综述:联苯菊酯受到质疑:在监管空白背景下重新审视毒理学证据

【字体: 时间:2025年09月27日 来源:JOURNAL OF APPLIED TOXICOLOGY 2.8

编辑推荐:

  杀虫剂BF的毒性评估显示其可能引起神经毒性(如焦虑、抑郁、运动失调)、免疫和内分泌干扰,但不同机构对风险评估存在分歧(如USEPA与EFSA的参考剂量差异)。现有研究存在剂量范围窄、实验设计缺陷、人类数据不足等问题,需整合新方法(如PBPK模型)和系统证据评估(摘要分隔符:

  
当前关于吡虫啉(bifenthrin, BF)毒理学的研究存在显著分歧,主要体现在监管机构的风险评估结论差异及研究证据的局限性。以下是对该领域系统性综述的详细解读:

### 一、研究背景与核心问题
BF作为一类高效、广谱的合成 pyrethroid 类杀虫剂,占据全球杀虫剂市场超过25%的份额(Deanovic等,2018)。其高脂溶性、光稳定性及环境持久性特征(Budd等,2020;Li等,2018)导致在土壤、水体及食物链中的广泛残留,形成多途径暴露风险(Corcellas等,2012;Yoshida等,2021)。尽管FAO/WHO、USEPA和EFSA已建立参考剂量(0.01-0.031 mg/kg·d)和最大残留限量(MRLs),但EFSA(2023)指出其数据可靠性存疑,而USEPA(2020)则认为现有评估足够支持现有用途。这种监管分歧源于研究证据的薄弱环节,尤其是多层级生物效应验证不足。

### 二、毒理学特征的关键发现
#### 1. 毒物动力学与生物分布
BF通过口服、皮肤接触及吸入等多途径暴露,其口服生物利用度达40%-60%(Gammon等,2014;Hughes等,2016)。值得注意的是,BF在脑组织、肝脏和脂肪组织中的蓄积量显著高于其他器官(血脑屏障穿透率约75%-80%),且半衰期长达21天(脂肪组织)至13.4小时(血浆),这种分布特性与神经毒性密切相关(Wolansky等,2006;Zhang等,2024)。

#### 2. 神经毒性机制与行为学影响
BF对神经系统的毒性作用最为明确:
- **离子通道干扰**:通过抑制电压门控钠通道(VGSC)和ATP酶活性,导致神经元去极化(Cao等,2014;Gomaa等,2021)
- **行为学改变**:在啮齿类动物中观察到剂量依赖性神经行为异常,包括:
- **焦虑样行为**:开放场实验(Open Field Test)和-plus迷宫(Elevated Plus Maze)中,0.6-2.1 mg/kg·d暴露组动物活动异常增加(Gargouri等,2018;Abdel-Wahhab等,2024)
- **抑郁样症状**:强迫游泳实验(FST)显示中剂量(3.5-7 mg/kg·d)暴露组动物不动时间延长
- **运动协调障碍**:滚轮测试(Rotarod)和悬空棒测试(Pole Balancing)中表现显著
- **发育毒性**:孕期BF暴露(≥7.1 mg/kg·d)导致新生鼠步态异常和空间记忆缺陷(Gammon等,2019)

#### 3. 免疫与代谢毒性
- **免疫抑制**:在体外实验中,BF(10^-9-10^-5 M)可激活T细胞聚集(Hoffman等,2006),但体内研究未发现明显免疫指标异常
- **代谢紊乱**:动物实验显示BF(3 mg/kg·d)可致血脂异常(总胆固醇↑36%,LDL-C↑29%),且高剂量暴露组(≥7 mg/kg·d)肝细胞线粒体功能受损(Zhang等,2015)
- **氧化应激**: bf暴露引发ROS水平升高,并抑制SOD和GSH-Px活性(Abdel-Wahhab等,2024)

#### 4. 内分泌与生殖毒性争议
- **雌激素干扰**:体外实验显示BF(10^-5 M)可上调MCF-7细胞雌激素受体α表达(Zhao等,2010),但动物实验未发现生育能力下降(Ham等,2020)
- **睾酮代谢抑制**:雄性大鼠BF暴露(15 mg/kg·d)导致HMG-CoA还原酶活性下降42%,但未观察到睾酮水平显著变化(Jin等,2014)
- **生殖毒性**:EFSA指出某些动物实验中观察到母鼠流产(100-125 mg/kg·d),但归因于 Pasteurella multocida 感染(ECHA,2009)

