环境雌激素检测及其对机体的影响研究进展

孙华，宋莹莹，沈志钢，唐庆凯综述，陶香香审校

（1.皖南医学院临床医学院，安徽芜湖241001；2.皖南医学院基础医学院，安徽芜湖241001）

环境雌激素检测及其对机体的影响研究进展

孙华1，宋莹莹1，沈志钢1，唐庆凯1综述，陶香香2△审校

（1.皖南医学院临床医学院，安徽芜湖241001；2.皖南医学院基础医学院，安徽芜湖241001）

雌激素类/病理学；环境污染物；实验室技术和方法；疾病；综述

大量文献研究表明，动物的繁殖能力下降并濒临灭绝，雄性生殖系统发育异常，男性精子数量减少、质量下降，女性生理现象混乱，内分泌系统异常亢奋或抑制，神经内分泌功能紊乱，激素依赖性器官肿瘤发病率明显升高等一系列新型的生态现象，均与被称作环境雌激素（environmental estrogens，EEs）的化合物进入机体后干扰体内正常内分泌激素的合成、释放、转运、代谢等过程，从而破坏机体内环境的协调和稳定有关［1-2］。环境雌激素具有高毒性、难降解的特点，现已成为影响人类健康的重要威胁因素之一，关系人类的生存和繁殖。本文对近年来EEs的检测方法及其对机体生殖系统、神经系统、消化系统、呼吸系统、心血管系统和骨骼系统等常见疾病发生机制的影响研究进展作一综述，并对未来的研究领域提出新的展望。

1　EEs的检测方法

1.1物理方法

1.1.1电化学传感器有研究表明，应用一种以磁性分子印迹纳米粒作为表面活性剂改良电极的电化学传感器检测双酚A，其对双酚A的反应是未进行改良的2.6倍［3］。该传感器已成功运用于实际样品中双酚A的检测，如饮用水和湖水的检测［4］。

1.1.2电化学生物传感器Huang等［5］报道，多肽改良的黄金电极对双酚的测定具有高敏感性和选择性，其原理是利用亲和肽可以特异性识别双酚A，其中的亲和肽是半胱氨酸的侧面连接一个特定的七肽序列。另有报道发现了一种荧光传感器，通过包膜内含有黄金纳米晶族的分子印迹高分子进行工作，同时该传感器的荧光猝灭分数与双酚A的浓度呈线性对应关系［6］。该传感器在识别和测定复杂样品中的酚类EEs有很大的潜力，并已成功用于海水中双酚A的检测。

1.1.3便携式光纤适体传感器与压电陶瓷适体传感器（1）便携式光纤适体传感器的特点在于敏感度、特异度和快速性，它运用了DNA分子探针技术，其DNA探针分子是一小部分的双酚A核酸适配体互补序列被固定在光纤传感器的表面［7］。其敏感度是通过将双酚A适配体混杂在固定有DNA探针分子的表面，越高浓度的双酚A趋向越低浓度荧光标记的双酚A核酸适配体，由此有了低浓度的荧光信号；其特异度在于不同浓度的双酚A与荧光标记的双酚A适配体浓度呈一一对应关系，其便携式设计有利于方便、快速地达到目标。（2）压电陶瓷传感器与便携光纤适体传感器的相同点在于其敏感度和特异度，它也是利用适体传感器界面的适配体与双酚A的高亲和力，只是没有运用DNA分子探针技术，当然合适的压电陶瓷传感器界面也是其优势的一大保障［8］。

1.2化学方法主要为一些萃取法和色谱法对各种样品中的酚类EEs进行测定。

1.2.1氮吹盐诱导凝固漂浮有机液微萃取该萃取是改良后的微萃取，在凝固漂浮有机液微萃取中，固体有机相在水面上形成一个凹的液面，当用药匙收集时凝固层容易被分成块状，因此，其收集时慢而困难［9］。而改良后的微萃取则避免了这个问题，下层的盐和水通过底部开的瓶帽被排出，剩余的固体溶剂很容易完全被药匙收集，相比之前萃取率得到提高。

