第5讲内分泌干扰物及其危害

1、内分泌干扰物污染及其危害天津医科大学 孙增荣一、 内分泌干扰物概述随着工业化的发展、人类科技的进步，大量人工合成化学物质进入人类的生产生活领域，这些化学物质一方面为人类生活提供了极大的便利，另一方面，大量合成化学物质造成广泛的环境污染，并通过空气、水、食物链等多种暴露途径进入生物体内，对人类和其他生物的健康甚至生存造成潜在的威胁。自从上世纪70年代至80年代，很多研究者发现，某些种类的环境化学物质对野生动物及人类产生类似天然激素样的作用，造成包括生殖器官发育异常、不育、生殖系统肿瘤、神经行为改变等与机体内分泌功能改变相关的有害效应。由于当时发现这些物质大多数具有拟雌激素样作用，因此，研究者把这

2、类的环境化学物质称为“环境雌激素”（environmental estrogen）或 “环境激素”（environmentalhormones）。随着研究的深入，越来越多的证据发现，某些环境化学物不仅具有类似雌激素样的作用，还具有抗雄激素、干扰甲状腺激素等多种作用。1991年7月，来自生态学、生物学、动物学、医学、毒理学、法学等多个领域的科学家在美国威斯康星洲的Wingspread召开会议，对于激素在动物正常发育过程中所起的重要作用，以及多种化学物质对野生动物及人类内分泌系统的影响进行了研讨。与会学者认为，大量人工合成化学物及少数天然化学物质可以通过各种途径干扰动物，包括野生动物、实验室动物及

3、人类的内分泌系统，尤其是胚胎/发育阶段动物的内分泌系统对很多化学物的干扰作用非常敏感，从而导致发育异常、生殖功能障碍、神经行为异常、生殖系统癌症等危害。Wingspread会议首次提出“内分泌干扰物”（endocrine disruptors，EDs）这一术语。此后，大量研究发现，一些在人们生产生活中广泛接触的化合物，在曾经被认为的是“安全”的低剂量暴露条件下，也会干扰人类和其他动物的内分泌系统，从而对机体的生殖、发育、神经、免疫、代谢等产生广泛的影响。从此，环境化学物对内分泌系统的干扰作用作为新的全球性公共卫生问题而受到人们的高度关注。1996年，曾参与Wingspread会议的生物学家T.

4、 Colborn，生态学家J.P. Myers及新闻记者D. Dumanoski撰写了科学小说我们被偷走的未来（Our Stolen Future），书中系统地介绍了人工合成化学物对人类和其他动物内分泌系统的干扰作用及其导致的有害效应，作者指出：“某些种类的合成化学物质即使在极其微量的暴露水平也会对人体产生巨大的影响，这种影响可能是终生的。干扰激素作用和人类生命过程的合成化学物质，正在改变着人类的现在和未来”。该书的出版极大地促进了各国政府与国际学术界对于环境内分泌干扰物的重视。美、欧、日等发达国家纷纷开展对环境中内分泌干扰物问题的研究。包括欧盟（EU）、经济合作与发展组织(OECD)和美国国

5、家环保局(USEPA)等在内的政府和组织机构都发表了相关的专题报告，就环境中内分泌干扰物质的暴露、对野生动物和人类内分泌系统及健康的有害影响和风险评价等问题作了整体上的论述。（一）内分泌干扰物的定义对于内分泌干扰物（endocrine disruptors， EDs，或endocrine- disrupting chemicals，EDCs），尚无统一的定义，目前学术界比较公认的是USEPA及世界卫生组织与国际化学品安全规划署（WHO/IPCS）的定义。USEPA对内分泌干扰物的定义:对维持体内平衡并调节生殖、发育、行为等过程的天然激素的合成、释放、转运、代谢、结合、效应及消除具有干扰作用的外

6、源性物质。WHO /IPCS(2002)内分泌干扰物（EDs)定义:能够改变内分泌系统功能从而对完整生物体或其子代，或（亚）群引起有害效应的外源性物质或混合物。“改变”是指影响神经、免疫和生殖系统等正常的调控功能；“有害效应”包括：机体形态学、生理学、生长发育的改变，生物体在一生中出现的机体功能损害、对其他压力/应激的代偿能力下降，以及对环境中其他有害因素作用的易感性增加。（二）内分泌干扰物的分类目前，世界各国已开展内分泌干扰物甄别、安全性评价及管理工作的相关机构、组织尚无统一的EDCs目录（包括确认或可能的EDCs）。1996年USEPA成立的内分泌干扰物筛选测试咨询委员会（EDSTAC）公

7、布的可能具有内分泌干扰作用的化学物质初步清单中有75种；1998年日本环境厅环境激素战略规划SPEED98公布的被疑为环境激素的化学物质有67种；Our Stolen Future 网站2002年公布的“具有内分泌干扰效应的普遍污染物清单”包括86种化学物。随着研究的深入，很多化学物的内分泌干扰性质逐渐被发现。欧盟于1999年拟定了一份由553种可能具有内分泌干扰作用的化学物组成的优先筛选名单，在其2000年的报告中，确定其中118种化学物质具有内分泌干扰作用或潜在内分泌干扰作用，到2006年，报告其中194种化学物质具有明显的内分泌干扰作用；截止到2011年7月，由Our Stolen Fu

8、ture作者Colborn博士创办的非营利组织内分泌干扰交流(The Endocrine Disruption Exchange，TEDX)，在其网站上列出了850种潜在内分泌干扰物的清单。2001年签署的关于持久性有机污染物斯德哥尔摩公约中确定的12种优先控制持久性有机污染物（persistent organic pollutants， POPs）全部被列入上述EDCs名单。12种POPs包括9种有机氯杀虫剂、1种工业化合物、2种垃圾焚烧产物和工业化学物合成的副产物，具体包括：艾氏剂(aldrin)、狄氏剂(dieldrin)、异狄氏剂(endrin)、滴滴涕（dichlorodipheny

