環境雌激素檢測及其對機體的影響研究進展

孫華，宋瑩瑩，沈志鋼，唐慶凱綜述，陶香香審校

（1.皖南醫學院臨床醫學院，安徽蕪湖241001；2.皖南醫學院基礎醫學院，安徽蕪湖241001）

環境雌激素檢測及其對機體的影響研究進展

孫華1，宋瑩瑩1，沈志鋼1，唐慶凱1綜述，陶香香2△審校

（1.皖南醫學院臨床醫學院，安徽蕪湖241001；2.皖南醫學院基礎醫學院，安徽蕪湖241001）

雌激素類/病理學；環境污染物；實驗室技術和方法；疾病；綜述

大量文獻研究表明，動物的繁殖能力下降并瀕臨滅絕，雄性生殖系統發育異常，男性精子數量減少、質量下降，女性生理現象混亂，內分泌系統異常亢奮或抑制，神經內分泌功能紊亂，激素依賴性器官腫瘤發病率明顯升高等一系列新型的生態現象，均與被稱作環境雌激素（environmental estrogens，EEs）的化合物進入機體后干擾體內正常內分泌激素的合成、釋放、轉運、代謝等過程，從而破壞機體內環境的協調和穩定有關［1-2］。環境雌激素具有高毒性、難降解的特點，現已成為影響人類健康的重要威脅因素之一，關系人類的生存和繁殖。本文對近年來EEs的檢測方法及其對機體生殖系統、神經系統、消化系統、呼吸系統、心血管系統和骨骼系統等常見疾病發生機制的影響研究進展作一綜述，并對未來的研究領域提出新的展望。

1　EEs的檢測方法

1.1物理方法

1.1.1電化學傳感器有研究表明，應用一種以磁性分子印跡納米粒作為表面活性劑改良電極的電化學傳感器檢測雙酚A，其對雙酚A的反應是未進行改良的2.6倍［3］。該傳感器已成功運用于實際樣品中雙酚A的檢測，如飲用水和湖水的檢測［4］。

1.1.2電化學生物傳感器Huang等［5］報道，多肽改良的黃金電極對雙酚的測定具有高敏感性和選擇性，其原理是利用親和肽可以特異性識別雙酚A，其中的親和肽是半胱氨酸的側面連接一個特定的七肽序列。另有報道發現了一種熒光傳感器，通過包膜內含有黃金納米晶族的分子印跡高分子進行工作，同時該傳感器的熒光猝滅分數與雙酚A的濃度呈線性對應關系［6］。該傳感器在識別和測定復雜樣品中的酚類EEs有很大的潛力，并已成功用于海水中雙酚A的檢測。

1.1.3便攜式光纖適體傳感器與壓電陶瓷適體傳感器（1）便攜式光纖適體傳感器的特點在于敏感度、特異度和快速性，它運用了DNA分子探針技術，其DNA探針分子是一小部分的雙酚A核酸適配體互補序列被固定在光纖傳感器的表面［7］。其敏感度是通過將雙酚A適配體混雜在固定有DNA探針分子的表面，越高濃度的雙酚A趨向越低濃度熒光標記的雙酚A核酸適配體，由此有了低濃度的熒光信號；其特異度在于不同濃度的雙酚A與熒光標記的雙酚A適配體濃度呈一一對應關系，其便攜式設計有利于方便、快速地達到目標。（2）壓電陶瓷傳感器與便攜光纖適體傳感器的相同點在于其敏感度和特異度，它也是利用適體傳感器界面的適配體與雙酚A的高親和力，只是沒有運用DNA分子探針技術，當然合適的壓電陶瓷傳感器界面也是其優勢的一大保障［8］。

1.2化學方法主要為一些萃取法和色譜法對各種樣品中的酚類EEs進行測定。

1.2.1氮吹鹽誘導凝固漂浮有機液微萃取該萃取是改良后的微萃取，在凝固漂浮有機液微萃取中，固體有機相在水面上形成一個凹的液面，當用藥匙收集時凝固層容易被分成塊狀，因此，其收集時慢而困難［9］。而改良后的微萃取則避免了這個問題，下層的鹽和水通過底部開的瓶帽被排出，剩余的固體溶劑很容易完全被藥匙收集，相比之前萃取率得到提高。

1.2.2石墨烯氧化物微球分散固相萃取該法運用分散固相萃取與高效液相色譜法相結合，以石墨烯氧化物二氧化硅微球作為雙固相外延材料用于分析物的預濃縮，高效液相色譜法用于分離和檢測［10］。其優點在于快捷方便、堅固有效及安全。

1.2.3納米銅固相微萃取該法運用火焰電離檢測方法將納米銅固相微萃取纖維與氣相色譜分析耦合，通過化學鍍工藝銅膜涂布到不銹鋼絲上，這是一個表面的活化過程，從而提高纖維表面性能［11］。一些影響萃取率的參數如提取時間、提取溫度、離子強度、解吸溫度和解吸時間通過相互作用被優化而獲得高的萃取率。該方法已成功應用于塑料浸泡水中模型分析物的測定，主要用于檢測鄰苯二甲酸鹽EEs中鄰苯二甲酸二丁酯和鄰苯二甲酸二辛酯2種最常見的類型。

