環(huán)境內(nèi)分泌干擾物(EEDs)來(lái)源、特征及危害研究進(jìn)展

環(huán)境內(nèi)分泌干擾物 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物 EEDs 來(lái)源 特征及危害研究進(jìn)展 來(lái)源 特征及危害研究進(jìn)展 晏再生 1 2 王世和1 2 1 東南大學(xué)土木工程學(xué)院市政工程系 南京 210096 2 市政工程研究所 東南大學(xué) 南京 210096 摘要摘要 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物是外源性化學(xué)物質(zhì) 這些物質(zhì)干擾了正常的激素作用機(jī)理 對(duì)環(huán)境和人體健康存在潛在的威脅 文章就環(huán)境中內(nèi)分泌干擾物質(zhì)的來(lái)源 特 征以及危害進(jìn)行了評(píng)述 并對(duì)今后國(guó)內(nèi)在環(huán)境內(nèi)分泌干擾物方面的研究提出了 建議 關(guān)鍵詞 關(guān)鍵詞 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物 EEDs 來(lái)源 特征 危害 Recent advance in environmental endocrine disruptors EEDs sources characteristic and threat YAN Zai sheng1 2 WANG Shi he1 2 1 College of Civil Engineering Department of municipal engineering Southeast University Nanjing 210 096 China 2 Institute for municipal Engineering Research Southeast University Nanjing 210096 China Abstract Environmental Endocrine Disruptors EEDs are exogenous environmental chemicals that can interfere w ith normal hormone function and present a potential threat to both environmental and human health This article reviewed recent advance in environmental endocrine disruptors sources characteristic and threat So me advice was put forward for the further study in environmental endocrine disruptors in China Keywords Environmental endocrine disruptors EEDs Source Characteristic Threat 引言引言 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物 Environmental Endocrine Disruptors EEDs 英文又名 EDCs environmental disrupting chemicals 有的文獻(xiàn)也寫(xiě)成 environmental disrupting compounds 或者 endocrine disrupting chemicals EHs environmental hormones 1 通常對(duì) EEDs 定義的表述為 一種外來(lái)物質(zhì)或混合物 通過(guò)干擾內(nèi)分泌系統(tǒng) 機(jī)理而對(duì)原有機(jī)體或其后代產(chǎn)生不利影響 34 早在 20 世紀(jì) 30 年代 Dodds 等 1936 年 研究發(fā)現(xiàn)羥基聯(lián)苯化合物具有雌激素活性 2 20 世紀(jì) 40 年代 4 4 二 羥基二苯烷烴的雌激素活性得到進(jìn)一步證實(shí) 3 對(duì)于某些化學(xué)物質(zhì)能夠干擾人 體和野生動(dòng)物內(nèi)分泌功能的研究始于 20 世紀(jì) 60 年代 在 1962 年出版的 寂靜 的春天 Silent Spring 一書(shū)中提出了農(nóng)藥可能引起內(nèi)分泌紊亂的觀點(diǎn) 1968 年發(fā)現(xiàn)農(nóng)藥 DDT 對(duì)哺乳動(dòng)物和鳥(niǎo)類產(chǎn)生雌性化影響 80 年代在英國(guó)某些河段 發(fā)現(xiàn)畸形生長(zhǎng)魚(yú)類 4 1995 年 美國(guó)明尼蘇達(dá)州中學(xué)發(fā)現(xiàn)多種畸形青蛙 接著 該州的其它地方出現(xiàn)同樣的報(bào)道 引起了國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注 5 1996 年 我 們被偷走的未來(lái) Our Stolen Future 一書(shū)的出版 更加引起了公眾對(duì) EDCs 的強(qiáng)烈關(guān)注 隨后 有關(guān)內(nèi)分泌干擾物的研究報(bào)道層出不窮 6 1998 年 Kavloc k 認(rèn)為引起青蛙畸形的原因是環(huán)境污染物 7 環(huán)境化學(xué)性污染物是引起上述生殖 發(fā)育異常的重要原因 并將此類污染物歸屬為環(huán)境內(nèi)分泌干擾物 以下簡(jiǎn)稱為 EEDs 