9、ltrichloroethane，DDT）、氯丹(chlordans)、毒杀芬(toxaphene)、灭蚁灵(mirex)、六氯代苯(hexachlorobenzene)、七氯(heptachlor)、多氯联苯(polychlorinated biphenyls，PCBs)、多氯代二苯并对二噁英（polychlorinated dibenzo-p-dioxins，PCDDs）和多氯代二苯并呋喃（polychlorinated dibenzofurans，PCDFs）。 EDCs种类很多，是高度异构性的化合物，尚无统一的分类方法。一般可根据其来源或内分泌干扰作用对EDCs进行分类。 1EDCs根

10、据其来源可分为天然物质和人工合成化学物（1）天然激素类物质：包括动物和人体内正常合成的激素类物质，如雌二醇（estradiol，E2）、雌酮和雌三醇等，以及一些植物化学物（phytochemicals）和真菌雌激素。目前研究较多的是植物雌激素（phytoestrogens）。据报道，有超过16个属的300多种植物能够产生至少20种植物雌激素，如异黄酮类（染料木黄酮、大豆苷原）和木脂素。植物雌激素广泛存在于谷物、蔬菜、水果、调味品等多种植物中。人类主要通过食物摄入植物雌激素，适量的自主雌激素有利于人体的健康，并且被广泛应用于婴幼儿配方食品。有研究发现，植物雌激素可通过与雌激素受体结合诱导产生弱雌

11、激素作用，尽管这些物质与雌激素受体结合的亲和力相对较低，但对于孕妇和婴幼儿，若大量食用，其安全性值得深入研究。有文献报道，用大豆配方奶粉喂养的婴幼儿与喂养牛奶的婴幼儿相比，尿中植物雌激素染料木黄酮和大豆苷原的浓度高出500倍。真菌雌激素（mycoestrogens）由环境中的真菌产生，如玉米赤霉烯酮，进入体内与雌激素受体结合，诱导雌激素受体依赖的基因转录，产生雌激素效应。（2）人工合成化学物：主要包括人工合成的药用雌激素及抗雌激素药物：合成雌激素类药物如己烯雌酚（diethylstilbestrol，DES），己烷雌酚、炔雌醇、炔雌醚等。抗雌激素类药物如来曲唑（letrozole）、它莫西芬（

12、tamoxifen）等；工业化学物：塑化剂邻苯二甲酸酯类(phthalates，PAEs），表面活性剂烷基酚（alkylphenol）类，聚碳酸酯和环氧树脂原料双酚A(bisphenol A，BPA)，用于绝缘材料、热导体及溶剂的多氯联苯类（PCBs），溴化阻燃剂多溴联苯（PBBs）、多溴联苯醚（PBDEs），化妆品及食品防腐剂对羟基苯甲酸酯类（parabens），食品抗氧化剂丁基羟基苯甲醚（BHA）等；农药：最初在环境中被认定的60余种EDCs中，有超过40种为农药有效成分或其代谢产物。包括有机氯杀虫剂、氨基甲酸盐杀虫剂、拟除虫菊酯类杀虫剂、有机磷杀虫剂、脱叶剂、除草剂及杀菌剂等；废弃物焚烧

13、、燃料燃烧及化学物质合成的副产物：主要为二噁英类（dioxins）化合物，包括PCDDs，如2,3,7,8-四氯代二苯并-对二噁英（2,3,7,8- tetrachlorodibenzo-p-dioxin，TCDD）与PCDFs，以及多环芳烃类（PAHs）；重金属与类金属：铅、镉、汞、铀、有机锡、砷等。2EDCs根据其作用主要分为以下几类（1）环境雌激素干扰物：大多数EDCs具有雌激素样作用，还有少数具有抗雌激素作用。具有雌激素样作用的EDCs主要包括：天然雌激素、植物雌激素及真菌雌激素；人工合成雌激素：工业化学物及其他环境污染物：这类物质种类繁多，包括PCBs、PBBs、PCDDs、多种农药

14、成分（杀虫剂、杀菌剂、除草剂等）、烷基酚(壬基酚、辛基酚）、BPA、PAEs、对羟基苯甲酸酯类、丁基羟基苯甲醚、重金属（镉、汞、砷、铀）等。此外，PAHs、TCDD等能与芳香烃受体（AhR）结合的化合物同时具有抗雌激素作用。（2）环境雄激素干扰物：具有抗雄激素作用的EDCs主要包括：PAEs、苯乙烯、氟他胺（flutamide）、烯菌酮（vinclozolin）、腐霉利(procymidone)、利谷隆（linuron）、DDT降解产物p，p-DDE以及重金属铅、镉等；广泛用于化妆品及个人护理产品的抗菌剂三氯卡班（triclocarban）具有拟雄激素性质。（3）环境孕激素干扰物：某些天然植物

15、成分具有模拟或干扰孕激素作用，如一些中药中的皂甙类成分通过与孕激素受体结合产生孕激素样作用；动物实验发现，某些合成化学物具有抗孕激素作用。例如，杀虫剂甲草胺（alachlor）、硫丹（endosulfan）、十氯酮（kepone）、DDT 代谢产物o，p-DDD、甲氧敌敌涕（methoxychlor，MXC）。重金属镉根据浓度不同，可增加或抑制胆固醇转化成孕激素，镉在低浓度时刺激卵巢黄体酮的产生，但是在高浓度时抑制卵巢黄体酮合成。（4）环境甲状腺类干扰物：许多环境化合物，通过影响碘的利用和运输、干扰甲状腺激素合成转运及干扰甲状腺激素受体等途径干扰甲状腺功能。这类化学物包括：多卤芳烃（PCBs、