1.2.4酶聯免疫吸附試驗耦合分散液-液微萃取此前的方法均用于EEs的檢測或分離，而該方法可以對EEs 17β-雌二醇和17α-炔雌醇進行量化，分散液-液微萃取作為一個預濃縮步驟，然后用酶聯免疫吸附試驗對其進行量化［12］。雖然萃取過程本身對光密度有影響，但經評估顯示，在EEs萃取和量化中，有機物不影響結果。

1.2.5高效液相色譜熒光法色譜分離使用流動相乙腈-甲醇-水，以熒光棒探查，分析物的校正曲線顯示良好的相關性［13］，其已經成功運用于尿液和各種水樣中雌激素分子的分析。

1.2.6液相色譜法使用質譜探查的液相色譜技術是一個有效的創新，增加了特異度和敏感度。優化的萃取和微萃取技術與液相色譜技術相結合降低了液體、固體及生物群中類固醇激素檢測和濃度范圍的量化［14］。

2　EEs對健康的影響

2.1生殖系統疾病生殖生理有著復雜的過程，它可以被環境污染物所干擾。有研究探索了雙酚A在生殖毒性方面的安全劑量濃度，評估了許多精子參數、下丘腦-垂體-睪丸軸中心調節的相關基因的表達，以及睪酮、雌二醇、黃體生成素和卵泡刺激素的血清濃度［15］。雙酚A暴露減少了精子產生、儲備和運輸的時間，而對頂體和質膜的損害及線粒體活性的降低和缺陷精子水平的增加可能會損害精子功能及更快地通過附睪。雙酚A暴露減少了血清睪酮、黃體生成素、促性腺激素釋放激素受體（GnRHR）、促黃體生成激素β、卵泡刺激素β、雌激素受體β、雄激素受體的濃度，增加了雌二醇的濃度［16］。相關基因的表達顯示了腦垂體中促性腺激體的增加和下丘腦中雌激素受體α的減少，該項研究闡述了成人男性暴露于雙酚A可引起精子產量的減少［17］。基因表達的相應模式是嘗試通過垂體重建黃體生成素、卵泡刺激素和睪酮的正常血清水平［17］。總之，上述研究表明，雙酚A在一定劑量時對生殖功能是無毒性的，過量則會損害精子和干擾下丘腦-垂體-性腺軸，從而引起性腺功能減退。有研究發現，雌性大鼠暴露于低劑量雙酚A可提高前腹側室旁核蛋白的表達和釋放，從而干擾下丘腦-垂體-性腺生殖內分泌系統。

2.1.1男性腫瘤前列腺癌是男性最常見的惡性腫瘤。動物實驗表明，雙酚A的暴露可促進前列腺癌的發展，但臨床研究數據不足［18］。有研究結果顯示，尿中雙酚A水平在前列腺癌中是一個獨立存在的預后指標，雙酚A暴露可能會降低前列腺癌患者血清中前列腺特異性抗原水平。此外，低劑量雙酚A對中心體復制周期的干擾可能會導致前列腺腫瘤的轉變［19］。有研究顯示，圍生期暴露于內分泌干擾物后的大鼠前列腺將會受到持久影響［20］。提示人類圍生期暴露于環境化學物質中會增加患前列腺癌的風險。進一步研究表明，雙酚A可促進前列腺干細胞自我更新，增加人類前列腺上皮細胞的致癌作用［21］。

2.1.2女性腫瘤

2.1.2.1乳腺癌己烯雌酚是一種EEs，母親在懷孕期間暴露于己烯雌酚環境，女兒患乳腺癌的風險增加，這種危害可能波及后代女性［22］。乳腺癌的敏感性不僅取決于遺傳性胚系突變，而且也在于胎兒發育中激素環境改變引起的表觀遺傳變異。己烯雌酚已被證實是能引起人和動物癌癥的合成激素，可改變細胞活性和引起DNA改變。醫源性妊娠暴露于己烯雌酚誘導生殖道的改變甚至在以后的生活中易感個體有明確的陰道細胞癌和乳腺癌的發生，在妊娠期暴露于雙酚A誘導18 d的胎兒會發生乳腺基質和上皮形態學改變，雙酚A改變了調節乳腺發育間質上皮的相互作用［23］。

2.1.2.2子宮平滑肌瘤有研究報道，人類接觸的酚類EEs水平與子宮平滑肌瘤有關［24］。其機制可能是由于胰島素樣生長因子-1和血管內皮生長因子的過度表達和雌激素受體α的上調，在很大程度上與壬基酚水平和接觸時間有關。在動物實驗中，四溴雙酚可誘導子宮上皮腫瘤，包括腺瘤、腺癌等［25］。

2.1.2.3多囊卵巢綜合征有研究提出雙酚A可能導致多囊卵巢綜合征，在動物實驗中，被暴露于類似于人類典型劑量的雙酚A中，在圍生期極大地擾亂了雌性卵巢和生殖功能［26］。但該項研究正處于起步階段，一些相關機制尚不清楚，是否會影響下一代，還有待進一步研究。