近年來(lái) 越來(lái)越多的研究表明許多化學(xué)物質(zhì)可以干擾正常激素調(diào)節(jié)的 生理過(guò)程 從而對(duì)野生動(dòng)物 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和人類的發(fā)育和生殖功能產(chǎn)生不良影響 8 9 對(duì)于 EEDs 的研究 國(guó)外主要集中在內(nèi)分泌干擾物活性甑別方法的研究 EE Ds 暴露的人群流行病學(xué)研究以及 EEDs 作用機(jī)制的研究 9 10 11 我國(guó)對(duì) EEDs 的 研究也日益重視 但系統(tǒng)性的研究尚處于起步階段 國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì) 于 1997 年開(kāi)始設(shè)立這方面的基金項(xiàng)目 對(duì)于環(huán)境激素以及相關(guān)的環(huán)境和生殖問(wèn) 題的研究正在開(kāi)展 12 19 20 21 22 23 24 25 35 本文就環(huán)境內(nèi)分泌干擾物 EEDs 的來(lái) 源 特征及危害作一簡(jiǎn)要評(píng)述 為今后國(guó)內(nèi)在環(huán)境內(nèi)分泌干擾物方面的研究提 供參考 2 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的特征環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的特征 2 1 物理特性物理特性 具有親脂性 不易降解 易揮發(fā) 殘留期長(zhǎng)等特點(diǎn) 可通過(guò)生物富集和食 物鏈的放大作用造成體內(nèi)富集 且產(chǎn)量巨大 應(yīng)用范圍廣 8 13 Norstrom 1998 研究發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)在北極圈內(nèi)的動(dòng)物 如北極熊 Ursus maritimus 其體內(nèi)內(nèi)分泌 干擾物含量很高 38 2 2 結(jié)構(gòu)特性結(jié)構(gòu)特性 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物質(zhì)雖具有激素功能 但和生物體內(nèi)天然雌素酮或其他類 固醇激素在化學(xué)結(jié)構(gòu)上有天壤之別 且這些物質(zhì)間結(jié)構(gòu)也差別巨大 如雄激素 中的睪丸酮和雌激素中的雌素酮 雖生理功能完全不同但二者結(jié)構(gòu)卻幾乎一樣 都是四環(huán)結(jié)構(gòu) 而 DDT DES 是兩環(huán)結(jié)構(gòu) 烷基酚是單環(huán)結(jié)構(gòu) 這也就增 加了解釋這個(gè)問(wèn)題的難度 迄今尚無(wú)假說(shuō)可合理 可信地解釋這些不同結(jié)構(gòu)的 化學(xué)物質(zhì)為何能同激素受體結(jié)合 有些內(nèi)分泌干擾物質(zhì)會(huì)隨劑量的變化表現(xiàn)出 截然相反的作用 在不同組織中的作用也可能不同 對(duì)神經(jīng) 免疫系統(tǒng)和內(nèi)分 泌系統(tǒng)中任一種系統(tǒng)的作用都會(huì)影響到另兩種系統(tǒng) 從而造成了表現(xiàn)形式的多 樣性 28 有研究表明 在加拿大境內(nèi)某試驗(yàn)湖泊中加入乙炔基雌二醇 湖泊中 雄性黑頭呆魚(yú)體內(nèi)卵黃蛋白原水平比正常值高出 9000 倍 39 并且雄性黑頭呆 魚(yú)的數(shù)量急劇減少 40 然而 在另一湖泊中珍珠魚(yú) Semotilus margarita 的種 群結(jié)構(gòu)沒(méi)有出現(xiàn)任何明顯變化 40 盡管此時(shí)湖泊中雄性卵黃蛋白原的水平是正 常閾值的 1000 15000 倍 41 2 3 作用特性作用特性 27 2 3 1 特異敏感期特異敏感期 盡管環(huán)境內(nèi)分泌干擾物質(zhì)與天然激素相比效應(yīng)強(qiáng)度較低 但 由于正在發(fā)育的機(jī)體內(nèi)分泌系統(tǒng)尚缺乏反饋保護(hù)機(jī)制 或因?yàn)橛左w的激素受體 分辨能力不如成體的那樣高 孕期 幼年動(dòng)物及人體對(duì)激素水平遠(yuǎn)較成體敏感 激素水平的微量改變即可影響動(dòng)物終生 2 3 2 轉(zhuǎn)代影響轉(zhuǎn)代影響 由于親代的暴露 可通過(guò)不同方式導(dǎo)致子代胚胎早期 胎兒 新生兒 動(dòng)物 產(chǎn)生不可逆的損害 2 3 3 影響往往是遲緩型的影響往往是遲緩型的 即便暴露發(fā)生在胚胎前期 胎兒或新生兒期 但直 到后代成熟 甚至到中年期才能表現(xiàn)出明顯的損害 由于其影響的遲發(fā)性而不 易引起人們的注意 3 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的危害環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的危害 3 1 對(duì)生殖系統(tǒng)的影響對(duì)生殖系統(tǒng)的影響 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物引起的體內(nèi)性激素代謝的變化 對(duì)依賴性激素的生理過(guò)程 特別是生殖產(chǎn)生嚴(yán)重影響 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物可干擾體內(nèi)性激素 使內(nèi)分泌失衡 