邻苯二甲酸酯类(phthalateesters,PAEs)是目前普遍使用的增塑剂,常用于生产医疗制品、塑料玩具和食品包装等。它是一种典型环境内分泌干扰物,具有生殖毒性。动物实验发现,产前以及发育早期暴露PAEs的雄性动物,其生殖道会表现出特殊毒性症状,如尿道下裂、隐睾症等,类似于人类胎儿期性腺发育异常引起的睾丸发育不全综合征(testiculardys-genesissyndrome,TDS)。研究表明,TDS的发生与男性胎儿时期或者幼儿时期PAEs暴露有一定关系。鉴于PAEs的潜在生殖毒性以及对男性生殖系统危害,近年来,人们尤其关注男性胎儿、婴幼儿PAEs暴露状况及其暴露后果。本研究就PAEs暴露情况、对发育中雄性生殖系统毒性作用机制研究进展综述如下。

PAEs是一大类脂溶性化合物,常见的有邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(di-2-ethylhexylphthalate,DEHP)、邻苯二甲酸二丁酯(di-butylphthalate,DBP)、和邻苯二甲酸二乙酯(di-ethylphthalate,DEP)等。PAEs常作为增塑剂添加于聚氯乙烯等基质中,广泛用于日常用品的生产,如儿童玩具、润滑油、婴儿用品、美容用品、医疗用品等。它与产品基质间为非共价结合,容易从产品中释放,进入周围环境。Fromme等^〔1〕检测了德国柏林59所公寓和74家幼儿园教室空气和尘埃样品,几乎都发现了DEP、DBP和DEHP,而DBP在74家幼儿园所有空气样品中都存在,最高浓度和平均浓度分别为2395,1188ng/m³。

对于婴幼儿来说,PAEs暴露的主要来源是含聚氯乙烯塑料制品、个人护理用品、食物和食物包装、室内空气和尘埃暴露以及住院人群用含PAEs的医疗用具。研究发现,几乎所有儿童尿样中都含有可测定浓度PAEs代谢产物。婴幼儿常通过塑料玩具接触PAEs。刘海文等^〔2〕对32种塑料玩具进行7种环境内分泌干扰物的检测,发现DBP以及DEHP的检出率分别高达95.65%和100.00%。备受关注的是婴幼儿通过母乳、婴儿配方奶粉、牛奶这一途径暴露于PAEs。Sorensen等^〔3〕发现,DEHP在婴儿配方奶粉和牛奶中都存在。Zhu等^〔4〕测试了来自加拿大的21个哺乳期母亲86份母乳样品,发现均含可测定浓度的DEHP、DBP和DEP。DEHP可以穿过胎盘屏障,对于发育中胎儿来说,宫内暴露可能对以后健康的影响尤其重要。Silva等^〔5〕在人类羊水中发现PAEs代谢产物MEP、MBP和MEHP,意味着胎儿宫内暴露的可能。许多动物实验表明,孕期母体PAEs暴露已经严重影响雄性子代生殖健康,宫内暴露及胎盘传递可能是胎儿暴露的重要途径。

PAEs在体内、体外实验以及动物模型中均表现出明显的抗雄激素作用,对婴幼儿内分泌和生殖系统的发育具有影响。动物实验表明,围产期PAEs及其代谢产物暴露会导致雄性大鼠性分化异常,与人类胎儿期性腺发育异常引起的TDS相似。TDS主要由男性性分化过程中支持细胞和/或间质细胞发育和功能异常引起的。有研究报道,近年来TDS的发病有增加趋势,如隐睾症是儿童最常见的先天性畸形,影响2%~4%或更多的新生男婴^〔6〕。睾丸癌是年轻男性较罕见的癌症,但调查显示西方国家该病发病率在1950年后逐渐增加^〔7〕。PAEs可以造成宫内暴露的雄性子代生殖器畸形,如前列腺畸形、尿道下裂、隐睾和肛门生殖器距离(anogenitaldis-tance,AGD)缩短等^〔8〕。Fisher等^〔9〕采用DBP诱发TDS模型,结果显示,孕期母鼠暴露于一定剂量DBP后,不同日龄雄性子代睾丸重量均明显低于对照组,成年子代约有80%出现不育、60%有尿道下裂、100%出现隐睾。

