邻苯二甲酸二（2—乙基）己酯致雄性生殖毒性及其机制的研究进展

刘殊 戴红

[摘要] 邻苯二甲酸二乙基己基酯（DEHP）是邻苯二甲酸酯类化合物（PAEs）代表物，作为增塑剂和增加剂广泛应用于合成化工生产和生活中。近年来大量研究表明：DEHP具有遗传毒性、致癌、致哮喘等多种毒性作用；作为环境内分泌干扰物，目前最为引人关注的是其所致生殖损伤。DEHP的雄性生殖毒性主要表现为生殖结构、睾丸组织以及生殖细胞的异常。该综述主要就DEHP雄性生殖毒性及其机制进行综述。

[关键词] 邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯；雄性生殖；睾丸；内分泌；氧化损伤

[中图分类号] R114 [文献标识码] A [文章编号] 1674-0742（2015）08（c）-0193-03

Research Progress on DEHP-induced Male Reproductive Toxicity and Its Mechanism

LIU Shu， DAI Hong

Inner Mongolia medical university Environment Hygiene and Occupational Hygiene Teaching and Research section， Hohhot， Inner Mongolia， 010110 China

[Abstract] Di （2-ethylhexyl） phthalate（DEHP）is a representative of phthalatic-acid esters （PAZs）， which is extensively used in the synthesis of chemical production and life as a plasticizer. In recent years， a large number of studies have shown that DEHP has a variety of toxic effects， such as genotoxicity， carcinogenicity， causing asthma etc. Among them， as an environmental endocrine disruptor， its reproductive toxicity is most concerned， the main manifestations of which were the abnormalities of reproductive structure， testis tissue and germ cells in male. Therefore this paper mainly reviewed the research progress on DEHP-induced male reproductive toxicity and its mechanism.

[Key words] Di（2-ethylhexyl）phthalate（DEHP）； Male reproductive； Testicluar； Endocrine； Oxidative stress

邻苯二甲酸（2-乙基）己酯[Di（2-ethylhexyl）phthalate，DEHP]是邻苯二甲酸酯类（Phthalatic—acid esters，PAEs）化合物的代表物，作为聚氯乙烯（Poly vinyl chloride，PVC）、驱虫剂、化妆品等物质的生成原料广泛应用于合成化工生产和生活中。DEHP与塑料基质间以非共价键结合，易于从塑料中溶出，致使其与酒精、油脂等成分接触，尤为加热的情况下极易逸出并转移至外环境，是空气、水体、土壤中邻苯二甲酸酯类污染物的主要成分，DEHP的人类暴露通常以经口暴露为主，以食用含DEHP较高的脂类食物为特征：如婴儿配方奶粉、鱼、肉、以及食用油，高剂量暴露则主要发生在职业人群和医疗过程中，职业人群暴露以呼吸道吸入为主要途径，剂量可达0.7 mg/（kg·d）；血液透析病人医疗过程暴露可达0.457 mg/（kg·d），除此，DEHP还能通过胎盘和乳汁作用于子代[1]。国内外大量研究表明，DEHP能够引起机体各组织器官损伤，具有一般毒性、致哮喘作用、“三致”效应和生殖毒性。作为环境内分泌干扰物，其生殖毒性受到人们的广泛关注，该综述主要就DEHP致雄性生殖毒性及其机制进行综述。

1 DEHP的雄性生殖毒性

生殖系统是DEHP毒作用的重要靶器官。生殖系统的结构和功能完整是保持正常生殖的重要条件。DEHP作用于雄性动物主要表现为生殖结构的异常、睾丸发育障碍以及精子生成障碍，从而影响雄性生殖过程。

