邻苯二甲酸酯对胆汁淤积性肝病影响的研究进展

张佳怡， 王建青

1 安徽医科大学第四附属医院 药学部， 合肥 230012; 2 安徽医科大学 药学院， 合肥 230022

胆汁淤积是指各种原因引起的胆汁形成、分泌和排泄障碍，进而导致肝功能受损的一种病理生理过程。其中最常见的疾病是原发性胆汁性肝硬化和原发性硬化性胆管炎[1]。研究[2]表明在各种慢性肝病史的住院患者中，患有胆汁淤积的患者高达10.26%。然而，胆汁淤积发病机制较为复杂，很多方面没有完全阐明。亲水胆汁酸熊去氧胆酸(UDCA)和奥贝胆酸(OCA)是目前FDA批准的治疗人类胆汁淤积性肝病的药物[3-5]。其中，邻苯二甲酸酯(phthalic acid esters, PAE)是一类在工业上广泛应用的合成化学品。多项研究报道，PAE可通过多种暴露途径对人体健康产生极大危害，包括生殖毒性[6]、神经损伤[7]、炎症[8]、过敏[9]和内分泌紊乱[10]等。重要的是，有证据[11]表明使用含有PAE类的输注系统可使胆汁淤积发生的风险增加5.6倍，在更换无PAE类的输液系统后，胆汁淤积的发生率从50%下降到18%。因此，探讨PAE暴露在胆汁淤积中的作用将有助于进一步阐明胆汁淤积的病理机制，可避免诱因，同时为发现新的药物治疗靶点提供方向。

1 邻苯二甲酸酯(PAE)

1.1 PAE的化学成分分类 PAE为合成的邻苯二甲酸二酯或1,2苯二羧酸烷基芳基酯[12]。低分子量PAE主要包括苯二甲酸二甲基酯(dimethyl phthalate, DMP)、邻苯二甲酸二乙基酯(diethyl phthalate, EDP)和邻苯二甲酸二丁酯(dibutyl phthalate, DBP)，常用于化妆品和个人护理产品。高分子量PAE主要包括邻苯二甲酸二(2-2基)己酯[di (2-ethylhexyl) phthalate, DEHP]、邻苯二甲酸二异癸基酯(diisodecyl phthalate, DINP)、邻苯二甲酸二癸基酯(didecyl phthalate, DIDP)[13]，常见于聚氯乙烯(polyvinyl chloride, PVC) 相关用品中，如地板、食品包装和静脉输液管等[14-15]。其中DEHP为最常用的增塑剂[16]，因其具有增加PVC的柔韧性、强度、光学清晰度和耐大范围温度等优点，在PVC材料中的含量高达20%～40%。自20世纪30年代以来，几乎所有的工业消费品中都含有不同比例的PAE。

1.2 PAE的危害性 世界卫生组织在2000年将DEHP列为可能致癌的物质(2B类致癌物)。早在几十年前，就有研究者[17]发现PAE会引起动物生殖异常综合征。近年来，PAE暴露与人类疾病的关联受到了越来越广泛的关注，包括生殖疾病、呼吸系统疾病、内分泌相关疾病和心血管疾病等，以及对肝脏、甲状腺、肾脏和肺等多个器官的毒性研究[18]。

1.3 PAE暴露和代谢途径 PAE并不是通过化学键与塑料紧密结合的，因此容易受到外在环境因素如温度、使用时间、pH值的影响而释放到环境中。PAE几乎可污染所有采用塑料-PAE包装的封闭环境[19]，并通过饮食、吸入、皮肤、胎盘、医疗设备与生物液体直接接触摄入机体内[20-21]。在医疗救治中，PAE主要存在于血液制品(PVC储存袋)、气管和胸腔导管、静脉输液设备和肠内营养给药中[22]，其暴露程度取决于手术的频率和持续时间以及医疗设备的类型[23]。研究[24]表明，在脂肪乳剂的肠外营养支持中，DEHP能够从PVC中浸出并进入患者体内，并且油脂类型(如大豆油、橄榄油、椰子油和鱼肝油等)对DEHP浸出具有一定影响。

