双酚A是一类作用较弱的环境雌激素,因其应用极其广泛,人类长期处于低剂量反复暴露的环境中。在特定的剂量水平下,双酚A可能造成机体生殖系统、神经系统、免疫系统的毒性作用。作为一种激素相关疾病,乳腺癌的发生发展与长期低剂量双酚A暴露的关系已引起人们关注。2008年美国国家毒理学会曾组织毒理学家对双酚A潜在毒性进行全面评价,提出其对女性婴幼儿乳腺组织的发育可能产生一定影响,同时不同学科领域的科学家从不同角度对低剂量长期反复接触双酚A对体外培养乳腺细胞、实验动物乳腺组织的影响进行了研究,并有流行病学工作者对双酚A接触人群进行了相应调查。现对该领域的研究结果进行综述。

双酚A( bispheno l A,BPA)是一类低毒性化学物质,分子由2个酚环和1个丙酮分子缩合而成,因而得名。双酚A的相关产品大部分用于生产日常消费品,以婴儿奶瓶、金属罐装食品容器内涂层和牙科用填充物质最为普遍。此外,因为涉及到双酚A的工业、制造业的广泛性,在生产过程中对水、土壤、空气的污染也不容忽视。

理论上双酚A结合于塑料或树酯上,不会与人或动物直接接触,但2003年Koeh ler等人^〔1〕研究发现,用粗糙洗剂可使双酚A从原料中渗出,并且随着温度升高溶出更为明显。双酚A进入机体可迅速代谢,产生糖基化双酚A,最终随尿或粪便排出体外。但实际情况是因为双酚A的广泛应用,使人体长期反复地暴露于低浓度的双酚A。双酚A普遍存在于人体组织和体液中,在胎盘组织、脐带血、胎儿和婴幼儿体液中尤为明显。1997年Nage l等^〔2〕报道了双酚A在2ppb剂量水平下可能对实验动物生殖系统产生影响,虽然该结果因样本量少而备受质疑,却为双酚A低剂量毒性研究打开了大门。 2000年开始,关于双酚A毒性的研究开始增多,多集中在双酚A对脑、胚胎生长发育、生殖系统发生及毒性研究。2008年美国国家毒理学会( N ational Toxico logyProgramm,NTP)的人类生殖危险评价中心首次应用5个水平关注度来评价双酚 A对人体可能的毒性作用,其中对女性婴幼儿乳腺组织及青春期提前的影响标签为“低关注”^〔3〕。

20世纪70年代以来,随着工业化的普及及生活方式的改变,乳腺癌成为继肺癌之后的影响人类健康第二大肿瘤类疾病,女性发病率是男性的100倍以上。2001年So to等^〔4〕通过动物实验研究发现,胚胎在子宫内长期、反复地接触低浓度双酚A可以影响乳腺组织的形成和结构,同时有分泌功能的改变。在该研究团队后续的研究中分别证实围生期暴露于环境水平相关剂量的双酚A可使实验动物乳腺导管增生^〔5〕、增加乳腺组织对雌激素的敏感度^〔6〕、引起大鼠乳腺组织的癌前病变^〔7〕等。依据这些研究结果,So to^〔8〕提出了一种新的乳腺癌发生机制学说:子宫内致癌。2009年Jenk ins等^〔9〕将泌乳期的大鼠暴露于环境水平相关剂量的双酚A,使子鼠通过吸食母乳接触双酚A,结果表明,早期的双酚A接触可以增加成年后子鼠对二甲基苯蒽( DMBA)引起的乳腺肿瘤的多发性,并缩短肿瘤潜伏期;而对无DMBA暴露组小鼠进一步研究发现,哺乳期暴露于双酚A可使子鼠在产后50d发生乳腺上皮细胞增殖加速、细胞凋亡减少的现象。多数的动物实验从不同的侧重点出发,证明早期的双酚A暴露可以增加成年后实验动物罹患乳腺癌的危险性。2009年Yang等^〔10〕通过检测乳腺癌患者及对照组人群全血中双酚A浓度,得出人群双酚A暴露与乳腺癌发病可能存在的关系,结果表明,虽然人群血中双酚A浓度与乳腺癌发病的若干危险因素存在一定的相关关系,却没有证据证明其与乳腺癌有任何直接关联。双酚A进入人体会被迅速代谢为结合型,并通过尿液排出体外,一次暴露的双酚A可以在24h之内被机体清除。因此,虽然机体长期反复地暴露于双酚A,却很难形成稳定的长期接触生物标志物,一次检测血中双酚A仅仅能反映近期,甚至只是测定前24h之内的双酚A接触情况,而不能提供长期接触的信息。因此,在对双酚A接触与乳腺癌发病间因果关系的人群研究时,或者采用长期跟踪的队列研究方法或者尝试找到一种双酚A长期接触的生物标志物。Shanaz等^〔11〕通过对乳腺癌病人正常侧乳腺细胞的体外培养及处理,发现双酚A引起的乳腺癌易感性基因表达谱的改变与乳腺癌病人的肿块大小及肿瘤分级呈正相关关系。该研究从另一个侧面为双酚A接触与乳腺癌发生之间的联系提供了证据。但至今并没有直接的人群实验证明双酚A接触与乳腺癌的发生、发展及治疗之间有任何直接关联。

