化妆品中黄体酮的安全性评价
2023-08-12张小媚曾子君周智明李彦君
张小媚,曾子君,周智明,李彦君
(广东省药品检验所国家药品监督管理局化妆品风险评估重点实验室,广东广州510663)
黄体酮是卵巢分泌的具有生物活性的主要孕激素,作为药物使用具有调经和保胎等作用[1-2]。相对于药品,在我国现行《化妆品安全技术规范》[3]中,黄体酮被列为禁用物质,禁止其作为原料添加在化妆品中。但因其具有促进毛发生长、美白、除皱和增加皮肤弹性等作用,故常被一些不法生产商非法添加到化妆品中,以达到祛斑美白、抗皱等功效。但若长期使用这类化妆品会产生较大的副作用,甚至致癌[4]。因此,加强对黄体酮的监管对确保化妆品产业的健康发展具有重要的意义。
近年来,随着我国对化妆品监管力度的不断加大,化妆品中非法添加黄体酮的情况得到有效遏制。然而,最近广东省药监部门通过化妆品安全风险监测发现,化妆品中的某些原料、植物提取物等本身含有黄体酮,因此容易把黄体酮带入到化妆品中。例如,川芎、羌活提取物具有防脱养发、美白、保湿、抗炎等功效,是很好的化妆品原料,但由于这些植物来源的原料本身含有或经提取后可能生成黄体酮,所以使用过程中有一定的安全隐患。因此,有必要对黄体酮的安全性进行风险评估,并根据评估结果调整相应的管理规定,确保黄体酮若无法避免作为杂质被带入化妆品时,在正常、合理及可预见的适用条件下不会对人体健康产生危害。
黄体酮分为内源性黄体酮和合成黄体酮制剂,不同来源、不同用量的黄体酮带来的安全风险不尽相同[5]。本文对化妆品中黄体酮的安全性评价研究进行综述,旨在为黄体酮的风险监管提供依据。
1 黄体酮的理化性质
黄体酮(C21H30O2)又称孕酮激素、黄体激素,CAS 号为57-83-0,EINECS 登录号为200-350-6,结构式如图1 所示。黄体酮为白色或类白色的结晶性粉末,无臭,需避光、密封保存,在三氯甲烷中极易溶解,在乙醇、乙醚或植物油中溶解,在水中不溶[6]。
图1 黄体酮结构式
2 黄体酮的代谢与经皮吸收
天然黄体酮溶解度低,体内吸收差,口服后经胃肠道迅速吸收,2 ~4 h 达到最大血药浓度,但其主要在肝脏代谢,生物利用度不足5%,首过效应强,肝脏毒性明显,临床应用效果较差[7]。目前,黄体酮使用和研究较多的剂型为肌内注射液和阴道缓释凝胶。但由于肌内注射需要多次往返医院,且可引起过敏反应,而阴道给药起效慢,因此临床应用需结合患者实际情况进行选择。近年有研究发现,经皮给药可避免肝脏的首过效应和胃肠道破坏,显著提高某些半衰期较短的药物的疗效,并能使血药浓度在较长时间内维持稳定[8-9]。
陶虹等[10]选用小鼠、大鼠、豚鼠、家兔、比格犬和小型猪的离体皮肤,采用Franz 扩散池法,用高效液相色谱法测定接收液中的黄体酮含量,并进行不同模型的拟合。结果显示,小鼠腹部皮肤对黄体酮的稳态透皮速率[(8.854 3±0.741 1)μg/(cm2·h),时滞1.6 h]在6 种动物皮肤中最高,小型猪皮肤的稳态透皮速率[(0.415 3±0.020 6)μg/(cm2·h),时滞2.9 h]较低。据文献报道,猪的皮肤特性与人的最为接近[11],从猪的实验参数大致推断出黄体酮在人皮肤上的渗透情况,其稳态透皮速率数据可以作为人体透皮吸收过程的参考。
