熊憶茗,李紅梅,秦占芬,*
1. 中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心,環(huán)境化學(xué)與生態(tài)毒理學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100085 2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué),北京 100049
雙酚A(bisphenol A, BPA)為大量生產(chǎn)化學(xué)品,主要用于合成聚碳酸酯、環(huán)氧樹脂等高分子材料,后者被用于制造飲料瓶、奶瓶和食品包裝等眾多的消費(fèi)品。在生產(chǎn)、使用以及相關(guān)廢棄物的處置過程中,BPA被釋放進(jìn)入環(huán)境;人體通過飲食、呼吸、直接接觸等途徑攝入BPA,BPA甚至可經(jīng)子宮和母乳進(jìn)入胎兒和新生兒。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,BPA在成人和新生兒的體液與組織中均有檢出,在血液與母乳中的濃度一般在皮摩爾和納摩爾水平,有的樣品中高達(dá)微摩爾水平[1-3]。
BPA是一種復(fù)雜的內(nèi)分泌干擾物,具有包括雌激素活性、雄激素活性在內(nèi)的多種內(nèi)分泌干擾活性,其對(duì)生殖系統(tǒng)尤其是雄性生殖系統(tǒng)的影響一直受到關(guān)注[4]。有文獻(xiàn)報(bào)道低劑量BPA即可影響睪丸、附睪及附屬腺的結(jié)構(gòu)、精子質(zhì)量和數(shù)量、激素水平以及其他的生殖相關(guān)參數(shù),但同時(shí)又有一些研究顯示BPA對(duì)雄性生殖系統(tǒng)沒有明顯的影響[5-6]。雖然美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(US FDA)曾提出,不同研究間出現(xiàn)不一致的結(jié)果可能源于暴露方式或者毒性測(cè)試指標(biāo)的差異[7],但事實(shí)是有些采用相同暴露方式和毒性測(cè)試指標(biāo)的研究也出現(xiàn)不一致的結(jié)果??傮w來看,雖然目前關(guān)于BPA對(duì)雄性生殖系統(tǒng)發(fā)育影響的數(shù)據(jù)很多,但是對(duì)這一問題的整體認(rèn)識(shí)并不清楚。
為此,本文嘗試通過分析BPA對(duì)哺乳類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物(大鼠和小鼠)雄性生殖系統(tǒng)發(fā)育影響的文獻(xiàn),比較不同研究間毒性效應(yīng)的差異,并探討產(chǎn)生差異的可能原因,以期獲得關(guān)于BPA雄性生殖毒性較為全面的認(rèn)識(shí)。文章首先以“bisphenol A”、“male”、“reproduction/reproductive”為檢索詞,通過Pubmed獲得MEDLINE數(shù)據(jù)庫中的研究文獻(xiàn)139篇,根據(jù)公認(rèn)的BPA無可見不良效應(yīng)劑量水平(NOAEL)5 mg·(kg bw·d)-1[8]),過濾掉高于此劑量的文獻(xiàn),最后確定對(duì)46篇進(jìn)行分析??紤]到雄性生殖系統(tǒng)在妊娠期和哺乳期完成不同的發(fā)育程序[9-10],理論上不同發(fā)育期內(nèi)的BPA暴露會(huì)產(chǎn)生不同的效應(yīng),因此文章按照妊娠期、哺乳期和妊娠-哺乳期3個(gè)暴露時(shí)期對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行分類分析,重點(diǎn)關(guān)注BPA對(duì)睪丸及附睪的質(zhì)量和組織學(xué)結(jié)構(gòu)、附屬腺和外生殖器參數(shù)、肛殖距(anogenital distance, AGD)、精子參數(shù)和性激素水平的影響,在此基礎(chǔ)上討論暴露途徑、劑量、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物品系等實(shí)驗(yàn)因素與毒性效應(yīng)的關(guān)系。
