草甘膦及其助剂在人单核白细胞微核试验中的遗传毒性评估:助剂毒性远超活性成分的警示

【字体: 时间:2025年06月18日 来源:Toxicology Reports CS7.4

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  本研究针对草甘膦除草剂(GBHs)中助剂可能增强遗传毒性的争议,通过细胞阻滞微核试验(CBMN)评估草甘膦及两种助剂(烷基二甲基甜菜碱和聚氧乙烯牛脂胺)对人外周血白细胞的DNA损伤作用。结果显示,助剂B在低浓度(1 μM)即可诱导显著微核形成,其遗传毒性远超草甘膦,提示商业配方风险主要源于助剂。该研究为农药安全评估提供了关键数据,呼吁监管机构重视助剂独立毒性。

  

草甘膦作为全球使用量最大的除草剂,其安全性争议持续发酵。尽管活性成分草甘膦被认为环境友好,但商业配方中高达75%的成分为神秘助剂——这些增强渗透性和稳定性的化学物质,专利保护使其成分长期不透明。更令人担忧的是,国际癌症研究机构(IARC)将草甘膦列为2A类致癌物,而美国环保署(EPA)却坚持其安全性,这种监管分裂背后,助剂是否才是真正的“幕后黑手”?

匈牙利科学院的研究团队在《Toxicology Reports》发表的研究给出了关键答案。他们采用细胞阻滞微核试验(Cytokinesis Block Micronucleus Assay, CBMN)——这项被OECD指南认证的金标准方法,对三种物质展开对决:纯草甘膦、烷基二甲基甜菜碱(助剂A)和聚氧乙烯牛脂胺(助剂B,POEA)。实验设计极具临床相关性:使用健康志愿者(35-37岁男性)的外周血白细胞,模拟4小时(急性暴露)和20小时(持续暴露)两种场景,并设置S9肝代谢活化系统组别以区分直接与代谢依赖性毒性。

方法精要
研究严格遵循OECD 487指南,通过CBMN检测双核细胞微核率(BNMN%)和增殖指数(PI)。关键步骤包括:PHA刺激淋巴细胞增殖、细胞松弛素B阻滞胞质分裂、吉姆萨染色及双盲镜检。浓度梯度设置(0.1-100 μM)覆盖环境相关剂量,特别匹配助剂在商用配方(如Fozat 480和Glyfos)中的实际比例。

结果揭示

  1. 4小时短兵相接
    无S9代谢时,助剂B在1 μM(环境相关浓度)即引发微核率显著升高(0.352% vs 对照p<0.01),效果持续至100 μM;而草甘膦仅在100 μM时才显现毒性。助剂A同样在100 μM显示遗传毒性,但强度弱于助剂B。

  2. 代谢系统的双面性
    加入S9肝酶后,所有物质的遗传毒性均消失,暗示助剂的危害可能更易发生在肝外组织(如皮肤接触或肺部吸入)。

  3. 时间就是解毒药
    20小时暴露组微核率普遍低于4小时组,研究者推测DNA修复机制可能被激活,或损伤细胞被清除。

  4. 增殖谜题
    所有处理组的增殖指数(PI=1.6-1.8)均无统计学差异,排除细胞周期干扰对结果的混淆。

讨论的深层启示
这项研究首次在同等实验条件下直接对比草甘膦与助剂的遗传毒性潜能。助剂B(POEA)的“低浓度高效”特性尤其令人警觉——其1 μM效应相当于草甘膦100 μM的效果,这与欧盟禁用POEA的决策形成科学呼应。更关键的是,S9实验证明这些助剂无需代谢活化即可损伤DNA,这对缺乏代谢能力的细胞(如生殖细胞)构成特殊风险。

研究同时解开一个矛盾现象:为何既往关于草甘膦遗传毒性的研究结论不一?答案可能在于配方差异。例如,使用含POEA配方(如Glyfos)的研究更易检出阳性结果,而仅测试纯草甘膦的研究可能低估风险。

变革性意义
该研究为农药监管提供三大启示:

  1. 现行仅评估活性成分的策略存在重大漏洞,助剂应强制纳入毒理学检测;
  2. 体外实验必须包含无代谢活化组别,以捕捉肝外毒性;
  3. 时间动力学研究表明,短期暴露检测对某些遗传毒物更具敏感性。

尽管研究存在样本量较小、未采用自动化检测等局限,但其揭示的“助剂主导毒性”机制,正在推动全球农药安全评估范式的转变。正如作者强调:当一种农药配方中,所谓“惰性成分”的毒性远超活性成分时,是时候重新定义“安全”的标准了。

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