3 黄体酮的毒理学安全性评价
3.1 急性毒性
关于黄体酮制剂的临床前毒性研究较少,其急性毒性有待进一步研究。据文献报道,小鼠静脉注射黄体酮的半数致死量LD50为100 mg/kg,大鼠腹腔内注射黄体酮的LD50为327 mg/kg[7]。通过急性经口毒性试验和LD50的测定可评价受试物的毒性;急性经皮毒性试验研究和经皮LD50的确定可评价受试物经皮染毒的毒性[3]。由于判断黄体酮毒性分级的试验数据有限,因此暂无法评价黄体酮的急性毒性,判断其毒性分级需要更多的研究数据。
3.2 皮肤刺激性和致敏性
皮肤刺激性和致敏性是化妆品安全风险评价中的一项重要毒理学指标。前文提到,猪的皮肤特性与人的最为接近,因此皮肤刺激性与致敏性试验采用猪皮肤会更好,但有关黄体酮对猪皮肤的刺激性、致敏性的研究极少,且家兔和豚鼠皮肤非常敏感,故常作为皮肤刺激性和致敏性试验的首选[3]。
研究发现,黄体酮不具有皮肤刺激性和致敏性。赵文惠等[12]采用2%黄体酮乳膏、陶虹等[13]采用黄体酮热熔压敏胶透皮贴剂,以及邹毅等[14]采用黄体酮药膜分别对家兔进行皮肤刺激性试验和对豚鼠进行皮肤致敏性试验,结果均显示黄体酮对皮肤不具有刺激性和致敏性。
3.3 细胞毒性
黄体酮具有一定的细胞毒性。在一项毒性试验研究中发现,向子宫内膜癌细胞的组织培养物中添加高浓度的黄体酮(50~200 μg/mL)会抑制DNA合成,从而导致细胞存活率降低。对于肾上腺细胞,使用7 μg/mL 黄体酮可实现50%的生长抑制。鸡心室细胞培养物的细胞生长抑制值为4 μg/mL 黄体酮[15]。表明不同浓度黄体酮会对不同细胞的生长产生抑制。
3.4 遗传毒性
自1989 年以来,欧盟已禁止黄体酮在动物饲料中作为生长促进剂使用,因此关于其遗传毒性的可用数据有限。早期研究者们发现,黄体酮无明显致突变、致癌和致畸的遗传毒性。例如,在沙门氏菌致突变试验(Ames 试验)中,研究者发现黄体酮不是诱变剂[16]。赵达亚等[17]通过实验发现,黄体酮具有诱变效应,但机体染色体随着药物的排泄能够进行修复。黄体酮对女性及子代影响的研究显示,黄体酮无明显致突变、致癌和致畸的遗传学效应[18]。
非整倍体主要由染色体丢失和不分离产生,在化学品和辐射的常规测试中,非整倍体被认为意义重大。在过去的几年中,胞质分裂阻断微核(CBMN)技术已发展成为检测非整倍体诱导的可靠检测方法。目前,将基本方法与适当的分子探测技术(如着丝粒的免疫荧光标记和荧光原位杂交)相结合即可作为检测染色体丢失和不分离的检测方法。为了弥合这一差距,某研究机构采用细胞质分裂阻断微核(CBMN)测定结合荧光原位杂交探索黄体酮的非整倍体诱导力。研究表明,黄体酮具有遗传毒性并通过不分离机制诱导产生非整倍体[19]。
3.5 重复剂量毒性
重复剂量毒性是指连续暴露后对组织和靶器官所产生的功能性和/或器质性改变。为了确定风险物质的毒性反应与暴露剂量之间的关系,需要进行剂量反应关系评估。而对风险物质的有阈值毒性效应的剂量反应关系评估,需获得未观察到有害作用剂量(NOAEL)或基准剂量(BMD)。此结果可为评价受试物经皮渗透性、作用靶器官和慢性皮肤毒性试验剂量选择提供依据。
