環(huán)境內分泌干擾物

關于環(huán)境內分泌干擾物第1頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五內容2一、環(huán)境內分泌干擾物的分類二、環(huán)境內分泌干擾物的危害三、環(huán)境內分泌干擾物的作用機制四、環(huán)境內分泌干擾物的篩檢方法第2頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五一、環(huán)境內分泌干擾物的分類（一）內分泌干擾物名稱由來1997年《掠奪未來》,提出了內分泌干擾(endocrinedisrupting，ED)物質的概念。31996年“OurStolenFuture”提出。環(huán)境中存在著一類化學物質，當進入動物體內之后能起到干擾體內正常激素分泌的作用，從而影響生殖功能，導致惡性腫瘤的產生，這類化學物質即所謂的“外源性內分泌干擾物質”

第3頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五內分泌干擾物質是指可通過干擾生物或人為保持自身平衡和調節(jié)發(fā)育過程而在體內產生的天然激素的合成、分泌、運輸、結合、反應和代謝等，從而對生物或人體的生殖、神經和免疫系統等的功能產生影響的外源性化學物質。

——美國EPA的定義

內分泌調節(jié)物：引起完好無損生物體或其后代中內分泌功能變化不利影響的外源物質，它們主要是通過人類的生產和生活排放到環(huán)境中的污染物，又可以稱之為環(huán)境激素。

——歐盟定義

（二）內分泌干擾物的定義4第4頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五(三)環(huán)境內分泌干擾物的分類5EDCs天然化學物人工合成化學物天然雌激素植物雌激素真菌雌激素人工合成的雌激素環(huán)境化學污染物雌二醇、雌酮、雌三醇大豆異黃酮香豆雌酚玉米赤霉烯酮己烯雌酚、己烷雌酚炔雌醇、炔雌醚等二噁英、多氯聯苯雙酚A、鄰苯二甲酸酯類等第5頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五6按照EDCs的干擾功能分類EDCs①雌激素干擾物③雄激素干擾物②甲狀腺干擾物⑤胰島素干擾物④糖皮質激素干擾物⑥腎上腺皮質激素干擾物

……第6頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五按照對EDCs的認識程度分類第7頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五二、環(huán)境內分泌干擾物的危害危害致癌致畸生殖異常

動物雌性化現象神經毒性其他如阻止植物固氮免疫毒性第8頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五1.男嬰出生率下降

自20世紀70年代以來，加拿大男嬰的出生率下降了0.22%，美國下降了0.1%。2.男性精子異常且不育患者增加，男子女性化程度加劇

從1940年到1990年這50年間，人類的精子密度下降了50%3.誘發(fā)女性生殖系統問題

性早熟、月經失調、子宮內膜炎癥、不孕癥、卵巢癌、乳腺癌等增加

現在全球每年約有50萬名婦女死于乳腺癌，且發(fā)病率以每年5％～20％的速度上升；20世紀60年代，美國女性一生中乳腺癌的發(fā)生幾率僅為1/20，而20世紀90年代上升為1/8(一)對人體健康的影響第9頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五第10頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五4.對發(fā)育的影響

胎兒和嬰兒出現先天性畸形、發(fā)育不全和癡呆的病例增加。5.

引起人的神經系統功能障礙、智力低下。6.

可損害人體免疫系統，降低免疫力。7.

誘發(fā)腫瘤發(fā)生(一)對人體健康的影響第11頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五日本米糠油事件中PCBs（多氯聯苯）受害者的慘狀第12頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五（二）對野生生物的危害上世紀50年代：英國水獺種群數量下降；1952年：佛羅里達鷹的數量下降；上世紀60年代：蜜歇根湖貂類喪失生殖能力，出生率下降；

1970年：安大略湖80%鷗鳥死亡；

1980年：佛羅里達鱷魚發(fā)育異常；1988年：北歐大批海豹死亡；上世紀90年代早期：地中海大批海豚死亡第13頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五1998年發(fā)現多只北極熊生殖器官變異；1994年4月，日本7條河流中的雄鯉魚有1/4雌性化；MissingbackleftlegExtrabackrightlegTailnotabsorbed

1996年夏天在明尼蘇達州發(fā)現的畸形青蛙（二）對野生生物的危害第14頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五三、環(huán)境內分泌干擾物的作用機制EDCs能干擾體內內源激素的合成、分泌、運輸、結合、代謝，影響內分泌系統的正常生理功能，而內分泌系統紊亂又使免疫系統和中樞神經系統受到傷害。第15頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五（一）影響機體正常內分泌功能的機制

1.與受體直接結合

（1）與雄激素受體結合，表現出抗雄激素效應烯菌酮、殺蟲劑［N-（3、5-二氯苯基）-1、2-二甲基環(huán)丙烷-1、2-二甲酰亞胺］和p、p’-DDE[2,2-雙-(對氯苯基)-1,1-二氯乙烯]第16頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五

