邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯中毒机制研究进展

李欣洋(综述)，王　晔(审校)

(四川大学华西公共卫生学院，成都 610041)



邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯中毒机制研究进展

李欣洋(综述)，王晔※(审校)

(四川大学华西公共卫生学院，成都 610041)

摘要：邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯是使用十分广泛的塑化剂，为人类内分泌干扰物。目前对其致病机制尚不清楚。现有研究认为，其可能具有内分泌干扰、氧化损伤、免疫紊乱和遗传物质改变等多系统、多途径的毒性。其内分泌干扰主要表现为可能通过多途径干扰雄性生殖系统发育及功能，对雌性生殖系统也可能有影响，表现出拟雌激素作用；氧化损伤主要可能的靶器官为肝脏；由于其体内代谢分布特性，免疫干扰表现在多器官中，表现多样；对神经毒性的相关研究发现，邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯可上调或下调多种神经因子，可能有多器官的广泛毒性。

关键词：邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯； 毒性； 病理机制

邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯[di-(2-ethylhexyl)phthalate，DEHP]是使用最为广泛的塑化剂，被世界卫生组织确定为环境内分泌干扰物之一，甚至被列为人类可能致癌物(IARC分类为Group 2B)[1]。其毒性作用具体机制至今尚未完全清楚，大量学者在DEHP有关人体内代谢和多种可能的靶器官以及靶细胞的作用机制等方面进行了相关研究。该文综述国内外近年来的相关研究，供相关领域学者参考。

1DEHP在体内的代谢

DEHP主要经口摄入[2]，在肠道和肝脏中代谢。在肠道中经过水解酶的作用后DEHP大部分代谢为邻苯二甲酸单乙基己基酯[Mono(2-ethylhexyl) phthalate，MEHP][3]。Carbone 和Velkov[4]发现MEHP与肠细胞内固有脂质结合蛋白或肠-肝-脂肪酸结合蛋白结合后，就可轻易进入肠上皮细胞，进而被吸收入血。而后在肝脏水解酶和细胞色素P450的介导下发生葡萄糖醛酸化，代谢为5-OH MEHP 和5-Oxo MEHP[5-6]，最终以葡萄糖醛酸结合体形式排出体外；在肠道中未被水解的DEHP多以原型从粪中排出。Choi等[7]发现，DEHP 在人的肠道的清除率是肝脏的2~4倍；然而肝脏对MEHP的细胞色素P450介导的氧化反应速度很快。研究表明，人体清除进入体内的DEHP速度比较快，一般不在体内蓄积[8]。除经口摄入外，Hopf等[9]发现DEHP也可以通过皮肤接触方式进入人体，并在皮肤局部代谢为5-Oxo MEHP。

2内分泌干扰作用

DEHP主要通过雌激素样作用、干扰内分泌调节来作用于生殖器官。目前研究较多的是雄性子代的胚胎生殖毒性，对雌性生殖系统以及胰腺内分泌功能的影响也有研究。

Gray等[10]对母鼠进行DEHP染毒后发现子代雄鼠睾丸与附睾出现高度畸形，主要为萎缩和发育不全。F1代多数雄性后代肛门生殖器距离缩短，精子数量下降，生殖器官重量减少。此外，雄性胚胎出生率下降，突变概率增加。Howdeshell等[11]通过生化检测发现邻苯二甲酸酯染毒的子代雄鼠睾酮、雌二醇水平下降，胰岛素样因子3(仅由成熟的Leydig细胞产生)表达减少，他们认为邻苯二甲酸酯干扰睾丸间质细胞(Leydig细胞)和睾丸支持细胞(Sertoli细胞)的成熟，导致成年时雄鼠生精小管畸形，进而导致精细胞畸形、多核。Carbone等[12]以胎鼠后代为观察对象，发现较低剂量DEHP染毒后，血液中促性腺激素水平未观察到明显变化，且雌雄后代氨基酸神经递质水平降低；随染毒剂量的升高，在子代雄胎鼠中出现抑制性神经递质γ-氨基丁酸水平下降，兴奋性神经递质天冬氨酸水平增加，同时伴有外周促性腺激素水平增加；在子代雌鼠中，γ-氨基丁酸和天冬氨酸同时增加，伴有典型的促性腺激素增加，他们认为DEHP改变下丘脑-垂体-性腺轴的功能，兴奋性氨基酸系统对促性腺激素释放激素具有刺激作用，进而促性腺激素释放，而γ-氨基丁酸对此有抑制作用。Sekiguchi等[13]先对未成熟的雌鼠先诱导过度排卵，然后用大剂量DEHP处理，发现其外周循环中甲状腺素水平明显下降。

