基于两栖动物的全氟辛烷磺酸基化合物替代产品的生态毒理学评价

全氟丁烷磺酸盐/磺酰化物（PFBS）和全氟己烷磺酸盐/磺酰化物（PFHS）作为全氟辛烷磺酸基化合物（PFOS）的替代产品虽已广泛使用，但目前对其生态毒理学效应并不清楚。两栖动物非洲爪蟾是研究内分泌干扰作用的良好模型，同时其生物学研究所积累的丰富的胚胎发育生物学的资料和相关的研究方法为非洲爪蟾胚胎用于毒理学研究提供了广阔的空间。因此，本项目以不同发育阶段的非洲爪蟾（胚胎、蝌蚪和成体）为试验材料，从胚胎毒性、神经毒性和内分泌干扰作用三个方面研究PFHS和PFBS的毒理学效应，并比较与PFOS毒性的差异，为PFBS和PFHS的安全性评价提供生态毒理学数据；在此基础上，探索用非洲爪蟾胚胎评价化学污染物胚胎毒性和早期神经发育毒性的方法，推进非洲爪蟾胚胎在毒理学研究中的应用。

2009年全氟辛烷磺酸基化合物（PFOS）被纳入《POPs公约》，成为受控污染物。一些短链全氟化合物作为PFOS的替代产品，生产和使用随之增加，目前使用较多的是全氟丁烷磺酸盐/磺酰化物（PFBS）和全氟己烷磺酸盐/磺酰化物（PFHS）。然而，目前这些短链化合物的毒理学效应并不清楚。文献显示PFOS具有胚胎发育毒性、神经毒性、内分泌干扰作用，而两栖动物非洲爪蟾是研究这些毒理效应的良好模式生物，同时生物学研究所积累的丰富的生物学的资料和相关的研究方法为非洲爪蟾用于毒理学研究提供了广阔的空间。为此，本项目以非洲爪蟾为实验动物，从胚胎发育毒性、神经毒性、甲状腺干扰作用和生殖内分泌干扰作用四个方面，比较研究PFOS、PFHS和PFBS的生态毒理学效应，为PFBS和PFHS的安全性评价提供生态毒理学数据；同时探索基于非洲爪蟾的化学品毒性评价方法，为化学品的毒性评价提供技术支持。围绕项目目标，开展系列研究并取得如下成果：1. 发现PFHS和PFBS对胚胎的致死性和致畸性明显低于PFOS，但三种化学物质都促进蝌蚪的游泳行为，且总体效应相当。在此基础上研发一套蝌蚪游泳行为实时分析系统，可为研究化学污染物的胚胎发育毒性提供技术支持；2. 以典型的神经毒物甲基汞为模式化合物，建立了基于爪蟾胚胎的评价神经毒性的方法，但用此方法没有检测出低剂量的PFOS、PFHS和PFBS具有明显的神经毒性；3. 优化了OECD发展的评价甲状腺干扰作用的两栖动物变态试验方法，提高了敏感性，应用优化的方法评价PFOS、PFHS和PFBS，没有发现明显的甲状腺干扰作用，即三种化学物质不在HPT轴水平干扰甲状腺系统。但是进一步研究发现，三种物质都具有一定的甲状腺激素信号激活作用，PFHS和PFBS的活性稍弱于PFOS；4. 发现长期低剂量PFOS/PFHS/PFBS暴露，干扰非洲爪蟾的性腺发育、第二性特征发育、性激素水平、性激素合成代谢酶基因和HPG轴上游调控激素基因的表达，表现出明显的生殖内分泌干扰作用， PFHS/PFBS 的效应稍低于PFOS。发表SCI文章6篇，中文核心文章3篇，培养研究生9名。总之，该项目完成各项预期指标，获得的PFHS/PFBS和PFOS的毒性比较数据为PFHS/PFBS的安全性评价提供了毒理学依据，同时，发展建立的基于非洲爪蟾的毒性评价方法可为化学品毒性评价提供技术支持。