1.2.2石墨烯氧化物微球分散固相萃取该法运用分散固相萃取与高效液相色谱法相结合，以石墨烯氧化物二氧化硅微球作为双固相外延材料用于分析物的预浓缩，高效液相色谱法用于分离和检测［10］。其优点在于快捷方便、坚固有效及安全。

1.2.3纳米铜固相微萃取该法运用火焰电离检测方法将纳米铜固相微萃取纤维与气相色谱分析耦合，通过化学镀工艺铜膜涂布到不锈钢丝上，这是一个表面的活化过程，从而提高纤维表面性能［11］。一些影响萃取率的参数如提取时间、提取温度、离子强度、解吸温度和解吸时间通过相互作用被优化而获得高的萃取率。该方法已成功应用于塑料浸泡水中模型分析物的测定，主要用于检测邻苯二甲酸盐EEs中邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛酯2种最常见的类型。

1.2.4酶联免疫吸附试验耦合分散液-液微萃取此前的方法均用于EEs的检测或分离，而该方法可以对EEs 17β-雌二醇和17α-炔雌醇进行量化，分散液-液微萃取作为一个预浓缩步骤，然后用酶联免疫吸附试验对其进行量化［12］。虽然萃取过程本身对光密度有影响，但经评估显示，在EEs萃取和量化中，有机物不影响结果。

1.2.5高效液相色谱荧光法色谱分离使用流动相乙腈-甲醇-水，以荧光棒探查，分析物的校正曲线显示良好的相关性［13］，其已经成功运用于尿液和各种水样中雌激素分子的分析。

1.2.6液相色谱法使用质谱探查的液相色谱技术是一个有效的创新，增加了特异度和敏感度。优化的萃取和微萃取技术与液相色谱技术相结合降低了液体、固体及生物群中类固醇激素检测和浓度范围的量化［14］。

2　EEs对健康的影响

2.1生殖系统疾病生殖生理有着复杂的过程，它可以被环境污染物所干扰。有研究探索了双酚A在生殖毒性方面的安全剂量浓度，评估了许多精子参数、下丘脑-垂体-睾丸轴中心调节的相关基因的表达，以及睾酮、雌二醇、黄体生成素和卵泡刺激素的血清浓度［15］。双酚A暴露减少了精子产生、储备和运输的时间，而对顶体和质膜的损害及线粒体活性的降低和缺陷精子水平的增加可能会损害精子功能及更快地通过附睾。双酚A暴露减少了血清睾酮、黄体生成素、促性腺激素释放激素受体（GnRHR）、促黄体生成激素β、卵泡刺激素β、雌激素受体β、雄激素受体的浓度，增加了雌二醇的浓度［16］。相关基因的表达显示了脑垂体中促性腺激体的增加和下丘脑中雌激素受体α的减少，该项研究阐述了成人男性暴露于双酚A可引起精子产量的减少［17］。基因表达的相应模式是尝试通过垂体重建黄体生成素、卵泡刺激素和睾酮的正常血清水平［17］。总之，上述研究表明，双酚A在一定剂量时对生殖功能是无毒性的，过量则会损害精子和干扰下丘脑-垂体-性腺轴，从而引起性腺功能减退。有研究发现，雌性大鼠暴露于低剂量双酚A可提高前腹侧室旁核蛋白的表达和释放，从而干扰下丘脑-垂体-性腺生殖内分泌系统。

2.1.1男性肿瘤前列腺癌是男性最常见的恶性肿瘤。动物实验表明，双酚A的暴露可促进前列腺癌的发展，但临床研究数据不足［18］。有研究结果显示，尿中双酚A水平在前列腺癌中是一个独立存在的预后指标，双酚A暴露可能会降低前列腺癌患者血清中前列腺特异性抗原水平。此外，低剂量双酚A对中心体复制周期的干扰可能会导致前列腺肿瘤的转变［19］。有研究显示，围生期暴露于内分泌干扰物后的大鼠前列腺将会受到持久影响［20］。提示人类围生期暴露于环境化学物质中会增加患前列腺癌的风险。进一步研究表明，双酚A可促进前列腺干细胞自我更新，增加人类前列腺上皮细胞的致癌作用［21］。

