非靶向与可疑筛查策略揭示胎盘新兴关注化学物质的暴露谱及其健康意义

【字体: 时间:2025年06月20日 来源:Emerging Contaminants 5.3

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  为解决胎儿期外源性化学物质暴露评估的技术瓶颈,西班牙BAZA队列研究团队采用非靶向筛查(NTS)和可疑筛查(SS)技术,结合增强基质去除(EMR)前处理方法,在65例胎盘样本中鉴定出21种新兴关注化学物(CECs),包括13种首次报道的污染物。该研究为全面评估产前暴露组(exposome)提供了创新方法学框架,对揭示环境污染物与胎儿健康关联具有重要价值。

  

随着工业化进程加速,人类暴露于环境化学品的种类和数量呈指数级增长。据估计,每年超过900万死亡病例与空气、水和土壤的化学污染相关。胎儿期因其代谢系统未成熟、器官发育敏感等特点,成为环境污染影响的脆弱窗口。胎盘作为母胎界面的重要器官,能反映胎儿实际暴露状况。然而,传统靶向分析方法仅能检测有限种类的已知污染物,难以应对数以万计的新兴关注化学物(Chemicals of Emerging Concern, CECs)的筛查需求。这些物质包括农药、塑化剂、个人护理品成分等,可能通过干扰内分泌、诱发氧化应激等机制影响胎儿发育。当前研究面临两大挑战:一是缺乏能同时覆盖多类污染物的检测技术,二是胎盘基质复杂导致的前处理难题。

为突破这些限制,来自西班牙的研究团队在《Emerging Contaminants》发表重要成果。研究人员首先系统比较了盐辅助液液萃取-分散液液微萃取(SALLE-DLLME)与增强基质去除(EMR)两种前处理技术,发现EMR在提取效率(EE>60%)、基质效应(ME<50%)和检测限(LODs 0.15-1 ng g-1)方面表现更优。基于此,团队采用EMR结合液相色谱-高分辨质谱(LC-HRMS)技术,对BAZA队列的65份胎盘样本进行非靶向筛查,并通过MS-DIAL软件进行数据解析,所有鉴定结果均符合Schymanski标准中1级(标准品验证)或2级(质谱匹配度>80%且保留时间偏差<1.5 min)可信度要求。

在"样本处理程序性能评估"部分,研究显示EMR对23种质量控制化合物的平均回收率达74.2%,远优于SALLE-DLLME的41.7%,且RSD<15%,证明其稳定可靠。"质量控制结果"证实整个分析批次的质量可控,质量精度偏差<5 ppm,保留时间漂移<0.1 min。

关键的"胎盘样本中鉴定出的外源性物质"部分,研究共发现21种CECs,涵盖8大类应用领域:1)首次报道的工业中间体如1,5-萘二胺(100%检出率)和N,N-二乙基-3,4-二甲氧基苯甲酰胺(100%);2)致癌物如苯并芘(58%)和4-亚硝基二苯胺(55%);3)农药代谢物如氯噻吩-4-羟基(60%);4)新型阻燃剂三异丁基磷酸酯(54%);5)药物如对乙酰氨基酚(54%)和地西泮(65%);6)食品添加剂咖啡因(100%);7)染料C.I.碱性红9(34%);8)防腐剂苯甲醇(100%)。值得注意的是,6-甲氧基喹啉(97%)和1-羟基苯并三唑(100%)等高检出率物质具有潜在内分泌干扰活性。

通过"暴露源相似性分析",Spearman相关性揭示了三类暴露模式:农药类物质(如多效唑与胡椒基丁醚)呈中度正相关(rho>0.5);精神类药物(地西泮与氟哌啶醇)存在共同使用模式;而咖啡因与农药呈现负相关,暗示暴露途径差异。

这项研究的重要意义在于:方法学上,建立了首个基于EMR前处理的胎盘非靶向筛查流程,灵敏度较传统方法提升10倍;科学发现方面,首次报道13种胎盘污染物,扩展了产前暴露组数据库;公共卫生层面,为评估CECs的发育毒性提供了新证据。特别是检出的致癌物和内分泌干扰物,其高检出率提示需重视孕期低剂量混合暴露的累积风险。未来研究可结合代谢组学等技术,深入解析这些污染物对胎盘功能的分子机制影响。

研究团队采用的关键技术包括:1)胶原酶消化结合EMR-Lipid柱净化处理胎盘样本;2)LC-HRMS在正负离子模式下采集数据,采用滚动碰撞能量模式(CE±15 V)获取碎片信息;3)MS-DIAL软件进行特征峰提取和数据库匹配;4)基于logKow-RT模型预测保留时间辅助化合物鉴定;5)采用Spearman秩相关分析暴露模式。BAZA队列样本来自西班牙格拉纳达地区医院65名健康产妇。

该成果由Rodríguez-Carrillo等学者共同完成,通讯作者Fernando Vela-Soria强调,非靶向策略是揭示"化学暴露冰山"水下部分的关键工具。随着暴露组学发展,这类方法将帮助识别更多潜在风险物质,为制定精准预防策略提供科学依据。

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