 鉻濃度與尿液中8-OHdG
有顯著相關。當尿液中鉻濃度每增加十倍與
8-OHdG
暴露濃度增加1.73
倍有顯著相關。然 而，暴露於二手菸、飲酒習慣、年齡、呼吸系統防護具、
BMI
、工作時所累積 六價鉻之暴露濃度、每年累積六價鉻之 暴露濃度、每週六價鉻暴露濃度、頭髮 及指甲鉻之暴露濃度皆與8-OHdG
暴露 濃度無統計上顯著關。校正共變項後，每日六價鉻累積濃度與尿液中鉻暴露 濃度與尿液中
MDA
濃度有統計上顯著 相關。當尿液中鉻濃度每增加十倍與MDA
暴露濃度增加1.45
倍有顯著相關。然而，暴露於二手菸、飲酒習慣、年齡、
呼吸系統防護具、
BMI
、工作時所累積 六價鉻之暴露濃度、每年累積六價鉻之 暴露濃度、每週六價鉻暴露濃度、頭髮 及指甲鉻之暴露濃度與MDA
暴露濃度 無統計上顯著關。表4 使用線性混和迴歸分析以評估鉻暴露勞工之尿液、頭髮及指甲中鉻濃度的預測因子
變項
經Log轉換之尿液中 鉻濃度（µg/L）
經Log轉換之頭髮中 鉻濃度（µg/g）
經Log轉換之指甲中 鉻濃度（µg/g） 係數 95％信賴區間 係數 95％信賴區間 係數 95％信賴區間 二手菸暴露（有 無） 0.272 -0.043 ∼ 0.586 0.174 -0.097∼0.446 0.136 -0.113∼0.385 飲酒（有 無） 0.285 -0.012 ∼ 0.582 0.096 -0.070∼0.262 0.079 -0.159∼0.317 呼吸防護具（有 無） -0.062 -0.191∼0.067 -0.049 -0.225∼0.127 -0.045 -0.573∼0.483
年齡 0.001 -0.016∼0.015 0.008 -0.010∼0.025 0.003 -0.009∼0.014
BMI 0.020 -0.028∼0.068 -0.010 -0.048∼0.028 -0.009 -0.038∼0.002
職涯中六價鉻累積暴露濃度（Log mg/m3*hr） 0.051 -0.307∼0.408 0.087 -0.205∼0.379 0.130 -0.155∼0.415 每年六價鉻累積暴露濃度（Log µg/m3*hr） 0.357 -1.285∼0.571 0.337 0.165∼0.510V 0.401 0.060∼0.743V 每週六價鉻累積暴露濃度（Log µg/m3*hr） 2.098 -0.458∼4.654 0.146 -0.346∼0.638 0.258 -2.146∼2.663 每天六價鉻累積暴露濃度（Log µg/m3*hr） 0.382 0.121∼0.643V 0.123 -0.241∼0.486 0.247 -0.166∼0.660 尿液肌酸酐濃度（Log mg/dL） -0.123 -0.486∼0.241
Vp值<0.05
表5 使用線性混和迴歸分析以評估鉻暴露勞工之尿液中8-OHdG及MDA濃度的預測因子 變項
經Log轉換之尿液8-OHdG 鉻濃度（µg/L）
經Log轉換之尿液中MDA 濃度（µg/L） 係數 95％信賴區間 係數 95％信賴區間 二手菸暴露（有 無） 0.150 -0.082∼0.381 0.127 -0.014∼0.128 飲酒（有 無） 0.065 -0.092∼0.222 0.061 -0.078∼0.200 呼吸防護具（有 無） -0.059 -0.298 ∼ 0.180 -0.017 -0.131∼0.098
年齡 0.011 -0.008 ∼ 0.030 0.009 -0.001∼0.018
BMI -0.006 -0.025 ∼ 0.012 -0.008 -0.034∼0.018
職涯中六價鉻累積暴露濃度（Log µg/m3*hr） 0.091 -0.160∼0.341 0.131 -0.058∼0.319 每年六價鉻累積暴露濃度（Log µg/m3*hr） 0.266 -2.874∼3.406 0.160 -1.870∼2.190 每週六價鉻累積暴露濃度（Log µg/m3*hr） 0.523 -2.603∼3.669 0.487 -1.641∼2.588 每天六價鉻累積暴露濃度（Log µg/m3*hr） 0.732 0.070∼1.394* 0.439 0.163∼0.714*
經Log轉換之尿液中鉻濃度（µg/L） 0.237 0.053∼0.420* 0.161 0.010∼0.312*
