在综合测试与评估方法（IATA）框架下，对10种选定的全氟和多氟烷基物质（PFAS）的雌激素和雄激素受体活性进行了体外和计算机模拟（in silico）的综合评估

《Toxicology》：Integrated in silico and in vitro assessment of estrogen and androgen receptor activity of 10 selected PFAS within an Integrated Approach to Testing and Assessment (IATA)

本研究采用多层级评估策略，结合分子对接、体外受体激活实验和OECD的IATA框架，系统评估了10种PFAS的内分泌干扰潜力。结果表明，长链PFAS（如PFDA、PFOA和10:2 FTOH）表现出强烈的雌激素受体激动和雄激素受体拮抗活性，并通过调节类固醇生成酶和激素水平验证了其高干扰潜力。短链PFAS（如PFBA、PFHxA）及部分氟otelomer醇（如4:2 FTOH）活性较低。该研究为PFAS的优先级评估提供了可扩展的非动物模型方法，强调多终点整合和机制验证的重要性。

　　PFAS（全氟和多氟烷基物质）是一类广泛存在于工业和消费品中的合成化合物，因其热稳定性、表面活性和抗降解特性而被广泛应用。然而，这类化合物对内分泌系统的潜在干扰作用已成为监管关注的重点。随着PFAS种类的不断扩展，如何有效评估其内分泌干扰潜力成为一个复杂且关键的问题。本研究采用了一种多层级评估策略，结合计算机模拟、体外实验以及机制数据，构建了一个基于OECD（经济合作与发展组织）综合测试与评估（IATA）框架的系统性分析平台，以提升对PFAS内分泌干扰潜力的识别效率和科学依据。

PFAS的结构多样性使得其生物学效应难以统一预测。研究中选取了10种具有代表性的PFAS化合物，涵盖三种主要子类：全氟烷基羧酸（PFCAs）、全氟烷基磺酸（PFSAs）和氟烷基醇（FTOHs），并分别包括长链和短链化合物。通过这一选择，研究不仅覆盖了历史上使用广泛的PFAS，也包括了近年来在环境中检测到的新兴PFAS，从而更全面地评估其可能的内分泌干扰风险。这些化合物在体外实验中被用于评估其对雌激素受体（ER）和雄激素受体（AR）的激活或抑制作用，而计算模型则用于预测其分子对接能力，即与这些受体的结合亲和力。通过将计算结果与实验数据相结合，研究构建了一个更为可靠的评估体系，使得对PFAS内分泌干扰潜力的识别更加精准。

在计算机模拟部分，研究使用了三种不同的分子对接工具：Endocrine Disruptome、CB-Dock2和AutoDock Vina。这些工具的使用不仅限于单一预测方法，而是通过多平台比较，提高结果的可信度。其中，长链PFAS如PFDA（全氟癸酸）、PFOA（全氟辛酸）和10:2 FTOH（十烷基氟醇）表现出较强的结合能力，特别是在AR的拮抗位点。这一发现表明，这些化合物可能通过干扰雄激素信号通路，进而影响内分泌功能。然而，短链PFAS如PFBA（全氟丁酸）、PFHxA（全氟己烷酸）和PFBS（全氟丁烷磺酸）则表现出较弱的结合能力，甚至在某些计算模型中被预测为无活性。这种差异强调了链长对PFAS生物学效应的重要影响，同时也揭示了在评估内分泌干扰潜力时，不能仅依赖单一参数，而需结合多种模型和实验结果。

在体外实验中，研究采用OECD标准的ER和AR转录激活检测方法，以评估PFAS对这两种受体的调节能力。结果显示，PFDA和PFOA在ER激活实验中表现出显著的正向作用，而在AR实验中则显示出抑制作用。这些发现与计算模型的预测结果一致，进一步验证了其潜在的内分泌干扰效应。相比之下，其他PFAS如PFHxA、PFBS、PFOS以及短链FTOHs在体外实验中未表现出显著的ER或AR活性，表明其对内分泌系统的干扰作用可能较低。此外，部分长链PFAS如10:2 FTOH在AR激活实验中显示出轻微的激活作用，提示其可能具有较低的雄激素受体结合能力。这些结果表明，尽管某些PFAS可能在体外实验中表现出较弱的活性，但其潜在的内分泌干扰效应仍需进一步研究。

研究还整合了多种机制数据，以构建一个完整的内分泌干扰路径（AOP）。通过系统地收集和分析现有文献中的相关数据，包括对甾体生成酶和激素水平的改变，研究团队得以将分子层面的效应与细胞和组织层面的反应联系起来，最终关联到潜在的不良健康结果。这一方法不仅提高了对PFAS内分泌干扰机制的理解，也为风险评估提供了更全面的依据。例如，PFDA和PFOA在体外实验中显示出对ER的激活作用和对AR的抑制作用，这与文献中报道的其对甾体生成酶（如CYP19a/b和StAR）的上调作用相吻合，进一步支持了其对内分泌系统的干扰潜力。此外，PFOS虽然在ER和AR实验中未表现出活性，但其对甾体生成酶表达和激素水平的显著影响表明，其可能通过非受体依赖机制干扰内分泌系统，这种机制可能涉及线粒体功能、胆固醇/甾体生物合成过程或膜相关信号通路的干扰。

本研究的创新之处在于其采用的多层级评估策略，将计算模型、体外实验和机制数据有机结合，形成了一种基于OECD IATA框架的系统性方法。这种策略不仅提高了对PFAS内分泌干扰潜力的识别精度，还为未来大规模评估其他环境持久性化学物质提供了可行的范式。通过这种方式，研究能够更准确地判断哪些PFAS具有较高的风险，从而为监管决策提供科学支持。例如，PFDA和PFOA被确定为高优先级的内分泌干扰物，而其他短链和磺化PFAS则显示出较低的活性，可能在实际环境中对内分泌系统的影响较小。

然而，研究也指出了当前评估方法的局限性。尽管计算模型能够提供分子对接的预测结果，但其准确性受到算法、输入参数和目标受体类型的影响，导致预测结果存在一定的差异。因此，在解释计算结果时，必须结合体外实验数据和机制研究，以确保评估的科学性和可靠性。此外，体外实验虽然能够提供直接的受体活性信息，但其结果可能无法完全反映体内复杂环境下的实际效应。因此，未来的研究需要进一步探索体内机制，以更全面地理解PFAS的内分泌干扰潜力。

总体而言，本研究为PFAS的内分泌干扰评估提供了一个新的视角和方法。通过多层级策略，研究不仅揭示了长链PFAS在干扰内分泌系统中的重要作用，还强调了短链和磺化PFAS可能的较低风险。这种综合评估方法为监管机构提供了一个更加科学、透明和可扩展的工具，使得对PFAS的筛选和风险评估更加高效和准确。同时，研究也提醒我们，对于某些PFAS，如PFOS，其潜在的内分泌干扰效应可能通过非受体依赖机制发生，因此在评估时需要考虑更广泛的生物途径。通过将分子对接、体外实验和机制数据相结合，本研究为理解PFAS的复杂生物学效应奠定了基础，并为未来的环境风险评估提供了有价值的参考。