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Increased levels of renal damage biomarkers caused by excess exposure to trivalent chromium in workers in tanneries

土山, 智之 名古屋大学

2021.04.01

概要

【緒言】
　皮なめしとは、動物の皮を皮革製品の原料となる革の素材に加工する工程であり、現在の皮革産業においてはクロムを用いる鞣し方法が主流となっている。皮革製品の製造工程は国際的な分業が進んでおり、環境汚染等の原因となる皮なめしの工程はこれまで途上国へアウトソースされてきた。途上国の皮なめし工場労働者はクロムに曝露する環境で作業に従事しており、クロム曝露が労働者の健康に与える影響が懸念されている。過去の研究においてはバングラデッシュの皮なめし工場労働者の9割以上が50歳よりも前に死亡することが報告されているが、労働者の短命の原因についてはこれまでのところ解明されていない。
　クロムは通常、六価クロム［Cr(VI)］、または三価クロム［Cr(III)］の状態で環境中に存在することが知られている。Cr(VI)の人への毒性についてはこれまで詳細に研究されており、曝露によって呼吸器、皮膚、腎臓等に障害を与えることが知られている。一方、Cr(III)については一般的に毒性が非常に低いと考えられており、Cr(III)への曝露が人の健康に与える影響については知られていない。皮なめし工場においては原料にCr(III)を含む薬品が使用されており、労働者は主にCr(III)に曝露しているのではないかと考えられる。
　過去に行われた動物実験においては、Cr(III)への曝露が腎障害を引き起こすことが報告されているが、一方で、人を対象とした疫学研究においてはCr(III)曝露と腎障害の関係はこれまで報告されていない。腎障害の有無は人の寿命と密接に関わっていることが知られている。我々は、皮なめし工場におけるCr(III)への過剰な曝露が腎障害を引き起こし、労働者の短命につながる要因の一つになっている可能性があるのではないかと考えた。そこで本研究では、バングラデッシュの皮なめし工場の労働者を対象とし、Cr(III)への曝露と腎障害のリスクとの関係明らかにすることを目的とした。

【方法】
　バングラデシュの皮なめし工場を対象とした環境測定、および男性労働者100名を参加者とした疫学研究をおこなった。研究については名古屋大学(2013-0070、2016-0036)およびダッカ大学(5509/Bio.Sc)の倫理審査委員会から許可を得た。
　バングラデシュの皮なめし工場において、皮なめしの工程で用いられた薬品の廃液中の総クロムおよびCr(VI)の濃度を測定した。10か所の工場において皮なめしの準備工程、なめし工程、仕上げ工程の3つの工程におけるそれぞれの廃液のサンプルを採取し、分析を行った。工場労働者の尿中のクロム濃度と尿中総蛋白クレアチニン比(UPCR)およびKIM-1との関係についてロジスティック回帰分析を用いて解析を行った。多変量解析においては、腎障害のリスクに影響を与える要因として知られている年齢、BMI、喫煙の有無を交絡因子とした。アルコール摂取については、労働者がイスラム教徒であり、飲酒の習慣がないことから、交絡因子には含めなかった。ナゲルケルケの疑似決定係数を指標とし、尿中クロム濃度、年齢、BMI、喫煙の有無といった変数のロジスティック回帰モデルへの寄与率を求めた。

【結果】
　皮なめしの準備工程、なめし工程、仕上げ工程の3つの工程の廃液中の総クロム濃度の平均値はそれぞれ376µg/L、1,908,762µg/L、282µg/Lであった。最も総クロム濃度が高かったなめし工程の廃液においても、Cr(VI)の濃度は日本等で飲料水の基準として定められている50µg/Lよりも低かった。
　本研究の参加者である100人の皮なめし工場労働者の基本特性をTable.1に示した。尿中総蛋白クレアチニン比については、26％の参加者において、診断や将来のリスク等の指標として用いられる500mg/gクレアチニンよりも高い値であった。尿中のクロム濃度と尿中総蛋白クレアチニン比、および尿中のクロム濃度とKIM-1との関係についてロジスティック回帰分析を行った結果をそれぞれTable.2、およびTable.3に示した。単変量、多変量いずれの解析においても、尿中のクロム濃度とUPCRおよびKIM-1との間には有意な正の相関がみられた。ナゲルケルケの擬似決定係数を計算したところ、UPCRおよびKIM-1のいずれを目的変数とした場合においても、尿中のクロム濃度の方が年齢、BMI、喫煙等の要因よりモデルへの寄与が大きかった(Table.4)。

【考察】
　本研究における皮なめし工場労働者の尿中クロム濃度の平均値は過去に報告された一般人と比較すると24倍以上高かった。Cr(VI)は体内に取り込まれるとCr(III)に還元されるため、Cr(VI)、Cr(III)のいずれに曝露した場合でも尿から排泄される時にはCr(III)として排出される。従って、Cr(VI)およびCr(III)が健康に与えるリスクを推定するには曝露源のクロム化合物がCr(VI)あるいはCr(III)のいずれの形態であるかを同定する必要がある。なめし工程の廃液の総クロム濃度は、他の工程と比較すると5000倍以上クロム濃度が高かった。なめし工程の廃液に含まれる総クロムのうちCr(III)の占める割合は99.99％以上であった。Cr(VI)の濃度は飲料水の基準として定められた濃度以下であり、労働者の健康に与える影響は限定的であると考えられる。工場内の環境測定の結果を考慮すると、労働者の尿中クロム濃度の上昇はCr(III)への曝露によって引き起こされているのではないかと考えられる。本研究の疫学調査においては労働者の尿中クロム濃度とUPCRおよびKIM-1等の腎障害マーカーとの間に相関が認められたが、環境測定の結果と合わせて考えると、Cr(III)への曝露が腎障害のリスクを高める要因となっている可能性が示唆される。

【結論】
　皮なめし工場においてはCr(III)を原料とする薬品が用いられており、工場内の環境測定においては総クロムのうち99.99％以上がCr(III)であった。従って、労働者はCr(III)に曝露していると考えられる。過去の動物実験においてはCr(III)への曝露が腎障害を引き起こすことが示されており、また人においてもCr(III)を含むサプリメントの過剰摂取によって腎障害が引き起こされた事例が報告されている。本研究における疫学調査においても尿中クロム濃度と腎障害マーカーとの関係が示された。これらの研究の結果から、Cr(III)への曝露が人において腎障害のリスクを上昇させる可能性が示唆された。Cr(III)は一般的には毒性が低いと考えられてきたが、過剰のCr(III)への曝露が人の健康に与えるリスクについては検証が必要であると考えられる。

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