2.1.2女性肿瘤

2.1.2.1乳腺癌己烯雌酚是一种EEs，母亲在怀孕期间暴露于己烯雌酚环境，女儿患乳腺癌的风险增加，这种危害可能波及后代女性［22］。乳腺癌的敏感性不仅取决于遗传性胚系突变，而且也在于胎儿发育中激素环境改变引起的表观遗传变异。己烯雌酚已被证实是能引起人和动物癌症的合成激素，可改变细胞活性和引起DNA改变。医源性妊娠暴露于己烯雌酚诱导生殖道的改变甚至在以后的生活中易感个体有明确的阴道细胞癌和乳腺癌的发生，在妊娠期暴露于双酚A诱导18 d的胎儿会发生乳腺基质和上皮形态学改变，双酚A改变了调节乳腺发育间质上皮的相互作用［23］。

2.1.2.2子宫平滑肌瘤有研究报道，人类接触的酚类EEs水平与子宫平滑肌瘤有关［24］。其机制可能是由于胰岛素样生长因子-1和血管内皮生长因子的过度表达和雌激素受体α的上调，在很大程度上与壬基酚水平和接触时间有关。在动物实验中，四溴双酚可诱导子宫上皮肿瘤，包括腺瘤、腺癌等［25］。

2.1.2.3多囊卵巢综合征有研究提出双酚A可能导致多囊卵巢综合征，在动物实验中，被暴露于类似于人类典型剂量的双酚A中，在围生期极大地扰乱了雌性卵巢和生殖功能［26］。但该项研究正处于起步阶段，一些相关机制尚不清楚，是否会影响下一代，还有待进一步研究。

2.2神经系统疾病

2.2.1帕金森病动物实验表明，双酚A可干扰胎儿神经发育［27］，在雌激素治疗的积极影响下已经观察到神经退行性疾病如帕金森病。帕金森病风险的增加与酯化雌激素的使用及结合孕激素有关，而与结合雌激素无关。有学者推测，孕产妇妊娠期间暴露于低剂量的双酚A可能会降低胰岛素样生长因子-1的表达，从而阻碍胎儿多巴胺神经元的发育，并最终增加胎儿发生帕金森病的风险，这可能是帕金森病的一个发病机制［28］。

2.2.2记忆孕妇接触双酚A后可诱导雄性后代发生记忆和突触可塑性的变化。目前研究发现，孕产妇接触双酚A后雄性后代的记忆与海马突触结构可发生改变，被暴露于双酚A的孕产妇显著影响运动活动，探索的习惯，情感行为，尤其是工作中的记忆；接触双酚A对孕产妇产生的不利影响有突触结构改变，包括突触间隙扩大、突触后密度降低、突触后膜和突触囊泡消失等［29］。产妇接触双酚A后，学习和记忆能力下降，这可能与突触可塑性的改变有关［30］。

2.2.3焦虑和抑郁邻苯二甲酸二辛酯（DEHP）是一种环境干扰素，早期暴露于DEHP可影响青春期青少年出现类似成人的焦虑和抑郁样行为，海马内的雄激素受体或雌激素受体β的下调干扰性腺激素的调节，这可能与由DEHP诱导的恶化焦虑和抑郁样状态的机制有关［31］。

2.3内分泌系统疾病

2.3.1肥胖有研究表明，围生期暴露于双酚A是出现肥胖和随后的生活中相关代谢紊乱的一个编码因素，双酚A可以参与代谢表型改变，但是目前仍不能把其作为一种特殊的肥胖激素，性别依赖因素才是导致最终肥胖的表型结果［32］。

2.3.2糖尿病部分患者发现尿中双酚A水平和某些邻苯二甲酸酯类代谢物与2型糖尿病有一定联系，年龄和绝经状态的干扰可能依据这些发散性的结果，各种因素的影响使该结论尚无确切定论［33］。

