Advances in biomarkers of benzene exposure and toxicity: From mechanistic insights to occupational health applications (Review).

چکیده اصلی

Benzene is a toxic aromatic hydrocarbon widely used in industrial production, posing a notable occupational health threat. Classified as a Group 1 carcinogen, chronic benzene exposure primarily targets the hematopoietic system, causing leukopenia, thrombocytopenia, aplastic anemia and acute myeloid leukemia. Furthermore, emerging evidence highlights its multi‑systemic toxicity, inducing oxidative stress, DNA damage and cellular dysfunction, across the nervous, respiratory, dermatological, reproductive, immune and cardiovascular systems. The present review systematically summarizes recent advances in these occupational hazards and the evolving landscape of benzene biomonitoring. Traditional exposure biomarkers, such as urinary phenol and hydroquinone, are increasingly being supplemented by highly specific metabolites, notably S‑phenylmercapturic acid, for low‑dose exposure assessments. Effect biomarkers capture early biological damage through hematological indices and molecular alterations, while susceptibility biomarkers, such as cytochrome P450 2E1, glutathione S‑transferase mu 1 and DNA repair gene polymorphisms, identify genetically vulnerable populations. Additionally, emerging non‑invasive tools, particularly exhaled breath metabolomics, show promise in correlating specific metabolites with hematopoietic function. By integrating mechanistic insights into multi‑organ toxicity with advanced multi‑omics profiling, the present review highlights a critical paradigm shift from reactive traditional monitoring to artificial intelligence‑driven, multi-biomarker integration frameworks. Ultimately, it provides a forward-looking roadmap for individualized risk stratification and precision occupational health surveillance in the low‑dose exposure era.

ترجمه فارسی چکیده

بنزن یک هیدروکربن آروماتیک سمی است که به طور گسترده در تولید صنعتی استفاده می‌شود و تهدیدی جدی برای سلامت شغلی محسوب می‌شود. طبقه‌بندی شده به عنوان یک سرطان‌زا گروه ۱، مواجهه مزمن با بنزن عمدتاً به سیستم خونی هدف قرار می‌دهد و منجر به کم‌خونی، کم‌تعداد پلاکت‌ها، کم‌خونی آپلاستیک و لنفوم میلوئید حاد می‌شود. علاوه بر این، شواهد جدیدی از سمیت چندسیستمی آن حاکی از ایجاد استرس اکسیداتیو، آسیب DNA و اختلال سلولی در سیستم‌های عصبی، تنفسی، پوستی، تولیدمثل، ایمنی و قلبی-عروقی است. این مرور به طور سیستماتیک پیشرفت‌های اخیر در این خطرات شغلی و چشم‌انداز در حال تغییر نظارت بر بنزن را خلاصه می‌کند. بیومارکرهای مواجهه سنتی مانند فنل و هیروکینون ادراری، اکنون به طور فزاینده‌ای با متابولیت‌های بسیار خاص، به ویژه اسید S-فنیل‌مرکاپتواریک، برای ارزیابی مواجهه با دوز پایین تکمیل می‌شوند. بیومارکرهای اثر از طریق شاخص‌های خونی و تغییرات مولکولی آسیب زیستی اولیه را ثبت می‌کنند، در حالی که بیومارکرهای حساسیت مانند پلی‌مورفیسم ژن‌های تعمیر DNA و آنزیم‌های متابولیسمی، جمعیت‌های آسیب‌پذیر ژنتیکی را شناسایی می‌کنند. علاوه بر این، ابزارهای غیرتهاجمی نوظهور، به ویژه متابولومیکس بازدم، نشان‌دهنده امیدوارکننده‌ای در ارتباط متابولیت‌های خاص با عملکرد خونی هستند. با ادغام درک‌های مکانیکی در سمیت چندعضویه با پروفایل‌های پیشرفته چند-اومیکس، این مرور تغییر پارادایم حیاتی از نظارت سنتی واکنشی به چارچوب‌های ادغام چندبیومارکرهای هدایت‌شده با هوش مصنوعی را برجسته می‌کند. در نهایت، یک نقشه راه آینده‌نگرانه برای طبقه‌بندی ریسک فردی و نظارت بر سلامت شغلی دقیق در عصر مواجهه با دوز پایین ارائه می‌دهد.

متن کامل اصلی