張 庚 姚依蘭 馮 閣 黃鳳華 張西鋒

(武漢輕工大學(xué)生物與制藥工程學(xué)院,湖北武漢 430023)

塑化劑DEHP與生殖健康

張 庚 姚依蘭 馮 閣 黃鳳華 張西鋒*

(武漢輕工大學(xué)生物與制藥工程學(xué)院,湖北武漢 430023)

塑化劑是一種環(huán)境類雌激素，被廣泛地應(yīng)用在各種產(chǎn)品中，其對人體的安全性問題已引起科學(xué)家的關(guān)注。本文綜述了塑化劑與基因甲基化異常，塑化劑對卵母細(xì)胞發(fā)育和雄性生殖的影響，并對治療生殖健康的問題提出了自己的看法。

塑化劑 小鼠 卵母細(xì)胞 甲基化

塑化劑DEHP是指“鄰苯二甲酸（2─乙基己基）二酯”，分子式化學(xué)式是C24H38O4，分子量390.56，無色無臭液體，不溶于水，溶于乙醚，乙醇，礦物油等，主要用于聚氯乙烯（polyvinyl chloride，PVC）等樹脂的加工，還可用于化纖樹脂、醋酸樹脂、ABS樹脂及橡膠等高聚物的加工，也可用于造漆、染料、分散劑等，其中用量最大、對人體影響最重要的是作為增塑劑使用。作為主要的增塑劑，DEHP 在聚氯乙烯（PVC）塑膜中的用量通常為30%～50%，在塑料加工中添加這種物質(zhì)，可以使其柔韌性增強(qiáng)、容易加工。它也是一種有毒的化工業(yè)用塑料軟化劑，常作為沙發(fā)、橡膠管、化妝品、汽車座椅及玩具的原料，屬于工業(yè)添加劑。添加后可讓微粒分子更均勻散布，增加產(chǎn)品的延展性、彈性及柔軟度[1]。由于是一種被廣泛使用的增塑劑，用 DEHP代替棕櫚油配制成有毒的起云劑也能產(chǎn)生和乳化劑相似的增稠效果。

在各種產(chǎn)品中，DEHP及其代謝物MEHP（鄰苯二甲酸酯）不能形成較強(qiáng)的大分子與聚合物緊密地連接，因此它可以從這些產(chǎn)品中浸出釋放到環(huán)境中而產(chǎn)生毒性。人類無時(shí)無刻不在接觸DEHP，這使得DEHP的安全性問題成了近年來人類健康研究和討論的焦點(diǎn)。動物實(shí)驗(yàn)顯示，DEHP在人體和動物體內(nèi)發(fā)揮著類似雌性激素的作用，可干擾內(nèi)分泌，損害男性生殖能力，促使女性性早熟，如長期大量攝取會導(dǎo)致肝癌。體內(nèi)長期累積高劑量的DEHP，可能會造成兒童性別錯(cuò)亂，包括生殖器變短小、性征不明顯等?；瘖y品中的DEHP可通過女性的呼吸系統(tǒng)和皮膚進(jìn)入體內(nèi)，如果過多使用，會增加女性患乳腺癌的概率，還會危害到她們未來生育的男嬰的生殖系統(tǒng)。因此，DEHP的安全問題受到了社會各方面尤其是科學(xué)研究者的關(guān)注。

1 環(huán)境中的DEHP與人類和動物健康

由于DEHP是脂溶性的，不以共價(jià)鍵結(jié)合而是物理結(jié)合于PVC分子上，所以，隨著使用時(shí)間的推移，可不斷地從材料中釋出，揮發(fā)至土壤、大氣和水域中，造成對生物、環(huán)境和食品的污染。