本文收集到19篇關(guān)于妊娠期BPA暴露對(duì)雄性生殖系統(tǒng)發(fā)育影響的文獻(xiàn),考慮睪丸形成前后暴露導(dǎo)致的效應(yīng)可能不同,因此將文獻(xiàn)大致分為妊娠前期(GD0~14/15,睪丸形成)、妊娠后期(GD14/15~21,睪丸和生殖道發(fā)育)和整個(gè)(或大部分)妊娠期暴露分別分析。表1匯集了這些文獻(xiàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和毒性效應(yīng)的信息,具體分析如下。
Hong等[11]報(bào)道ICR小鼠著床期(GD1~5)口服暴露20 μg·(kg bw·d)-1BPA,導(dǎo)致子鼠在出生后PND24和PND35睪丸質(zhì)量和雄激素水平下降;但當(dāng)發(fā)育至PND50,睪丸質(zhì)量下降的效應(yīng)消失。Rahman等[12]報(bào)道ICR孕鼠在睪丸形成期間(GD7~14)灌胃BPA,5 mg·(kg bw·d)-1的劑量抑制子代成年后的生精功能,而低劑量50 μg·(kg bw·d)-1的處理沒有明顯效應(yīng)。在稍晚期(GD10~16)的C57BL/6小鼠暴露研究中,LaRocca等[13]發(fā)現(xiàn)50 μg·(kg bw·d)-1和1 000 μg·(kg bw·d)-1的灌胃處理對(duì)子鼠成年后的睪丸在器官、組織、細(xì)胞水平以及分子水平上都沒有影響,同時(shí)也不影響精子的發(fā)生和睪酮(T)的水平。
以上3項(xiàng)研究好像顯示著床時(shí)期的BPA暴露對(duì)子鼠的雄性生殖系統(tǒng)發(fā)育有一定的影響,但是隨著時(shí)間的延長(zhǎng),BPA的效應(yīng)似乎有被修復(fù)的趨勢(shì);睪丸形成時(shí)期的BPA暴露對(duì)子鼠成年后的生殖系統(tǒng)似乎沒有明顯影響。
亦有研究在妊娠后期進(jìn)行BPA暴露,此時(shí)睪丸已經(jīng)形成。Quan等[14]選擇在GD14~21對(duì)SD大鼠進(jìn)行灌胃處理,發(fā)現(xiàn)1 mg·(kg bw·d)-1BPA對(duì)子代雄性生殖系統(tǒng)有明顯影響,表現(xiàn)在斷乳后睪丸組織學(xué)結(jié)構(gòu)異常、T水平下降,而且腎小管的結(jié)構(gòu)也出現(xiàn)異常;PND50時(shí)精子數(shù)量與質(zhì)量降低、畸形率增加。Lv等[15]報(bào)道相同方式和相近劑量(4 mg·(kg bw·d)-1)的BPA暴露(GD12~21),導(dǎo)致SD大鼠子代出生后T水平降低。在Abdel-Maksoud等[16]的灌胃暴露研究中,也發(fā)現(xiàn)低劑量(2.5 μg·(kg bw·d)-1和25 μg·(kg bw·d)-1)BPA對(duì)Long-Evans大鼠的睪丸產(chǎn)生不良影響,表現(xiàn)為PND35時(shí)生精上皮的結(jié)構(gòu)受到明顯破壞,生精小管結(jié)構(gòu)紊亂并萎縮,生殖細(xì)胞脫落進(jìn)入管腔中。
Timms等[17]對(duì)妊娠后期(GD14~18)的CD-1小鼠(與ICR小鼠為同一品系)短期暴露10 μg·(kg bw·d)-1BPA,觀察到胎鼠前列腺導(dǎo)管被刺激發(fā)育,尿道呈現(xiàn)狹窄性異常。另一項(xiàng)對(duì)CD-1小鼠妊娠后期(GD16~18)的暴露研究發(fā)現(xiàn),低劑量BPA(50 μg·(kg bw·d)-1)雖然沒有影響子鼠(PND3、21、60)的睪丸質(zhì)量,但導(dǎo)致附睪質(zhì)量減少和肛門-生殖器距離(AGD)增加[18];這些結(jié)果好像指示BPA影響小鼠的雄性生殖系統(tǒng)發(fā)育,但是附睪質(zhì)量與AGD作為生殖風(fēng)險(xiǎn)的標(biāo)志表現(xiàn)出了相反的變化趨勢(shì),有違二者正相關(guān)的一般認(rèn)識(shí)[19]。