### 三、监管评估的分歧点
#### 1. 毒性阈值争议
- **USEPA**采用NOAEL(3.8 mg/kg·d,雄性大鼠)和LOAEL(0.0196 mg/kg·d,吸入途径)计算BMDL20为14.3 mg/kg(基于运动行为抑制)
- **EFSA**质疑传统NOAEL方法的可靠性,提出需采用更精确的BMD方法(Wolansky等,2006),但指出该研究未纳入欧盟使用的敏感动物模型(如SHR rats)

#### 2. 残留限量设定差异
- **EFSA**(2023)建议降低菠菜、草莓等作物中的MRLs,因其膳食暴露评估显示残留超标风险达0.05-0.15 mg/kg
- **USEPA**维持现行MRLs(0.05 mg/kg),认为现有数据足够支撑当前标准

#### 3. 风险评估方法学差异
- **USEPA**采用PBPK模型预测人体内暴露,强调"毒物不可逆蓄积"假说
- **EFSA**主张采用NAM(新途径方法),如多组学整合分析,但指出现有数据难以满足要求

### 四、研究局限性分析
1. **剂量设计缺陷**:多数研究采用三组剂量(0/低/中/高),无法反映实际暴露梯度(Jin等,2014;Abdel-Wahhab等,2024)
2. **模型局限性**:神经毒性评估依赖单一行为学模型(如FST仅用于抑郁样行为)
3. **数据碎片化**:现有研究多聚焦单一效应(如细胞毒性或神经行为学),缺乏多终点协同验证
4. **人类数据匮乏**:仅少数队列研究显示BF暴露与血糖异常(OR=1.22)相关(Liang等,2022)

### 五、未来研究方向建议
1. **多模型整合评估**:
- 开发整合运动协调(Rotarod)、空间记忆(Morris水迷宫)和情绪评估(社会交互测试)的综合测试体系
- 建立剂量-效应曲面模型,覆盖从亚致死剂量(0.01-0.1 mg/kg·d)到中毒剂量(1-5 mg/kg·d)的完整范围

2. **新途径方法应用**:
- 开发基于器官芯片的原位毒性检测系统
- 利用单细胞测序技术分析BF对神经胶质细胞和内皮细胞的双向调控作用

3. **暴露路径优化**:
- 构建多介质暴露模型(空气-土壤-水体耦合)
- 开发暴露前移(Exposure Prophylaxis)评估框架,重点监测孕期及婴幼儿期累积暴露

4. **监管标准协同**:
- 建立全球统一的毒理学数据库共享平台
- 推行"替代-精简-强化"(Replace-Reduce-Enhance)三阶段风险评估机制

### 六、公共卫生启示
1. **重点人群防护**:
- 婴幼儿配方食品中BF残留需加强监测(Galindo等,2024)
- 孕期暴露管理:建议将现有NOAEL(3.6 mg/kg·d)下调至考虑发育毒性阈值(2.5 mg/kg·d)

2. **暴露控制技术**:
- 开发基于光催化降解的残留监测系统
- 推广纳米涂层技术减少职业暴露

3. **风险沟通策略**:
- 建立农药代谢组学特征数据库
- 开发公众可理解的暴露风险计算器(包含 residential、occupational、dietary三维度)

### 七、监管体系优化路径
1. **数据标准化**:
- 制定毒理学研究通用技术规范(GTRP)
- 建立全球统一的暴露评估模型(GUEM)

2. **风险评估工具升级**:
- 集成PBPK-Monte Carlo模拟(PM-SIM)系统
- 开发多尺度毒性预测AI模型(包含分子对接、蛋白质组学数据)

3. **监管协同机制**:
- 建立中美欧联合风险评估小组(每三年更新一次)
- 推行"动态MRLs"制度,根据新证据实时调整

### 八、结论与展望
BF的神经毒性证据已达到"实质性确证"(Mechanistic Plausibility)标准,但其他潜在毒性(如内分泌干扰)仍存在"数据鸿沟"。建议:
1. 在现有动物模型(如Long-Evans rat)基础上,增加SHR-SP rat等神经敏感型品系
2. 建立从分子(蛋白互作网络)到行为(机器学习驱动的行为分析)的完整证据链
3. 将神经退行性疾病生物标志物(如α-突触核蛋白)纳入常规监测指标

当前监管分歧实质反映出现有风险评估体系对新型毒理效应(如神经退行性疾病)的适应性不足。亟需构建"毒性靶点-病理终点-临床表征"三级证据转化机制,这需要整合毒理学、神经科学和流行病学等多学科研究范式。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号