Takai 等[14]发现雌鼠卵巢暴露于DEHP后形成空泡，大剂量时还发现新生黄体减少以及发情周期延长且不规律。Carnevali等[15]对斑马鱼进行DEHP染毒发现，DEHP暴露后排卵与胚胎数均下降，几种特殊的调节因子如黄体生成素受体、膜孕激素受体β水平也下降；此外环氧合酶-2的表达也下降。Zhou等[16]将MA-10 Leydig细胞暴露于MEHP后，发现黄体酮刺激型环磷酸腺苷和孕激素水平下降；而当使用二丁基-环磷酸腺苷、22-羟基胆固醇或孕激素来消除孕激素减少的影响后，环磷酸腺苷则不减少，同时发现MEHP还可使细胞活性氧类水平上升。Ambruosi 等[17]对马卵母细胞进行体外DEHP 染毒实验，发现低剂量的DEHP明显抑制卵母细胞的成熟，而高剂量时则诱导卵细胞凋亡伴有卵丘细胞活性氧类水平上升，但不影响其成熟。然而，已经成熟的卵细胞暴露于DEHP，其线粒体功能及超氧化物歧化酶虽未见异常，但其ATP水平增高。

Zhang等[18]研究发现，DEHP对精细胞有丝分裂过程没有影响，但精子的质量和数量均下降；与精子质量有关的基因DDx3Y、Usp9Y、RBM 和E1F1AY表达下调，黄体生成素受体、表皮生长因子(epidermal growth factor，EGF)和EGF受体水平下调，Cyp17a1和 Cyp19a1表达上调；他们还发现DEHP对精子生成过程中基因重组有干扰作用，干扰染色体互换，MLH1蛋白表达增加。Richburg等[19]研究表明，用实验动物暴露于MEHP后，Sertoli细胞介导生殖细胞凋亡，其中与Fas/FasL信号通路有密切关系。

Lin 等[20]通过大鼠实验发现，DEHP暴露会导致胰岛B细胞超微结构异常，细胞量下降，胰腺胰岛素水平、相关基因表达均受影响，鼠成年后，雌性鼠血糖水平上升，血清中胰岛素水平下降，糖耐受能力和胰岛素分泌功能受损；雄性后代则出现血清胰岛素水平上升。所有后代均有出生后体质量减轻。

3肝脏的损伤

有流行病学研究发现，使用DEHP的注射用品与新生儿胆汁淤积关系密切，其机制不明[21]。Zheng 等[22]通过腹膜内注射法将金鱼暴露于DEHP后发现邻苯二甲酸酯作用于鱼会使其肝脏内超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和还原型谷胱甘肽等3种抗氧化酶的活性明显降低。Hayashi 等[23]将鼠野生型肝过氧化物酶体增殖物激活受体α(hepatic peroxisome proliferator-activated receptor α，PPARα)与人样PPARα进行对比研究发现，野生型鼠宫内暴露DEHP后未发现子代鼠肝质量变化，但血清中三酰甘油水平明显低于对照组；但在人样PPARα鼠中并未观察到三酰甘油水平下降，他们认为这是由于在脂肪酸β氧化过程中PPARα的种间特异性所致。Nakashima等[24]研究也表明，DEHP可降低血浆中四种脂肪酸水平，而这仅在野生型PPARα鼠中表现明显。而Satake等[25]对成年猕猴进行DEHP 染毒后发现大剂量DEHP对肝的形态未发生明显改变，对肝过氧化酶体的影响也很轻微。此外，还有鼠体内实验表明，宫内暴露会增加肝脂肪变，减少肝糖原蓄积，并且增加雌性后代细β联蛋白等[26]。

4神经毒作用

Shiue[27]通过对中风患者尿中邻苯二甲酸酯类水平的队列研究，发现中风患者尿中邻苯二甲酸酯类水平显著于正常人，认为邻苯二甲酸酯类可能会增加中风的发病风险。Testa 等[28]通过对48例孤独障碍的儿童尿中MEHP及其代谢物质水平的研究发现，孤独障碍与尿中5-Oxo MEHP水平呈正相关。此外，男孩在玩耍中“男子气概”与其母亲DEHP的暴露情况呈负相关[6]。

Smith等[29]研究表明，出生前暴露于DEHP的胎鼠其脑部海马CA3区远端多形细胞层轴突标志物减少，并且DEHP使雄性鼠后代的成熟及未成熟的齿状回神经元细胞的密度均减少。Win-Shre等[30]通过对过敏体质的鼠用DEHP处理后发现下丘脑白细胞介素(interleukin，IL)1β、肿瘤坏死因子α、生长因子、趋化因子C-C motif ligand 3(CCL3 )、核因子κB、Ⅰ型血红素氧合酶、神经生长因子等的信使RNA表达明显上调，他们认为DEHP暴露可能引起神经炎症。

