PAEs宫内联合暴露致子代生殖毒性的代谢组学判断

Phthalate esters are ubiquitous environmental contaminants with suspected reproductive toxicity. The most sensitive scenario of the toxicity of phthalates lies in the prenatal exposure in utero. People are usually exposed to the mixtures, rather than the individual phthalate. And the early specific changes in metabolic profiles are sensitive end points for effect evaluation. However, there are lack of the literature discussing the metabolomic research of combined exposure to phthalates in utero. In this study, we will build different exposure scenarios by conducting animal experiments of SD rats and neonatal exposure assessment of meconium, assess the reproductive effects by metabolomic analyses of the metabolic phenotypes related to phthalate exposure. Such an description of dose-response curve will benefit the identification of new biomarkers, the clarification of metabolic pathways and molecular mechanism. Metabolomic approaches will also be used to discriminate the mode of action (dose-additive, effect-additive, synergistic or antagonistic effect) after the combined exposure to dibutyl phthalate (DBP) and di-2-ethylhexyl phthalate (DEHP) in both SD rats and human male neonates. Finally, the study will also estimate the cumulative exposure to DBP and DEHP by using their metabolites in neonatal meconium. The cumulative risk assessment of reproductive toxicity after prenatal exposure to phthalates in neonates will be made according to the cumulative exposure.

邻苯二甲酸酯类物质（PAEs）具有生殖毒性，胎儿宫内暴露是观察其生殖危害的最敏感时期，联合暴露是机体接触化学物的最现实场景，而早期特征性代谢谱的改变则是反映机体损伤的敏感效应。本研究拟通过SD孕鼠的染毒实验和男性新生儿的胎粪暴露评估，构建不同的暴露场景，利用特征性代谢谱图的分析判定生殖损伤效应，描述剂量-反应关系曲线，鉴定特征性的代谢产物用以筛选有用的效应生物标志物，分析代谢通路和分子机制，为评价PAEs宫内暴露的健康风险提供新思路；研究同时利用代谢组学技术分析邻苯二甲酸二丁酯（DBP）和邻苯二甲酸2-乙基-己基酯（DEHP）在独立和联合暴露下出现生殖毒性的差别，评价毒作用模式以何种机制（剂量相加、效应相加、协同或拮抗）为主，为化学物联合暴露的机制研究提供新方法；研究也将根据新生儿胎粪中PAEs的一级和二级代谢物的浓度水平，估算其累积生殖风险，为今后化学物累积暴露的健康风险评估提供新探索。

邻苯二甲酸酯类物质（phthalic acid esters, PAEs）被俗称为塑化剂，是一类污染广泛的化学物，其生殖毒性已成为当前研究热门，但少有研究关注PAEs相对低剂量水平的联合暴露可能导致的健康损伤。本项目采用累积暴露方法评估联合暴露，首先将该方法在上海市成年妇女和婴儿中进行了建立，发现两组人群经个人护理产品累积暴露于PAEs带来的健康风险均可忽略不计（危害指数，hazard index, HI值远小于1）。项目继而用该方法评估了孕妇和新生儿的累积健康风险，当以几何均值估算时，两人群的HI值分别为0.0238和0.2217，新生儿宫内接触PAEs可能导致的健康风险远高于孕妇。.本项目采用了人群研究和动物实验两种手段来观察PAEs宫内暴露对子代生殖损伤的影响。项目收集了464例孕妇孕晚期的尿样和243例新生儿的胎粪样本，发现DEHP的代谢产物MCMHP、MEOHP和MEHHP与胎膜早破正相关，与胎龄负相关，提示DEHP可能通过增加孕妇胎膜早破的概率而缩短胎龄；此外，男性新生儿的脐带血雌二醇水平随着胎粪中MMP和MiBP的上升而上升，提示雌二醇在PAEs的毒性机制中起一定的作用。在动物实验中，SD孕鼠第14-19天染毒后，随染毒剂量上升，仔鼠出生后（PND）第7天和第26天均出现体重和肛殖距显著下降（雌雄可见），乳头乳晕发育延迟（仅雄性），血清睾酮先降后升，雌二醇先升后降（雌雄可见）。上述结果提示PAEs宫内暴露可以导致子代出现明显的生殖损伤，且各个PAE联合暴露时存在明显的效应协同作用。.本项目分别对人群胎粪样本和动物血清样本进行了代谢图谱的分析，人群结果显示单个PAE以中位数二分后（如高DBP组和低DBP组）存在明显代谢差异（P<0.05）的检出峰数目明显少于考虑累积暴露后（高HI值组和低HI值组相比）的情况；动物结果则显示随着染毒剂量的上升，与对照组的代谢差异显著上升（有统计意义的检出峰数目显著增加），以联合染毒高剂量组最为明显。上述结果显示代谢组学的分析方法对判别PAE宫内染毒是否能造成子代生殖损伤具有很好的判别能力。.本项目观察PAEs宫内联合暴露的子代生殖损伤，对剂量的评估采用了较新颖的累积暴露，对效应的评估不仅包括胎龄、肛殖距、激素等常规指标，也包括代谢组学的新颖手段，因此对剂量-反应关系判断的两端均有一定的新意，有助于为后续研究提供帮助。