鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯中毒機制研究進展

李欣洋(綜述)，王　曄(審校)

(四川大學華西公共衛生學院，成都 610041)

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鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯中毒機制研究進展

李欣洋(綜述)，王曄※(審校)

(四川大學華西公共衛生學院，成都 610041)

摘要：鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯是使用十分廣泛的塑化劑，為人類內分泌干擾物。目前對其致病機制尚不清楚。現有研究認為，其可能具有內分泌干擾、氧化損傷、免疫紊亂和遺傳物質改變等多系統、多途徑的毒性。其內分泌干擾主要表現為可能通過多途徑干擾雄性生殖系統發育及功能，對雌性生殖系統也可能有影響，表現出擬雌激素作用；氧化損傷主要可能的靶器官為肝臟；由于其體內代謝分布特性，免疫干擾表現在多器官中，表現多樣；對神經毒性的相關研究發現，鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯可上調或下調多種神經因子，可能有多器官的廣泛毒性。

關鍵詞：鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯； 毒性； 病理機制

鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯[di-(2-ethylhexyl)phthalate，DEHP]是使用最為廣泛的塑化劑，被世界衛生組織確定為環境內分泌干擾物之一，甚至被列為人類可能致癌物(IARC分類為Group 2B)[1]。其毒性作用具體機制至今尚未完全清楚，大量學者在DEHP有關人體內代謝和多種可能的靶器官以及靶細胞的作用機制等方面進行了相關研究。該文綜述國內外近年來的相關研究，供相關領域學者參考。

1DEHP在體內的代謝

DEHP主要經口攝入[2]，在腸道和肝臟中代謝。在腸道中經過水解酶的作用后DEHP大部分代謝為鄰苯二甲酸單乙基己基酯[Mono(2-ethylhexyl) phthalate，MEHP][3]。Carbone 和Velkov[4]發現MEHP與腸細胞內固有脂質結合蛋白或腸-肝-脂肪酸結合蛋白結合后，就可輕易進入腸上皮細胞，進而被吸收入血。而后在肝臟水解酶和細胞色素P450的介導下發生葡萄糖醛酸化，代謝為5-OH MEHP 和5-Oxo MEHP[5-6]，最終以葡萄糖醛酸結合體形式排出體外；在腸道中未被水解的DEHP多以原型從糞中排出。Choi等[7]發現，DEHP 在人的腸道的清除率是肝臟的2~4倍；然而肝臟對MEHP的細胞色素P450介導的氧化反應速度很快。研究表明，人體清除進入體內的DEHP速度比較快，一般不在體內蓄積[8]。除經口攝入外，Hopf等[9]發現DEHP也可以通過皮膚接觸方式進入人體，并在皮膚局部代謝為5-Oxo MEHP。

2內分泌干擾作用

DEHP主要通過雌激素樣作用、干擾內分泌調節來作用于生殖器官。目前研究較多的是雄性子代的胚胎生殖毒性，對雌性生殖系統以及胰腺內分泌功能的影響也有研究。

Gray等[10]對母鼠進行DEHP染毒后發現子代雄鼠睪丸與附睪出現高度畸形，主要為萎縮和發育不全。F1代多數雄性后代肛門生殖器距離縮短，精子數量下降，生殖器官重量減少。此外，雄性胚胎出生率下降，突變概率增加。Howdeshell等[11]通過生化檢測發現鄰苯二甲酸酯染毒的子代雄鼠睪酮、雌二醇水平下降，胰島素樣因子3(僅由成熟的Leydig細胞產生)表達減少，他們認為鄰苯二甲酸酯干擾睪丸間質細胞(Leydig細胞)和睪丸支持細胞(Sertoli細胞)的成熟，導致成年時雄鼠生精小管畸形，進而導致精細胞畸形、多核。Carbone等[12]以胎鼠后代為觀察對象，發現較低劑量DEHP染毒后，血液中促性腺激素水平未觀察到明顯變化，且雌雄后代氨基酸神經遞質水平降低；隨染毒劑量的升高，在子代雄胎鼠中出現抑制性神經遞質γ-氨基丁酸水平下降，興奮性神經遞質天冬氨酸水平增加，同時伴有外周促性腺激素水平增加；在子代雌鼠中，γ-氨基丁酸和天冬氨酸同時增加，伴有典型的促性腺激素增加，他們認為DEHP改變下丘腦-垂體-性腺軸的功能，興奮性氨基酸系統對促性腺激素釋放激素具有刺激作用，進而促性腺激素釋放，而γ-氨基丁酸對此有抑制作用。Sekiguchi等[13]先對未成熟的雌鼠先誘導過度排卵，然后用大劑量DEHP處理，發現其外周循環中甲狀腺素水平明顯下降。