PAE在体内半衰期短，代谢较为迅速，主要分两个阶段进行。第一阶段是邻苯二甲酸二酯通过各种酶转化水解成其单酯形式(用于暴露监测的形式)和其他代谢物，第二阶段是共轭单酯通过尿液排出[13]。PAE的清除途径随着摄入量不同而有明显差异，在2～200 mg/kg剂量时主要通过尿液排出，但在2000 mg/kg剂量时则主要通过粪便排出，这说明不同程度的PAE暴露对于机体的影响是不同的。其中最重要的代谢物是苯二甲酸单乙基己酯(monoethyl hexyl phthalate, MEHP)，它被认为是DEHP的毒性代谢物，可对机体产生多种不良影响[25]。

2 PAE在胆汁淤积中的作用

近年来，国内外对于胆汁淤积的研究有很多，但是环境污染物PAE对胆汁淤积的影响研究较少。

2.1 临床研究 早在20世纪90年代，研究者就前瞻性地研究了DEHP暴露对胆汁淤积的影响，结果显示接受体外膜肺氧合技术新生儿的血清中DEHP水平与其胆汁淤积程度显著相关(P<0.025)[26]。在一项回顾性调查分析[10]中也发现使用含PAE输注系统使胆汁淤积的发生风险增加了5.6倍，而更换无PAE输注系统后可使胆汁淤积的发生率从50%降至13%。前期本课题组[27]对孕期尿液中PAE代谢物浓度与妊娠期胆汁淤积风险之间的关系进行了探讨，首次发现妊娠早期PAE暴露可能成为妊娠期胆汁淤积发生的风险因素。

2.2 动物实验研究及潜在机制 胆汁酸是由胆固醇在肝脏内经过一系列生化反应合成的两性分子。初级胆汁酸在肝脏合成后经胆管分泌入肠道[28]，在肠道菌群的作用下合成次级胆汁酸，胆汁酸作为一种信号分子广泛参与人体内多种代谢及激素的信号通路。在胆汁淤积性肝病中，胆汁生成、分泌和排泄障碍可导致其未能到达十二指肠而在血清和肝脏中积聚(图1)。即使胆汁酸积累不代表胆汁淤积性肝损伤的主要原因，也可能通过产生维持趋化因子和细胞因子反应而使疾病进展持续[29-30]。

注：BA，胆汁酸；FXR，法尼醇受体；SHP，小异二聚体伴侣；CYP7A1，胆固醇7α-羟化酶；BSEP，胆盐输出泵；MRP2，胆盐输出泵；IBAT，回肠胆汁酸转运体；FGF19，成纤维细胞生长因子19；OATP，有机阴离子转运肽；NTCP，Na+-牛磺酸共转运多肽。

Takeshita等[31]对大鼠进行了8种FDA批准增塑剂暴露的研究，发现PAE可以激活类固醇和异种生物受体，类固醇和异种生物受体作为胆汁酸调控的重要受体，在肝脏和肠道中高度表达，可通过调控细胞色素P450 3A4(CYP3A4)，进而控制外源性和内源性类固醇激素的代谢。值得注意的是，乙酰柠檬酸三丁酯作为PAE类增塑剂的一种理想替代品，增加了人肠道以及肠道细胞中CYP3A4 mRNA的水平和酶活性。而CYP3A4作为最大的药物代谢酶蛋白超家族之一，调控机体内药物和胆酸的外排，从而对肝功能以及胆汁淤积产生影响。此外，Diaz等[32]发现在PAE暴露的情况下，厚唇鲻鱼机体中参与解毒、免疫、低氧反应和脂质代谢途径的相关基因表达均发生变化；21 d后的转录谱显示PAE暴露驱动了过氧化物酶体增殖物激活受体连接的脂质合成过程的调控，进而对胆汁酸合成起到了促进作用，最终引起胆汁淤积。另有研究[33]表明DEHP可通过激活过氧化物酶体增殖导致小鼠肝脏DNA损伤，进而促进胆汁淤积的发生。据报道[34]，邻苯二甲酸二辛酯(di-n-octylphthalate, DNOP)短期暴露后可导致小鼠肝脏的形态学和功能发生变化，表现出上皮向间质转化和胆汁淤积，进而导致肝胆汁酸和谷胱甘肽水平的增加。本课题组目前也在探讨DEHP暴露对普通小鼠和孕鼠胆汁淤积的影响并初步发现DEHP可能通过影响胆汁酸的合成和转运从而引起胆汁淤积(实验数据待发表)。

