[ 基金项目] 国家自然科学基金 (No. 81872629)
[ 作者简介] 田英 ( 1962—), 女 ( 汉), 博士, 教授, 博士生导师, 研究方向: 环境与儿童健康.
E-mail:tianmiejp@ sjtu.edu.cn
[摘要] 近年来, 女性生殖健康问题及不良生殖结局的发生率呈上升趋势, 已成为影响人类繁衍和子代健康的重大问题。大量流行病学研究提示, 环境内分泌干扰物 (EEDs) 可影响人体内分泌系统功能, 进而损害人类生殖健康。本文就新近发现的 EEDs 类物质对女性生殖健康的影响进行综述。
[关键词]环境内分泌干扰物;生殖健康;妊娠结局;女性
近年来, 女性生殖健康问题, 如不孕、 不育、 流产等生育力下降及多种不良生殖结局的发生率呈上升趋势, 成为影响人类繁衍和子代健康的重大问题[1]。大量的动物实验和人群流行病学研究表明, 环境污染物暴露可影响女性生殖健康和妊娠结局, 而由于育龄及孕期女性分别存在月经周期和妊娠期,这些特殊生殖阶段的生理变化显著, 对环境污染的作用特别敏感, 不仅影响自身健康, 还可对子代产生不良影响甚至持续到成年阶段[2], 造成受孕延迟、 不孕、 自然流产、 死产、 早产、 胎儿生长迟缓和出生缺陷等不良健康效应。
随着城市化和工业化进程的不断加快, 我国环境污染问题日益突出。在众多的化学污染物中,环 境 内 分 泌 干 扰 物 (environmental endocrine disruptors, EEDs) 具有干扰机体内源性激素、 在体内难以降解的特点, 使其对生殖健康的影响备受关注。早在半个世纪以前, 从动物中发现, 许多 EEDs 能模拟或干扰动物的内分泌机能, 尤其是处于发育阶段的哺乳类、 爬行类、 鸟类和鱼类动物, 导致动物生育力下降、 雌雄同体、 雄性动物雌性化等。越来越多的流行病学研究提示, EEDs可影响人体内分泌系统功能, 进而损害人体健康[3-5]。本文就新近发现的 EEDs 对女性生殖健康的影响进行综述。
1 EEDs 的种类及其生物学效应
EEDs 类化学物用途广泛, 化学结构和作用模式复杂多样, 包括可在生物体内蓄积的持久性污染物 (如二噁英、 DDT 和镉), 植物性或动物性食品生产过程中所使用的化学物 (如唑类或二甲酰亚胺类杀菌剂) 以及广泛用于工业产品或消费品的化合物如邻苯二甲酸盐和双酚 A ( bisphenol A,BPA)[6]。此外, 植物雌激素 (一类植物来源的具有激素活性的化合物) 由于其在日常食物和某些新型食品中的高摄入量而备受人们的关注。城市或农田污水中含有较高浓度的性激素 (例如使用避孕药或某些抗癌药物后排出的雌激素) 也被认为是人类和 (或) 野生动物潜在 EEDs。总之, 人们可以通过各种不同途径暴露于多种 EEDs。EEDs 可通过不同的作用机制发挥其生物学效应。最常见的途径是与雌激素受体结合, 产生雌激素激动效应, 相关化学物包括 DDT、 壬基酚、辛基酚 (清洁剂的副产品)、 BPA、 对羟基苯甲酸酯类 (主要存在于化妆品、 个人护理用品和药物制剂的防腐剂)、 镉和植物雌激素。某些邻苯二甲酸酯是孕烷 X 受体 (pregnane X receptor, PXR)激动剂, 可影响类固醇激素合成。而溴化阻燃剂与 PXR 相互作用则可改变类固醇激素和甲状腺激素的 动 态 平 衡。有 些 污 染 物, 如 多 氯 联 苯(PCBs), 对甲状腺激素的产生及其受体有着直接作用。
2 EEDs 对女性生殖健康的影响
2. 1 PCBs PCBs 曾被作为绝缘体和冷却液广泛应用于诸如变压器、 电容器和电动机等电器设备中。PCBs 是人工化学合成的高度稳定物质, 一旦产生, 自然环境和动物机体都无法将它降解。因此, 早在 50 年前美国已禁止生产 PCBs。美国五大湖区受 PCBs 长期污染, 而其他持久性 EEDs 污染则较轻, 在该区域开展了一项深入调查研究显示,鱼类是当地居民的主食, 也是 PCBs 暴露的主要膳食来源。在纽约州的钓鱼人群队列研究中, 研究者根据食用产自湖中的鱼类量估算 PCBs 长期暴露水平, 发现 PCBs 暴露与生育能力下降相关。经常食用当地捕捞鱼长达 5 ~ 6 年的妇女其受孕比仅是未暴露组的 75% (95% CI:0.59 ~ 0.91)。与暴露程度最低组 (PCBs < 1.24 mg / L, DDE < 14 mg / L)比较, PCBs (≥5. 00 mg / L) 或 DDE (≥60 mg / L)暴露 程 度 最 高 组 待 孕 时 间 ( time to pregnancy,TTP) 均增加, 其受孕比分别为 0. 65 ( 95% CI:0. 36~1.18) 和 0.65 (95%CI:0.32~1.31)[7]。
