应用含乙醛酸（Glyoxylic Acid, GA）头发拉直产品后消费者与美发师对甲醛（Formaldehyde, FA）及草酸（Oxalic Acid, OA）暴露量的量化研究

《Toxicology and Applied Pharmacology》：Quantification of the exposure of consumers and hairdressers to formaldehyde and oxalic acid after application of hair straightening products containing glyoxylic acid

　　

乙醛酸（GA）作为热活化含乙醛酸头发拉直产品（GHSPs）的活性成分，其在加热分解释放甲醛（FA）及经代谢形成草酸（OA）晶体导致急性肾损伤（AKI）的可能性已被讨论。对两种市售产品进行现实条件下GHSP处理后的经皮吸收评估显示，生物可利用的GA/次应用量最大为7.73 μg/cm2。考虑到头皮面积为580 cm2，消费者的系统性GA暴露量为4.48 mg，若按25%的GA在皮肤代谢为OA计算，相当于1.1 mg OA。美发师手部GA暴露评估表明，其系统性OA水平约为0.026 mg/天（假设一天进行3次处理）。与典型的日常膳食及内源性OA来源（22–45 mg/天）相比，消费者和美发师因GHSP产生的OA暴露分别低20–41倍和>860倍。生理动力学（PBK）模型预测消费者因GHSP导致的肾脏OA排泄量<1.27 mg/天，而正常排泄量约为25 mg/天，与AKI相关的阈值为40 mg/天。GHSP暴露期间预测的肾脏OA浓度进一步表明不太可能发生OA晶体形成。GHSP处理过程中环境空气中GA热分解副产物甲醛的释放评估显示其值<25 μg/m3，低于监管暴露限值如100 μg/m3（WHO室内空气质量限值）。综上所述，在所述现实GHSP处理条件下，GA依赖性甲醛和OA暴露的量化表明其对消费者和美发师无健康担忧。

研究背景方面，热活化含乙醛酸（Glyoxylic Acid, GA）头发拉直产品（Heat-activated glyoxylic acid-containing hair straightening products, GHSPs）被用于处理卷曲或毛躁头发，其在全球不同族群中需求增加。然而，GA作为活性成分，在平板夹高温加热下可能热分解释放甲醛（Formaldehyde, FA），且经皮吸收的GA可能在体内代谢为草酸（Oxalic Acid, OA），已有报告关联GHSP使用与急性肾损伤（Acute Kidney Injury, AKI）的发生，推测机制为GA吸收后经代谢产生OA晶体导致肾小管损伤与阻塞。因此，需在现实使用条件下量化FA吸入暴露与GA系统性暴露及其代谢产物OA的水平，以评估其安全性。本研究由Nicola J. Hewitt等研究人员开展，通过实验测定与生理动力学（Physiologically Based Kinetic, PBK）建模，证实在描述的实际GHSP处理条件下，GA依赖的FA与OA暴露均处于安全范围，对消费者与专业人员无健康隐患，该论文发表于《Toxicology and Applied Pharmacology》。

研究人员采用的关键技术方法包括：在非通风小室及专业美发沙龙中，使用DNPH（2,4-二硝基苯肼）衍生化结合高效液相色谱串联质谱（HPLC-MS/MS）测量不同区域空气中FA浓度；依据OECD TG 428指南采用离体人类皮肤及猪耳皮肤进行体外经皮吸收实验测定GA生物可利用度；使用Phenion? Full Thickness（FT）人类重建皮肤模型评估GA至OA的代谢转化率（25%）；通过手套与手部冲洗采样量化美发师手部GA外部暴露；构建人源PBK模型预测肾脏OA排泄与浓度；所有安全评估基于头皮面积580 cm²及现实应用场景（Scenario 1：16% GA，20分钟；Scenario 2：10% GA，90分钟）。

研究结果部分如下。

3.1. Inhalation exposure of consumer and stylist to formaldehyde during GHSP treatment。通过在无通风15 m³舱室使用假人头及145 m³实际沙龙对4位顾客的测量，研究发现GHSP处理（230 °C平板夹）释放的FA在假人头呼吸区最高为12.3 μg/m³，沙龙环境中扣除背景后GHSP贡献值≤25 μg/m³，均低于WHO100 μg/m³及ACGIH120 μg/m³限值，且美发师呼吸区FA与安慰剂对照组无显著差异，表明现实条件下FA吸入暴露安全。