5干扰免疫

流行病学研究发现，低剂量DEHP暴露会引起粒细胞集落刺激因子、IL-5、IL-6和嗜酸性阳离子蛋白在鼻腔分泌量的增加；而高剂量DEHP暴露会引起粒细胞集落刺激因子和IL-6 分泌的减少[31]。

Shin 等[32]研究发现，暴露于DEHP的雌鼠后代，其肺灌洗液中炎细胞数目、IL-4、IL-13和嗜酸性细胞趋化因子减少，血浆中IgE水平下降，他们认为母体暴露于DEHP，其子代鼠的肺炎症反应下降，黏液分泌功能降低，哮喘发生风险下降。但也有相反的研究报道，Bornehag和Nanberg[33]在关于小儿哮喘与邻苯二甲酸酯的关系的研究中发现鼠邻苯二甲酸酯暴露可能在Th2分化中起辅助作用，同时会引起Th2相关细胞因子和免疫球蛋白(主要是IgG1和IgE)产量增加，并增强细胞脱颗粒和嗜酸性细胞的募集与浸润。动物实验表明，DEHP暴露可以提高实验鼠对2-甲氧基-4-异氰酸硝基苯和苯乙基异氰酸酯的接触敏感性，同时伴有干扰素γ的升高和IL-4的降低，DEHP与半抗原结合可明显提高接触过敏反应[34]。

Oh和Lim[35]的体外试验结果表明，DEHP可以促进Th1和Th2在脾中的分化，同时IL-4水平提高。Kuo 等[36]发现，DEHP 可以抑制浆细胞样树突状细胞(plasmacytoid dendritic cells, pDC)干扰素α/干扰素β表达；DEHP还能抑制H3K4特异的三甲基转移酶WDR5从胞质转移至细胞核的过程，抑制干扰素调节因子-7基因的启动子区域的H3K4的甲基化，从而抑制干扰素调节因子-7的表达；此外DEHP还能抑制pDC表达干扰素γ，同时通过CD4+T细胞提高IL-13水平。

6其他基因改变

Wu等[37]在鼠体内实验发现，DEHP暴露组的重要的甲基转移酶Dnmt1 mRNA的表达是对照组的5倍，他们认为，睾丸发育不全综合征的机制可能是由于胎鼠宫内暴露于DEHP，引起DNA甲基化，同时DNA甲基转移酶表达增强；随着甲基化程度增加，DNA可能会发生基因沉默，引起组织特异性基因表达。Macejová等[38]对体外培养的乳腺癌细胞进行DEHP染毒，发现DEHP可以提高维甲酸X受体α表达，也能提高维甲酸X受体β型的mRNA水平。

7总结

尽管对于DEHP暴露对机体损伤的可能机制尚未完全明确，但现有研究表明，DEHP及其代谢产物MEHP对人体可能的损伤主要有以下4种途径：①干扰多种激素的合成途径，发挥抗雄激素内分泌干扰作用；②直接作用于细胞呼吸链，发生氧化应激，损伤机体；③与多种细胞因子作用，造成免疫紊乱，妨碍生长；④直接损伤DNA，影响其甲基化过程。因此，DEHP对机体的损伤机制不是简单的某一种机制，应有多种物质通过多种途径最终造成机体损伤，详尽的机制有待于更深一步研究。随着分子生物学研究技术的进步，基因组学、蛋白组学、代谢组学技术日益成熟，因此，在后来的研究中，这些技术也必然会应用到DEHP中毒的研究中。

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Research Advances in Intoxication Mechanism of Di-(2-ethylhexyl)PhthalateLIXin-yang,WANGYe. (WesternChinaSchoolofPublicHealth,SichuanUniversity,Chengdu610041,China)

Abstract:Di-(2-ethylhexyl)phthalate,a ubiquitous plasticizer,is an endocrine disruptor with its pathological mechanism unclear yet.Studies have proposed that it is likely to have the toxicities of endocrine disruption,oxidative damage,immunological disorders and genetic changes，which may have certain pathways and target organs.Endocrine disruption may refers to certain pathways contributing to the development and functions of male reproductive systems,as well as the development and functions of female reproductive systems, which indicates that di-(2-ethylhexyl)phthalate acts like estrogens;oxidative damage targets livers;immunological disorders appear at multi-organs in various ways due to the metabolism of di-(2-ethylhexyl)phthalate;and certain neural factors may be up-regulated or down-regulated by di-(2-ethylhexyl)phthalate. Above all, di-(2-ethylhexyl)phthalate may have extensive toxicities in many organs.

Key words:Di-(2-ethylhexyl)phthalate; Toxicity; Pathological mechanisms

收稿日期：2014-05-28修回日期：2014-09-29编辑：相丹峰

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.09.017

中图分类号:R595.9

文献标识码：A

文章编号：1006-2084(2015)09-1581-04