傳統(tǒng)與新型全氟化合物對(duì)育齡期女性生殖激素的影響

林彩云，謝美華，尹飛飛，曾良英，張 軍，楊 華

（1.海南省婦女兒童醫(yī)學(xué)中心，海南 海口570206；2.海南醫(yī)學(xué)院熱帶轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南 ?？?571199；3.海南醫(yī)學(xué)院-香港大學(xué)熱帶傳染病聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，海南 ?？?571199；4.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬新華醫(yī)院環(huán)境與兒童健康教育部與上海市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200092）

當(dāng)前我國(guó)育齡女性總和生育率呈現(xiàn)持續(xù)下降的趨勢(shì)，人口出生率的下降是我國(guó)社會(huì)發(fā)展面臨的關(guān)鍵問(wèn)題，確定新的影響育齡人群生殖健康可干預(yù)的因素可能在很大程度上降低生育率的下行風(fēng)險(xiǎn)，具有重大的社會(huì)發(fā)展和公共衛(wèi)生意義。全氟化合物（per-and polyfluoroalkyl substances，PFAS）是一類主要由碳氟原子構(gòu)成的有機(jī)化合物，被廣泛用于紡織、表面活性劑、食品包裝、不粘涂層、滅火泡沫等領(lǐng)域，但因其具有高熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，可在環(huán)境中持久存在，幾乎不被生物降解［1］。PFAS暴露與包含生殖和發(fā)育毒性在內(nèi)的多種不良結(jié)局有關(guān)［2］，動(dòng)物和細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明PFAS 作為潛在的內(nèi)分泌干擾物可能會(huì)影響生殖激素的功能。PFAS 家族包括：（1）全氟烷基物質(zhì)，主要是全氟烷基酸；（2）多氟烷基物質(zhì)如氟調(diào)聚體單體［3］。傳統(tǒng)PFAS 的代表性化合物包括全氟辛烷磺酸（perfluorooctane sulfonate，PFOS）和全氟辛酸（perfluorooctanoic acid，PFOA）等，因其環(huán)境持久性、生物累積性和多種潛在毒性已被《斯德哥爾摩國(guó)際公約》列入禁用和限用名錄，從而催生了全氟和多氟烷醚類化合物（perfluoropolyethers，PFPEs）等替代品的研發(fā)應(yīng)用［4］。近年來(lái)，多種 PFPEs 替代品在人體及飲用水中被頻繁檢出，引起環(huán)境科學(xué)界對(duì)其安全性的關(guān)注［3，5，6］。但其是否對(duì)備孕女性的生殖激素水平產(chǎn)生顯著的影響，進(jìn)而影響女性生育力，研究甚少，故本文探討了新型PFAS 與備孕女性生殖激素的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

本研究采用橫斷面調(diào)查研究方法，在2013～2015 年于山東和浙江兩家醫(yī)院收集育齡期備孕女性作為研究對(duì)象。研究納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）有生育計(jì)劃的健康女性；（2）無(wú)內(nèi)科和產(chǎn)科其它病癥；（3）無(wú)服用激素類藥物。排除標(biāo)準(zhǔn)：不具備完整臨床資料者。總體有433 名女性納入研究。

1.2 研究方法

1.2.1 問(wèn)卷調(diào)查 采用統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)化問(wèn)卷收集，例如年齡、受教育程度、家庭經(jīng)濟(jì)收入、身高、體重等納入信息采集。該研究通過(guò)新華醫(yī)院倫理會(huì)批準(zhǔn)，各參加醫(yī)院倫理委員會(huì)備案，所有參與對(duì)象均簽訂知情同意書。