2.3 体外实验研究及潜在机制 在体外研究中，Gaitantzi等[35]用不同浓度的DEHP(0.5～500 μmol/L)对肝脏来源的细胞进行处理，包括HepG2、人类upcyte®肝细胞、小鼠原代肝细胞、肝星状细胞LX-2等。发现DEHP不仅可干扰肝细胞外生物代谢酶的表达，减少胆管的形成和细胞极性，抑制肝细胞CYP-活性，同时对LX-2产生毒性作用，诱导其发生纤维化，有助于胆汁淤积和纤维化的发生发展。据报道[24]，DEHP能够激活白细胞，从而引发炎症反应，进而导致肝细胞死亡，增加胆汁淤积的发生风险。此外，DNOP可通过上调TGFβ的表达，减少促凋亡蛋白的表达，促进正常肝细胞快速增殖，并引发肝细胞上皮细胞向间质转化的改变[34]。

总而言之，PAE一方面可通过改变胆汁酸相关转运蛋白、其亚细胞的定位，进而影响胆汁酸转运功能；另一方面，PAE可通过改变肝细胞骨架结构、破坏紧密连接、降低细胞膜流动性影响肝细胞极性和功能，并影响胆小管的收缩或扩张的自主节律运动，进而引起胆小管分泌功能障碍，从而导致胆汁淤积。而发生胆汁淤积后可触发细胞退行性反应，即线粒体损伤、内质网应激伴非折叠蛋白反应和氧化应激等。线粒体DNA和氧化活性簇的释放活化了Toll样受体9和炎症小体，释放炎症介质，启动炎症反应，导致肝细胞死亡[36]。因此，PAE在环境中的暴露可能对于机体造成严重后果。

3 总结与展望

胆汁淤积是临床常见但处理较为棘手的肝脏疾病，除详细了解关于患者的遗传背景、药物影响等方面，更应该关注环境因素对其的影响。越来越多的研究提示PAE暴露与胆汁淤积的发生密切相关，对人体健康的危害不容忽视。PAE暴露通过诱导肝细胞和胆管上皮细胞的功能发生异常、胆汁酸转运蛋白受损、胆汁酸通路中酶活性和生理功能发生变化等，从而导致机体内胆汁酸流量减少，造成胆汁淤积的发生。而有效减少PAE的暴露能够降低胆汁淤积的发生率和不良并发症。

目前关于PAE导致胆汁淤积的机制尚未完全阐明，现有的研究结果多基于现象描述，缺乏系统的机制研究，仍需开展临床大样本数据研究以及体内外实验研究，明确PAE与胆汁淤积性肝病的关系及具体机制，可为防治PAE危害和制订健康政策提供更明确依据。本课题组将进一步在前期基础上探讨PAE导致胆汁淤积的潜在机制，为新药合成以及临床治疗提供新的思路。

利益冲突声明：所有作者均声明不存在利益冲突。

作者贡献声明：张佳怡负责查阅文章，撰写论文;王建青负责修改文章并最后定稿。