为了测试黄体酮的重复剂量毒性,某研究对黄体酮和大鼠进行了剂量反应关系评估,并获得了黄体酮的NOAEL 值。该研究对4 组[对照组、低剂量(75 mg/kg)、中剂量(150 mg/kg)和高剂量(300 mg/kg)黄体酮微粉胶囊组]健康SD 大鼠(每组20 只)连续灌胃给药14 周,观察大鼠产生的毒性反应,停药恢复4 周后再观察。常规毒理学指标观察结果显示,黄体酮胶囊粉低剂量组与正常对照组比较差异无统计学意义;病理组织学检查提示剂量组和停药后各脏器及组织未见特殊改变;实验结果显示黄体酮胶囊粉可引起可逆性毒性反应,停药后有延迟反应。这项研究表明重复剂量在75 mg/(kg bw)以内的黄体酮不会对机体产生不可逆的毒性反应[20]。
3.6 生殖发育毒性
生殖发育毒性是指动物接触化妆品原料和/或风险物质后引起生殖功能、胚胎的初期发育(如致畸)、出生前后发育、母体机能以及胚胎和胎儿发育障碍的可能性。生殖发育毒性评价是化妆品安全评估的重要组成部分。
相关动物实验表明黄体酮具有一定生殖发育毒性。例如,梁燕秋等[21]将斑马鱼受精后144 h 的胚胎分别暴露在含0 ng/L、6 ng/L、45 ng/L 和90 ng/L 的黄体酮水环境中,结果发现黄体酮能够改变斑马鱼早期胚胎发育阶段下丘脑-垂体-生长轴相关基因的转录表达水平,进而对斑马鱼的生长发育产生潜在的危害。还有研究者在Wistar 大鼠妊娠期间,分别肌注0.1 mg/kg、1.0 mg/kg、5.0 mg/kg、20.0 mg/kg 黄体酮,发现除了最低剂量外,其余剂量均会导致胎儿缺陷甚至死亡。同时,相关试验表明产前暴露于黄体酮的雌性大鼠、兔子、小鼠、恒河猴和豚鼠后代性发育也会受到一定的影响[22]。此外,还有研究发现新生小鼠对黄体酮表现出高度敏感,新生小鼠出生0 ~24 h,LD50达到70 mg/kg;出生49 ~72 h,LD50为1 200 mg/kg;出生121 ~168 h,LD50为2 700 mg/kg[15]。以上研究结果表明黄体酮对部分生物体具有一定的生殖发育毒性,人们尤其是孕妇对日常化妆品(含植物来源的原料)的使用需引起重视。
3.7 慢性毒性
慢性毒性是指动物在正常生命期的大部分时间内接触受试物所引起的不良反应。化学物质在体内的蓄积作用是发生慢性中毒的基础。为了研究黄体酮是否具有慢性毒性,有研究者对雌狗进行74 周皮下注射黄体酮的毒性实验[23],每组5 只,前12 周皮下注射剂量为0.083 mg/(kg·d)、0.250 mg/(kg·d)或0.750 mg/(kg·d),第13 ~36 周,皮下注射剂量为0.830 mg(/kg·d),2.500 mg(/kg·d)或7.500 mg(/kg·d),第37 ~74 周皮下注射剂量为2.500 mg/(kg·d)、7.500 mg/(kg·d)或22.500 mg/(kg·d)。结果表明,在试验期内,对照组(赋形剂组)及受试组的注射部位均出现慢性炎症。此外,受试组体重、血浆胆固醇及血糖量均超标,子宫体、内膜、卵泡均受到影响。在中、高剂量的受试组中,乳腺呈显著小叶增生,并有纤维腺瘤样结节。但这种结节的形成并不表明其会导致女性产生肿瘤,需要进一步研究。
3.8 致癌性