經Log轉換之頭髮中鉻濃度（µg/g） 0.062 -0.067∼0.191 0.017 -0.098∼0.131 經Log轉換之指甲中鉻濃度（µg/g） 0.067 -0.029∼0.123 0.058 -0.027∼0.143 經Log轉換之尿液肌酸酐濃度（Log mg/dL） -0.174 -0.446∼0.097 0.048 -0.193∼0.288
*p值<0.05
討論
尿液中鉻濃度與空氣中鉻及六價 鉻濃度呈正相關。不僅如此，尿液中 鉻濃度與我們有興趣的生物檢體中（頭 髮及指甲）的鉻濃度為正相關。因此 本研究支持對於評估六價鉻的暴露透 過量測尿液中鉻濃度是可靠的。與上 班前尿液濃度相比，下班後的尿液濃 度可以比較準確的反應六價鉻累積濃 度暴露及近期的暴露
[27, 36]
，因為我 們發現下班後的尿液濃度與六價鉻的 暴露程度以及每天工作時間呈正相關。這個結果與早期鍍鉻勞工暴露有一致 的結果
[37]
。本研究鉻暴露的勞工六 價鉻的幾何平均濃度（19.45µg/m
3）較 過去研究中在不銹鋼的電弧焊工人、切割者、鍍鉻之勞工、金屬噴塗工人 或是在化學鉻工廠工作的人之暴露濃 度還要來的高（幾何平均濃度：
1-5µg/
m
3）[38]
。也高於另一個鉻製造廠勞工 之研究的暴露濃度（幾何平均：2.42 µg/m
3）。本研究鉻暴露工人尿液中鉻 濃度（2.3µg/g creatinine
）則較早期電 鍍勞工研究之暴露濃度來的低（5.72 µg/g creatinine
）；但高於另一焊接勞工 的研究結果（0.43µg/g creatinine
）[39]
。 此外，許多研究也都發現暴露於鉻之 勞工其尿液中鉻濃度皆顯著高於非暴 露的受試者[40-41]
。頭髮及指甲中鉻濃度與六價鉻之 暴露與工作年數有正相關，而尿液中 鉻濃度則與每天工作時間呈現正相關，
意指頭髮及指甲中的鉻濃度反應了六 價鉻長期的累積暴露
[42-43]
，尿液中 鉻濃度則反應了六價鉻之短時間暴露。而指甲中所代表鉻累積濃度應該比頭 髮長，因為頭髮每週可以持續長
2.9
毫米，指甲則是每週
0.05
∼1.2
毫米慢 速生長[28]
。毛髮會透過濾泡蛋白中 與硫基結合而使鉻被頭髮的角蛋白結 構吸收[28]
。為了探討暴露六價鉻潛在引起氧 化傷害的發生，我們量測電鍍工人及辦 公室勞工其尿液中
8-OHdG
及MDA
濃 度。結果發現電鍍工人的8-OHdG
及MDA
暴露濃度較高，且有統計上顯著 差異，表示六價鉻的暴露會引起氧化傷 害。而在電鍍勞工尿液中鉻濃度與尿液中
8-OHdG
呈現正相關。代表尿液中的鉻是
8-OHdG
暴露的良好指標，可用於預測電鍍勞工的氧化傷害。然而，
我們發現在指甲及頭髮中的鉻濃度與
8-OHdG
沒有相關性，其可能原因為尿液中
8-OHdG
主要代表的是氧化傷害的短期暴露生物指標，而在指甲及頭髮中 鉻濃度反應的是長期暴露。本研究結果 顯示尿液中
8-OHdG
與每日六價鉻累積 暴露濃度呈正相關而與整個職涯中、每 年及每週的六價鉻暴露無關。另一細胞 研究發現引發8-OHdG
的半衰期為6
小 時[44]
。總和來說，本研究支持了這樣 的說法，即尿液中8-OHdG
可能是短期 氧化傷害的有效生物指標。六價鉻具 有細胞毒性[45]
、基因毒性[46]
、對於 人有致癌性[47]
、誘導生成活性氧化物（
ROS
）[48]
、氧化傷害[49]
及DNA
的 損傷[50-51]
。8-OHdG
是最常見DNA
損傷之產物，其產生是由一個氫氧基在
DNA
鳥 瞟呤之第八個碳上反應而生成[24]
。 尿液中修飾的去氧核醣核苷酸是體內 氧化DNA
損傷的主要修復產物，可能 由核糖酸切除修復（NER
）和去氧核 醣核苷酸DNA
前驅物質的去除而形成[52]
。在樣品的製備過程中也可能發 生樣本的人為氧化，尤其是樣品存在 大量的天然核苷時，如DNA
水解物。一 項研 究報告說，在
DNA
的製備過 程中，從核苷（dG
）人為形成去氧核 醣核苷酸的過程在不添加氧化劑之下 可產生每莫耳dG
以及產生30
微莫耳 去氧核醣核苷酸[52]
。然而在尿液分 析中，天然尿液之核苷濃度範圍為1.3 ng/mL
至5.2 ng/mL
，該範圍與去氧核 醣核苷酸濃度範圍相似[53-54]
。合理 推斷尿液中天然核苷的濃度很低，不 會在樣品製備過程中產生明顯的人為 氧化。然而六價鉻已知會誘導染色體 畸形，包括單鏈的斷裂以及鳥瞟呤上 氫氧基的取代[55-56]
。六價鉻很可能 在細胞中被還原，因為其還原電位為+1.33V
。三價鉻因為其難以穿過細胞膜，所以毒性較六價鉻低。在六價鉻 還原過程中，會產生反應形式的鉻以 及