16、PCDDs、PBDEs）、烷基酚、BPA、有机氯农药（林丹、狄氏剂、DDT、十氯酮等）、二硫代氨基甲酸酯类（福美锌、代森锌等）以及重金属铅、镉等。（5）其他：有机锡化合物可干扰过氧化物酶体增值体激活受体（PPAR）/视黄酸X受体(RXR)系统。三丁基锡(tributyltin，TBT)和三苯基锡（triphenyltin，TPT）均为PPAR /RXR 激活剂，多氯联苯（Aroclor 1254）为RXR抑制剂；PCBs代谢产物甲磺酰基多氯联苯、砷可干扰糖皮质激素；铅、可卡因、去甲可卡因、二硫化碳等可干扰儿茶酚胺活性。（三）内分泌干扰物污染来源及其在环境中迁移1内分泌干扰物的污染来源EDCs来

17、源广泛，这些物质不仅是医药、农药的有效成分，也广泛用于塑料、洗涤剂、食品添加剂、食品包装容器、服装面料、涂料、家具、玩具、化妆品、医疗用品、电子产品等工业产品、日常生活用品及食品中。在各种化学物质的生产、使用及处置过程中，不断释放进入各种环境介质中，使各种环境介质普遍受到污染。EDCs的人为污染来源主要包括：（1）大气污染：化工生产过程产生的EDCs随废气排放，农药喷洒或残留农药的挥发，垃圾焚烧，汽车尾气排放等。（2）水体污染：化工企业工业废水及生活污水排放，农田农药经降水、灌溉水向水体的迁移或者直接向水中施用农药，大气中残留农药及其他EDCs经降水或自然沉降进入地表水、渗入到地下水，工业固体

18、废弃物的不合理堆放以及垃圾填埋物渗滤液等。（3）土壤污染：农药直接施用、塑料地膜覆盖，大气中残留农药及其他EDCs经降水或自然沉降，用含有EDCs的工业废水、生活污水灌溉农田，工业固体废弃物堆放以及某些含有EDCs成分的化学物在土壤中降解产物直接污染土壤。2内分泌干扰物在环境中的迁移EDCs 多具有亲脂性，其化学性质稳定、不易降解、残留期长，容易在食物链中蓄积。一些难降解的EDCs进入环境后能长久地滞留于空气、水和土壤中，吸附于颗粒物上，并以不同的状态在三种环境介质中以及环境介质与生物体之间迁移。因此，某些几十年前就被被禁止生产和使用的EDCs仍然在环境中处于较高的水平，并且可以在动物和人体内

19、检测到。另外，进入到环境中的EDCs可通过气流、水流、生物迁徙（食物链）进行长时间、远距离的输送迁移，从而扩大污染范围，甚至造成区域性乃至全球性的污染。事实上，在一些远离EDCs生产、使用和释放的所谓的“原始环境”中（如北极、南极地区的海洋空气、海水中）及生物体内也可以检测到某些EDCs或其代谢产物。二、内分泌干扰物作用的特点（一）暴露的普遍性与长期性EDCs污染广泛，种类繁多，在环境中几乎无处不在。人类通过呼吸、饮水、食物、皮肤接触，甚至静脉输液等多种途径，同时暴露于多种性质相似或不同的EDCs。人类或野生动物体内通常存在多种EDCs混合物。美国疾病预防与控制中心（CDC）对人群环境化学物暴

20、露调查发现，90%以上的调查对象体内含有多种农药成分或其代谢产物，95%以上人群体内可以检测到BPA，几乎所有的人体内均检测到PAEs代谢产物。此外，很多难降解的EDCs如PCBs、PCDDs、有机氯农药等进入体内后可以储存在脂肪组织，长期在体内蓄积，造成有害效应。一些广泛使用的非持久性工业化合物如BPA、PAEs等，由于它们长期大量使用，普遍存在于人类的环境中，致使人类长期持续地暴露于这类EDCs，从而造成健康损害。EDCs通过母亲胎盘、乳汁进入胎儿、婴幼儿体内，因此暴露从胚胎期开始，可持续至终生。（二）低剂量效应与非传统的剂量-反应关系传统的毒理学研究中，一般认为化学物的剂量越大，其毒性效

21、应也就越明显，即“剂量决定效应”（the dose makes the poison）。对化学物进行毒性评价的一个基本假设是化学物的剂量与生物效应之间呈线性关系，在最低的作用剂量之下，则认为是安全的，这个最低作用剂量是制定化学物的安全使用标准、食品及环境中的残留标准等一系列准则的基础。但是，近年来，人们发现对某些EDCs来说，即使是极低剂量的暴露，如接近甚至低于传统毒理学无可见有害效应剂量（ no-observed adverse effect level，NOAEL）的EDCs 即可产生生物效应，特别是如果暴露发生于机体生长发育的关键窗口期，低剂量EDCs暴露将对健康产生长远的影响，并且低剂

22、量有可能比高剂量产生更严重的后果，或低剂量与高剂量的作用效应不同。EDCs 的低剂量效应( low dose effects)是指在低于常规毒理学检测所用剂量时产生的生物学效应。此外，低于NOAEL或低于人体暴露剂量的也被视为低剂量。例如，vom Saal等发现，小鼠出生前经子宫暴露低剂量DES（0.022.0ng·g-1体重/day）可以使成年后前列腺重量显著加，而暴露于高剂量DES（200ng·g-1体重/day）的小鼠，其前列腺重量则比对照组低。vom Saal等的研究结果也被Gupta 的研究所证实。除DES外，很多EDCs均可呈现低剂量效应，包括BPA、MXC，壬

23、基酚、植物雌激素、DDT、PCBs、烯菌酮等。这些化学物的剂量-反应关系曲线呈倒“U”形或“U”形的非单调（non-monotonic）关系，即在一定的低浓度下，可能具有更高的生物效应，当浓度进一步升高时，生物效应又会降低。EDCs低剂量效应及非单调剂量-反应关系曲线的存在，使得基于传统毒理学线性阈值模型进行外推获得的化学物安全阈值受到质疑，某些以前被认为是安全的低剂量环境化学物暴露也并非安全，因此需要在科学认识EDCs 低剂量效应及其作用机制的基础上重新建立科学合理的EDCs暴露风险评价体系。（三）内分泌干扰作用的复杂性 EDCs作用的复杂性表现在多个方面：首先，同一种化学物可具有不同的激素