在动物实验中，围生期暴露于低剂量或高剂量的双酚A环境在以后的生活中可诱导糖代谢异常和胰岛素抵抗，暴露于高剂量双酚A环境可引起早期高血糖的发生并加重症状，双酚A诱导的胰岛素抵抗与脂肪细胞因子产量下降和氧化性损伤的增加有关［34］。双酚A暴露引起大量睾丸特异性基因下调和组织中广泛表达的核糖体相关基因上调；另外，从其引起特定的核糖体基因位点的表达表明，核仁应激可能是由于双酚A毒性、高糖饮食、核糖体相关基因上调和睾丸特异性基因表达增强所致，双酚A和高糖饮食可能相互作用［35］。

2.4呼吸系统疾病产前双酚A暴露可导致孩子肺功能降低和持续喘鸣。有研究显示，其主要原因可能与内分泌破坏性机制或调节辅助性T细胞亚群Th2细胞因子和IgE介导的过敏性反应有关［36］。

2.5消化系统疾病慢性暴露于EEs可潜在引起小鼠能量代谢失调和肝毒性。围生期暴露于双酚A环境可致子代小鼠的肝脏脂肪变性，其可能是由于肝线粒体功能受损和上调肝脂质代谢介导。有研究报道了啮齿动物围生期暴露于双酚A环境对肝肿瘤发展的影响［37］，这一研究结果对人类的健康问题也有一定的潜在警醒作用。

2.6心血管系统疾病双酚A是一种人类孕烷X受体强有力的兴奋剂，可增加心血管疾病的风险［38］。这一发现可为双酚A及相关环境化学物质对人类健康的风险评估提供依据。

2.7骨系统疾病甲氧滴滴涕（MXC）为持久性有机氯，可合成雌激素。在动物实验研究中发现，早期MXC暴露，皮质孔隙度和骨大小呈代偿变化，并可能最终老化，增加骨折的风险［39］。

综上所述，EEs对人体的危害十分严重，应引起高度重视，减少其对人体的伤害，特别是孕妇和婴儿，应尽量避免接触EEs，以减少危害。目前，EEs的种类很多，如多氯联苯类二噁英类、农用化学品类、双酚类和烷基酚类、酞酸酯类、类固醇类合成雌激素、其他环境激素类（如氟利昂，化妆品中的苯酮，各种色素、防酸剂）等。但对双酚类的研究报道最多，还有大量尚未发现的EEs仍需要人们进一步去发现。因此，发现和研究EEs对机体的影响，对防治多种疾病有着深远的意义。

［1］Treviño LS，Wang Q，Walker CL.Hypothesis：activation of rapid signaling by environmental estrogens and epigenetic reprogramming in breastcancer［J］.Reprod Toxicol，2015，54：136-140.

［2］Tohyama S，Miyagawa S，Lange A，et al.Understanding the molecular basis for differences in responses of fish estrogen receptor subtypes toenvironmental estrogens［J］.Environ Sci Technol，2015，49（12）：7439-7447.

［3］Beitollahi H，Tajik S.Construction of a nanostructure-based electrochemical sensor for voltammetric determination of bisphenol A［J］.Environ Monit Assess，2015，187（5）：257.

［4］Zhu L，Cao Y，Cao G.Electrochemical sensor based on magnetic molecularly imprinted nanoparticles at surfactant modifiedmagnetic electrode for determination of bisphenol A［J］.Biosens Bioelectron，2014，54：258-261.

［5］Huang N，Liu M，Li H，et al.Synergetic signal amplification based on electrochemical reduced graphene oxide-ferrocene derivative hybridand gold nanoparticles as an ultra-sensitive detection platform for bisphenol A［J］. Anal Chim Acta，2015，853：249-257.

［6］Zhang D，Yang J，Ye J，et al.Colorimetric detection of bisphenol A based on unmodified aptamer and cationic polymer aggregated goldnanoparticles［J］.Anal Biochem，2016，499：51-56.

［7］Cennamo N，Pesavento M，Lunelli L，et al.An easy way to realize SPR aptasensor：a multimode plastic optical fiber platform for cancer biomark-ersdetection［J］.Talanta，2015，140：88-95.