1.2.2 PFAS 檢測(cè) 收集空腹外周靜脈血樣，離心分離血漿后，將樣本于-80℃儲(chǔ)存?zhèn)溆?。采用安捷?290 高效液相色譜儀和安捷倫6495C 三重串聯(lián)四級(jí)桿質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測(cè)研究對(duì)象血漿中的23 種PFAS 濃度，包括3 種新型PFAS 替代品：6∶2 全氟聚醚磺酸（6∶2 chlorinated Polyfluorinated Ether Sulfonate，6∶2 Cl-PFESA）、8∶2 全氟聚醚磺酸（8∶2 chlorinated Polyfluorinated Ether Sulfonate，8∶2 Cl-PFESA）和六氟環(huán)氧丙烷二聚酸（hexafluoropropylene oxide dimer acid，HFPO-DA），8 種傳統(tǒng)PFAS：PFOS、PFOA、全氟己烷磺酸（perfluorohexanesulfonic acid，PFHxS）、全氟庚烷磺酸（perfluorohexanesulfonic acid，PFHpS）、全氟壬烷羧酸（perfluorononanoic acid，PFNA）、全氟癸烷羧酸（perfluorodecanoic acid，PFDA）、全氟十一烷羧酸（perfluoroundecanoic acid，PFUdA）、全氟十二烷羧酸（perfluorododecanoic acid，PFDoA），8 種直鏈和支鏈PFAS 異構(gòu)體：n-PFOS、1m-PFOS、3m-PFOS、4m-PFOS、5m-PFOS、6m-PFOS、n-PFHxS 和br-PFHxS，4 種短鏈PFAS：全氟丁烷羧酸（perfluorobutanesulfonic acid，PFBA）、全氟丁烷羧酸（perfluorobutanesulfonic acid，PFBS）、全氟己烷羧酸（perfluorohexanoic acid，PFHxA）和全氟庚烷羧酸（perfluoroheptanesulfonic acid，PFHpS）。PFAS 的檢 測(cè) 限（limits of detection，LOD）定義為信噪比（signal-to-noise，S/N）等于3 時(shí)的濃度，范圍為0.002～0.008 3 ng/mL 。

1.2.3 生殖激素測(cè)定 選擇研究對(duì)象的月經(jīng)第2～5 天中某天早上采取靜脈血進(jìn)行檢測(cè)，該血樣同時(shí)用于PFAS 檢測(cè)。采用羅氏E170 全自動(dòng)免疫分析儀及配套試劑檢測(cè)血清中卵泡刺激素（follicle-stimulating hormone，F(xiàn)SH）、黃體生成素（luteinizint hormone，LH）、垂體催乳素 （prolactin，PRL）、雌二醇 （estradiol，E2）、睪酮（total testosterone，TT）及孕酮（progesterone，P）水平。

1.3 統(tǒng)計(jì)方法

采用SAS 9.4 軟件和R 語(yǔ)言4.0.3 軟件分析數(shù)據(jù)，以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示符合正態(tài)分布的計(jì)量資料，以中位數(shù)（四分位間距）表示非正態(tài)分布的計(jì)量資料，以數(shù)量（百分比）表示分類變量。采用卡方χ2檢驗(yàn)、t檢驗(yàn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，利用多元線性回歸分析和quantile g-computation 模型分別分析單個(gè)PFAS 及PFAS 混合暴露與生殖激素的關(guān)聯(lián)，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 研究對(duì)象基本情況

本研究共納入433 名育齡期女性，平均年齡為29.6 歲，平均初潮年齡為14.1 歲，BMI 為（22.7±3.4）kg/m2，生殖激素水平符合該年齡段的整體水平標(biāo)準(zhǔn)。見(jiàn)表1。