24、活性，通过多种途径和作用机制干扰内分泌系统。如DDT为雌激素活性物质，通过雌激素受体途径产生内分泌干扰作用，而它的一种代谢产物（p,p-DDE）能与雄激素受体结合，是抗雄激素物质。BPA本身是具有雌激素活性的物质，但也可与甲状腺激素受体结合而干扰甲状腺激素功能。TCDD既有雌激素样作用，又有抗雌激素作用；另一方面，EDCs包括多种性质不同的化学物，而且通常是多种EDCs混合物同时存在于环境中，进入生物体后，多种混合物会产生联合作用（如协同作用、相加作用、拮抗作用等），通过多种作用机制产生复杂的有害效应；此外，EDCs低剂量效应及其非单调型剂量-反应关系的存在，提示在不同暴露剂量的条件下，EDC

25、s作用机制及生物学效应可能也不相同。最初，研究者关注的EDCs主要是具有环境雌激素样作用的物质，对这些EDCs的研究主要集中在其对雌激素及雄激素为主的激素信号通路的干扰作用。尽管大多数已知的EDCs为拟雌激素样物质，然而，随着研究的深入，发现多种EDCs可通过不同作用途径及作用机制，广泛作用于机体内分泌系统的几乎所有激素信号通路，包括甲状腺激素、孕激素、糖皮质激素、胰岛素、视黄酸等。除了生殖系统发育障碍、不孕不育等有害效应之外，EDCs的效应终点（endpoints）也扩展到诸如癌症、肥胖、代谢综合征、糖尿病、免疫系统及神经系统发育异常等多个方面。（四）暴露时间的重要性研究发现，EDCs的暴露

26、时间可能比暴露剂量更加重要。处于发育关键窗口期(critical windows of development)的组织器官对EDCs作用敏感性增加。一方面是因为胚胎发育过程是多种激素依赖性的，对内、外源激素环境的变化十分敏感；另一方面，胎儿期各种屏障及防御机制发育尚不完善，经母体暴露的EDCs进入胎儿体内容易对发育中的多种组织器官，特别是胎儿大脑、生殖系统等造成严重危害。因此，在某些器官发育的重要时间窗口，即使极微量的EDCs暴露也可能导致严重的内源性激素失衡，干扰正常的器官发育过程，并且这种干扰作用会在成年后表现出不可逆的发育和功能障碍。近年来的研究发现，出生前EDCs暴露可通过多种途径干扰

27、决定胚胎/胎儿发育过程的多种基因的表达，改变机体的某些遗传表型，从而影响整个发育过程。尽管出生前暴露于低剂量EDCs很少造成出生时严重的畸形，但是 EDCs对发育过程相关基因编程的干扰作用，将会改变儿童期或成年后对调控正常发育和功能发挥的激素信号系统的应答反应，并导致成年后某些疾病易感性增加。流行病学资料和动物实验研究证实，器官发育过程中（出生前及出生后早期）某些EDCs暴露是一些所谓的“胚胎/发育起源的成人疾病”（the fetal/developmental origins of adult disease）的病因基础。内分泌干扰作用并不局限于生殖系统，事实上人体的每一个系统都具有激素应答

28、性，不同时间EDCs暴露所致的有害效应也有所不同。2009年，Colborn等在TEDX网站发布了“Critical Windows of Development”。通过该“发育的关键窗口”时间表可以查看人类及模型动物（大鼠、小鼠）不同器官和系统发育的时间表，并了解由动物研究确定的不同发育阶段对特定EDCs暴露的易感性，以及已观察到的某些有害效应。例如，尽管母亲孕期暴露DES可致子女生殖系统发育畸形和功能障碍，但是，只有在母亲孕13周之前暴露DES的女孩可能会发生阴道细胞癌。下面一些人类疾病自上世纪七十年代发病率呈现增高趋势，现在有足够的人群流行病学和实验动物研究证据支持这些疾病发生的部分原因

29、可能是出生前EDCs暴露造成的假说。这些疾病主要包括：（1）中枢神经系统：儿童孤独症、注意缺陷多动症、学习障碍、帕金森症、Alzheimers 病。（2）女性生殖系统：子宫内膜异位症、乳腺癌。（3）男性生殖系统：尿道下裂、隐睾、不育/生育能力下降、睾丸癌、前列腺癌。（4）其他：儿童/少年糖尿病、肥胖、自身免疫性疾病、哮喘、儿童或成年恶性肿瘤。尽管发育中的胎儿对EDCs的作用最为敏感，一生任何时期EDCs暴露均可造成各种危害。出生后或成年期暴露EDCs所致有害效应的作用机制及后果可能与出生前暴露不同。一般认为，器官发育完成后的EDCs暴露，主要影响器官的功能。（五）内分泌干扰物的跨代效应近几年，

30、EDCs的跨代效应（transgenerational effects）受到很多研究者的重视。有研究发现，EDCs不仅作用于通过母体暴露的F1子代，而且发育关键窗口期EDCs暴露造成的某些遗传表型的改变可通过生殖细胞系继续传递给下一代，产生跨代效应。有研究者认为，多数EDCs 的跨代效应并不是基于DNA序列的突变引起的表型改变，而是通过表观遗传学修饰改变基因表达造成的。跨代效应沿生殖细胞系传递，在出生前经母体暴露的情况下，即F0代雌性孕期暴露于EDCs，F1代胚胎和F2代的生殖细胞也处于直接暴露中，此时F1和F2代的疾病表型可能仍然是由于直接暴露于EDCs所致，因此EDCs的跨代效应至少维持到

