邻苯二甲酸二丁酯对子代生殖发育毒性的影响及相关人群暴露途径的研究

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[目的]①观察邻苯二甲酸二丁酯(di-n-butyl phthalate, DBP)宫内暴露对亲代孕鼠繁殖能力以及F1代子鼠生殖发育毒性的影响;②采用代谢组学方法对不同染毒剂量下仔鼠的代谢图谱进行鉴别判断,以进一步探讨DBP体内代谢通路及其毒作用机理;③调查242名普通女性人群的各类化妆品使用频率和使用习惯;④建立化妆品中邻苯二甲酸二乙酯(di-ethyl phthalate, DEP)引用参考文献准确,统计方法合理,实验数据准确。运用代谢组学技术对各组子鼠血清代谢产物图谱进行分析,为其创新性。邻苯二甲酸-2-乙基-己基酯(Di-2-ethylhexyl phthalate, DEHP)共3种PAEs测定方法;⑤对普通女性人群经化妆品接触的PAEs进行暴露评估,判断化妆品是否是女性人群暴露于PAEs的一个重要途径;⑥了解国内市售的塑料瓶装饮料中PAEs污染水平及其影响因素,判断饮料是否是一般人群暴露于PAEs的一个重要途径。[方法]①选择在大鼠性分化的关键时期(受孕第14天至受孕第19天),通过灌胃方式给母鼠染毒,染毒剂量分别为溶剂对照组、20mg/(kg·d)、100mg/(kg·d)和500mg/(kg·d),观察亲代孕鼠体重变化、产仔数、产仔性别比等;分别于分娩后(Postnatal day, PND)第7天、26天,心尖取血,处死雌雄子鼠各2只,PND22天,处死母鼠,称量卵巢/睾丸、肝脏、肾脏湿重,计算脏器系数;酶联免疫法检测血清中雌二醇(E2)、黄体生成素(LH)、促卵泡刺激素(FSH)及睾酮(T)的水平;观察母鼠和雌性子鼠的卵巢组织病理学改变,雄性子鼠的肛殖距及睾丸组织病理学改变;②UPLC-MS/MS检测母鼠、PND7子鼠和PND26子鼠血清中各种代谢产物的浓度,利用主成份分析获得DBP不同染毒剂量下血清代谢图谱的差异;③设计调查问卷,调查242名女性人群年龄、身高、体重等基本情况,以及各类化妆品的使用频率和使用习惯;④气相色谱法(GC)检测化妆品、饮料中3种PAEs水平。[结果]①结果表明;本实验剂量的DBP对母鼠的各脏器无明显毒作用,但对血清中性激素水平影响显著,与对照组相比,中、高剂量组(100,500mg/(kg·d))母鼠的T水平均明显下降(P=0.040,P=0.002),而高剂量组的母鼠血清中FSH含量增加(P=0.009);随着DBP染毒剂量增加,母鼠妊娠期体重增长明显下降(F=3.07,P=0.043);②子鼠出生后第7天(PND7)至断奶期(PND26),各处理组间的F1代雌性和雄性子鼠体重、肝重、肾重及脏器系数均无显著性差异>0.05); PND7, DBP染毒组的雄性子鼠睾丸系数明显低于对照组(F=4.709,P=0.006),至PND26,各组间睾丸系数没有差异(P>0.05);③PND7,高剂量组雄性子鼠的肛殖距(AGD)明显缩短(P=0.025)且经体重校正后仍有差异(P=0.048),雌性子鼠则没有明显变化;PND26,高剂量组的雌性子鼠肛殖距与体重比值小于对照组(P=0.002),雄性子鼠也存在差异(P<0.001);④雌性子鼠血清中性激素水平测定结果显示;PND7,雌性子鼠的LH、T水平随DBP染毒剂量增加而下降,各处理组间均存在差异(F=3.728,P=0.045和F=4.413,P=0.029);至PND26,雌性子鼠的E2水平随染毒剂量的增加下降明显,各组间差异显著(F=6.773,P=0.002),中、高剂量组的雌性子鼠FSH水平低于对照组(P=0.021和P=0.001),高剂量组的T水平明显升高(P=0.049);⑤雄性子鼠血清中性激素水平测定结果显示;PND7,雄性子鼠LH水平随着DBP染毒浓度的增加而递减(F=12.764,P<0.001),高剂量组的雄性子鼠T水平下降明显(P=0.043),E2水平显著升高(P=0.031);PND26,雄性子鼠的E2水平随着DBP染毒剂量增加而递减(F=5.716,P=0.006),与对照组相比,高剂量组的FSH水平下降(P=0.044),中剂量组的LH水平升高(P=0.005);⑥从PND7子鼠的代谢图谱中可知,代谢组学技术可以很好的区分不同染毒组和对照组,即使是低剂量组,其与对照组的代谢图谱也存在一定的差异;⑦问卷调查结果显示,242名调查对象中70%以上的人使用洁面乳、化妆水和乳液,使用频率约每日1次;75.2%的人表示会使用美发产品,平均每天使用0.5次:香水的使用率约40%,使用频率为每3天~4天一次;仅10.7%的女性使用止汗露使用频率为约为一周一次;有32.6%的人表示在用指甲油,平均每两个月涂一次;化妆品每次使用量根据使用习惯估算;化妆品的检测结果显示,收集到的55种样本中,包括化妆水、乳液、美发产品、止汗露、香水、指甲油,共有22个产品检出含有DEP(检出率40%),平均检出浓度3.775μg/mL, DBP和DEHP的检出率分别为83.6%和87.8%,平均检出浓度为0.043μg/mL、0.059μg/mL;对普通女性人群经化妆品接触的3种PAEs进行暴露评估,结果显示女性经化妆品每日接触的DEP的总量为1.119μg,其中经指甲油和香水是主要的暴露途径(分别约0.349μg/d和0.419μg/d),经化妆品的DBP和DEHP每日平均暴露量分别为1.122μg和0.538μg,经香水暴露的DBP为0.840p g/d,化妆品中乳液、美发产品和香水是主要的DEHP暴露源(分别为0.191μg/d、0.113μg/d和0.120μ g/d);⑧51种瓶装饮料中DBP和DEHP检出率分别为100%和98%,平均含量分别为0.038mg/L和0.022mg/L,而19种瓶装饮用水中DBP、 DEHP的检出率分别达42.1%和100%,平均浓度为0.015mg/L和0.019mg/L,饮料和饮用水中DEP均未检出;拟合的线性回归模型结果显示;与饮用水相比,功能饮料中DBP浓度的倒数值低59.598个单位(p<0.001),咖啡类饮料中DBP浓度的倒数值低83.413个单位(p<0.001),含乳饮料中的DBP浓度的倒数值低67.492个单位(p<0.001);咖啡类饮料中DEHP浓度的倒数值比饮用水低18.980个单位(P=0.002)。[结论]①母鼠妊娠后期DBP暴露对子代有明显的毒性效应,较低剂量的DBP也可改变子代血清中性激素水平,在子代血清的代谢产物图谱中可见不同染毒组间的差异;②女性人群使用化妆品较为普遍,但由于暴露剂量低,本研究认为普通女性人群经化妆品途径接触PAEs而致生殖毒性的可能性很小;③塑料瓶装饮料及饮用水中DBP、DEHP检出率均高,且在不同种类饮料中有显著差异,但PAEs检出浓度均在国家规定限值内,因此认为饮料不是人体接触PAEs的主要途径。饮用水的日消费量远高于饮料,故饮用水中DBP的污染需要引起足够的重视。
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