就以上幾項(xiàng)研究來看,妊娠后期BPA暴露對(duì)大鼠和小鼠的雄性生殖系統(tǒng)發(fā)育都有不同程度的影響,妊娠后期可能是BPA作用的較為關(guān)鍵的窗口期。
全妊娠期覆蓋睪丸和生殖道的發(fā)生和早期發(fā)育的過程,此時(shí)期的暴露理論上能夠較好地揭示BPA對(duì)雄性生殖系統(tǒng)發(fā)育的影響。3篇文章研究了整個(gè)妊娠期內(nèi)飲水暴露BPA的影響。Ullah等[20]對(duì)SD大鼠進(jìn)行BPA暴露 (1 mg·(kg bw·d)-1和5 mg·(kg bw·d)-1),PND16檢測(cè)到生精小管面積、間隙面積、上皮面積、曲細(xì)精管直徑降低而上皮高度增加等組織學(xué)變化,且睪丸的生精與激素合成功能也受到影響。Yang等[21]對(duì)C57BL/6J小鼠進(jìn)行BPA暴露(5 μg·mL-1和50 μg·mL-1),觀察到BPA引起了生精小管細(xì)胞凋亡,影響了睪丸類固醇合成能力而降低了T的水平。Tanaka等[22]對(duì)SD大鼠進(jìn)行BPA暴露(0.2、2、20和200 μg·mL-1),新生大鼠同樣檢測(cè)到T降低的變化。此3項(xiàng)研究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)接近,結(jié)果也一致顯示妊娠期飲水暴露BPA明顯損傷雄性生殖系統(tǒng)發(fā)育。與飲水暴露類似,完整妊娠期內(nèi)的灌胃暴露研究中也觀察到BPA對(duì)雄性生殖系統(tǒng)發(fā)育的損傷。Henafy等[23]報(bào)道妊娠期暴露于低劑量BPA的Wistar大鼠的雄性子代出現(xiàn)睪丸與附睪質(zhì)量降低,AGD減少的變化,但T水平?jīng)]有受到明顯影響。Ma等[24]對(duì)SD大鼠灌胃BPA(0.05 mg·(kg bw·d)-1),觀察到8周齡大鼠睪丸組織結(jié)構(gòu)受損、精子數(shù)量減少和T水平降低。Vilela等[25]對(duì)Calomyslaucha小鼠在妊娠期灌胃BPA,研究發(fā)現(xiàn),BPA(40、80和200 μg·(kg bw·d)-1)導(dǎo)致PND70的子鼠精子活動(dòng)性降低,雖然在PND21時(shí)AGD沒有受到影響。
另有幾項(xiàng)研究雖然不是在整個(gè)妊娠期都暴露于BPA,但也幾乎覆蓋了睪丸發(fā)生和發(fā)育的大部分過程。Wistar大鼠在GD10~21灌胃暴露于BPA(25 μg·(kg bw·d)-1和250 μg·(kg bw·d)-1),子鼠在4月齡時(shí)檢出睪丸器官系數(shù)降低、間質(zhì)細(xì)胞壞死、生殖細(xì)胞變性、精子數(shù)量與質(zhì)量降低、促黃體生成素(LH)與T水平降低等明顯損傷[26]。CD-SD大鼠在GD6~21暴露于BPA(2.5、25、250和2 500 μg·(kg bw·d)-1),子鼠出生后有尿道短小、尿路上皮厚度小和精阜形態(tài)異常等癥狀[27]。相同時(shí)期(GD6~21)SD大鼠的BPA(0.1 mg·(kg bw·d)-1)暴露研究,卻發(fā)現(xiàn)1年齡子鼠沒有出現(xiàn)精子和睪丸組織學(xué)結(jié)構(gòu)的異常[28]。Shi等[29]在GD11~21將CD-1小鼠暴露于BPA(0.5、20和50 μg·(kg bw·d)-1),雖然檢測(cè)到BPA引起了睪丸細(xì)胞的凋亡,但在PND60時(shí)發(fā)現(xiàn)BPA沒有明顯影響小鼠睪丸質(zhì)量或T濃度,僅低劑量BPA降低了精子數(shù)量。Wei等[30]的研究也報(bào)道了相似的結(jié)果,在GD0.5~17.5通過腹腔注射對(duì)昆明小鼠進(jìn)行BPA暴露(2.5 mg·(kg bw·d)-1和5 mg·(kg bw·d)-1),雖然小鼠斷乳后血清T濃度顯著降低,但發(fā)育至8周齡后,T濃度略有回升。這4項(xiàng)研究的結(jié)果差異似乎顯示,停止暴露或斷乳后立即檢測(cè)比發(fā)育至一定階段后再檢測(cè)顯示的生殖毒性更強(qiáng),即BPA對(duì)生殖系統(tǒng)的影響在停止暴露后發(fā)生一定程度的修復(fù)。