人類可以通過不同的途徑暴露于不同來源的DEHP。一般人群主要是經(jīng)過消化道攝入，職業(yè)人群則主要通過呼吸道吸入，而對于病人醫(yī)療用品中的DEHP 在其接受治療的過程中可隨藥品進(jìn)入人體，DEHP進(jìn)而可通過胎盤和乳汁的途徑作用于子代。美國食品藥品管理會（FDA）經(jīng)過對目前DEHP研究的現(xiàn)狀，考慮到人的個(gè)體差異、人類與動物的差異以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的不確定性，確定了人口服攝入的安全上限為每天為0.04mg/kg，對于一個(gè)50kg的人，相當(dāng)于每天2mg。但是這樣的劑量可能僅對正常的成年人是一個(gè)安全劑量，而對于各方面機(jī)能和系統(tǒng)都發(fā)育不完全的嬰幼兒和孕婦來說很可能就不是一個(gè)安全劑量。

2 DEHP與基因甲基化異常

DEHP作為一種環(huán)境類雌激素，同時(shí)也具有內(nèi)分泌阻斷劑的活性，而各種內(nèi)分泌產(chǎn)生的生物活性因子又是基因轉(zhuǎn)錄、蛋白翻譯和表觀遺傳修飾等過程中不可或缺的關(guān)鍵性因子。Wu S等研究孕鼠以500 mg/kg·d的劑量暴露于DEHP時(shí)，DEHP顯著地提高出生后3d后代的甲基化水平，且顯著地提高甲基化轉(zhuǎn)移酶的表達(dá)水平，并且降低睪丸特異基因Insl3的表達(dá)。同樣，Wu SD等的研究也得出一致的結(jié)論，在孕鼠從見拴后12.5到胎鼠出生后3d，每天以暴露于500 mg/kg的DEHP時(shí)，在胎鼠出生后7d時(shí)分析睪丸基因組的甲基化水平，發(fā)現(xiàn)處理組的甲基化水平達(dá)到34.03%，明顯高于對照組的28.37%，且甲基化轉(zhuǎn)移酶的表達(dá)水平顯著提高。Martinez ADB等在大鼠懷孕的14～19d，每天以100mg/kg到950mg/kg的劑量喂服孕鼠，分別在懷孕的20d，出生后的第3d、21d和60d，取小鼠的睪丸進(jìn)行鹽皮質(zhì)激素受體（MR）基因的甲基化分析，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過DEHP處理后MR基因的甲基化有一定的損失。由此DEHP通過影響基因組表觀遺傳調(diào)控的機(jī)制方面的探索將成為今后研究的重點(diǎn)之一，而這一研究從體細(xì)胞延伸到生殖細(xì)胞發(fā)生過程上來，更是具有意義。

3 D EHP與卵母細(xì)胞發(fā)育

DEHP是一種內(nèi)分泌干擾劑，作用類似于荷爾蒙，oliana等的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，DEHP可以影響參與卵母細(xì)胞的生長、成熟和排卵的基因表達(dá)，嚴(yán)重影響卵巢功能甚至損害胚胎發(fā)育。Dalman等利用體外成熟體系培養(yǎng)小鼠的卵母細(xì)胞，分別在成熟培養(yǎng)基中加入0，50，100，200 和 400μmol的 MEHP，發(fā)現(xiàn)在加有200 μmol和 400μmol MEHP的培養(yǎng)體系中，處于GV期的卵母細(xì)胞數(shù)量顯著高于對照組，同樣發(fā)育到MII期的數(shù)量顯著降低，且在400微摩爾 MEHP的培養(yǎng)體系中，可發(fā)育到2細(xì)胞的胚胎顯著降低。Oliana等在研究DEHP對斑馬魚卵子發(fā)生和胚胎發(fā)育的影響中發(fā)現(xiàn)，DEHP顯著地提高BMP15的表達(dá)水平，而降低促黃體激素受體（LHR）、孕激素受體膜（mPRs）和環(huán)氧合酶（COX）-2（ptgs2）的表達(dá)水平，從而損害卵巢功能與胚胎發(fā)育，降低斑馬魚的繁殖能力。在我們的研究中也發(fā)現(xiàn)，暴露于DEHP的小鼠，其卵母細(xì)胞在體外培養(yǎng)成熟后，減數(shù)分裂異常，導(dǎo)致第一次減數(shù)分裂中期染色體中板集合失敗和分裂阻滯、紡錘體異常；并且導(dǎo)致小鼠卵巢的早衰，其毒性可以遺傳到后代。