自1985 年以来,美国国家毒理学计划(NTP)将黄体酮列为“合理预期的人类致癌物”。美国卫生及公共服务部发布的第十五版致癌物报告中指出,黄体酮在大鼠、小鼠、狗中均能引起乳腺或雌性生殖道肿瘤。黄体酮与其他化学物质(已知的致癌物)联合使用有协同致癌作用。研究发现,在感染乳腺肿瘤病毒的雌性小鼠中,皮下注射黄体酮增加了3-甲基胆蒽引起的乳腺肿瘤的发生概率;在未感染的小鼠中,它会导致肿瘤的早期发病。去卵巢小鼠中,通过在子宫内给予3-甲基胆蒽后,皮下注射黄体酮促进了子宫肿瘤(子宫内膜肉瘤)的发展。黄体酮的皮下注射和3-甲基胆蒽的局部应用导致雌性小鼠发生阴道癌和宫颈癌(鳞状细胞癌)。大鼠中,暴露于7,12-二甲基苯并[a]蒽或3-甲基胆蒽后,皮下或肌肉注射黄体酮会导致乳腺肿瘤发病率增加或发病提前。在饮食中给予2-乙酰胺氟烯的雌性大鼠中,肌肉注射黄体酮能够促进乳腺肿瘤的发展[24]。
有研究发现,黄体酮可能会抑制大鼠乳腺肿瘤的消退,卵巢切除后则刺激肿瘤生长,但其机制尚不清楚[25]。石青梅等[26]通过分别连续用低(0.2 mg/d)、中(0.4 mg/d)、高(0.8 mg/d)剂量黄体酮对裸鼠受试组、裸鼠对照组(0.04 mL/d 的茶油)各肌注一周,观察血管瘤大小,发现早期血管瘤形成的因素之一可能是过量补充外源性黄体酮。
尽管国际癌症研究机构(IARC)和NTP 都没有找到足够的证据来证明黄体酮暴露与人类癌症的发展有关,但IARC 审查了关于黄体酮的致癌性的证据,认定黄体酮“可能对人类致癌”。
3.9 人群安全资料
人们在日常生活、工作中可能会通过各种途径接触到黄体酮,人类潜在的外源性黄体酮暴露的主要途径是经口、经皮、吸入以及注射。消费者可能会通过使用不同剂型的药物、化妆品以及食用牛奶、乳制品等途径接触到黄体酮,还可能在黄体酮生产或配制成药物的过程中通过吸入和皮肤接触发生潜在的黄体酮职业暴露[24]。监测数据表明,一般人群通过摄入饮用水可能会接触到远低于治疗剂量的黄体酮[27]。因此,对黄体酮的安全风险进行评估,确定其在不同领域的安全管理限值,以预防人们在日常生活、工作中过量地摄入黄体酮十分必要。
3.10 其他毒理学试验资料
研究发现,黄体酮会增加可卡因对大鼠和妊娠母羊的心血管毒性[28-29]。杨宏[30]对经猪丹毒弱毒菌苗免疫的雌性小鼠注射黄体酮,并与常规的猪丹毒弱毒菌苗免疫的雌性小鼠同时做效力对比试验,结果发现黄体酮能降低雌性小鼠的免疫功能。这些研究都表明黄体酮与某些已知药物合用可能会增加其安全风险。
4 结语
基于目前对黄体酮的安全评价研究发现,黄体酮不具有皮肤刺激性和致敏性,其急性毒性需进一步研究,但具有一定的遗传毒性和生殖发育毒性,可能对人类致癌。此外,黄体酮还具有一定的心血管和免疫功能毒性等。综合分析可推断出人们使用含有黄体酮的化妆品时存在一定的安全风险,但由于其安全性评价研究较少,相关毒理学研究仍不充分,需要未来更多的研究数据支持。目前,我国《化妆品安全评估技术导则(2021 年版)》[31],欧盟化妆品法规(No.1223/2009)[32]和东盟化妆品指令都禁止将黄体酮用于化妆品中,但当黄体酮无法避免作为杂质带入化妆品,有关部门在对黄体酮进行安全风险监测及评估时,需根据现有的毒理学数据,结合风险监测的结果,并参考国际法规,确定黄体酮的安全管理限值,及时调整相关法规对该物质的管理规定。