表1 妊娠期雙酚A(BPA)暴露對(duì)實(shí)驗(yàn)鼠的雄性生殖系統(tǒng)發(fā)育的影響Table 1 Developmental effects of gestational exposure to bisphenol A (BPA) on the male reproductive system in laboratory rats or mice
就以上文獻(xiàn)來看,妊娠前期、后期以及整個(gè)妊娠期的BPA暴露對(duì)實(shí)驗(yàn)鼠的雄性生殖系統(tǒng)發(fā)育都有不良影響,且不良效應(yīng)的產(chǎn)生可能與暴露方式無關(guān),灌胃、飲水和注射的暴露方式都可產(chǎn)生陽性結(jié)果。
哺乳期內(nèi)睪丸、生殖道乃至整個(gè)雄性生殖系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)育,研究此發(fā)育期內(nèi)BPA暴露效應(yīng)的文獻(xiàn)較多,在表2中概括了主要文獻(xiàn)研究的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和毒性效應(yīng)的信息,具體分析如下。
Kalb等[31]對(duì)瑞士白化小鼠母體管飼BPA(300、900和3 000 μg·(kg bw·d)-1),發(fā)現(xiàn)高劑量組的子鼠在8個(gè)月齡時(shí)出現(xiàn)AGD降低、生精小管發(fā)育不全的現(xiàn)象,且所有劑量的BPA均影響了精子生成。解美娜和李鋒杰[32]用相似方式處理ICR小鼠(0.01 mg·(kg bw·d)-1和5 mg·(kg bw·d)-1),PND75檢測(cè)到BPA對(duì)子鼠睪丸組織學(xué)結(jié)構(gòu)的損傷并伴有細(xì)胞凋亡。該作者也研究了通過皮下注射相同劑量BPA的方式直接處理哺乳期ICR小鼠,哺乳結(jié)束時(shí)發(fā)現(xiàn)BPA處理組的生精小管結(jié)構(gòu)破壞、生殖細(xì)胞凋亡[33]。事實(shí)上,更多的研究都選擇使用BPA直接處理哺乳期的子鼠而不是通過母鼠給藥經(jīng)哺乳暴露。Henafy等[23]報(bào)道哺乳期大鼠管飼BPA(50 μg·(kg bw·d)-1),在PND60檢測(cè)到大鼠體質(zhì)量、睪丸與附睪質(zhì)量降低,伴有AGD縮小和T水平降低。
除整個(gè)哺乳期的暴露外,另有哺乳期內(nèi)部分時(shí)間段暴露BPA對(duì)雄性生殖系統(tǒng)發(fā)育影響的報(bào)道。Aikawa等[34]對(duì)新生SHN小鼠持續(xù)5 d皮下注射BPA(0.5 μg·(只·d)-1和50 μg·(只·d)-1),檢測(cè)到10周齡小鼠精子畸形發(fā)生率增加、活動(dòng)率降低,但睪丸組織學(xué)結(jié)構(gòu)未出現(xiàn)明顯異常。Salian等[35]報(bào)道相同時(shí)期的皮下注射(劑量為100、200、400、800和1 600 μg·(kg bw·d)-1),Holtzman大鼠在PND125時(shí)精子數(shù)量和質(zhì)量也受到明顯影響,且有生殖細(xì)胞脫落到生精小管腔中,成年后生育能力也受到影響;但該研究還在400 μg·(kg bw·d)-1劑量組中觀察到了T增加的現(xiàn)象,與其他參數(shù)的結(jié)果存在一定的矛盾。Toyama和Yuasa[36]對(duì)Wistar大鼠及ICR小鼠在PND1~11期間隔日皮下注射600 μg BPA,青春期時(shí)檢測(cè)到動(dòng)物精子形態(tài)異常,性成熟后雖仍有部分精子頭部發(fā)生變形,但生殖能力并未損傷。而Nagao等[37]雖然也進(jìn)行了5 d的BPA暴露(300 μg·(kg bw·d)-1),但在斷乳(PND21)或性成熟(PND84)時(shí)均未檢測(cè)到對(duì)睪丸質(zhì)量或結(jié)構(gòu)的影響。