2.2 多溴二苯醚(polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)PBDEs 是一种阻燃剂, 广泛应用于塑料制品、 电脑和录像机等消费品中, 由于其半衰期很长, PBDEs 在环境和食物中污染非常普遍。它与 PCBs 具有一些共同的理化特性, 主要有亲脂性和生物蓄积能力。此外, 它们可影响甲状腺激素代谢[8]。两者不同的是, PCBs 已被禁止生产,暴露正逐步降低, 而 PBDEs 仍在使用, 暴露更为普遍。近期一项前瞻性队列研究对 286 名孕妇的PBDEs 浓度 (经血脂含量矫正, 并 log (10) 对数转化) 与出生结局关系 进 行 分 析, 测 定 10 种PBDEs同系物 ( BDE - 17、 28、 47、 66、 85、 99、100、 153、 154 和 183) 浓度, 结果发现出生体重与以下 PBDEs 浓度呈负相关:BDE-47 (β = -115g, 95%CI:- 229 ~ - 2), BDE - 99 ( β = - 114 g,95%CI:- 225 ~ - 4), BDE - 100 ( β = - 122 g,95%CI:-235~ -9)[9]。有研究也表明 PBDEs 暴露使得女性生育能力显著降低[10]。
2.3 全氟辛烷磺酸盐 (perfl uorooctane sulphonate,PFOS ) 和 全 氟 辛 酸 ( perfluorooctanoic acid,PFOA) PFOS 和 PFOA 作为添加剂应用于多种工业和消费品中。在野生动物和人类普遍发现PFOS 和 PFOA 暴露, PFOA 暴露程度相对较轻。食用海鲜是普通人群的主要暴露途径[11]。在丹麦一项国家出生队列研究的 1 240 名妇女中, TTP 延长与血浆中 PFOA 和 PFOS 水平有显著相关 (P<0. 01)。与接触 PFOS 和 PFOA 水平四分位数最低组相比, 3 个较高接触水平 PFOS 和 PFOA 组的不孕不育率分别增加了 70% ~ 134%和 60% ~ 154%。同时发现 PFOA 接触与生育能力之间存在一种线性趋势 (四分位数中 3 个较高组与最低组比较,相对生育能力分别为 0.72、 0.73 和 0.60)。这项研究也提示在发达国家一般人群中暴露一定水平血浆 PFOA 和 PFOS 浓度可能引起生育能力的降低[12]。
2.4 BPA BPA 被广泛用于聚碳酸酯塑料制品和环氧树脂中。BPA 在体内或体外可结合 α-和 β-雌激素受体 (与后者结合能力稍弱), 表明它具有雌激素活性。BPA 也可影响其他相关内分泌功能,如刺激催乳素的释放。最近一些研究发现 BPA 与胎儿生长发育不良有关[13-14]。Chou 等[14] 的研究表明在 BPA 暴露最高四分位数孕妇组, 男婴的低出生体重 (OR = 2.42, 95%CI:1.72 ~ 3.36), 小于胎龄儿 (OR = 2.01, 95%CI:1.39 ~ 3.01), 以及瘦素 (OR = 1.67, 95%CI:1.12~2.25) 和脂联素的不良作用 (OR = 1.25, 95%CI:1.52 ~ 3.97)的风险都将升高。Sugiura-Ogasawara 等[15] 调查了45 例习惯性流产 (孕早期流产超过 3 次) 的患者,尽管 BPA 高暴露量本身并不能预测流产的发生,但高浓度的 BPA 与出现抗核抗体阳性有关, 而后者在习惯性流产的发生频率很高。Kolatorova 等[16]的研究表明 BPA 可以通过胎盘转运, 很可能在胎儿体内聚积。同时, 在怀孕期间接触 BPA 会导致胎儿睾丸激素的下降, 而睾丸激素在男性胎儿的生殖系统发育中起着重要作用。美国的一项调查显示孕妇 BPA 的暴露水平与妊娠时间的长短无关[17]。一项来自中国的病例对照研究证实了习惯性流产患者尿中的 BPA 水平显著高于对照组, 高水平 BPA 暴露与习惯性流产风险有关[18]。此外,高水平 BPA 暴露与多囊卵巢综合征有关[19]。
2.5 邻苯二甲酸酯 (phthalate esters, PAEs) PAEs 是作为聚氯乙烯 (PVC) 塑料制品的增塑剂或个人护理产品等的添加剂, 广泛存在于日常用品的制造材料中, 如食品包装、 容器、 儿童玩具、医疗用品、 化妆品及人造革等物品中[20]。这类物质的大量使用, 已造成全球性的环境污染, 并对人类的健康造成威胁。研究表明 PAEs 作为 EEDs类物质, 可以对男性生殖系统产生不良影响[21]。由于女性特殊的生理特点和生活习惯, 导致其暴露水平远远高于男性, 因此, PAEs 对女性生殖健康影响引起了人们的关注。越来越多的流行病学调查显示 PAEs 可以影响女性生殖健康。邻苯二甲酸二 (2-乙基己) 酯 (DEHP) 是 PAEs 中最具代表性的化学物。人们最早发现血清中 DEHP 高水平与少女乳房过早发育及成年女性的子宫内膜异位有关[22-23]。尽管没有直接证据表明长期高水平PAEs 暴露可导致低妊娠率、 高流产率等的发生,但人群调查发现, DEHP 与不良妊娠结局关系密切。在一项体外受精女性的敏感性分析中发现,与最低的四分位数相比, DEHP 接触最高的四分位数中的妇女的植入概率、 临床妊娠概率和活产概率均较低[24]。
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