ROS
，例如氫氧自由基或單一態氧。產生的自由基隨後可以攻擊細胞間的 大分子，包括
DNA
。在這項研究中，混合線性模式顯示，每日累積六價鉻 的 暴 露 量 和 尿 液 中 鉻 濃 度 是 尿 液 中
8-OHdG
及MDA
重要的兩個預測因子。MDA
被認為是全身性氧化傷害有效的 指標，但MDA
也很容易與體內的其 他物質產生反應，所以與8-OHdG
不 同，MDA
可能無法準確反應全身的氧 化傷害[57]
。脂質過氧化為多元不飽和脂肪酸 氧化代謝產生，被認為是細胞損傷及 死亡之機制。在電鍍工廠勞工的每日 累積六價鉻濃度以及尿液中鉻濃度為
MDA
濃度之兩個重要預測因子。這個 結果與過去研究是一致的，職業六價鉻的暴露會引發脂質過氧化且
MDA
為脂質過氧化的生物指標。與8-OHdG
結果一樣，每天工作時間可預測尿液 中MDA
濃度，表示尿液中MDA
濃度 是短期的生物指標[58]
。較早的一項 研究發現，鉻酸霧中高達95
％為六價 鉻，可能是因為霧中的顆粒霧含有較 高比例的六價鉻。而本篇研究則發現 六價鉻占總量的55
％。我們發現暴露於二手菸並沒有顯 著 影 響 尿 液 中
8-OHdG
濃 度 的 影 響。這個結果與過去一縱向研究有一致的 結 果， 其 為 針 對
68
名 健 康 成 人 進 行 量測[59]
。另一項研究表明，尿液中8-OHdG
濃度可能受BMI
及飲酒所影響。然而本研究並沒有發現此結果。
本篇研究的優勢在於評估了暴露 工人接觸鉻的情況，且使用環境樣本來 評估環境中的鉻及六價鉻濃度以及採取 了每位受試者的三種生物檢體。此外，
我們也同時分析氧化傷害指標以解釋適 用於鉻暴露的潛在機制。如預期的，接 觸鉻化學物質的電鍍勞工其尿、指甲與 頭髮中鉻濃度較辦公室辦公之勞工有顯 著較高的暴露濃度。這結果表示電鍍工 人確實暴露到鉻的機率較大。
本研究的限制為無法獲得一些其 他有用的測量值，如鎳、銅和鋅的含 量。鎳、銅、鋅是次要的電鍍材料，
而本研究
16
家電鍍公司所使用的材料 中所占比例不到5
％。在這16
家電鍍 工廠所使用的電鍍材料為六價鉻，如 鉻酸或重鉻酸，並沒有使用所有電鍍 材料。此外，我們也沒有收集關於鉻 的飲食暴露資訊[60-61]
。另一限制為 沒有得到紅血球中的鉻濃度，此為代 表全身暴露六價鉻的重要量測方法。我們發現在電鍍區域空氣中鉻濃度比 辦公室濃度高
32
倍。而這兩個區域並 沒有完全重疊。在電鍍工人尿液、頭 髮及指甲中鉻的幾何平均濃度分別為 控制組暴露濃度的3.8
、2.2
及1.8
倍。儘管存在這些限制，但我們發現尿液 中 的 鉻 對 於 電 鍍 廠 的 男 性 工 人 尿 中
8-OHdG
及MDA
濃度是良好的預測指標。接觸六價鉻會增加電鍍勞工
DNA
氧化和脂質損傷的風險。尿液中鉻的濃度是由暴露鉻引起 生化反應變化的可靠生物指標。在電鍍 過程會暴露到鉻而引起氧化傷害，造成
DNA
損傷及細胞膜上脂質的氧化傷害。DNA
氧化損傷是一個主要的內在影響 因素[62]
，與衰老[63-65]
及許多疾病 的發生有關，如癌症[66]
、神經退化和 動脈粥狀硬化[68-69]
。本研究也發現電 鍍勞工的尿液、頭髮及指甲中含有大量 的鉻，表示需要立即制訂預防措施，包 括使用手套以及密合度良好的防塵口罩 以保護勞工之健康[32, 70-71]
。結 論
尿液中的鉻對於電鍍廠的男性工
人尿中
8-OHdG
及MDA
濃度是良好的預測指標，六價鉻的每日累積暴露量 以及尿中鉻濃度與尿液中
8-OHdG
濃度 有統計上的顯著相關性，而六價鉻的 每日累積暴露濃度、尿中鉻濃度並與 尿中MDA
濃度有統計上顯著相關。電 鍍勞工會因為暴露六價鉻而導致DNA
氧化傷害以及脂質過氧化傷害。參考文獻
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in Electroplating Workers Exposed to Hexavalent Chromium
Chih-Hong Pan Ting-Yu Fang
Institute of Labor, Occupational Safety and Health, Ministry of Labor
Abstract