Kato等[38]在PND1~9對(duì)SD大鼠進(jìn)行0.024、0.12、0.6和3 μg·(只·d)-1BPA的暴露,PND35和PND150時(shí)同樣未檢測(cè)到睪丸和附睪質(zhì)量、結(jié)構(gòu)及性激素生成方面的缺陷。這幾項(xiàng)研究雖然在相似發(fā)育期同樣使用了皮下注射的給藥方式,但結(jié)果互有矛盾。而Brouard等[39]在PND15~30對(duì)SD大鼠皮下注射BPA(50 μg·(kg bw·d)-1),結(jié)束后檢測(cè)到大鼠睪丸質(zhì)量增加、生精小管中管腔和頂體數(shù)目增加的現(xiàn)象,但對(duì)編碼血液睪丸屏障(BTB)蛋白的基因的分析顯示了BPA對(duì)血液睪丸屏障的形成有一定抑制作用,這不利于精子發(fā)生或?qū)σ研纬删佑袚p害作用。這項(xiàng)研究報(bào)道的BPA效應(yīng)指標(biāo)中存在矛盾,也缺少對(duì)精子數(shù)量或質(zhì)量的評(píng)估,難以直接判斷BPA對(duì)生精功能的影響。
Zhang等[40]雖然從PND3才開始對(duì)CD-1小鼠進(jìn)行BPA暴露處理(20 μg·(kg bw·d)-1和40 μg·(kg bw·d)-1),但是持續(xù)到PND21、35、49時(shí),發(fā)現(xiàn)2個(gè)長(zhǎng)時(shí)間暴露組的睪丸組織學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生異常,精子數(shù)量和精液質(zhì)量也顯著降低,但是PND21組沒有出現(xiàn)類似的效應(yīng)。
整體來看,文獻(xiàn)中有關(guān)BPA對(duì)實(shí)驗(yàn)鼠雄性生殖發(fā)育影響的數(shù)據(jù)出現(xiàn)諸多不一致的結(jié)果,即便在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)相似的情況下也出現(xiàn)了這樣的現(xiàn)象,而且不良效應(yīng)的有無好像與鼠的品系或暴露方式?jīng)]有明確的關(guān)系。
妊娠期與哺乳期的長(zhǎng)期暴露是研究化學(xué)物質(zhì)生殖毒性必須要考慮的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。本文共收集到16篇關(guān)于此時(shí)期內(nèi)BPA暴露對(duì)雄性生殖系統(tǒng)發(fā)育影響的文獻(xiàn),主要信息統(tǒng)計(jì)在表3中。
有5篇文獻(xiàn)報(bào)道了整個(gè)妊娠期至哺乳期的暴露研究。Liu等[41]對(duì)ICR小鼠進(jìn)行飲水BPA暴露(10、100和1 000 nmol·L-1),結(jié)束后小鼠睪丸器官系數(shù)略有降低,但在電鏡下觀察到100 nmol·L-1BPA引起睪丸中精原細(xì)胞、Sertoli細(xì)胞、Leydig細(xì)胞及腎小管周圍肌樣細(xì)胞形態(tài)異常及凋亡。Cardoso等[42]對(duì)Wistar大鼠進(jìn)行了相似的BPA暴露研究(2.5 mg·(kg bw·d)-1),至PND90檢測(cè)到大鼠性激素分泌與調(diào)節(jié)功能受損。Gámez等[43]則進(jìn)行了低劑量的飲水暴露(3 μg·(kg bw·d)-1),至PND35時(shí)也檢測(cè)到了BPA引起了大鼠睪丸組織學(xué)損傷,生精小管管腔面積減少。另有研究使用灌胃暴露的方式處理大鼠,斷乳后大鼠的生殖器官發(fā)育顯著受損,睪丸及附睪質(zhì)量減少、AGD降低,且T濃度也降低[23]。而Okada和Kai[44]設(shè)計(jì)了一種特殊的給藥方式,將定量BPA(100 μg、5 mg)裝入醫(yī)用聚乙烯管皮下植入小鼠體內(nèi),使化合物以一定速度持續(xù)釋放。暴露結(jié)束后雖然雄性子代睪丸、附睪和附屬腺的相對(duì)質(zhì)量沒有明顯變化,但生精小管中觀出現(xiàn)生殖細(xì)胞脫落、細(xì)長(zhǎng)精子數(shù)量減少,且BPA表現(xiàn)出對(duì)T合成低劑量促進(jìn)而高劑量抑制的雙向劑量-效應(yīng)影響。相較前3項(xiàng)研究,Okada和Kai[44]的研究克服了飲水給藥過程中藥物攝入量不穩(wěn)定、代謝轉(zhuǎn)化的問題,所使用的藥物劑量可能更接近于理想模型。
