对体外和体内数据进行基于证据的综合评估表明,苯草胺在非洲爪蟾中所产生的效应与广泛毒性一致,而非甲状腺干扰作用
《Environmental Research》:Integrated evidence-based assessment of
in vitro and
in vivo data supports that the effects of phenmedipham in
Xenopus laevis are consistent with generalised toxicity rather than thyroid disruption
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时间:2026年10月15日
来源:Environmental Research 8.2
编辑推荐:
•在一项体外 ToxCast 检测中报告了苯吡胺抑制大鼠甲状腺过氧化物酶的情况。
•在非洲爪蟾体内未观察到典型的甲状腺过氧化物酶抑制效应。
•在非洲爪蟾中观察到的大多数效应与普遍毒性相吻合。
•轻微的、无生物学意义发育延迟被归因于非甲状腺毒性。
•证据权重表明苯吡胺不是甲状腺
•在一项体外 ToxCast 检测中报告了苯吡胺抑制大鼠甲状腺过氧化物酶的情况。
•在非洲爪蟾体内未观察到典型的甲状腺过氧化物酶抑制效应。
•在非洲爪蟾中观察到的大多数效应与普遍毒性相吻合。
•轻微的、无生物学意义发育延迟被归因于非甲状腺毒性。
•证据权重表明苯吡胺不是甲状腺干扰物。
引言
苯吡胺(PMP)是一种用于甜菜、饲用甜菜、食用甜菜、菠菜和瑞士甜菜的播后阔叶杂草除草剂(US EPA 2005;EFSA 2018)。PMP 可实现低剂量重复施用,达到 95% 以上的除草效果(Küster 等人,2026)。其茎叶接触活性——通过叶片而非根系吸收——确保了在土壤湿润度不足通常导致土壤活性除草剂失效的干旱春季期间的可靠表现。PMP 可控制广泛的杂草谱,包括藜、蓼属植物、滨菊属植物、繁缕、白屈菜、地丁草和野芥菜,这些是其他除草剂无法同时控制的侵入性物种。这可防止因杂草压力不同而造成的 20%-90% 的产量损失(Bosák 和 Mód,2000)。除直接控制外,PMP 对于抗性管理至关重要,因为它提供了控制已记录的乙醛酸合成酶抑制剂抗性杂草种群的唯一茎叶活性替代作用模式(光系统 II 抑制剂)(Küster 等人,2026)。
PMP 及含 PMP 的产品已在北美(美国和加拿大)、亚太地区(中国和印度)以及智利注册。PMP 于 2005 年 3 月首次在欧盟(EU)根据第 1107/2009 号条例(EC)获批,并经过同行评审流程以续期有效成分审批(EFSA,2018)。与此同时,第 1107/2009 号条例(EC)附件 II 经委员会条例(EU)2018/605 修订,制定了确定有效成分、安全剂和谐增效剂内分泌干扰特性的科学标准。欧盟法规与 WHO/IPCS (2002) 的定义保持一致,认为内分泌干扰物是指显示出有害效应、具有内分泌活性且有害效应是内分泌活性的后果(基于生物学合理性的证据权重法)的物质,除非该有害效应对人类或种群层面的非靶标生物不相关。欧盟法规的实际实施得到了 ECHA/EFSA 关于内分泌干扰物识别指南的支持(ECHA/EFSA,2018)。根据 ECHA/EFSA (2018),内分泌干扰评估主要涵盖雌激素、雄激素、甲状腺和类固醇生成模式,并严重依赖经济合作与发展组织(OECD,2018)的具体测试指南(TGs)。针对非哺乳动物非靶标生物甲状腺(T)模式评估的建议 TGs 基于两栖动物,包括 Xenopus Eleutheroembryonic Thyroid Assay(OECD,2019)、Amphibian Metamorphosis Assay (AMA; OECD,2009) 和 Larval Amphibian Growth and Development Assay (OECD,2015)。所有这些 TGs 均使用非洲爪蟾进行验证,非洲爪蟾被广泛认为是评估甲状腺系统干扰的相关模型,特别是在环境安全评估中。