變量年齡(歲,images/000.png±s）體重指數(shù)( kg/m2,images/000.png±s）月經(jīng)初潮年齡(歲,images/000.png±s）產(chǎn)次 ≥1教育水平結(jié)果29.6±4.7 22.7±3.4 14.1±1.4 136 (31.4%)60 (13.9%)245 (56.5%)128 (29.6%)276 (63.7%)99 (22.9%)58 (13.4%)6.29 (5.35, 7.40)5.08 (3.99, 6.70）35.75 (26.40, 65.70)0.73 (0.5, 1.43)0.26 (0.17, 0.40)16.40 (11.39, 21.16)283 (65.36%)150 (34.64%)小學(xué)中學(xué)中學(xué)以上家庭收入/元≤100 K＞100 K缺失生殖激素水平[IU/L,M(P25, P75)]FSH [(IU/L) (P25, P75)]LH [(IU/L) (P25, P75)]E2 [(pg/mL) M(P25, P75)]P[(ng/mL) M(P25, P75)]TT [(ng/mL) M(P25, P75)]PRL [(mIU/L) M(P25, P75)]樣本點(diǎn)山東浙江

2.2 PFAS 含量情況

根據(jù)PFAS 結(jié)構(gòu)及使用情況PFAS 分為傳統(tǒng)PFAS、PFAS 異構(gòu)體、短鏈PFAS 及PFAS 替代品4 類。研究結(jié)果顯示，6∶2 Cl-PFESA、n-PFHxS、n-PFOS、1m-PFOS、∑3，4，5m-PFOS、6m-PFOS、PFOA、PFOS、PFNA、PFDA、PFHxS 和PFUdA 均被全部檢出，PFAS 替代品的檢出率均超過(guò)98%，短鏈PFAS 的檢出率均超過(guò)80%。PFOA 的中位濃度最高（6.16 ng/mL），其次為總PFOS（4.11 ng/mL）、n-PFOS（3.0 ng/mL）和6∶2 Cl-PFESA（2.27 ng/mL）。其余PFAS 的濃度較低，介于0.01～0.61 ng/mL。見(jiàn)表2。

2.3 PFAS 與生殖激素水平

調(diào)整女性年齡、初潮年齡、產(chǎn)次、BMI、研究地區(qū)、教育和收入水平等混雜因素后，將PFAS 和生殖激素均進(jìn)行自然對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換后，多元線性結(jié)果顯示，6∶2 Cl-PFESA 每增加一個(gè)自然對(duì)數(shù)單位濃度，LH 降低0.075 （ln-IU/L），95%CI（- 0.139，-0.012）；1m-PFOS 和brPFOS 每增加一個(gè)自然對(duì)數(shù)單位濃度，孕酮分別改變0.131 （95%CI：0.021，0.242）和0.119 （95%CI：0.005，0.234）。見(jiàn)表3。此外，利用quantile g-computation 模型也發(fā)現(xiàn)混合PFAS 暴露與孕酮水平呈正相關(guān)［0.549 （95%CI：0.322，0.774）］，見(jiàn)圖1。但未發(fā)現(xiàn)PFAS 混合暴露與其余生殖激素的關(guān)聯(lián)。

圖1 PFAS 混合暴露與孕酮的關(guān)聯(lián) （n=433）Fig 1 Association between PFAS mixed exposure and progesterone （n=433）

3 討論

本研究調(diào)查了山東和浙江兩個(gè)不同地區(qū)中育齡期婦女血漿PFAS 的濃度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)除了brPFHxS 外，其余PFAS 的檢出率均在80%以上，提示這兩個(gè)地區(qū)存在較高水平的PFAS 污染。此外本次研究檢測(cè)出較高濃度的新型PFAS 替代品，并且其濃度僅次于PFOA 和PFOS，提示新型PFAS 替代品正在取代傳統(tǒng)PFAS 應(yīng)用到人類生活生產(chǎn)中，并且進(jìn)入人體。本次研究發(fā)現(xiàn)PFAS 與孕酮水平呈正相關(guān)，提示PFAS 可能具有干擾生殖激素穩(wěn)態(tài)的潛能。