作为一种典型的环境雌激素,对于双酚A的体外机制研究大多涉及到经典雌激素受体ERα和ERβ,普遍认为双酚A是一类与雌激素受体结合能力较弱的环境雌激素,其与ERα的结合能力较雌二醇低 1 000~ 10 000倍,而与ERα结合能力较强。早在1999年 Schafer等^〔12〕的研究发现,微摩尔水平的双酚A可明显促进乳腺癌细胞的增殖,并且这种作用于纳摩尔水平雌二醇的作用相似,最近M iyakoshi等^〔13〕应用RNA干扰法敲除人乳腺癌细胞M CF-7的ERα基因,发现双酚A对MCF-7细胞的促增殖作用随着ERα基因的缺失而消失。Shimohigash i的研究团队在2006年通过体外研究发现,双酚A与ESRRα基因可以发生持久稳定的结合,而且这种结合能力比4-壬基苯酚、己烯雌酚与该受体的结合能力高5~ 50倍^〔14〕,又通过X线衍射、晶体结构分析^〔15〕、以及放射性配基结合分析( scatchard plot analysis)等方法的分析^〔16〕证实了这种结合的可信性。2009年出于对胎盘组织中有双酚A聚集这种现象的考虑,该研究团队对胎盘组织中ESRR基因的表达水平进行分析^〔17〕,研究结果提示,ESRR基因在胎盘组织中有高表达,而且双酚 A可以通过与ESRR的结合而富集在胎盘组织中。Riggins等^〔18〕研究表明,ESRR基因在乳腺癌细胞对它莫西芬抗药性过程中起着关键作用,Ben-Jonathan等〔19- 20〕通过体外实验研究先后发现,双酚A和雌二醇均可以通过一种非雌激素受体的途径增强乳腺肿瘤细胞的抗药性,文中提出雌激素相关受体ESRR可能是双酚A产生该作用的通路之一。但至今尚无直接体外实验证据表明,双酚A可以通过任何一种核受体发挥其对乳腺细胞的毒性作用。Khan研究团队曾分别在2004年^〔21〕和2006年^〔22〕报道了双酚A对ER阳性及阴性的MCF-7细胞基因组的影响,结果提示双酚A可以特异性地调控部分与ER不相关的基因表达,并证实双酚A可以通过非ER依赖的途径特异性地下调HOXC6基因的表达。

对外源化学物质的致DNA损伤能力的研究是评价该化学物质遗传毒性危险性的重要指标之一。2009年Lzzotti等^〔23〕的研究结果显示,双酚A与DNA的加合物不仅出现在实验动物肝脏,在乳腺组织内也可以检测到相同的加合物。Iso等^〔24〕应用彗星凝胶电泳方法检测双酚A引起乳腺肿瘤细胞MCF-7 DNA损伤的可能性,结果发现,双酚A可以通过雌激素受体依赖的途径引起细胞DNA链断裂损伤。以上研究结果提示,双酚A可能通过引起DNA损伤而增加机体罹患乳腺肿瘤的危险性。

近年来表观遗传学理论和技术的飞速发展为化学致癌研究提供了新的思路和手段,众多化学致癌的早期事件均包含了表观遗传学信息的改变,同时表观遗传学信息的改变也可以反映机体的早期化学物质暴露信息。关于双酚A引起机体表观遗传学信息改变的研究相对较少,而关于乳腺癌发生、发展、治疗的表观遗传学研究涉及到DNA甲基化、组蛋白修饰、小RNA( microRNA)等表观遗传学各领域信息的改变,这些研究结果为进一步研究双酚A与乳腺癌发生之间的关系研究提供新的思路。

双酚A广泛存在于人类生存环境中,与人的各种生产、生活活动密切相关,人体普遍暴露于双酚A中,经典的毒理学评价方法应用远远高于实际接触浓度以上的双酚A作用于实验动物,得出的无害作用剂量(NOAEL)值为50mg /kg. day。随着毒理学检测技术的发展,越来越多研究报道了双酚 A在远低于NOAEL值剂量下对实验对象产生明显毒性效应。大量实验动物及体外细胞研究结果表明,低剂量双酚A在乳腺癌发生、发展及治疗过程中均产生不可忽视的作用,但有关其作用机制的研究才刚刚起步。