體內(nèi)性激素代謝異常 精子和卵子質(zhì)量和數(shù)量下降及前列腺功能改變 導(dǎo)致生殖機(jī) 能失常 42 43 3 2 對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的影響對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的影響 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物能影響神經(jīng)細(xì)胞的活動(dòng)及神經(jīng)系統(tǒng)的傳導(dǎo)能力 從而造成 神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育延遲 智力損傷及神經(jīng)行為的變化 通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室里對(duì)動(dòng)物進(jìn)行 研究發(fā)現(xiàn) PCBs 會(huì)導(dǎo)致嚙齒類動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)能力 嚙齒類動(dòng)物和猴類的認(rèn)知能力 以及猴類識(shí)別能力的損害 研究表明給出生后 10 16 天的雌鼠體內(nèi)注入 32mg kg 的 3 4 3 4 四氯酚時(shí) 在其后代的成體階段會(huì)出現(xiàn)間歇性轉(zhuǎn)圈 搖頭和多 動(dòng)癥等神經(jīng)毒性反應(yīng) 14 大多數(shù)的關(guān)于內(nèi)分泌干擾物對(duì)人類神經(jīng)的影響主要是 關(guān)于嬰兒和兒童的 這是因?yàn)榘l(fā)育中的神經(jīng)系統(tǒng)最容易受到毒性物質(zhì)的影響 3 3 對(duì)免疫系統(tǒng)的影響對(duì)免疫系統(tǒng)的影響 內(nèi)分泌干擾物對(duì)動(dòng)物免疫系統(tǒng)的影響還沒(méi)有統(tǒng)一的 確定的結(jié)論 而且由 于現(xiàn)有的大多數(shù)關(guān)于內(nèi)分泌干擾物免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)資料都是以已經(jīng)受管制的或被禁 用的化學(xué)品為對(duì)象獲得的 內(nèi)分泌干擾物潛在的免疫系統(tǒng)毒性還難以確定 199 5 年 Lahvis 報(bào)道了海豚免疫反應(yīng)的減少與 p p DDT 0 24ng g 和 p p DDE 15 536 ng g 濃度的增加密切相關(guān) 14 Kiesecker 2002 年 研究表明 8 環(huán)境內(nèi)分泌 干擾物會(huì)降低兩棲類動(dòng)物對(duì)寄生蟲(chóng)卵免疫力 導(dǎo)致動(dòng)物體畸形 同樣可聯(lián)想到 隨著這類污染物濃度升高 免疫反應(yīng)的減少可能會(huì)導(dǎo)致傳染病發(fā)生率增加 但是還需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)來(lái)揭示 DDT 是如何調(diào)節(jié)免疫毒性的功能以及如何影響到 免疫體系中的受動(dòng)器細(xì)胞 3 4 致癌作用致癌作用 多數(shù)有雌激素行為的環(huán)境內(nèi)分泌干擾物通常被認(rèn)為是癌的助長(zhǎng)劑 許多其 它可能具有雌激素樣作用的化學(xué)物與腫瘤 尤其是生殖系統(tǒng)腫瘤的關(guān)系正在研 究 如二噁英 人工合成避孕藥 植物和真菌雌激素等 調(diào)查顯示 在過(guò)去 50 年中 激素依賴性器官腫瘤發(fā)病率明顯上升 乳腺癌發(fā)病率增加了 2 倍 睪丸 癌增加 3 倍 前列腺癌增加 2 倍 調(diào)查還發(fā)現(xiàn)婦女孕期攝入 DES 可引起其女 性子代生殖系統(tǒng)腺癌增多 在環(huán)境受到 DDT 多氯聯(lián)苯類化合物 PCBs 等污 染的地區(qū) 野生動(dòng)物腫瘤發(fā)病率也比較高 上述變化均可能與環(huán)境雌激素有關(guān) 9 1 1 3 5 對(duì)動(dòng)物種群和群落的影響對(duì)動(dòng)物種群和群落的影響 對(duì)魚(yú)類 鳥(niǎo)類 鱷魚(yú)和哺乳動(dòng)物的研究已經(jīng)表明 內(nèi)分泌干擾物潛在地破 壞它們所處的群落和生態(tài)系統(tǒng)的功能 29 有研究表明環(huán)境內(nèi)分泌干擾物會(huì)導(dǎo)致 脊椎動(dòng)物種群數(shù)量減少 比如弗羅里達(dá)州豹 30 海洋哺乳動(dòng)物 31 兩棲類動(dòng)物 32 另外 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物對(duì)心血管系統(tǒng) 43 也可造成影響 具體表現(xiàn)為高血壓 慢性缺血性心臟病 慢性風(fēng)濕性心臟病等 4 結(jié)語(yǔ)與展望結(jié)語(yǔ)與展望 由此可見(jiàn) EEDs 的來(lái)源廣泛 特征復(fù)雜多變以及危害大 對(duì)環(huán)境內(nèi)分 泌干擾物的研究目前尚沒(méi)有普遍有效的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和方法 研究的熱點(diǎn)仍然是環(huán) 境內(nèi)分泌干擾物的鑒定 環(huán)境內(nèi)分泌干擾影響的定性和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 