31、F3代。例如，在胚胎性分化阶段经母体暴露烯菌酮，可引起雄性子代生精细胞凋亡、精子数下降及成年后出现癌症、前列腺及肾脏病变、免疫异常等多种损害，并且这些改变可通过雄性生殖细胞系传递到F4代。出生前低浓度BPA暴露对大鼠可诱导跨代遗传表型异常，导致雄性后代的精子计数和精子活力降低，并在F3代持续这些表型。尚有研究者报道，出生前烯菌酮暴露可性别依赖性地影响F1至F3代大鼠的神经行为，如交配行为、焦虑等，并认为其机制是对大脑多种基因的表观遗传学修饰导致的基因表型改变通过生殖细胞系传递给子代。此外，出生前低浓度DES暴露对雄性及雌性子代均可产生跨代效应，导致F1至F4代动物出现生殖系统发育异常。值得强调

32、的是，不是EDCs所致的任何表观遗传学改变都可以产生跨代效应。跨代效应依赖于暴露器官的表观遗传易感性和EDCs跨代效应的作用能力。个体的表观遗传易感性主要取决于EDCs暴露的时间点，出生前器官性分化阶段是暴露的敏感时期。此外，如果某些EDCs持续存在于环境中，个体或群体世代持续暴露于这些EDCs，也可以导致因致病因素跨代传递所致的多代效应。 （六）流行病学研究的局限性目前，尽管有大量野生动物的资料及实验室研究均证实了EDCs通过干扰内分泌系统功能对多种生物产生有害效应，甚至对某些生物种群的生存繁衍造成严重威胁，近年来，通过动物模型对于EDCs作用机制的研究也取得了很多重要进展，然而，有关EDC

33、s对人群健康影响的流行病学研究资料非常有限，特别是缺乏能够确认EDCs暴露与健康效应之间因果联系的足够证据。开展EDCs的流行学研究经常遇到以下困难：（1）从EDCs暴露到产生有害效应常常要经过很长的潜伏期，特别是胎儿期EDCs暴露到出现疾病症状一般需要经过几年甚至几十年的时间，在此期间，机体同时或相继暴露于各种EDCs，加之其他各种内、外环境因素均可影响机体的健康状况与疾病的发生，使得EDCs暴露与效应之间因果联系的结论难以获得。（2）人群对EDCs暴露的特点是多种污染物、低浓度、长期反复的混合暴露。人体在发育的任何阶段均可暴露于多种EDCs混合物，有害的健康效应常常是多种低剂量EDCs混合

34、物联合作用的结果。但是，对于人体复杂的暴露情况目前尚缺乏准确的评估方法，并且从暴露到病症出现的长潜伏期也给确定暴露水平以及暴露-反应关系提出巨大的挑战。三、内分泌干扰物对健康的危害目前大多数EDCs暴露对人群健康影响的流行病学研究资料尚不充分，并且EDCs作用的机制十分复杂，很多作用机制尚不完全清楚。某些通过对特定暴露人群，如上世纪4070年代服用DES的孕妇及其后代，1976年意大利Seveso化工厂爆炸事故中的TCDD高暴露人群，1968年及1979年发生在日本和我国台湾地区的食用油PCBs污染造成的高暴露人群，以及一些职业暴露人群的流行病学研究，获得有限的EDCs暴露与人群健康关系的资料

35、。由于伦理学及研究方法的局限性，目前EDCs作用机制的资料主要来源于整体动物或体外的实验研究。（一）内分泌干扰物对生殖系统的影响生殖与发育过程受多种激素（如雄性激素、雌性激素、甲状腺激素等）的精确调控。由于大多数EDCs具有雌激素/抗雄激素作用，因此，生殖系统，特别是发育过程中的生殖系统是多种EDCs作用的敏感靶部位。根据EDCs暴露时间不同，雌激素/抗雄激素类EDCs可造成生殖系统发育或功能改变，并且这些改变一般呈性别二形性（sexual dimorphism）。1内分泌干扰物对女性生殖系统的影响 女性生殖系统的发育和功能依赖于一系列复杂、协调的生物学过程。在生殖系统发育的关键时期或者是生命

36、的不同阶段，其中任何一个环节受到内源性或者外源性因素的作用，都会对女性生殖系统产生不良影响。尽管大多数女性生殖系统异常在成年之后才会表现出来，然而，越来越多的研究证据表明，生命早期，特别是出生前EDCs暴露可能与成年后出现的多种持久性的女性生殖系统损害有关。目前，有部分流行病学及大量动物研究发现，某些EDCs暴露与下述多种女性生殖系统发育及功能障碍有关。（1）不孕与不良妊娠结局：EDCs可引起卵母细胞染色体的畸变，受精卵不发育而导致妊娠失败；影响受精卵的着床，出现早孕丢失，发生不被察觉的流产；胚胎发育不良而致流产；干扰胚胎发育关键基因的表达，导致胚胎发育及分化异常，造成出生缺陷或胚胎/发育起源

37、的成年疾病。有研究发现，BPA、PCBs、PCDDs、有机氯农药、重金属镉、铅、汞等多种EDCs均可干扰受精、受精卵植入及胚胎、胎儿发育等过程。（2）生殖道畸形：流行病学研究证实，出生前经母亲子宫暴露合成雌激素药物DES除了可以引起少见的少女阴道透明细胞癌，还可造成各种生殖道畸形，如T-形子宫、输卵管及子宫颈畸形。这些女性怀孕后容易造成异位妊娠、流产、早产，以及不孕。其他具有雌激素样作用的EDCs也有可能对人类产生与DES相似的作用。（3）多囊卵巢综合征（polycystic ovary syndrome，PCOS）：PCOS是一种生殖功能障碍与代谢异常并存的内分泌紊乱综合征，多表现为持续性无

38、排卵、雄激素增高及月经紊乱等，常导致女性不孕、流产。该病病因尚不清楚，一般认为与胎儿宫内环境因素特别是宫内高雄激素水平与遗传因素交互作用有关。动物实验中，将羊和恒河猴在出生前暴露于高睾酮的环境下，模拟人类女性怀孕早期接触拟雄激素活性的EDCs，成功复制出了PCOS的动物模型，此研究提示，出生前暴露于拟雄激素性EDCs与成年后PCOS的发生具有相关性。（4）子宫内膜异位症（endometriosis，EMs）：子宫内膜是性激素敏感组织。动物实验发现，慢性TCDD暴露可使灵长类（恒河猴）发生EMs，PCBs及PAEs对EMs的发生也有促进作用。流行病学研究也发现了TCDD暴露与EMs发生的关联性。