［8］Hu LS，Fong CC，Zou L，et al.Label-free detection of endocrine disrupting chemicals by integrating a competitive binding assay with apiezoelectric ceramic resonator［J］.Biosens Bioelectron，2014，53：406-413.

［9］Wang Y，Wang M，Wang H，et al.Development of nitrogen-blowing saltinduced solidified floating organic droplet microextraction fordetermination of phenolic oestrogens in milk samples［J］.Food Chem，2015，173：1213-1219.

［10］Zu L，Li R，Shi Y，et al.Synthesis and characterization of full interpenetratingstructuremesoporouspolycarbonate-silicaspheresandp-phenylenediamine adsorption［J］.J Colloid Interface Sci，2014，419：107-113.

［11］Moosavi H，Moghaddas MJ，Ghoddusi J，et al.Effects of two antioxidants on the microleakage of resin-based composite restorations after nonvital bleaching［J］.J Contemp Dent Pract，2010，11（6）：E033-040.

［12］Kumar S，Balhara AK，Kumar R，et al.Hemato-biochemical and hormonal profiles in post-partum water buffaloes（Bubalus bubalis）［J］.Vet World，2015，8（4）：512-517.

［13］Kumar R，Heena G，Malik AK，et al.Efficient analysis of selected estrogens using fabric phase sorptive extraction and high performance liquidchromatography-fluorescence detection［J］.J Chromatogr A，2014，1359：16-25.

［14］Owen LJ，Wu FC，Keevil BG.A rapid direct assay for the routine measurement of oestradiol and oestrone by liquid chromatography tandemmass spectrometry［J］.Ann Clin Biochem，2014，51（3）：360-367.

［15］Ahbab MA，Barlas N，Karabulut G.The toxicological effects of bisphenol A and octylphenol on the reproductive system of prepubertal male rats［J/OL］.Toxicol Ind Health，2015-10-16［2016-01-28］.http：//www. ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/term=The+toxicological+effects+of+bisphenol+A+and+octylphenol+on+the+reproductive+system+of+prepubertal+ male+rats.

［16］Gurmeet K，Rosnah I，Normadiah MK，et al.Detrimental effects of bisphenol A on development and functions of the male reproductive system inexperimental rats［J］.EXCLI J，2014，13：151-160.

［17］LaRocca J，Boyajian A，Brown C，et al.Effects of in utero exposure to Bisphenol A or diethylstilbestrol on the adult male reproductive system［J］.Birth Defects Res B Dev Reprod Toxicol，2011，92（6）：526-533.

［18］Tarapore P，Ying J，Ouyang B，et al.Exposure to bisphenol A correlates with early-onset prostate cancer and promotes centrosome amplificationand anchorage-independent growth in vitro［J］.PLoS One，2014，9（3）：e90332.

［19］Derouiche S，Warnier M，Mariot P，et al.Bisphenol A stimulates human prostate cancer cell migration via remodelling of calcium signalling［J］. Springerplus，2013，2（1）：54.

［20］Boberg J，Johansson HK，Hadrup N，et al.Perinatal exposure to mixtures of anti-androgenic chemicals causes proliferative lesions in rat prostate［J］. Prostate，2015，75（2）：126-140.

［21］Hess-Wilson JK，Webb SL，Daly HK，et al.Unique bisphenol A transcriptome in prostate cancer：novel effects on ERbeta expression that correspond toandrogen receptor mutation status［J］.Environ Health Perspect，2007，115（11）：1646-1653.

［22］Verloop J，van Leeuwen FE，Helmerhorst TJ，et al.Cancer risk in DES daughters［J］.Cancer Causes Control，2010，21（7）：999-1007.

［23］Doherty LF，Bromer JG，Zhou Y，et al.In utero exposure to diethylstilbestrol（DES）or bisphenol-A（BPA）increases EZH2 expression in the mammarygland：an epigenetic mechanism linking endocrine disruptors to breast cancer［J］.Horm Cancer，2010，1（3）：146-155.