1.與受體直接結合

（2）雌激素受體（ER）介導的反應這些化學品的效應與β-雌二醇（E2）等內源雌激素相似，包括DDT、烷基苯酚、雙酚A等（一）影響機體正常內分泌功能的機制第17頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五2：與生物體內激素競爭靶細胞上的受體通過競爭的結果，環(huán)境激素與靶細胞上的受體結合，減少受體對天然激素的吸附或阻礙天然激素與受體結合，從而減少了天然激素的作用。天然激素與受體的結合受環(huán)境激素的阻礙，進而影響激素信號在細胞、器官、組織的傳遞，導致機體功能失調。（一）影響機體正常內分泌功能的機制第18頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五3：有些內分泌干擾物可產生類似雌激素的效應，卻與雌激素受體的信號傳遞途徑無關。

芳烴受體（AhR）即為性激素受體外的一種信號傳遞途徑，它可以與許多環(huán)境污染物如二惡英和呋喃結合，產生抗雌激素活性，包括增加雌激素代謝（降低內源雌激素水平）、降低雌激素受體ER的結合活性以及降低ER介導的基因表達等。（一）影響機體正常內分泌功能的機制第19頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五EDCs影響大腦皮層、下丘腦、腦垂體等對激素的調節(jié)作用，導致激素合成、釋放、運輸異常。如有機磷農藥能與體內膽堿酯酶結合，形成穩(wěn)定的磷酸化膽堿酯酶，使膽堿酯酶失去活性，喪失分解乙酰膽堿的能力，造成體內膽堿的蓄積，從而引起神經傳導功能紊亂，出現一系列中毒癥狀。（二）影響神經遞質的傳導，毒害神經系統第20頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五金屬鉛和許多農藥都對睪丸有較強的毒性作用；在雌性生殖系統中，環(huán)境激素可以影響卵泡的發(fā)育和成熟、性激素的合成與釋放。

有機氯農藥能使鳥類產蛋數目減少，蛋殼變薄和胚胎不易發(fā)育。(三)作用于生物體的生殖腺，影響性激素分泌第21頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五

環(huán)境毒物通過影響肝腎代謝功能，改變體內的激素水平。有機磷、有機氯農藥可以誘導肝臟甾醇羥化酶、微粒體酶，從而加速內源性激素的代謝和排泄。艾氏劑和狄氏劑可使大鼠的谷丙轉氨酶和醛縮酶的活性升高DDT對ATP酶有抑制作用。(四)作用于生物體的肝臟腎臟第22頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五

人的免疫系統在環(huán)境激素的長期作用下，會發(fā)生免疫失調和病理反應。Pb、Hg可使機體產生過敏性發(fā)病綜合癥；一些殺蟲劑可引起免疫性溶血性貧血。(五)影響機體免疫細胞對抗原的識別第23頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五（六）致癌、致畸作用一些環(huán)境激素可作用于染色體，使其數目或結構發(fā)生變化，改變某些基因的序列，使得組織、細胞生長失控，產生腫瘤，如發(fā)生在生殖細胞，則可造成流產、畸胎或遺傳性疾??；胎兒出生后體細胞遺傳物質的突變易引起腫瘤。DEHP處理導致的子代小鼠無尾畸形右邊個體為對照組箭頭所示的紅點處為本應長尾的位置第24頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五25PerinatalExposuretothePhthalatesDEHP,BBP,andDINP,butNotDEP,DMP,orDOTP,AltersSexualDifferentiationoftheMaleRatEffectofDEHPontesticulardevelopment.研究范例L.EarlGrayJretal./

TOXICOLOGICALSCIENCES58,350–365(2000)TestisweremalformationandstuntingafterDINPtreatmentLeft:Maternaltreatmentwithcornoil0.75g/kg/dayRight:MaternaltreatmentwithDINP0.75g/kg/day第25頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五Comparedtocontroltestes,thisDINP-treatedmalerighttestesdisplayatrophictubulesthatlackanyevidenceofspermatogenesis.Inaddition,thelumenofboththeleftandrightcaudaeepididymidisfromthismalecontaincellulardebrisandreducednumbersofsperm.controlDINP第26頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五27研究范例LeonE.Gray,Jretal./TOXICOLOGICALSCIENCES123(1),206–216(2011)Dose-ResponseAssessmentofFetalTestosteroneProductionandGeneExpressionLevelsinRatTestesFollowingInUteroExposuretoDEHP,DIBP,DIHP,DINP第27頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五28Withthedrugconcentrationincreased,testosteronelevelsgraduallydecline.研究范例LeonE.Gray,Jretal./TOXICOLOGICALSCIENCES123(1),206–216(2011)第28頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五研究范例LeonE.Gray,Jretal./TOXICOLOGICALSCIENCES123(1),206–216(2011)Insl3:胰島素樣因子3StAR:類固醇激素合成急性調節(jié)蛋白Cyp11A:細胞色素P450亞家族成員第29頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五四、環(huán)境內分泌干擾物篩檢方法（一）體內實驗1.動物喂養(yǎng)實驗2.嚙齒動物切除卵巢后子宮肥大實驗或動情期實驗（二）體外實驗1.雌激素受體競爭性抑制法2.標志基因鑒定30第30頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五