2.2神經系統疾病

2.2.1帕金森病動物實驗表明，雙酚A可干擾胎兒神經發育［27］，在雌激素治療的積極影響下已經觀察到神經退行性疾病如帕金森病。帕金森病風險的增加與酯化雌激素的使用及結合孕激素有關，而與結合雌激素無關。有學者推測，孕產婦妊娠期間暴露于低劑量的雙酚A可能會降低胰島素樣生長因子-1的表達，從而阻礙胎兒多巴胺神經元的發育，并最終增加胎兒發生帕金森病的風險，這可能是帕金森病的一個發病機制［28］。

2.2.2記憶孕婦接觸雙酚A后可誘導雄性后代發生記憶和突觸可塑性的變化。目前研究發現，孕產婦接觸雙酚A后雄性后代的記憶與海馬突觸結構可發生改變，被暴露于雙酚A的孕產婦顯著影響運動活動，探索的習慣，情感行為，尤其是工作中的記憶；接觸雙酚A對孕產婦產生的不利影響有突觸結構改變，包括突觸間隙擴大、突觸后密度降低、突觸后膜和突觸囊泡消失等［29］。產婦接觸雙酚A后，學習和記憶能力下降，這可能與突觸可塑性的改變有關［30］。

2.2.3焦慮和抑郁鄰苯二甲酸二辛酯（DEHP）是一種環境干擾素，早期暴露于DEHP可影響青春期青少年出現類似成人的焦慮和抑郁樣行為，海馬內的雄激素受體或雌激素受體β的下調干擾性腺激素的調節，這可能與由DEHP誘導的惡化焦慮和抑郁樣狀態的機制有關［31］。

2.3內分泌系統疾病

2.3.1肥胖有研究表明，圍生期暴露于雙酚A是出現肥胖和隨后的生活中相關代謝紊亂的一個編碼因素，雙酚A可以參與代謝表型改變，但是目前仍不能把其作為一種特殊的肥胖激素，性別依賴因素才是導致最終肥胖的表型結果［32］。

2.3.2糖尿病部分患者發現尿中雙酚A水平和某些鄰苯二甲酸酯類代謝物與2型糖尿病有一定聯系，年齡和絕經狀態的干擾可能依據這些發散性的結果，各種因素的影響使該結論尚無確切定論［33］。

在動物實驗中，圍生期暴露于低劑量或高劑量的雙酚A環境在以后的生活中可誘導糖代謝異常和胰島素抵抗，暴露于高劑量雙酚A環境可引起早期高血糖的發生并加重癥狀，雙酚A誘導的胰島素抵抗與脂肪細胞因子產量下降和氧化性損傷的增加有關［34］。雙酚A暴露引起大量睪丸特異性基因下調和組織中廣泛表達的核糖體相關基因上調；另外，從其引起特定的核糖體基因位點的表達表明，核仁應激可能是由于雙酚A毒性、高糖飲食、核糖體相關基因上調和睪丸特異性基因表達增強所致，雙酚A和高糖飲食可能相互作用［35］。

2.4呼吸系統疾病產前雙酚A暴露可導致孩子肺功能降低和持續喘鳴。有研究顯示，其主要原因可能與內分泌破壞性機制或調節輔助性T細胞亞群Th2細胞因子和IgE介導的過敏性反應有關［36］。

2.5消化系統疾病慢性暴露于EEs可潛在引起小鼠能量代謝失調和肝毒性。圍生期暴露于雙酚A環境可致子代小鼠的肝臟脂肪變性，其可能是由于肝線粒體功能受損和上調肝脂質代謝介導。有研究報道了嚙齒動物圍生期暴露于雙酚A環境對肝腫瘤發展的影響［37］，這一研究結果對人類的健康問題也有一定的潛在警醒作用。

2.6心血管系統疾病雙酚A是一種人類孕烷X受體強有力的興奮劑，可增加心血管疾病的風險［38］。這一發現可為雙酚A及相關環境化學物質對人類健康的風險評估提供依據。

2.7骨系統疾病甲氧滴滴涕（MXC）為持久性有機氯，可合成雌激素。在動物實驗研究中發現，早期MXC暴露，皮質孔隙度和骨大小呈代償變化，并可能最終老化，增加骨折的風險［39］。

綜上所述，EEs對人體的危害十分嚴重，應引起高度重視，減少其對人體的傷害，特別是孕婦和嬰兒，應盡量避免接觸EEs，以減少危害。目前，EEs的種類很多，如多氯聯苯類二噁英類、農用化學品類、雙酚類和烷基酚類、酞酸酯類、類固醇類合成雌激素、其他環境激素類（如氟利昂，化妝品中的苯酮，各種色素、防酸劑）等。但對雙酚類的研究報道最多，還有大量尚未發現的EEs仍需要人們進一步去發現。因此，發現和研究EEs對機體的影響，對防治多種疾病有著深遠的意義。

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（2016-04-11

2016-05-25）