［24］Shen Y，Wu Y，Lu Q，et al.Transforming growth factor-β signaling pathway cross-talking with ERα signaling pathway on regulating thegrowth of uterine leiomyoma activated by phenolic environmental estrogens in vitro［J］. Tumour Biol，2016，37（1）：455-462.

［25］Zhou F，Zhang L，Liu A，et al.Measurement of phenolic environmental estrogens in human urine samples by HPLC-MS/MS and primarydiscussion the possible linkage with uterine leiomyoma［J］.J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci，2013，938：80-85.

［26］Akin L，Kendirci M，Narin F，et al.The endocrine disruptor bisphenol A may play a role in the aetiopathogenesis of polycystic ovary syndrome in adolescent girls［J］.Acta Paediatr，2015，104（4）：e171-177.

［27］Huang B，Jiang C，Luo J，et al.Maternal exposure to bisphenol A may increase the risks of Parkinson′s disease through down-regulation of fetal IGF-1 expression［J］.Med Hypotheses，2014，82（3）：245-249.

［28］Jayaraj RL，Elangovan N，Dhanalakshmi C，et al.CNB-001，a novel pyrazole derivative mitigates motor impairments associated with neurodegeneration via suppression of neuroinflammatory and apoptotic response in experimental Parkinson′s disease mice［J］.Chem Biol Interact，2014，220：149-157.

［29］Zhang T，Sun H，Kannan K.Blood and urinary bisphenol A concentrations in children，adults，and pregnant women from china：partitioning between blood and urine and maternal and fetal cord blood［J］.Environ Sci Technol，2013，47（9）：4686-4694.

［30］Quirós-Alcalá L，Eskenazi B，Bradman A，et al.Determinants of urinary bisphenol A concentrations in Mexican/Mexican-American pregnant women［J］.Environ Int，2013，59：152-160.

［31］Quinnies KM，Doyle TJ，Kim KH，et al.Transgenerational effects of di-（2-Ethylhexyl）phthalate（DEHP）on stress hormones and behavior［J］. Endocrinology，2015，156（9）：3077-3083.

［32］Choi J，Eom J，Kim J，et al.Association between some endocrine-disrupting chemicals and childhood obesity in biological samples of young girls：across-sectionalstudy［J］.EnvironToxicolPharmacol，2014，38（1）：51-57.［33］Chevalier N，Fenichel P.Endocrine disruptors：new players in the pathophysiology of type 2 diabetes［J］.Diabetes Metab，2015，41（2）：107-115.

［34］Bodin J，Stene LC，Nygaard UC.Can exposure to environmental chemicals increase the risk of diabetes type 1 development［J］.Biomed Res Int，2015，2015：208947.

［35］Andra SS，Kalyvas H，Andrianou XD，et al.Preliminary evidence of the association between monochlorinated bisphenol A exposure and typeⅡdiabetes mellitus：a pilot study［J］.J Environ Sci Health A Tox Hazard Subst Environ Eng，2015，50（3）：243-259.

［36］Robinson L，Miller R.The impact of bisphenol A and phthalates on allergy，asthma，and immune function：a review of latest findings［J］.Curr Environ Health Rep，2015，2（4）：379-387.

［37］Wada K，Sakamoto H，Nishikawa K，et al.Life style-related diseases of the digestive system：endocrine disruptors stimulate lipid accumulation in target cells related to metabolic syndrome［J］.J Pharmacol Sci，2007，105（2）：133-137.

［38］Sui Y，Park SH，Helsley RN，et al.Bisphenol A increases atherosclerosis inpregnaneXreceptor-humanizedApoEdeficientmice［J］.JAmHeartAssoc，2014，3（2）：e000492.

［39］Fagnant HS，Uzumcu M，Buckendahl P，et al.Fetal and neonatal exposure to the endocrine disruptor，methoxychlor，reduces lean body mass and bone mineral density and increases cortical porosity［J］.Calcif Tissue Int，2014，95（6）：521-529.

10.3969/j.issn.1009-5519.2016.20.020

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（2016-04-11

2016-05-25）