39、病例对照研究发现，某些PAEs暴露也可能是EMs 的危险因素。队列研究发现，出生前暴露DES与EMs发生有关。（5）卵巢早衰（premature ovarian failure，POF）：POF是指女性在40岁前发生闭经、卵巢萎缩、体内雌激素水平低落、促性腺激素水平达到绝经水平的现象。由于人类原始卵泡细胞的储备在出生之前已经完成，因此任何干扰这一过程的因素均可导致POF的发生。具有抗雌激素作用的EDCs，如PAHs及TCDD通过芳香烃受体（AhR）介导的卵泡细胞凋亡加快POF进程。香烟燃烧产物含有大量PAHs类化合物，包括PCDDs，PCBs等。有研究发现，大量吸食香烟的女性卵巢的储备能力降低

40、，更年期提前。Seveso事故中TCDD暴露者血清TCDD水平增高与更年期提前相关。出生前在宫内暴露于DES的女性，更年期的平均年龄较未暴露的女性提前了0.7岁。动物实验发现，宫内暴露BPA的大鼠，其子代个体在胚胎时期的卵巢发育受到了影响，原始卵泡细胞出现非整倍性减数分裂的现象，并同时导致其细胞周期停滞和细胞凋亡。（6）子宫肌瘤（uterine fibroids）：子宫平滑肌瘤是生育年龄女性最常见的生殖系统肿瘤，可导致女性出现月经过多、痛经、不孕及流产等。研究者认为，成年女性长期暴露于雌激素样物质是其发生的重要危险因素。尽管目前人群研究尚不能确定DES的早期或者宫内暴露与子宫肌瘤发生之间的关系

41、，但是动物实验充分证明了DES出生前或出生后暴露，均会造成成年后动物子宫肌瘤的发生。（7）乳腺癌( breast cancer)：随着工业化进程的发展，在过去的50年中，世界各国女性乳腺癌的发病率呈现明显增高的趋势。其原因可能为女性一生中暴露了过多的激素类物质，尤其是外源性雌激素所致。流行病学及动物实验均发现，出生前、出生后早期、青春期及成年后暴露于多种雌激素样EDCs，如DES、TCDD、DDT、BPA等与乳腺癌的发生有关。人群流行病学研究发现，胚胎发育期暴露DES、青春期或成年后暴露DDT、TCDD，以及更年期前后暴露于外源性雌激素混合物均可增加患乳腺癌的危险。动物实验证实，宫内BPA暴露

42、可造成乳腺导管增生、原位癌等癌前病变，并可提高乳腺组织对雌激素的敏感性，增加乳腺癌的危险。另外，在动物模型中，TCDD被证实可以影响动物乳腺的发育，从而增加乳腺癌发生的风险。此外，多种雌激素类EDCs ，如DDT/DDE、PCBs、BPA、PAEs等，与女童乳房提前发育，性早熟有关。2内分泌干扰物对男性生殖系统的影响雄性性分化、生殖器官发育及功能发挥均是高度依赖雄性激素的过程。除依赖于雄性激素外，雄激素和雌激素的协调作用也非常重要。在男性生命过程的任何阶段，特别是出生前至出生后早期，即胚胎性分化及生殖器官发育过程中，暴露于某些具有雌激素或抗雄性作用的EDCs将对男性生殖系统发育和功能造成持久性

43、的损害。尽管目前尚缺乏EDCs暴露与男性生殖系统损害因果关系的足够证据，但是有限的流行病学资料及充分的动物实验研究表明，EDCs暴露可能与下列男性生殖系统损害有关。（1）睾丸发育不全综合征（testicular dysgenesis syndrome，TDS）：近50年来，男性隐睾、尿道下裂、少精液症及睾丸癌发病率呈不断上升趋。Skakeback等把这些疾病统称为TDS，并认某些环境化学物暴露与遗传因素的交互作用引起的胎儿睾丸发育异常是TDS发生的共同基础，而胚胎发育期EDCs暴露导致胎儿睾丸支持细胞功能紊乱，引起生殖细胞分化不良，同时睾丸间质细胞功能下降，睾酮及某些细胞因子（如胰岛素样因子3

44、，Insl3）合成减少，对TDS发生具有重要的作用。人群证据来源于近几十年来人类精子质量下降及睾丸癌的增加与某些EDCs，如PAEs、PCBs、DDT等暴露有相关性。大量动物实验证实，出生前生殖腺发育关键时期暴露多种具有雌激素/抗雄激素作用的EDCs，包括PAEs、烯菌酮、DES、DDT/DDE、PCBs等，可以引起动物成年后出现的各种雄性生殖系统发育及功能障碍，特别是出生前PAEs暴露，可复制出类似于人类TDS的啮齿类动物模型。Swan等发现，随着母亲怀孕后期尿中PAEs代谢产物浓度的增高，男性新生儿肛生殖孔间距离（AGD）相应缩短，生殖器短小和隐睾的发生率增加，这是出生前PAEs暴露对人类

45、男性生殖系统发育影响的证据。（2） 前列腺癌（prostate cancer）前列腺癌是男性最常见的恶性肿瘤之一，是雄激素依赖性疾病。流行病学及动物研究发现，多种EDCs暴露与前列腺癌的发病有关。其中，最有力的证据来自Morrison、Alavanja及Meyer等的3项大样本人群职业暴露与男性前列腺癌相关性的流行病学研究，他们的研究表明，多种农用杀虫剂与前列腺癌发生存在着直接相关性，并指出其中含有的共同成分硫代磷酸酯类是导致前列腺癌发生的原因，它虽然不具有直接的拟雌或者抗雄激素活性，但具有抑制细胞色素P450酶系的作用，后者为参与人体内甾体类激素合成与代谢的重要物质，从而影响男性的生殖内分泌