14 目前各國(guó) 對(duì) EEDs 的研究還有一定的局限性 33 以美國(guó) 10 為例 將 EEDs 項(xiàng)目的資金主 要用于研究人體健康效應(yīng) 幾乎占 69 18 用于研究生態(tài)效應(yīng) 11 用 于暴露評(píng)價(jià) 研究 EEDs 的暴露與人群有害效應(yīng)之間的關(guān)系及人類風(fēng)險(xiǎn)的項(xiàng)目 較少 而其中的大多數(shù)又局限在與乳腺癌關(guān)系的研究中 未來(lái)要進(jìn)一步研究影 響環(huán)境內(nèi)分泌干擾的參數(shù) 研究的對(duì)象要擴(kuò)展到更多的物種 至于對(duì)人和動(dòng)物 的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 有必要了解整體的污染狀況 內(nèi)分泌干擾物的環(huán)境行為以及對(duì)人 和動(dòng)物的影響 而且 干擾機(jī)理以及各種干擾物的相互作用必須研究清楚 9 目前 對(duì)單一污染物的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型已經(jīng)建立 但還需要研究新的模型和評(píng)價(jià) 方法 解決多種污染物的復(fù)合效應(yīng) 另外 對(duì)于環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的處置和處 理問(wèn)題也迫在眉睫 許多環(huán)境污染物具有生殖毒性 環(huán)境雌性化或環(huán)境污染物 的生殖毒性問(wèn)題是人類亟待解決的重大課題 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1 余剛 黃俊 關(guān)于 Endocrine Disruptors 的譯名 J 科學(xué)術(shù)語(yǔ)研究 2001 3 3 10 11 2 Dodds E C Lawson W Synthetic oestrogenic agents without the phenanthr ene nucleus J Nature 1936 137 996 3 王簃蘭 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物對(duì)健康影響的研究進(jìn)展 J 中國(guó)醫(yī)師雜志 2003 5 1 1 2 4 Gomes R L Scrimshaw M D Lester J N Determination of endocrine disr upters in sewage treatment and receiving waters J Trends in analytical chemis try 2003 22 10 697 707 5 梁增輝 何世華 孫成均等 引起青蛙畸形的環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的初步研究 J 環(huán)境與健康雜志 2002 19 6 419 421 6 Mills L J Chichester C Review of evidence Are endocrine disrupting che micals in the aquatic environment impacting fish populations J Science of tota l environment 2005 343 1 34 7 Kavlock R J What s happening to our frogs J Environ Health Perspect 199 8 106 773 774 8 Zala S M Penn D J Abnormal behavious induced by chemical pollution a review of the evidence and new challenges J Animal behaviour 2004 68 649 66 4 9 Waring R H Harris R M Endocrine disrupters A human risk J Molecul ar and Cellular Endocrinology 2005 244 2 9 10 Kavlock R J Overview of endocrine disruptor research activity in the Unit ed States J Chemosphere 1999 39 8 1227 1236 11 劉先利 劉彬 鄧南圣 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物研究進(jìn)展 J 上海環(huán)境科學(xué) 200 3 22 1 57 63 12 杜克久 徐曉白 環(huán)境雌激素研究進(jìn)展 J 科學(xué)通報(bào) 2000 45 21 2241 2251 13 薛南冬 王洪波 徐曉白 水環(huán)境中農(nóng)藥類內(nèi)分泌干擾物的研究進(jìn)展 J 科 學(xué)通報(bào) 2005 50 22 2241 2449 14 鄧南圣 吳峰 環(huán)境中的內(nèi)分泌干擾物 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2004 年 4 月 第 1 版 15 Jobling S Reynolds T Roger W et al A variety of environmental persi stent chemical including some phthalate plasticizers are weakly estrogenic