本研究結(jié)果顯示兩個(gè)地區(qū)女性血漿中新型替代品6∶2 Cl-PFESA 濃度（2.27 ng/mL）高于沈陽(yáng)（1.75 ng/mL）［7］、山西（0.34 ng/mL）［8］和武漢（1.54 ng/mL）［8］地區(qū)在血漿中檢測(cè)到的濃度，與廣州地區(qū)血漿中6∶2 Cl-PFESA 濃度（2.405 ng/mL）相近［9］，但低于天津（5.48 ng/mL）［9］、湖州（3.7 ng/mL）［10］和淄博（5.48 ng/mL）［11］地區(qū)。8∶2 Cl-PFESA 在本次研究女性血漿中的濃度為0.07 ng/mL，高于沈陽(yáng)（0.01 ng/mL）［11］、武漢（0.01 ng/mL）［12］、廣州（0.001 ng/mL）［9］、湖州（0.0068 ng/mL）［9］和淄博（0.06 ng/mL）［11］地區(qū)樣本濃度，低于天津（0.15 ng/mL）［13］地區(qū)檢測(cè)結(jié)果。HFPO-DA 的濃度為0.03 ng/mL，天津和淄博地區(qū)均未有該物質(zhì)檢出。替代品的濃度不完全一樣的原因可能是跟不同地區(qū)替代品的污染程度、使用時(shí)間、人群的生活方式、飲食模式等因素不一致有關(guān)。

本文研究發(fā)現(xiàn)PFAS 與孕酮水平呈正相關(guān)，這與既往人群研究結(jié)果不完全一致。一項(xiàng)挪威的研究招募178 名25～35 歲健康女性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)PFOS與雌二醇呈負(fù)相關(guān)，未發(fā)現(xiàn)PFAS 與孕酮的關(guān)聯(lián)［14］。另外一項(xiàng)研究通過(guò)利用C8 計(jì)劃招募13 458 名18～42 歲女性，發(fā)現(xiàn)隨著PFOS 濃度增高，雌二醇濃度有下降趨勢(shì)［15］。適量的孕酮能促進(jìn)子宮內(nèi)膜的分化，有利于妊娠，但增高的孕酮水平可能會(huì)引起女性排卵障礙，降低子宮內(nèi)膜容受性、引起和加重妊娠合并癥，導(dǎo)致女性生殖力下降［16］。

目前PFAS 對(duì)生殖激素作用的機(jī)制尚不明確。有研究發(fā)現(xiàn)5 mg/kg 的PFOA 染毒能刺激C57Bl/6小鼠的孕酮分泌［17］，以及高濃度的PFOA 和PFOS能輕微刺激H259R 細(xì)胞中雌二醇和孕酮的分泌［18］，但這種效應(yīng)并未在人體相關(guān)的濃度中發(fā)現(xiàn)［19］。推測(cè)高濃度的PFAS 可能是通過(guò)促進(jìn)MC2R、CYP11B1、CYP11B2、和CYP19A1 的表達(dá)來(lái)刺激激素分泌［19］。

本研究考慮到人體實(shí)際同時(shí)暴露多種污染物，故將傳統(tǒng)PFAS、新型PFAS 替代品、PFAS 異構(gòu)體及短鏈PFAS 一起納入研究，采用混合暴露模型的分析方法，反應(yīng)了多種環(huán)境PFAS 暴露與生殖激素的關(guān)聯(lián)，并準(zhǔn)確評(píng)估PFAS 混合物的聯(lián)合作用，為臨床保護(hù)女性生育力提供新的指導(dǎo)依據(jù)，為降低生育率的下行風(fēng)險(xiǎn)提供新的思路，具有重大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和公共衛(wèi)生意義。但考慮到本研究為橫斷面研究，在因果關(guān)聯(lián)推斷上存在一定局限性；其次盡管本次研究考慮了混雜因素，但因樣本來(lái)自不同省份，存在民族或生活方式如飲食習(xí)慣等的不同，可能會(huì)對(duì)結(jié)果造成一定影響；最后本研究的樣本量較小，后續(xù)需要在更大的人群樣本中進(jìn)行驗(yàn)證。

4 結(jié)論

當(dāng)育齡期婦女體內(nèi)新型PFAS 處于較高暴露水平時(shí)，生殖激素（孕酮）的紊亂可能與PFAS 相關(guān)。