表2 哺乳期BPA暴露對(duì)實(shí)驗(yàn)鼠的雄性生殖系統(tǒng)發(fā)育的影響Table 2 Developmental effects of lactational exposure to BPA on the male reproductive system in laboratory rats or mice
表3 妊娠-哺乳期BPA暴露對(duì)實(shí)驗(yàn)鼠的雄性生殖系統(tǒng)發(fā)育的影響Table 3 Developmental effects of exposure to BPA from gestion to lactation on the male reproductive system in laboratory rats or mice
此外,另有11篇文獻(xiàn)研究了部分妊娠期至哺乳期BPA暴露的效應(yīng)。Sadowski等[45]在GD1~PND9對(duì)Long-Evans大鼠灌胃BPA(4、40和400 μg·(kg bw·d)-1),斷乳后發(fā)現(xiàn)BPA僅引起了促卵泡生成素(FSH)降低。Sp?rndly-Nees等[46]在著床期開始至哺乳期結(jié)束(GD3.5~PND22)對(duì)Fischer 344大鼠進(jìn)行飲水低劑量BPA暴露(0.5 μg·(kg bw·d)-1和50 μg·(kg bw·d)-1),但無論在發(fā)育早期(PND35)或晚期(PND365)檢測(cè)均未發(fā)現(xiàn)生殖系統(tǒng)受到明顯損害。另一些從著床期之后進(jìn)行暴露的研究也報(bào)道了不同的結(jié)果。Meng等[47]自GD6對(duì)C57BL/6小鼠進(jìn)行飲水BPA暴露(15 μg·(kg bw·d)-1和150 μg·(kg bw·d)-1),至PND49時(shí)雖然未檢測(cè)到睪丸、附睪質(zhì)量的變化,但引起了生精小管萎縮、生精細(xì)胞紊亂和管腔精子減少等病變,并在高劑量組觀察到精子數(shù)量降低、畸形率提高。Kobayashi等[48]的研究用相同方式處理大鼠,無論劑量高低,檢測(cè)時(shí)間早晚,雄性子代都未表現(xiàn)出明顯的生殖損傷。除飲水暴露外,使用灌胃途徑給藥的研究也得到不一致的結(jié)果。美國(guó)國(guó)家毒理學(xué)計(jì)劃(NTP)曾對(duì)BPA進(jìn)行了一項(xiàng)系統(tǒng)的研究:在GD6~PND21對(duì)CD-SD大鼠灌胃BPA(2.5、25、250、2 500和25 000 μg·(kg bw·d)-1)并在PND365或者PND730進(jìn)行多指標(biāo)檢測(cè),發(fā)現(xiàn)BPA對(duì)相關(guān)生殖器官的發(fā)育及生精功能均沒有明顯的影響[49]。Delclos等[50]同樣進(jìn)行了大范圍劑量的研究,在GD6~21的孕期暴露結(jié)束后持續(xù)至PND15、21對(duì)CD-SD大鼠灌胃BPA(2.5、8、25、80、260、840和2 700 μg·(kg bw·d)-1),發(fā)育成熟后沒有檢測(cè)到生殖器官形態(tài)異常或生精功能損傷。Christiansen等[51]對(duì)Wistar大鼠灌胃BPA(0.025、0.25和5 mg·(kg bw·d)-1),暴露結(jié)束后,雖然BPA沒有影響睪丸、附睪、腹側(cè)前列腺、精囊、膀胱小腺、腎上腺和甲狀腺等器官的質(zhì)量,但引起了AGD降低。Hass等[52]進(jìn)行了同樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),在多個(gè)發(fā)育期均未檢測(cè)到BPA對(duì)生殖器官的顯著影響,僅發(fā)現(xiàn)低劑量BPA表現(xiàn)出抑制精子生成的作用。