3.2. Endogenous GA and OA content of human skin。检测发现冷冻原生人类皮肤及Phenion? FT模型中GA低于定量下限（LLOQ），而OA在原生皮肤中为13.2–25.2 μg/cm²，FT模型中为105.7 μg/cm²，证实皮肤本身存在内源性OA。

3.3. Skin metabolism of GA by Phenion FT models。Phenion? FT模型实验显示， topical应用10% GA后，进入受体液的剂量中有4.7%以OA形式存在，皮肤层内24.8%为OA，证实皮肤内可将GA代谢为OA及其他产物如乙醇酸（Glycolic Acid）。

3.4. Skin absorption of GA after topical GHSP application。离体皮肤吸收研究显示，现实场景Scenario 1与2中生物可利用GA（表皮+真皮+受体液）仅占投药量<0.2%，分别为5.22±2.39 μg/cm²与3.51±4.14 μg/cm²；即便过量25倍的Scenario 3也仅0.05%，表明GHSP中GA经皮吸收极低。

3.5. External exposure of stylist to GA under realistic GHSP use conditions。沙龙模拟中发现美发师戴手套阶段手部未检出GA，仅在摘手套后平板夹阶段检出，最高手部外部暴露为7717 μg，说明操作后期存在少量接触但整体可控。

3.6. Predicted urinary OA excretion and kidney concentrations after topical GHSP application。PBK模型预测Scenario 1（4.41 mg GA）与Scenario 2（4.48 mg GA）处理后，24小时尿液OA排泄95百分位最大值分别为1.267 mg与1.225 mg，肾脏OA浓度峰值（95百分位）分别为0.0116 mg/l与0.0115 mg/l，远低于过饱和浓度0.756 mg/l及AKI阈值40 mg/天。

3.7. Safety assessment of the realistic GHSP application。综合评估显示消费者单次GHSP处理的系统性OA暴露约1.1 mg，较日常膳食（12–20 mg/天）与内源性（10–25 mg/天）低20–41倍；美发师日OA暴露0.026 mg低>860倍；安全边际（Margin of Safety, MoS）消费者为446–453，美发师为19588，均远超100目标值，证实无安全风险。

讨论部分总结，研究人员指出传统含甲醛拉直产品已禁用于欧盟等地，新一代GHSP以GA替代但需验证热分解FA及代谢OA风险。本研究表明GHSP在230 °C下释放FA低于背景及法规限，且经皮GA吸收极少，代谢为OA量远低于饮食摄入与内源产生，PBK预测肾脏OA浓度未达晶体形成阈值。既往小鼠非现实条件研究不能类比本现实评估。临床AKI个案多伴其他因素（遗传、饮食、肠道菌群），不能单一归因GHSP。GA本身为内源代谢中间体，正常转为甘氨酸（Glycine），机体具高耐受OA能力。因此，在现实使用频率（年3–4次）与条件下，GHSP不构成健康威胁。

结论部分翻译：本安全评估显示，现实GHSP处理后的甲醛释放完全在监管可接受限值内，包括广泛人群分布，因为WHO限值亦涵盖儿童与老人等。消费者与美发师系统性暴露估值相较其内源周转可忽略，故FA吸入暴露对二者均无安全担忧。单次现实GHSP处理源自系统性可利用GA估算的OA暴露，较日常外源与内源OA量少20–41倍；即便非现实条件暴露也低6–12倍，意味着无意或故意过量使用GHSP亦不会超过正常日常暴露水平。与其他OA来源相比，单次GHSP暴露不太可能导致尿液排OA超载。虽存在易感个体，但其病因不能仅归咎于单次使用拉直产品——其他因素如过量抗坏血酸摄入、大量含OA食物、肠道菌群改变致肠道吸收增加及低钙饮食亦可致高浓度OA与肾结晶。但基于计算GA与OA暴露的证据，即便易感个体，单次现实GHSP使用导致OA排泄超载的可能性极低。综上，在所述现实GHSP处理条件下，GA依赖性甲醛和OA暴露量化表明其对消费者与美发师无健康担忧。

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