前两种检测旨在筛选 T 介导的内分泌活性,且不涵盖变态高峰期的发育,变态高峰期是两栖动物生活史中的关键步骤,对种群动态和可持续性具有影响。幼体两栖动物生长和发育试验涵盖了两栖动物发育的更大一部分,从胚胎阶段到变态,终止于变态高峰后 10 周。研究持续时间涉及少年发育阶段,旨在解决不仅通过 T 模式,还通过雌激素、雄激素和类固醇生成模式的潜在有害效应(OECD,2015)。另一种两栖动物测试设计——扩展两栖动物变态试验(EAMA)——由 Ortego 等人 (2021) 提出,作为 AMA (OECD, 2009) 的改进。AMA 和 EAMA 均从非洲爪蟾的相同发育阶段(Nieuwkoop 和 Faber, 1994 (NF) 51 期)开始,并在相同条件下进行,但 EAMA 终止于蝌蚪达到 NF 62 期时,这对应于变态高峰期。相比之下,AMA 在固定持续时间(即 21 天)后结束,因此不包括变态高峰期的评估,此时甲状腺激素(THs)的血浆水平达到峰值。作为一种固定阶段终止设计,EAMA 相比 AMA 具有多种优势,包括避免终止时的混淆形态测量,并能够对个体进行分期以进行甲状腺组织病理学评估(Ortego 等人,2021;Dang,2022;Coady 等人,2025),并已被监管机构广泛接受(EFSA,2025a;Rizzuto 等人,2025)。EAMA 结果解读的支持已被纳入非靶标生物 T 模式分级测试背景下的决策逻辑中(Lagadic 等人,2024)。
委员会条例(EU)2018/605 建议基于证据权重法评估所有可用的相关科学数据——包括积极和消极结果——以便基于生物学合理性建立有害效应与内分泌作用模式之间的联系。这包括根据国际商定的研究方案产生的数据以及其他应用系统评审方法的相关可靠数据。对于非靶标生物,应考虑研究设计在评估有害效应及其在种群层面相关性方面的意义。除 EAMA 数据外,PMP 的 T 模式评估还包括相关的体外数据、哺乳动物研究的机制体内数据,以及关于例如甲状腺系统在脊椎动物类群间的结构和功能保守性以及个体层面发育终点在两栖动物种群动态中作用等当前的科学和技术知识。
本文描述了应用于现有科学数据的证据权重法,这些数据与在非哺乳动物、非靶标生物中评估 PMP 的 T 模式相关,并被纳入根据 ECHA/EFSA (2018) 进行并涵盖人类健康和环境的正式合规的 PMP 内分泌干扰特性证据权重评估(Bayer,2022)。本研究具体展示了体外和体内数据、跨物种外推以及种群相关性评估的组合如何有助于全面评估 T 介导的内分泌活性与种群相关有害效应之间联系的生物学合理性。它还强调了需要应用基于证据的方法,而不是依赖基于预定义有害结果路径(AOPs)对内分秘机制及相关生理过程的简化假设。
章节摘要
体外数据
体外数据取自美国环保署(US EPA)计算毒理学(CompTox)化学物质仪表盘的毒性预测器(ToxCast)(Williams 等人,2017)。ToxCast 数据是非 GLP 中高通量体外筛选数据,用于化学物质的优先级排序和危害表征。2026 年 2 月 11 日通过 CompTox 化学物质仪表盘(v2.80)使用化学物质名称“Phenmedipham"(CAS 号 13684-63-4)访问了 PMP 的 ToxCast 信息。所有的活跃命中项在
体外 ToxCast 数据
识别出两种被指定为具有“甲状腺生物活性”的检测处于活跃状态,包括 CCTE_Simmons_AUR_TPO 和 CCTE_Simmons_QuantiLum_inhib_2。这两个检测未报告任何标记。CCTE_Simmons_AUR_TPO_dn 是 ToxCast 系列中基于大鼠的非细胞高通量体外检测,用于测量甲状腺过氧化物酶(TPO)的抑制作用,TPO 是甲状腺激素(即三碘甲状腺原氨酸,T3 和甲状腺素,T4)合成中的关键酶(Ruf 和 Carayon,2006),使用荧光信号强度
体外抑制大鼠 TPO 及其对非洲爪蟾 TH 合成的潜在影响