1.1 DEHP对雄性生殖系统结构和功能的影响

DEHP在发育的各个阶段均能作用于雄性生殖系统，导致雄性动物的生殖结构和功能异常。孕期暴露于DEHP能引起仔鼠睾丸萎缩、睾丸下降不足，睾丸引带发育障碍和睾丸组织学改变，还可导致其子代雄性大鼠发生雌性样特征变化，主要表现为乳头和乳晕的产生，而在正常雄鼠中乳头和乳晕几不可见，此外，还可导致仔鼠性发育障碍，出现肛门-外生殖器间距离（Anogenital distance，AGD）减小，尿道下裂，隐睾，附睾及性附属腺发育不全等生殖系统结构的发育异常[2]。幼仔鼠发育期暴露可导致睾丸组织萎缩，影响生殖细胞，表现为生殖细胞数量减少和畸形率升高。但是青春期和成年期暴露所致精子数量的减少和畸形是可逆的。

1.2 DEHP对睾丸组织的影响

DEHP对雄性生殖系统最主要的毒性为睾丸毒性。胚胎期通过胎盘和哺乳期通过乳汁暴露可致睾丸发育不全综合征（Testicular dysgenesis syndrome，TDS）[3]。睾丸组织主要由支持细胞、间质细胞和生精细胞构成，DEHP对间质细胞的毒作用最为明显，主要是作用于间质细胞过氧化物增殖物受体（Peroxisom Proliferator -Activated Receptor，PPARs），改变与T生物合成相关酶基因的表达，从而导致T的合成与分泌障碍[2]。

1.3 DEHP对生殖细胞的影响

DEHP对生殖细胞的影响主要表现在生殖细胞数量减少、生殖细胞活力下降以及畸形率增高等方面。有研究表明[4]孕期和哺乳期DEHP暴露能够导致生精小管管腔内生殖细胞层数和数量降低、精子头部畸形率和精子畸形率增高。发育期高剂量暴露能导致精子数目下降，并伴随畸形率和凋亡率上升，还能导致精母细胞分化异常，主要表现为多核化[5]。成年小鼠持续暴露具有慢性生殖毒性作用，能够引起精子畸形率增高，引起精子活动度降低[6]。

2 DEHP致雄性生殖毒性的作用机制

2.1 DEHP对雄性内分泌系统的影响

雄性激素在维持雄性动物的生殖发育、睾丸形态结构以及男性特征发育等方面都起着非常重要的作用。T及其代谢物二氢睾酮（Dihydrotesterone，DHT）是促进生殖管道和睾丸发育成熟的主要活性物质，在雄性生殖系统发生、发育过程中发挥着至关重要的作用： 期胚胎存在着两套生殖管道，沃夫氏管（Wolffian Duct）和缪勒氏管（Mullerian Duct），沃夫氏管发育则形成雄性生殖管道。沃夫氏管的发育受T调节，当T分泌不足时，沃夫氏管发育受阻，引起雄性生殖发育障碍和结构异常[5]。动物暴露实验提示DEHP在胎儿性分化时期、新生儿睾丸发育时期、青春期的性发育和性成熟时期均能降低T分泌水平，导致尿道下裂、隐睾、AGD距离缩短等雄性生殖结构异常。

DEHP抗雄激素作用机制主要有以下几个方面：①直接作用于睾丸间质细胞降低T的水平发挥抗雄激素效应。②DEHP的环境雌激素样作用。由于DEHP结构与内源性雌激素相似，可竞争性的与雌激素受体结合，从而扰乱雄性激素和雌性激素的平衡[7]。③DEHP影响机体雌二醇的水平。雌二醇由T通过DHT和芳香化酶转化而来，由于DEHP刺激T分泌减少，从而导致雌二醇分泌不足，引起内分泌紊乱[7]。④影响下丘脑一垂体一睾丸轴 （hypothalamus-pituitary -testicular axis，HPTA）的正常调节：DEHP作用于睾丸间质细胞使T分泌减少，T分泌不足对垂体产生负反馈调节作用，导致整个内分泌轴的紊乱[8]。⑤DEHP是一种过氧化物增殖体（peroxisome proliferators，PP），可刺激过氧化物增殖物受体（Peroxisom Proliferator-Activated Receptors，PPARs）影响类固醇激素合成相关酶基因的表达而发挥抗雄激素作用[8]。⑥DEHP影响大脑神经递质的分泌导致荷尔蒙水异常。胚胎期暴露于DEHP可导致雄性仔鼠GABA和天冬氨酸分泌增加，天冬氨酸和GABA能够特异性刺激促性腺激素的产生，表明DEHP能够通过大鼠的神经内分泌系统功能影响大鼠荷尔蒙的产生[8]。

