环境激素的危害

2024-04-11柯秀锐

化工设计通讯 2024年1期

柯秀锐

（1. 中国科学院大学资源与环境学院，北京 100049；2. 中国科学院重庆绿色智能技术研究院，重庆 400714）

1 环境激素的分布和作用机制

据世界卫生组织估计，当今近25%的人类相关疾病可归因于长期暴露于环境污染。除了发生在个别地区的严重污染事件外，更紧迫的担忧正集中在那些可能造成全球有害影响的事件上，例如环境激素（EEDs）。环境激素又称为内分泌干扰物质、环境荷尔蒙或环境雌激素等，是指由于人类的生产、生活而释放到环境中的，影响人体和动物体内正常激素水平的外源性化学物质[2]。环境激素主要出现以下物品或环节中：①雌激素类药品，包括大量口服避孕药和激素辅助性治疗药物，通过人类的粪便进入环境②农药，为了加快蔬菜水果的生长周期，种植者不惜施加一定浓度的“催熟剂”，如乙烯利、脱落酸等；③激素饲料，在畜牧业和渔业的生产中，养殖者为了使鱼虾类和家禽类等快速生长，会向饲料中添加“催生剂”；④化妆品，一些声称能让皮肤变得细腻光滑的美容保健品中，有些加入了违禁环境雌激素；⑤工业生产，很多物质在生产过程中所产生的“三废”都含有大量的环境激素，如含有烷基苯酚类的表面活性剂、塑料黏合剂，以及润滑油等物质的生产等[2]。

当EEDs进入生物体后，尽管其本身是外源的，但某些EEDs的分子结构却与正常激素的相似，与正常分泌的激素竞争性地结合细胞中的激素受体，并与激素产生同样作用。当靶器官将这种伪装的激素误认为是正常激素时，通过级联放大的途径输送信号，或抑制激素的过剩分泌，或促进激素分泌。由于这是受假信报的误导分泌激素，故无法保持机体的正常分泌，可避免地发生异常[3，5]。因此，可用内分泌系统的以下过程产生干扰作用来描述EEDs的内分泌干扰机制产生干扰作用：激素合成异常；激素保存和释放异常；激素的输送异常；激素的清除异常；对受体的识别和受体的结合异常；与受体结合后信号传导过程异常[5]。EEDs的化学性质比较稳定不易被破坏，在生态环境中可以通过食物链富集，对人体有生殖、神经等产生多种毒性作用，具有致癌性，危害健康。现有的科学证据证明，暴露于EEDs中将造成以下危害：①神经发育和神经内分泌系统疾病；②生殖和发育危害；③内分泌毒性；④肿瘤等癌症风险。

2 环境激素的危害

2.1 EEDs在神经发育中的毒害作用

近年来，神经系统疾病发病率较高。2017年，我国卫生部门的调查显示, 有20%的中国人存在心理健康问题， 5%的人处于心理疾病状态[6]。在动物和人类中，各种发育异常与在关键的发育期间暴露于EEDs有关，包括精神疾病的出现。动物模型表明，EEDs暴露与行为异常、空间困难、多动症和焦虑之间都存在关系。有研究发现, 暴露环境内分泌干扰物发现, 母鼠孕期暴露拟除虫菊酯类农药会引起仔鼠脑皮质神经元凋亡率增加；暴露阻燃剂BDE-153会诱导大鼠脑皮质神经元凋亡[6]。研究人类数据发现，EEDs的暴露与孤独症谱系障碍、注意力缺陷多动障碍、整体发育迟缓、智力障碍、沟通障碍和未指明的神经发育障碍之间存在关联[7]。低甲状腺素血症通常是由于多种因素引起的，例如轻度缺碘、环境内分泌干扰物或某些甲状腺疾病。啮齿动物模型提供了由母亲低甲状腺素血症引起的神经发育损伤的直接证据，包括树突状和轴突生长受限，神经异常位置和突触功能改变。明确的证据表明，母亲甲状腺球蛋白过低会导致胎儿大脑发育受到负面影响，增加后代产生认知缺陷和精神运动发育不良的风险[8]。因此有足够的数据证明，暴露于某些内分泌干扰物是神经发育障碍出现的危险因素。