This study evaluates levels of biomarkers of oxidative DNA damage and lipid per- oxidation in 105 male workers at 16 electroplating companies who had been exposed to hexavalent chromium (Cr(VI)). The study participants were 230 non-smoking male workers, comprising 105 electroplating workers who had been exposed to chromium and 125 control subjects who performed office tasks. Personal air samples, spot urine sam- ples, hair samples, fingernail samples and questionnaires were used to quantify exposure to Cr(VI), oxidative DNA damage, lipid peroxidation, and environmental pollutants. Both the geometric mean personal concentrations of Cr(VI) of the Cr-exposed workers and the total Cr concentrations in the air to which they were exposed significantly exceeded those for the control subjects. The geometric mean concentrations of Cr in urine, hair and fin- gernails, and the urinary 8-hydroxy-2’-deoxyguanosine (8-OHdG), and malondialdehyde (MDA) levels in the Cr(VI) exposed workers exceeded those in the control subjects. Dai- ly cumulative Cr(VI) exposure and urinary Cr were significantly correlated with urinary 8-OHdG levels following adjustments for covariates. A ten-fold increase in urinary Cr level was associated with a 1.73-fold increase in urinary 8-OHdG level. Daily cumulative Cr(VI) exposure and urinary Cr level were significantly correlated with urinary MDA lev- el following adjustments for covariates. A ten-fold increase in urinary Cr was associated with a 1.45-fold increase in urinary MDA. Exposure to Cr(VI) increased oxidative DNA injury and the oxidative deterioration of lipids in electroplating workers.
Keywords: 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine, Electroplating factories, Hexavalent chromium, Malondialdehyde, Oxidative stress
Accepted 12 October, 2022
Correspondence to: Chih-Hong Pan, Institute of Labor, Occupational Safety and Health, Ministry of Labor, No. 99, Lane 407, Hengke, Rd., Sijhih District, New Taipei City 22143, Taiwan(R.O.C.), E-mail: [email protected]
