新一代生物监测揭示孟加拉国农村孕妇暴露组:多种外源化学物共暴露模式与内源性雌激素关联研究

《Environment International》:Next-generation biomonitoring in a cohort of pregnant women from rural Bangladesh

【字体: 时间:2026年01月01日 来源:Environment International 9.7

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  本研究针对孟加拉国农村孕妇化学暴露数据匮乏的现状,采用LC-MS/MS多类生物监测技术对446份尿液样本进行分析,成功检测出62种外源化合物(包括农药、塑料剂、抗生素和霉菌毒素等),发现广泛共暴露现象,并揭示特定外源物与内源性雌激素浓度的相关性,为评估孕期混合化学暴露对妊娠结局的影响提供了迄今最全面的南亚地区暴露组数据集。

  
在当今工业化时代,人类不可避免地暴露于成千上万种合成或天然化学物质中。这些外源化合物(xenobiotics)通过食物链、空气、水源和个人护理产品等途径进入人体,对健康构成潜在威胁。特别是在生命早期关键窗口期——孕期,母体接触有害化学物质可能通过胎盘屏障影响胎儿发育,甚至导致远期不良健康结局。然而,传统研究多聚焦于单一或少数几类化学物,难以反映真实世界的混合暴露场景。在孟加拉国等低收入和中等收入国家,尽管存在严重的环境污染问题(如农药残留、重金属污染、抗生素滥用等),但系统性的生物监测(Human Biomonitoring, HBM)数据仍然十分有限。
为解决这一知识空白,由维也纳大学主导的国际研究团队在《Environment International》上发表了题为"Next-generation biomonitoring in a cohort of pregnant women from rural Bangladesh"的研究论文。该研究创新性地应用新一代暴露组学(exposomics)方法,对孟加拉国农村地区孕妇的化学暴露谱进行了全面刻画,揭示了这一人群独特的混合暴露特征及其与内源性激素水平的潜在关联。
研究人员采用的关键技术方法包括:基于MEMAPO前瞻性队列研究的446份孕妇晨尿样本;利用靶向液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)技术同时分析100多种外源化合物;建立严格的质量控制体系确保数据可靠性;通过Spearman相关性分析探究化合物共暴露模式及其与内源性雌激素的关联。
4.1. 尿液中外源化合物和雌激素的定量分析
研究团队应用高灵敏度LC-MS/MS方法,成功在尿液中检测到62种化合物,涵盖空气污染物、工业化学品、霉菌毒素、个人护理产品、农药及其代谢物、植物雌激素和塑料剂等。值得注意的是,多种化合物呈现高检出率:甲基对羟基苯甲酸酯(methylparaben)和丙基对羟基苯甲酸酯(propylparaben)检出率达100%和98%;尼古丁代谢物可替宁(cotinine)和反式-3-羟基可替宁(trans-3-OH-cotinine)分别检出99%和98%;塑料剂N-丁基苯磺酰胺(n-butylbenzenesulfonamide)检出率达94%。同时,研究还检测了14种内源性雌激素及其代谢物,其中10种被检出,为研究外源雌激素负荷对激素水平的影响提供了独特视角。
4.2. 解偶联和目标分析物游离/总浓度估算
由于酶解过程中存在显著的本底污染问题,研究团队选择不进行全样本酶解处理,而是通过10个样本的子集实验评估游离与总浓度的比例。结果显示,对于大多数化合物,游离形式仅占总尿液浓度的<1%至10%,这一发现对正确解读暴露水平与健康风险的关系具有重要意义。
4.3. 空气污染物和尼古丁代谢物