Takai 等[14]發現雌鼠卵巢暴露于DEHP后形成空泡，大劑量時還發現新生黃體減少以及發情周期延長且不規律。Carnevali等[15]對斑馬魚進行DEHP染毒發現，DEHP暴露后排卵與胚胎數均下降，幾種特殊的調節因子如黃體生成素受體、膜孕激素受體β水平也下降；此外環氧合酶-2的表達也下降。Zhou等[16]將MA-10 Leydig細胞暴露于MEHP后，發現黃體酮刺激型環磷酸腺苷和孕激素水平下降；而當使用二丁基-環磷酸腺苷、22-羥基膽固醇或孕激素來消除孕激素減少的影響后，環磷酸腺苷則不減少，同時發現MEHP還可使細胞活性氧類水平上升。Ambruosi 等[17]對馬卵母細胞進行體外DEHP 染毒實驗，發現低劑量的DEHP明顯抑制卵母細胞的成熟，而高劑量時則誘導卵細胞凋亡伴有卵丘細胞活性氧類水平上升，但不影響其成熟。然而，已經成熟的卵細胞暴露于DEHP，其線粒體功能及超氧化物歧化酶雖未見異常，但其ATP水平增高。

Zhang等[18]研究發現，DEHP對精細胞有絲分裂過程沒有影響，但精子的質量和數量均下降；與精子質量有關的基因DDx3Y、Usp9Y、RBM 和E1F1AY表達下調，黃體生成素受體、表皮生長因子(epidermal growth factor，EGF)和EGF受體水平下調，Cyp17a1和 Cyp19a1表達上調；他們還發現DEHP對精子生成過程中基因重組有干擾作用，干擾染色體互換，MLH1蛋白表達增加。Richburg等[19]研究表明，用實驗動物暴露于MEHP后，Sertoli細胞介導生殖細胞凋亡，其中與Fas/FasL信號通路有密切關系。

Lin 等[20]通過大鼠實驗發現，DEHP暴露會導致胰島B細胞超微結構異常，細胞量下降，胰腺胰島素水平、相關基因表達均受影響，鼠成年后，雌性鼠血糖水平上升，血清中胰島素水平下降，糖耐受能力和胰島素分泌功能受損；雄性后代則出現血清胰島素水平上升。所有后代均有出生后體質量減輕。

3肝臟的損傷

有流行病學研究發現，使用DEHP的注射用品與新生兒膽汁淤積關系密切，其機制不明[21]。Zheng 等[22]通過腹膜內注射法將金魚暴露于DEHP后發現鄰苯二甲酸酯作用于魚會使其肝臟內超氧化物歧化酶、過氧化氫酶和還原型谷胱甘肽等3種抗氧化酶的活性明顯降低。Hayashi 等[23]將鼠野生型肝過氧化物酶體增殖物激活受體α(hepatic peroxisome proliferator-activated receptor α，PPARα)與人樣PPARα進行對比研究發現，野生型鼠宮內暴露DEHP后未發現子代鼠肝質量變化，但血清中三酰甘油水平明顯低于對照組；但在人樣PPARα鼠中并未觀察到三酰甘油水平下降，他們認為這是由于在脂肪酸β氧化過程中PPARα的種間特異性所致。Nakashima等[24]研究也表明，DEHP可降低血漿中四種脂肪酸水平，而這僅在野生型PPARα鼠中表現明顯。而Satake等[25]對成年獼猴進行DEHP 染毒后發現大劑量DEHP對肝的形態未發生明顯改變，對肝過氧化酶體的影響也很輕微。此外，還有鼠體內實驗表明，宮內暴露會增加肝脂肪變，減少肝糖原蓄積，并且增加雌性后代細β聯蛋白等[26]。

4神經毒作用

Shiue[27]通過對中風患者尿中鄰苯二甲酸酯類水平的隊列研究，發現中風患者尿中鄰苯二甲酸酯類水平顯著于正常人，認為鄰苯二甲酸酯類可能會增加中風的發病風險。Testa 等[28]通過對48例孤獨障礙的兒童尿中MEHP及其代謝物質水平的研究發現，孤獨障礙與尿中5-Oxo MEHP水平呈正相關。此外，男孩在玩耍中“男子氣概”與其母親DEHP的暴露情況呈負相關[6]。

Smith等[29]研究表明，出生前暴露于DEHP的胎鼠其腦部海馬CA3區遠端多形細胞層軸突標志物減少，并且DEHP使雄性鼠后代的成熟及未成熟的齒狀回神經元細胞的密度均減少。Win-Shre等[30]通過對過敏體質的鼠用DEHP處理后發現下丘腦白細胞介素(interleukin，IL)1β、腫瘤壞死因子α、生長因子、趨化因子C-C motif ligand 3(CCL3 )、核因子κB、Ⅰ型血紅素氧合酶、神經生長因子等的信使RNA表達明顯上調，他們認為DEHP暴露可能引起神經炎癥。