1.動物喂養(yǎng)實驗（一）體內實驗31EDCs妊娠鼠皮下注射雄性子代后代不育情況成年后睪丸發(fā)育情況生殖腺損害情況第31頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五通過測定EDCs對動物是否具有促進子宮生長的作用來評價其雌激素活性。該種實驗直接作用于雌激素效應器，可以直接顯示化學物的類雌激素功能。2.嚙齒類動物切除卵巢后子宮肥大實驗或動情期實驗32第32頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五動物實驗的優(yōu)缺點：優(yōu)點：1.最具真實性2.最具說服力缺點：1.實驗過程繁瑣2.實驗結果受動物年齡、性別、品系、個體差別及取樣誤差等影響3.對環(huán)境低濃度暴露不易獲得正確結果（一）體內實驗第33頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五1.雌激素受體競爭性抑制法基于ELISA的受體競爭結合法檢測環(huán)境雌激素方法：采用免疫測定介導受體競爭結合試驗定量檢測環(huán)境雌激素將17β-雌二醇-BSA固定在微孔板上，環(huán)境雌激素與微孔板上的17β-雌二醇-BSA競爭性的與雌激素受體結合，與微孔板上17β-雌二醇-BSA結合的受體與雌激素受體的抗體、雌激素受體抗體的二抗形成一個三明治形式的復合物，通過顯色劑顯色，最后用比色法對試驗結果進行定量。結果：整個反應中環(huán)境雌激素濃度越高，溶液的吸光度值的變化就越小，環(huán)境雌激素的濃度與吸光度值成負相關。（二）體外實驗34第34頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五第35頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五（1）酵菌轉基因獲得的性激素受體表達實驗

主要檢測雌激素受體結合依賴性轉錄和轉錄活性。

此法是用具有完整的人雌激素受體DNA的表達質粒和帶有β-半乳糖苷酶結構基因上游的雌激素反應元件的標志質粒轉化酵母菌—釀酒酵母菌形成激素依賴性轉錄活化因子，然后加入雌激素或待測的物質培養(yǎng)當雌性物質結合到受體上激活相應的激素反應元件合成β-半乳糖苷酶，利用酶-底物法檢測其活性。

2.標志基因鑒定第36頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五人雌激素受體DNAβ-半乳糖苷酶結構基因上游雌激素反應元件待測物質有顏色顯示無顏色顯示第37頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五(2)質粒載體轉染法

構建含有由雌激素、雄激素或視黃酸應答的DNA加強元件的激素誘導控制下的瑩蟲酶基因的標志質粒載體，然后將這些載體短暫轉染入含有相應受體的人類卵巢瘤BG-1細胞系中，顯示它們同各自激素反應誘導瑩蟲酶的能力。2.標志基因鑒定第38頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五3.細胞增殖實驗

人乳癌細胞（MCF-7）增殖實驗實驗原理MCF-7：激素依賴性細胞系，加入雌激素后誘導細胞增殖。實驗結果判斷比較在加入10%血清后的培養(yǎng)液中，加或不加E2或類雌激素物質培養(yǎng)后的細胞數量。研究實例Harris等利用此細胞系研究二噁英（TCDD）及其結構類似物對雌激素受體的影響，認為TCDD及TCDD類似物通過誘導CYP1A1基因表達而產生抗雌激素作用。

39第39頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五實驗原理卵黃黃素：卵生脊椎動物幼年期由肝臟合成的雌激素依賴性蛋白前體，成年雌性體內含量極微或不能檢出，但在雌激素或類雌激素物質作用下可過度表達。實驗結果判斷檢測VTG或其mRNA含量即可判斷該化合物有無雌激素活性或其作用強度。應用價值作為魚、蟾蜍、爬行動物等卵生動物的雌性激素的一種生物標志，其誘導實驗檢測環(huán)境雌激素干擾物質暴露。4.卵黃黃素誘導實驗第40頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五這種鑒定利用原代肝細胞受試，原代培養(yǎng)的細胞剛剛離體，其生物學特征未發(fā)生很大變化，保留了細胞的代謝活性，可最接近和反映體內生長特性。這種鑒定的終點是雌激素反應蛋白或蛋白mRNA，與雌激素受體結合實驗相比，結果更具可信性。4.卵黃黃素誘導實驗第41頁，共46頁，2022年，5月20日，8點15分，星期五五.我國EDCs防治現狀——問題及對策我國EDCs污染研究控制中的問題1、研究不足，情況不明

基礎研究較薄弱，識別和鑒定存在