CCTE_Simmons_AUR_TPO_dn ToxCast 检测显示 PMP 在体外抑制大鼠 TPO。此前已认识到该反应存在过度敏感性问题(Eytcheson 等人,2023)。基于使用强效甲状腺活性物质的研究结果,通常公认甲状腺系统的组成部分在哺乳动物和两栖动物之间具有高度保守性(参见例如 Noyes 等人,2019;McArdle 等人,2020;Haigis 等人,2023)。根据 1 级(一级氨基酸
结论
在 EAMA 中持续暴露于 PMP 的条件下,效应主要在 0.500 mg/L 的最高测试浓度下于第 7 天和测试终止时(第 27 天)观察到。本研究的一个显著发现是,在 NF 62 期个体中持续暴露 27 天后观察到的所有生长和发育效应幅度较低(WBW、SVL 和 HLL 为≤ 5.6%;发育延迟为 3.5%),估计的发育延迟(+0.76 天)仍保持在近期历史
CRediT 作者贡献声明
Katherine D. Urann:撰写 – 审查与编辑,资源,方法论。
Laurent Lagadic:撰写 – 审查与编辑,撰写 – 原稿,可视化,项目管理,概念化。
Katherine K. Coady:撰写 – 审查与编辑,撰写 – 原稿,概念化。
Zhenglei Gao:撰写 – 审查与编辑,撰写 – 原稿,可视化,形式化分析。
Julie C. Krzykwa:撰写 – 审查与编辑,验证,方法论,调查。
Stephanie Tokar:
未引用参考文献可在作物安全研究报告中查阅,;可在作物安全研究报告中查阅,;可在作物安全研究报告中查阅,;Andersson 等人,2018; Hardy 等人,2017; Arena 等人,2018; Aagaard 等人,2023; Baumann 等人,2025a; álvarez 等人,2025b; Wolf 等人,2021。
伦理声明
本研究按照以下动物福利和/或报告指南进行:Smithers Wareham MA 设施获地方和联邦当局许可使用实验动物。无需伦理委员会批准。研究使用的动物物种未涵盖或受监管美国实验动物的主要联邦法律《动物福利法》(AWA)保护。
数据可用性
数据将根据要求提供。可使用拜耳全球提供的申请表索取拜耳作物科学安全研究报告,申请表位于 Crop Safety Study Report | Bayer Global。有关拜耳透明度倡议的更多信息,请参见 Safety Results Crop Protection Products | Bayer Global。
资助机构信息
本研究未获得公共、商业或非营利部门资助机构的任何特定拨款。本研究是在欧盟苯吡胺重新批准过程中进行的内分泌干扰特性监管评估期间开展的。
利益冲突声明
? 作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系:Laurent Lagadic 报告与德国拜耳公司作物科学研发部门存在关系,包括:雇佣关系。Katherine K Coady 报告与美国拜耳作物科学环境安全部门存在关系,包括:雇佣关系。Zhenglei Gao 报告与德国拜耳公司作物科学研发部门存在关系,包括:雇佣关系。Stephanie Tokar 报告存在一个
致谢
作者感谢 Jeffrey C. Wolf(Experimental Pathology Laboratories, Inc. (EPL?),美国弗吉尼亚州斯特灵)进行青蛙甲状腺的组织病理学评估,并对稿件的早期版本和修订版提供富有见地的意见。作者非常感谢 Mariana Beig Jord?o、Arndt Wellmann(德国拜耳公司)和 Alfons de Hooge(UPL Europe Ltd.,荷兰)在准备期间给予的持续鼓励和支持
Katherine K. Coady|Zhenglei Gao|Julie C. Krzykwa|Stephanie Tokar|Katherine D. Urann|Laurent Lagadic
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