4 DEHP與雄性生殖

DEHP是一種環(huán)境類雌激素，長期接觸DEHP 可誘導(dǎo)生殖細(xì)胞凋亡，導(dǎo)致睪丸萎縮，生育率降低，降低精子密度、活力和受精能力，改變性腺重量，影響胚胎的發(fā)育，甚至生殖器官先天缺陷和睪丸癌的發(fā)病率增加。Saillenfait采用口服的方式處理孕鼠，在妊娠的19天分析胎鼠的睪丸發(fā)現(xiàn)，DEHP可以降低體內(nèi)睪丸激素的生產(chǎn)，并下調(diào)了與膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)和激素的合成相關(guān)基因的表達(dá)（SR-B1，StAR，P450scc，3βHSD and P450c17），而睪丸激素的生產(chǎn)和關(guān)鍵的類固醇基因表達(dá)的改變則可以增加肛門生殖器距離（AGD），引起產(chǎn)后的生殖畸形。同時(shí)DEHP可以導(dǎo)致生殖細(xì)胞脫落，破壞血睪屏障和生殖細(xì)胞的凋亡。并且DEHP對小鼠睪丸的傷害具有可遺傳性，Doyle實(shí)驗(yàn)組對懷孕7天到14天的CD1小鼠進(jìn)行DEHP處理，發(fā)現(xiàn)DEHP可以破壞睪丸生殖細(xì)胞組織，擾亂了精原干細(xì)胞的功能，降低精子數(shù)和精子的活力，并且這種毒性作用可以延續(xù)到F4代。Mohan的實(shí)驗(yàn)同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，在DEHP處理組的F3代中，部分雄性小鼠表現(xiàn)出無精子癥、閉鎖的曲細(xì)精管、在生精小管的基底區(qū)域的存在空泡等生理性疾病，并且存在疾病的表觀遺傳世代傳承現(xiàn)象。在我們的研究中也發(fā)現(xiàn)DEHP可以降低精子的數(shù)量和提高精子的異常率，并且可以導(dǎo)致睪丸中曲精細(xì)管的直徑萎縮，但是我們沒有發(fā)現(xiàn)其對生精細(xì)胞減數(shù)分裂和減數(shù)粗線期精母細(xì)胞聯(lián)會復(fù)合體的影響[19]。

5 結(jié)語

隨著結(jié)婚和生育年齡普遍延后，以及疾病、心理壓力和環(huán)境污染等因素的影響，我國不孕不育發(fā)生率呈現(xiàn)出上升和年輕化趨勢。環(huán)境污染是導(dǎo)致我國不孕不育夫婦迅速增加的一個(gè)重要原因，而環(huán)境類雌激素的影響是其中重要的一部分。環(huán)境類雌激素包括有機(jī)氟農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯、二英、己烯雌酚、雙酚A，以及各種色素、防腐劑等人工合成化合物及植物天然雌激素；塑化劑DEHP是其中的一種。環(huán)境類雌激素進(jìn)入人體后，與人體正常分泌的激素競爭性地結(jié)合到細(xì)胞的雌激素受體ERα或Erβ上，造成人體內(nèi)分泌系統(tǒng)紊亂，出現(xiàn)各種機(jī)能障礙。女性會多出現(xiàn)子宮肌瘤、子宮內(nèi)膜異位、乳腺癌、卵巢癌等疾??；男性則會出現(xiàn)前列腺癌、睪丸癌、精子的質(zhì)量與數(shù)量下降等癥狀。這已經(jīng)是一個(gè)很嚴(yán)重的社會問題，環(huán)境類雌激素將威脅到人類繁衍?？茖W(xué)家已經(jīng)關(guān)注此類問題，并開始尋求通過服用維生素和一些糖類解決的方法。當(dāng)然通過輔助生殖技術(shù)可以部分地解決目前存在的不孕不育問題，但是其帶來的后續(xù)的生殖健康也是值得關(guān)注和思考的問題。

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國家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目（31201120）

張庚（1997-），本科生。

張西鋒（1977-），男，副教授，現(xiàn)從細(xì)胞生物學(xué)的研究。