J Environmental Health Perspectives 1995 103 582 587 16 任仁 黃俊 哪些物質(zhì)屬于內(nèi)分泌干擾物 EDCs J 安全與環(huán)境工程 2004 1 1 3 7 10 17 Marin M L Lopez J et al Analysis of potentially toxic phthalate plastici zers used in Toy manufacturing J Bull Enviro Contam Toxical 1998 60 68 7 3 18 McKay G Dioxin characterization formation and minimization during mu nicipal solid waste MSW incineration review J Chemical Engineering Jour nal 2002 86 343 368 19 周景明 秦占芬 從琳等 多氯聯(lián)苯內(nèi)分泌干擾物及機(jī)理研究進(jìn)展 J 科學(xué) 通報(bào) 2004 49 1 34 39 20 陳加平 徐立紅 吳振斌等 苯并 a 芘致毒的魚(yú)的分子生態(tài)毒理學(xué)指標(biāo) 研究 J 中國(guó)環(huán)境科學(xué) 1999 19 5 417 420 21 劉靜 湯乃軍 趙力軍等 亞慢性染毒 2 3 7 8 四氯二苯并二噁英對(duì)雄性大 鼠生殖系統(tǒng)的影響 J 中國(guó)工業(yè)醫(yī)學(xué)雜志 2006 19 4 196 204 22 黃莉 王建華 戴麗軍等 2 3 7 8 四氯二苯并二噁英對(duì) NIH 小鼠早期妊娠 和生殖激素的影響 J 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào) 2005 25 1 94 98 23 錢春花 唐偉 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物與甲狀腺疾病關(guān)系的研究進(jìn)展 J 國(guó)外醫(yī)學(xué) 衛(wèi)生學(xué)分冊(cè) 2006 33 2 106 109 24 蘇念軍 朱偉杰等 鎘對(duì)雄 男 性生殖系統(tǒng)的毒性影響 J 生殖與避孕 200 4 24 2 103 107 25 叢琳 秦占芬 周景明等 植物雌激素對(duì)動(dòng)物和人體健康的影響 J 環(huán)境與 健康雜志 2006 23 2 176 178 26 包國(guó)章 董德明等 環(huán)境雌激素生態(tài)影響的研究進(jìn)展 J 生態(tài)學(xué)雜志 2001 20 5 44 50 27 李杰 司紀(jì)亮 內(nèi)分泌干擾物質(zhì)簡(jiǎn)介 J 中國(guó)公共衛(wèi)生 2002 18 2 241 242 28 梁超 鄧慧萍 水中內(nèi)分泌干擾物質(zhì)的研究現(xiàn)狀及趨勢(shì) J 城市給排水 2005 19 3 17 20 29 Taylor M R et al A research strategy for investigating the ecological sign ificance of endocrine disruption report of a UK workshop J The science of tota l environment 1999 233 181 191 30 Facemire C F Gross T S 30 71 133 35 鄭繼翠 肖現(xiàn)民 鄭珊等 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物對(duì)人臍靜脈血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖 的影響及其相關(guān)機(jī)制 J 復(fù)旦學(xué)報(bào) 醫(yī)學(xué)版 2006 33 6 718 726 36 Gandolfi F Pocar P Brevini T A L Fischer B Impact of endocrine disr upters on ovarian function and embryonic development J Domestic Animal En docrinology 2002 23 189 201 37 Sonnenschein C Soto A M An updated review of environmental estrogen and androgen mimics and antagonists J J Steroid Biochem Molec Biol 1998 65 143 150 38 Norstrom R J Belikov S E Born E W et al Chlorinated hydrocarb on contaminants in polar bears from eastern Russia North America Greenland and Svalbard biomonitoring of Arctic pollution J Archives of Environmental Contamination and Toxicology 1998 35 354 367 39 Palace V Evans RE Wautier K et al Induction of vitellogenin and histo logical effects in wild fathead minnows from a lake experimentally treated with the syntheti