DEHP不但能够通过多种途径对T水平产生影响，而且机体内T水平与DEHP的暴露剂量存在一定的剂量反应关系。大量文献表明，许多环境内分泌干扰物由于低剂量的刺激反应会出现U型或倒U型的剂量反应关系，目前普遍认为低剂量的DEHP可以通过刺激睾丸间质细胞增生引起T水平上升，其具体作用机制还有待进一步研究。

2.2 DEHP对雄性生殖系统相关基因的表达

DEHP作用于生殖系统的相关基因发挥生殖毒性作用。研究揭示孕期暴露可抑制子代大鼠睾丸Leydig细胞胰岛素样因子3（Insulin like factor 3，INSL3）表达，使睾丸引带发育异常，引起睾丸下降不足乃至隐睾的发生，影响TGF-β1、TGF-βR3mRNA及其受体的表达引发阴茎发育异常和尿道下裂，还可引起CYP19a1、CYP11a1、TGFβ、HOX等基因的表达障碍，影响细胞色素P450胆固醇侧链裂解酶和大鼠睾丸芳香化酶的合成，导致T合成分泌不足和尿道下裂的发生[9]。有学者[10-11]通过基因测序的方法评估DEHP暴露对基因的影响，发现DEHP可从以下几个方面引起DNA表达异常：①DEHP暴露引起DNA甲基化抑制相关基因的表达。②通过PPAR1途径引起DNA复制周期中G2/M期阻滞以及周期蛋白D3、P52、G126等表达增强从而抑制DNA表达。③降低线粒体中NAD+水平、活化线粒体凋亡相关基因Bax、Bak、Bid等引起线粒体DNA突变和损伤，导致ATP生成障碍从而诱导生殖细胞的凋亡。由此可见，DEHP可通过多种途径干扰多种基因的表达，导致生殖系统的发育障碍。

2.3 DEHP对睾丸组织的氧化损伤作用

睾丸组织对氧化应激反应非常敏感，在高热、炎症、辐射、应激反应等条件下诱导精子凋亡。氧化应激是导致睾丸组织受损的另一重要因素，睾丸组织中含有许多抗氧化剂（GSH，维生素c和维生素e），这些抗氧化剂与活性氧处于一个动态平衡，保护睾丸免受损伤并且在精子发生过程中起着非常重要的作用。DEHP主要从以下几个途径对睾丸组织产生损伤[12]。①睾丸中PPAR在维持氧化平衡方面起着重要作用，DEHP可通过PPAR途径导致睾丸氧化损伤，降低睾丸中生殖细胞的数量和质量[12]。②DEHP改变某些氧化应激酶类的水平，比如抗氧化酶GPx、TrxR（这些酶类被为是ROS的清道夫），从而对睾丸组织产生损伤[12]。③DEHP的代谢产物MEHP可诱导生殖细胞线粒体中细胞色素C的释放以及维生素c和维生素e等的抗氧化剂的减少而导致睾丸组织的氧化损伤[7]。目前关于该方面的研究资料有限，普遍认为DEHP通过对睾丸组织的氧化损伤引起细胞有氧呼吸能量代谢障碍，其具体机制还有待进一步研究。

3 结语

综上所述，DEHP作为环境内分泌干扰物，能够影响机体内分泌系统和DNA表达水平，可以通过氧化应激作用导致睾丸组织的损伤，发挥雄性生殖毒性作用。目前对DEHP的毒性研究仅限于动物实验，缺乏充分的人群流行病学证据。另外现今DEHP暴露研究类型多为单一暴露模型，而环境污染物多为混合物，加之人体暴露途径的多样化，均提示我们更应该着手建立更贴近生活和生产实际的研究模型，进一步阐述DEHP对人群的影响及其作用机制。

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（收稿日期：2015-05-27）