Watanabe等[53]對(duì)ICR小鼠灌胃BPA(4 mg·(kg bw·d)-1),在9周齡及36周齡時(shí)檢測(cè)到T增加的異常變化。Salian等[54]在GD12~PND21對(duì)Holtzman大鼠進(jìn)行了低劑量BPA灌胃暴露(1.2 μg·(kg bw·d)-1和2.4 μg·(kg bw·d)-1),PND75檢測(cè)到大鼠精子數(shù)量與活動(dòng)能力降低,而Nanjappa等[55]對(duì)Long-Evans大鼠進(jìn)行的同時(shí)期灌胃研究(2.5 μg·(kg bw·d)-1和25 μg·(kg bw·d)-1)也發(fā)現(xiàn)BPA抑制了類固醇生成酶的表達(dá)。圍產(chǎn)期(GD14~PND7)暴露也是研究關(guān)注的重要窗口之一。Oliveira等[56]在GD18~PND5對(duì)Wistar大鼠皮下注射BPA(0.5 mg·(kg bw·d)-1和5 mg·(kg bw·d)-1),發(fā)現(xiàn)在PND90,BPA同樣沒有明顯影響性激素的分泌與調(diào)節(jié)。Campos等[57]進(jìn)行了相同暴露期與劑量的研究,在PND90時(shí)檢測(cè)到BPA抑制生精小管的發(fā)育與精子生成的陽性結(jié)果,但同時(shí)T水平升高,這些指標(biāo)之間存在矛盾。
通過以上分析,發(fā)現(xiàn)妊娠期-哺乳期BPA暴露研究比哺乳期暴露研究呈現(xiàn)更多的矛盾結(jié)果。以T水平這一單一指標(biāo)為例,11項(xiàng)妊娠期-哺乳期BPA暴露研究中,6項(xiàng)報(bào)道BPA對(duì)T水平?jīng)]有影響,2項(xiàng)報(bào)道BPA導(dǎo)致T降低,3項(xiàng)報(bào)道BPA導(dǎo)致T升高(表4)。Goodman等[58-59]在綜述BPA對(duì)大鼠生殖和發(fā)育影響的文獻(xiàn)時(shí)也發(fā)現(xiàn),不同研究間存在諸多矛盾的結(jié)果;通過評(píng)價(jià)研究的質(zhì)量控制,作者認(rèn)為矛盾的結(jié)果可能與不嚴(yán)格的質(zhì)量控制有關(guān),所以即便有陽性的結(jié)果也不足以確定BPA是否影響大鼠的生殖和發(fā)育。本文參考Goodman提出的方法,根據(jù)實(shí)驗(yàn)方法描述是否詳細(xì)規(guī)范、統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法是否合理、統(tǒng)計(jì)單元設(shè)置是否正確以及是否設(shè)置了陽性對(duì)照等4項(xiàng)要求,對(duì)以上涉及T水平的11項(xiàng)研究進(jìn)行質(zhì)量控制的評(píng)價(jià)(表4)。結(jié)果表明,僅有1項(xiàng)研究能夠滿足所有4項(xiàng)要求,而其他研究?jī)H滿足4項(xiàng)要求中的2項(xiàng)或者3項(xiàng)。值得注意的是,多項(xiàng)研究均未使用“窩/籠”作為統(tǒng)計(jì)單元,而以實(shí)驗(yàn)動(dòng)物個(gè)體作為統(tǒng)計(jì)單元,這在發(fā)育毒性的研究中是不可接受的。因此,綜合實(shí)驗(yàn)質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果,可以認(rèn)為目前這些文獻(xiàn)因?yàn)槿狈?yán)格的質(zhì)量控制,所得到的結(jié)果尚不能對(duì)妊娠-哺乳期BPA暴露是否影響T水平乃至雄性生殖系統(tǒng)發(fā)育給出明確的結(jié)論。