PAEs引起的睾丸病理学改变主要表现为出生后睾丸局部结构发育不全^{〔8, 10〕}。PAEs暴露后可影响胎儿睾丸间质细胞分化,引起间质细胞异常增生,导致未成熟胎儿间质细胞丧失合成睾酮能力。通过研究DBP暴露的雄性胎鼠睾丸,研究者发现间质细胞异常分布/增生是DBP处理过程中初期形态学改变^〔11〕。说明间质细胞增生可能是PAEs暴露后雄性睾丸畸形的发展过程。

在啮齿类,睾丸内间质细胞有2类,胎儿型间质细胞(fe-talleydigcells,FLCs)于出生后退化,成年睾丸中少量存在;间质干细胞(stemleydigcells,SLCs),可以转变成成年型间质细胞(adultleydigcells,ALCs),并在整个生命期都存在。已知FLCs受干扰可引起肿瘤样聚集。DEHP的剂量在10~750mg/kg范围内均可促使FLCs聚集,DBP达500mg/kg时也可促使FLCs聚集^〔10〕。在大鼠,FLCs聚集在受孕后13.5d就开始了,且在受孕后17~19d变得更明显^〔12〕。研究表明,睾酮下降不会引起FLCs聚集,因此,FLCs聚集应该是由其他因素所致^〔13〕。

虽然PAEs暴露对雄性生殖系统造成的毒性作用已被肯定,但其具体作用机制尚未完全阐明。体内、体外和动物模型实验普遍显示,抗雄激素作用是PAEs雄性生殖毒性作用基础,睾丸是PAEs生殖毒性作用的靶器官。PAEs对雄性生殖系统毒性作用被认为具有年龄依赖性,这可能由于胎儿和青春期生殖器官较成人敏感^〔14〕。

目前将PAEs普遍归类为抗雄激素,大多数学者认为,PAEs是通过影响间质细胞的睾酮生成发挥其抗雄激素作用的。Foster等^〔8〕认为,在雄性生殖系统发育特定时期,胚胎睾丸间质细胞发育和功能受到干扰,致睾酮及胰岛素样因子3(Insl3)减少是一系列TDS症状出现的关键。研究发现,PAEs染毒后,胎鼠睾丸内睾酮水平下降^〔15〕。正常的雄性生殖系统发育有赖于睾酮调控,睾酮可促进睾丸从腹股沟下降至阴囊以及附睾、精囊腺和外生殖器的正常发育等。Main等^〔16〕研究了母乳中PAEs代谢产物与新生男孩性激素关系,发现母乳中MBP含量的增加与血清中雄激素结合蛋白的增加成正比,这可能是睾酮减少的间接迹象。

PAEs在间质细胞介导的毒性机制尚不明确。有研究表明,胆固醇运输(Scarb1和Star)及睾酮生物合成(Cyp11a1,Hsd3b1和Cyp17a1)的基因转录水平下调,导致睾丸间质细胞睾酮合成下降^〔17〕。就胎儿间质细胞而言,DBP增强了一些基因的表达,如Nalp6,该基因表达可抑制间质细胞睾酮合成;同时也抑制了一些基因表达,如Npc及Lhcgr,它们可上调睾酮合成^〔18〕。以DEHP为例,Borch等^〔19〕研究发现孕期大鼠染毒后,间质细胞类固醇合成急性调节蛋白(Star)、外周苯二氮卓受体(PBR)、胆固醇侧链裂解酶(P450scc)、Insl-3等基因表达量下降,其相应蛋白Star、PBR、P450scc表达量也下降,与此同时,过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)蛋白表达量下降。Svechnikov等^〔20〕发现,DEHP代谢产物ME-HP通过抑制Star上调影响胆固醇进入线粒体过程,进而使得间质细胞内睾酮合成下降,还发现幼鼠体内5α-脱氢酶活性也受到MEHP抑制。该酶是睾酮转化为双氢睾酮过程中的关键酶,但成年大鼠体内这种酶活性却没有受到MEHP影响,说明幼稚睾丸间质细胞对MEHP毒性作用更为敏感。

综上所述,孕期及出生后PAEs暴露主要是通过对雄性子代睾丸间质细胞产生重要影响,进而引起表现类似于TDS的生殖毒性作用。PAEs引起生殖毒性的具体机制尚不清楚,仍有许多问题尚待解决。PAEs与TDS关系,以及对人类生殖系统影响的具体途径、机制等都需要进一步研究。