2.2 EEDs在生殖和发育系统的毒害作用

EEDs会干扰组织和器官发育及相关功能，影响生殖系统的正常功能，严重危害人类健康。流行病学数据显示，在过去的50 a，在工业化世界的大部分地区，前列腺癌和睾丸癌、睾丸下降和男性生殖器解剖畸形的发病率增加，精子质量稳步下降。这与干扰正常荷尔蒙作用的环境化学物质（特别是EEDs）的存在增加有关。对于男性，前列腺和睾丸的正常发育及维持在很大程度上取决于局部作用和循环激素的调节，EEDs会影响精子的形成和精液质量，以及精子的生成，最终降低生育能力[9]。对于女性，会影响子宫发育和生殖相关基因的表达水平，最终降低生育能力和胎儿的正常发育。例如，暴露于EEDs与女性生殖功能障碍（子宫内膜异位症、多囊卵巢综合征和不孕症）和乳腺癌风险或进展有关。已经发现环境EEDs能够克服胎盘屏障，并且还到达分配用于控制生命机能的基底神经节。由于暴露潜伏期、化学物质的混合、剂量反应动力学和长期潜伏性造成的环境损害的复杂性，EEDs的负面健康结果可能通过种系表观遗传修饰传给了后代，并导致种群的衰落。2014年至2017年间，对84名儿科患者进行了病例对照研究，其中包括42名患有未成熟畸胎瘤、卵黄囊瘤或生殖器瘤的受试者，以及42名患有肺炎或创伤的对照。研究证实，孕期孕妇暴露于环境内分泌干扰物与小儿生殖细胞肿瘤有关[10]。因此，与生殖和发育系统有关的不利影响是环境污染的主要关切。

2.3 EEDs诱导代谢紊乱

EEDs能够影响内分泌系统，可以模仿或拮抗激素分子，它们在环境中具有抗降解性，因此具有生物持久性。研究显示，EEDs可能通过影响免疫细胞群的数量和功能、干扰碘的转运、诱导氧化应激等方式引发自身免疫性甲状腺疾病，且具有剂量及时间效应。长期暴露于其中一些EEDs对甲状腺功能产生有害影响，会增加患上内分泌干扰素的风险，对甲状腺功能产生有害影响。胚胎时期对这些EEDs产品的敏感性最高，因此在孕妇、幼儿和青春期使用时要格外小心。研究结果表明，短期暴露于EEDs会显著影响斑马鱼的甲状腺功能，但主要的毒性作用将在下丘脑-垂体水平发挥，从而建立了中枢性甲状腺功能减退症模型。EEDs已被广泛证明会导致个体肥胖和代谢紊乱，包括肥胖和2型糖尿病。内分泌紊乱与骨骼疾病有关。骨质疏松症是一种在骨矿物质密度和骨量减少时发生的骨疾病。它影响所有种族和民族的女性和男性，导致骨骼虚弱和骨折的风险增加。在过去的几十年里，肥胖症的患病率显著增加。最近的证据表明，干扰内分泌的化学物质，例如卤代芳烃，可能会扰乱内源性激素调节，并改变涉及体重稳态的其他机制，可能导致脂肪组织体积增加进而体重增加[11]。总结得出，EEDs可能通过改变生理控制机制对人类和环境健康产生不利影响。

2.4 EEDs促进肿瘤细胞的侵袭和转移

EEDs能够模仿雌激素作用，促进癌细胞的进展，并增加正常细胞对致癌事件的易感性。EEDs最近被确定为与包括恶性肿瘤在内的各种人类疾病相关的危险因素。经研究表明，EEDs暴露是心血管疾病的危险因素，长期接触EEDs会影响人类心血管健康。人类流行病学研究和实验动物数据强烈表明，具有雌激素活性的EEDs可能参与了乳腺癌的发病率上升，乳腺癌是世界上最常见的癌症。从15 a以来的几份报告中可知，包括有机氯农药在内的持久性有机化合物的血液或肿瘤周围脂肪组织水平与乳腺癌风险呈正相关[11]。此外，胎儿或围生期EEDs会引起啮齿动物成年乳腺的恶变，还可能会改变男性生殖系表观基因组，并随后促进跨代成人发病，导致男性生殖道畸形、精子质量下降、多种肿瘤和体重改变的发生率增加，引起睾丸异常、前列腺疾病、肾脏疾病、免疫异常和肿瘤发展[12]。睾丸癌是年轻成年男性中最常见的恶性肿瘤，其病因是多因素的，但环境中的EEDs在该肿瘤的起源和发展中起着重要原因。