46、系统，造成前列腺癌的发生。另外，动物研究证实，BPA、DES等的宫内暴露与啮齿类动物成年后的前列腺疾病有关，并且DES、BAP均具有低剂量效应。这些EDCs的低剂量宫内暴露可促进啮齿类前列腺细胞增殖，出现成年后前列腺体积增加，并提高前列腺对激素类致癌物的易感性，高剂量暴露则与动物成年后前列腺体积萎缩及发育不良有关。尚有报道，PCBs、砷、镉暴露与前列腺癌的发生有关。(3) EDCs对男性的其他生殖毒性作用子宫内暴露高剂量PCBs的男性胎儿，成年后出现内分泌紊乱，血清雌激素、尿促卵泡素水平明显增高，而睾酮水平降低。另外，多种EDCs，如BPA、苯乙烯、锰、铅等会导致男性性欲下降，甚至诱发勃起功能

47、障碍。此外，EDCs还可导致出生性别比例失调，减少出生的男婴比例。（二）内分泌干扰物对神经系统的影响大脑发育的过程包括神经细胞的发生、增殖、分化、迁移、突触和髓鞘形成，以及神经网络的建立等，是在一系列基因、神经递质、激素及生长因子调控下的精细而有严格时序的发育过程，其中多种内分泌激素，如性激素、甲状腺激素等对于大脑的正常发育和功能维持都是必需的。出生前和出生后早期（围出生期）是神经系统发育的关键时期，对于内、外源激素环境的变化十分敏感，这一时期，即使很低剂量的EDCs暴露，也会对神经系统发育和功能造成持久的损害。EDCs可通过多种机制，如通过激素介导途径及非激素介导途径（干扰多种神经递质释放和

48、代谢、干扰激素合成/代谢的关键酶、影响钙离子稳态、氧化应激损伤等）影响神经系统的发育和功能。大脑神经内分泌系统也是机体整个内分泌系统的调节中枢，通过下丘脑-垂体-靶腺轴对下游激素的合成、代谢及功能发挥等起重要调控作用。因此，EDCs暴露不仅干扰大脑的发育和功能，也会干扰神经内分泌中枢对下游内分泌系统的调节作用。有研究者认为，儿童及成年后表现出的很多精神、行为和智力等方面的神经发育和功能障可能与围出生期EDCs暴露有关。近年来的研究发现，一些环境中广泛存在的EDCs，如BPA、PCBs、PBDEs、有机氯农药、PAEs、铅、甲基汞，以及植物雌激素等，对实验动物的神经系统具有干扰作用，导致神经行为

49、、生长发育、生殖内分泌等多方面的发育及功能改变。人群研究发现，出生前及儿童期暴露于铅、甲基汞、PCBs等EDCs会对儿童神经发育产生不良影响，导致儿童认知障碍、精神发育迟滞等神经行为异常。（三）内分泌干扰物对甲状腺的影响甲状腺激素对大脑的正常发育、器官分化、机体的生长发育及代谢有重要的调控作用。EDCs可以通过影响甲状腺激素的合成、分泌、贮存、释放、转运及清除过程，与甲状腺激素受体或甲状腺激素结合蛋白结合，模拟甲状腺激素作用等途径干扰甲状腺激素信号系统，影响甲状腺功能。研究发现，多种EDCs如多卤芳烃（PCBs、PCDDs、PBDEs）、BPA、农药、重金属等，可通过多种作用机制干扰甲状腺功能

50、。例如，高氯酸盐可通过干扰钠碘同向转运体（NIS）降低甲状腺摄取碘而影响甲状腺激素的合成；PCBs、PCDDs可促进醛糖还原酶的活性使甲状腺素的清除加快；PCBs及PCDDs还可结合于甲状腺素结合蛋白，干扰甲状腺激素的转运，从而影响体内T4的水平；研究还发现，某些羟基化PCBs及其同系物、BPA、PBDEs等能与甲状腺激素受体结合，调节甲状腺激素受体介导的相关基因表达，从而影响甲状腺激素的作用。近年来的流行病学调查发现，多种EDCs暴露与人群甲状腺功能减退、甲状腺肿大等甲状腺疾病的发生有关。此外，也有研究表明，EDCs不仅能够影响甲状腺功能，而且还有潜在的致甲状腺肿瘤的作用。（四）肥胖及其他代

51、谢系统疾病近几十年来，肥胖及其相关的代谢综合征的发病率在世界范围内呈显著增高的趋势。尽管其病因及发病机制尚不完全清楚，目前普遍认为肥胖症是遗传和环境因素交互作用的结果。除了遗传倾向及生活方式影响外，很多研究提示，某些EDCs对肥胖发生具有促进作用，并且把具有促进肥胖作用的环境化学物称作环境肥胖激素（environmental obesogens)。目前实验研究较多的具有促进肥胖发生的EDCs主要包括：环境雌激素类如DES、BPA、壬基酚、植物雌激素等，以及PPAR 激活物 PAEs、TBT等。这些EDCs可通过促进前脂肪细胞分化、加强葡萄糖摄取、激活脂肪生成相关基因或抑制瘦素基因表达而导致肥胖

52、。人群研究发现，血清中PCBs浓度与被调查人群的腰围呈线性正相关。男性尿液中PAEs代谢产物浓度越高，发生腹部肥胖和胰岛素抵抗的可能性也越大。除肥胖之外，EDCs暴露对糖代谢及糖尿病发生的影响也受到广泛关注。流行病学研究发现，PCDDs、PCBs及DDT暴露水平与糖尿病及糖代谢异常有关。动物实验证实， BPA、DES、PCDDs、有机磷农药等多种EDCs可通过受体介导、氧化应激、激活PPAR/RXR及干扰胰岛素依赖性信号传导通路等途径干扰胰岛素的分泌和功能发挥，诱发胰岛素抵抗和糖尿病的发生。目前EDCs对心血管系统影响的报道较少。有研究者报道，尿液中高浓度的BPA与人群中心脏病的发病有关联，但