本文分析了妊娠期、哺乳期以及妊娠期-哺乳期BPA暴露對(duì)雄鼠生殖系統(tǒng)發(fā)育影響的文獻(xiàn),以睪丸和附睪的質(zhì)量、睪丸組織學(xué)結(jié)構(gòu)、附屬腺和外生殖器參數(shù)、AGD、精子參數(shù)和性激素水平等6項(xiàng)指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn),綜合評(píng)價(jià)了各研究的結(jié)果及與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)妊娠期BPA暴露對(duì)雄性生殖系統(tǒng)發(fā)育影響的研究給出了比較一致的陽性結(jié)果,而哺乳期暴露研究的結(jié)果呈現(xiàn)陽性和陰性的矛盾。這些現(xiàn)象似乎指示妊娠期暴露的影響比哺乳期暴露的影響更加明顯。然而,當(dāng)BPA暴露從妊娠期延長(zhǎng)至哺乳期,發(fā)現(xiàn)對(duì)雄性生殖系統(tǒng)發(fā)育的影響非但沒有像單獨(dú)妊娠期暴露那樣得出比較一致的陽性結(jié)果,反而出現(xiàn)了更多的陰性結(jié)果。這種現(xiàn)象在邏輯上好像是不合理的。考慮到使用不同暴露方式可能導(dǎo)致BPA在體內(nèi)經(jīng)歷不同的代謝過程,導(dǎo)致BPA在生物體組織中的濃度差異[60],本文嘗試分析暴露方式與矛盾結(jié)果的關(guān)系。然而,上述分析表明暴露方式以及動(dòng)物品系、劑量等其他實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)因素與陰性、陽性結(jié)果之間沒有明確的關(guān)系,即便相似甚至相同的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)下也出現(xiàn)了不同的結(jié)果。如前文所述,我們分析妊娠-哺乳期暴露的部分研究在實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量控制方面存在一定的缺陷,所以更傾向于用實(shí)驗(yàn)質(zhì)量控制不嚴(yán)格來解釋目前文獻(xiàn)中出現(xiàn)的矛盾結(jié)果。也就是說,盡管目前有關(guān)BPA暴露對(duì)雄性生殖系統(tǒng)發(fā)育影響的數(shù)據(jù)很多,但是因?qū)嶒?yàn)質(zhì)量控制問題導(dǎo)致的矛盾結(jié)果并不能給出明確的結(jié)論??傮w來看,BPA對(duì)睪丸和附睪的質(zhì)量、睪丸組織學(xué)結(jié)構(gòu)、附屬腺和外生殖器參數(shù)、AGD、精子參數(shù)和性激素水平等較為宏觀的雄性生殖毒性指標(biāo)的影響即便存在也相對(duì)較弱,因此微弱的實(shí)驗(yàn)條件的差異甚至是相同實(shí)驗(yàn)條件下只是質(zhì)量控制的差異就可導(dǎo)致結(jié)果的不同。
為獲得低劑量BPA是否影響雄性生殖系統(tǒng)發(fā)育這一問題的更有說服力的結(jié)果,今后的研究中務(wù)必加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)質(zhì)量的控制,尤其需要選擇合適的統(tǒng)計(jì)方法和統(tǒng)計(jì)單元并適當(dāng)增加樣本量。另外,除關(guān)注睪丸和附睪的質(zhì)量、睪丸組織學(xué)結(jié)構(gòu)、附屬腺和外生殖器參數(shù)、AGD、精子參數(shù)、性激素水平等傳統(tǒng)的和粗放的雄性生殖毒性指標(biāo)外,需要開發(fā)和使用細(xì)胞和分子層面的指標(biāo),建立更為敏感的研究方法,以在更精細(xì)的水平識(shí)別BPA對(duì)雄性生殖系統(tǒng)發(fā)育的損傷,這也正是目前化學(xué)品毒性測(cè)試面臨的課題和未來發(fā)展的方向。
表4 實(shí)驗(yàn)質(zhì)量評(píng)價(jià):妊娠-哺乳期BPA暴露對(duì)鼠睪酮(T)水平的影響Table 4 Evaluation of experimental quality: Effects of exposure to BPA from gestation to lactation on testosterone (T) levels in laboratory rats or mice