5干擾免疫

流行病學研究發現，低劑量DEHP暴露會引起粒細胞集落刺激因子、IL-5、IL-6和嗜酸性陽離子蛋白在鼻腔分泌量的增加；而高劑量DEHP暴露會引起粒細胞集落刺激因子和IL-6 分泌的減少[31]。

Shin 等[32]研究發現，暴露于DEHP的雌鼠后代，其肺灌洗液中炎細胞數目、IL-4、IL-13和嗜酸性細胞趨化因子減少，血漿中IgE水平下降，他們認為母體暴露于DEHP，其子代鼠的肺炎癥反應下降，黏液分泌功能降低，哮喘發生風險下降。但也有相反的研究報道，Bornehag和Nanberg[33]在關于小兒哮喘與鄰苯二甲酸酯的關系的研究中發現鼠鄰苯二甲酸酯暴露可能在Th2分化中起輔助作用，同時會引起Th2相關細胞因子和免疫球蛋白(主要是IgG1和IgE)產量增加，并增強細胞脫顆粒和嗜酸性細胞的募集與浸潤。動物實驗表明，DEHP暴露可以提高實驗鼠對2-甲氧基-4-異氰酸硝基苯和苯乙基異氰酸酯的接觸敏感性，同時伴有干擾素γ的升高和IL-4的降低，DEHP與半抗原結合可明顯提高接觸過敏反應[34]。

Oh和Lim[35]的體外試驗結果表明，DEHP可以促進Th1和Th2在脾中的分化，同時IL-4水平提高。Kuo 等[36]發現，DEHP 可以抑制漿細胞樣樹突狀細胞(plasmacytoid dendritic cells, pDC)干擾素α/干擾素β表達；DEHP還能抑制H3K4特異的三甲基轉移酶WDR5從胞質轉移至細胞核的過程，抑制干擾素調節因子-7基因的啟動子區域的H3K4的甲基化，從而抑制干擾素調節因子-7的表達；此外DEHP還能抑制pDC表達干擾素γ，同時通過CD4+T細胞提高IL-13水平。

6其他基因改變

Wu等[37]在鼠體內實驗發現，DEHP暴露組的重要的甲基轉移酶Dnmt1 mRNA的表達是對照組的5倍，他們認為，睪丸發育不全綜合征的機制可能是由于胎鼠宮內暴露于DEHP，引起DNA甲基化，同時DNA甲基轉移酶表達增強；隨著甲基化程度增加，DNA可能會發生基因沉默，引起組織特異性基因表達。Macejová等[38]對體外培養的乳腺癌細胞進行DEHP染毒，發現DEHP可以提高維甲酸X受體α表達，也能提高維甲酸X受體β型的mRNA水平。

7總結

盡管對于DEHP暴露對機體損傷的可能機制尚未完全明確，但現有研究表明，DEHP及其代謝產物MEHP對人體可能的損傷主要有以下4種途徑：①干擾多種激素的合成途徑，發揮抗雄激素內分泌干擾作用；②直接作用于細胞呼吸鏈，發生氧化應激，損傷機體；③與多種細胞因子作用，造成免疫紊亂，妨礙生長；④直接損傷DNA，影響其甲基化過程。因此，DEHP對機體的損傷機制不是簡單的某一種機制，應有多種物質通過多種途徑最終造成機體損傷，詳盡的機制有待于更深一步研究。隨著分子生物學研究技術的進步，基因組學、蛋白組學、代謝組學技術日益成熟，因此，在后來的研究中，這些技術也必然會應用到DEHP中毒的研究中。

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Research Advances in Intoxication Mechanism of Di-(2-ethylhexyl)PhthalateLIXin-yang,WANGYe. (WesternChinaSchoolofPublicHealth,SichuanUniversity,Chengdu610041,China)

Abstract:Di-(2-ethylhexyl)phthalate,a ubiquitous plasticizer,is an endocrine disruptor with its pathological mechanism unclear yet.Studies have proposed that it is likely to have the toxicities of endocrine disruption,oxidative damage,immunological disorders and genetic changes，which may have certain pathways and target organs.Endocrine disruption may refers to certain pathways contributing to the development and functions of male reproductive systems,as well as the development and functions of female reproductive systems, which indicates that di-(2-ethylhexyl)phthalate acts like estrogens;oxidative damage targets livers;immunological disorders appear at multi-organs in various ways due to the metabolism of di-(2-ethylhexyl)phthalate;and certain neural factors may be up-regulated or down-regulated by di-(2-ethylhexyl)phthalate. Above all, di-(2-ethylhexyl)phthalate may have extensive toxicities in many organs.

Key words:Di-(2-ethylhexyl)phthalate; Toxicity; Pathological mechanisms

收稿日期：2014-05-28修回日期：2014-09-29編輯：相丹峰

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.09.017

中圖分類號:R595.9

文獻標識碼：A

文章編號：1006-2084(2015)09-1581-04