53、是相关的机制尚不明确，需要进一步研究。（五）对免疫系统的影响在生物体内，神经、内分泌、免疫三大系统以共有、共享的一些化学信号分子为通用途径存在交互的信息传递网络。神经、内分泌和免疫系统都存在共同的激素、神经递质、神经肽和细胞因子（cytokine），而且细胞表面都分布有相应的受体。免疫细胞中存在的受体在结构和功能上与神经、内分泌细胞的完全相同，因此EDCs有可能通过受体途径影响动物的免疫系统。动物实验和对野生动物的调查发现，EDCs可造成多种动物胸腺重量减少、T细胞介导的免疫功能下降。BPA暴露可以诱导小鼠脾催乳素的分泌，增加刀豆蛋白（Con A）激发的脾细胞增殖活性，增加 IFN-分泌、抑制

54、IL-4分泌，导致细胞免疫反应失衡。DES能影响淋巴器官脾脏及胸腺的功能，改变Con A激活的脾细胞IFN-基因的表达。尚有研究报道，BPA和壬基酚暴露可增加小鼠 CD4+ T细胞中IL-4分泌及血清中特异的IgE水平，从而增强了过敏反应。已知生理浓度的雌激素可提高机体免疫力，剂量较大时则增加自身免疫性疾病的易感性。人群调查发现，PCBs、PCDDs、DES、有机氯农药等暴露可影响机体免疫功能，表现为免疫功能抑制或过敏。Jaakkola等通过meta分析发现，PAEs能诱发成人哮喘的发作，儿童接触PAEs与哮喘和变态反应有一定的相关性，并推测其机制是PAEs进入体内能引起并参与免疫应答过程。四

55、、内分泌干扰物毒性作用机制EDCs作用机制十分复杂，其中很多生物学作用，特别是对人类健康影响的机制尚不清楚。此外，由于种属差异及暴露因素不同，EDCs对人类作用的机制可能与动物实验获得的EDCs作用机制不完全相同。人类在发育的任何阶段都同时暴露于多种EDCs混合物中，而实验动物常常是在精心设计的条件下，在发育的特定阶段暴露于单一的化学物，因此，EDCs暴露对人类健康的影响及其作用机制与实验动物相比表现更加复杂、多样。（一）通过与受体的结合介导毒性作用 雌激素受体（ERs）、雄激素受体（AR）、孕激素受体（PR）及其他类固醇激素受体（如糖皮质激素受体，盐皮质激素受体）、甲状腺激素受体、视黄酸受体

56、、维生素D受体等均属于核受体超家族。此外，核受体也包括一些其生理配体并不明确的孤儿受体（orphan receptor），如可被TCDD激活的芳香烃受体（AhR）。核受体是配体依赖性基因转录因子，与靶基因启动子结合从而诱导基因转录。雌激素与ERs结合后，与辅助调节因子形成转录复合物，作用于靶基因上游启动子区域的雌激素反应元件(ERE)，直接诱导靶基因转录，或与其他转录因子作用间接诱导靶基因转录。ERs功能受多种因子调节，包括与之结合的配体、DNA上的顺式元件和与之相互作用的辅助调节因子等。某些雌激素类EDCs的分子结构与雌激素相似，能与内源性雌激素竞争结合细胞中的ERs，表现为拟雌激素效应或拮

57、抗雌激素效应，启动或抑制靶基因转录，调节靶基因表达。同时，EDCs也能抑制内源性雌激素与雌激素受体结合从而达到内分泌干扰作用。在与ERs结合时，EDCs有以下特点：（1）亲和力低：EDCs与ERs的结合能力较内源性雌激素低百倍甚至万倍，但如果EDCs 含量很高，则仍可以与ERs发生竞争性结合。此外，有研究表明，虽然某些EDCs的激素活性很低，但是在两种或两种以上EDCs共同作用时其活性大大提高，产生协同激活作用。（2）有种属差异：其原因可能是与不同种属动物各自的激素受体的配体结合区氨基酸序列不同有关。（3）作用器官广泛：EDCs可与下丘脑、垂体、子宫、前列腺等多种器官的ERs结合，形成配体受体

58、复合物，影响靶基因转录过程。目前研究发现，大多数已知的EDCs均具有拟雌激素活性，能通过与ERs结合发挥内分泌干扰作用，其中研究较多的有DES、BPA、DDT及植物雌激素等。此外，某些EDCs通过与雄激素受体结合产生内分泌干扰作用。典型的抗雄激素EDCs如烯菌酮、氟他胺以及p，p-DDE等，可以竞争性与雄激素受体结合，并影响靶细胞的雄激素特异反应基因表达，从而发挥抗雄激素作用。EDCs还可作用于甲状腺激素受体(TR)，如PCBs可以与TR结合，诱导或抑制TR介导的基因表达，干扰甲状腺机能。靶器官将这些EDCs误认为是内源性激素后，还可以通过反馈机制向下丘脑和垂体等神经内分泌中枢传递信号，通过下

59、丘脑-垂体-腺体轴调节整个机体的内分泌系统。PCDDs主要与AhR结合发挥其毒性作用。PCDDs进入胞浆后，与胞浆中的AhR结合，使AhR活化，配体-受体复合物进入细胞核，与DNA识别位点结合后，激活相应的基因表达，发挥多种内分泌干扰作用。此外，某些EDCs，如PAEs、TBT等可通过激活核受体PPAR及RXR促进脂肪细胞分化，影响脂肪代谢，诱导肥胖的发生。一些雌激素类EDCs除可以通过与核ERs结合发挥作用，还可以通过与膜雌激素受体（mERs）结合，发挥内分泌干扰作用，并且，极微量的EDCs即可表现出很强的mERs激活作用，产生快速的细胞反应。因此，有研究者推测，通过与mERs结合途径，可能是EDCs产生低剂量效应的原因之一。研究发现，外源性雌激素与mERs结合后，可通过激活三磷酸肌醇（IP3）信号通路，促使胞内Ca2+池的迅速释放而导致胞内Ca2+浓度升高，产生快速