多环芳烃(PAH)代谢物1-羟基芘(1-OH-Pyrene)和3-羟基菲(3-OH-phenanthrene)的检出率分别为53%和16%,浓度水平显著高于欧洲地区报道值,反映了当地固体燃料使用导致的空气污染暴露水平较高。尼古丁代谢物的普遍检出(>98%)与当地咀嚼烟草(jorda)等兴奋剂使用习惯相符。
4.4. 工业化学品
萘代谢物2-萘酚(2-naphthol)在所有样本中均有检出(100%),浓度范围0.17-21 ng/mL。与斯洛文尼亚哺乳期妇女数据相比,孟加拉国孕妇的暴露水平更高,提示工业污染源的广泛存在。
4.5. 抗生素和兽药残留
17种目标抗生素中有9种被检出,64%的样本含有至少一种抗生素,最高同时检出5种。氟康唑(fluconazole,42%)、甲氧苄啶(trimethoprim,25%)和磺胺甲恶唑(sulfamethoxazole,23%)检出率最高,反映了抗生素暴露的普遍性,可能对肠道微生物群和抗菌素耐药性产生潜在影响。
4.6. 雌激素性霉菌毒素(霉菌雌激素)
重点关注具有雌激素活性的Alternaria毒素:交链孢酚(alternariol, AOH)和交链孢酚单甲醚(alternariol monomethyl ether, AME)检出率分别为8.9%和34%,玉米赤霉烯酮(zearalenone, ZEN)检出率仅1.1%。36%的样本含有至少一种霉菌雌激素,表明食物源性雌激素暴露不容忽视。
4.7. 个人护理产品
七种个人护理产品相关物质被检出,每种样本均含有至少一种。对羟基苯甲酸酯类防腐剂普遍存在,但浓度水平低于德国人群参考值,提示相对较低的暴露水平。
4.8. 农药和农药代谢物
新烟碱类农药吡虫啉(imidacloprid)和啶虫脒(acetamiprid)检出率分别为40%和25%,对硝基苯酚(p-nitrophenol, PNP)作为对硫磷暴露标志物检出率达93%。99%的样本含有至少一种农药生物标志物,74%的样本同时检出三种以上,最多达八种,反映了农业活动中农药使用的广泛性。
4.9. 植物雌激素和植物毒素
植物雌激素普遍检出,其中肠道微生物代谢产物肠内酯(enterolactone)和肠二醇(enterodiol)检出率分别达94%和84%。有毒生物碱茉莉宾氮氧化物(jacobine N-oxide)检出率4.5%,浓度极低。
4.10. 塑料相关化合物
六种塑料相关化合物被检出,包括邻苯二甲酸酯增塑剂单丁基邻苯二甲酸酯(monobutylphthalate, MBP)和邻苯二甲酸单-2-乙基己基酯(monoethylhexylphthalate, MEHP),以及双酚A(BPA)、双酚S(BPS)和双酚F(BPF)。99%的样本含有至少一种塑料剂生物标志物。
4.11. 外源化合物共暴露及其与内源性雌激素水平的相关性
Spearman相关性分析显示,功能相关化合物的尿液浓度存在显著正相关,如尼古丁代谢物之间(r=0.95)、大豆异黄酮之间(r=0.80)以及肠道微生物代谢物之间(r=0.69)。内源性雌激素浓度与多种具有雌激素活性的外源物呈正相关,如雌二醇(E2)与肠二醇(r=0.44)、肠内酯(r=0.50)和1-羟基芘(r=0.39)的相关性,提示外源化学物可能干扰内源性激素平衡。
研究结论与讨论部分指出,这是首次对孟加拉国及南亚地区孕妇化学暴露组进行的全面评估,揭示了该人群面临的多重化学暴露负担。研究结果凸显了将抗生素和霉菌毒素等传统上未纳入常规生物监测的化合物类别纳入监测体系的必要性。尽管存在单时间点采样、未进行酶解处理以及难以区分主动/被动暴露等局限性,该研究建立的综合暴露组数据库为后续研究化学混合物对妊娠结局的联合效应奠定了坚实基础。未来结合问卷调查、环境监测和高分辨率质谱非靶向分析,将能更全面地揭示化学暴露与健康结局的因果关系,为制定针对性的公共卫生干预措施提供科学依据。
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