商业级三氯蔗糖的遗传毒性与致突变性：现代生物测定中无需担忧

《Food and Chemical Toxicology》：Genotoxicity and Mutagenicity of Commercial-Grade Sucralose: No Concerns in Modern Bioassays

　　

•商业级三氯蔗糖在妥善执行的试验中未显示出任何遗传毒性或致突变效应
•这些试验的结果进一步证实了三氯蔗糖缺乏遗传毒性和致突变活性
•体内彗星试验中的阳性发现与动物模型中的不良反应无相关性

引言
三氯蔗糖是一种广泛消费的、无热量、高强度甜味剂，已在 80 多个国家获准使用（Grice 和 Goldsmith，2000；Magnuson 等，2017）。三氯蔗糖的甜度约为蔗糖（食用糖）的 600 倍，使其成为添加糖的合适替代品（Grice 和 Goldsmith，2000；WHO，2015；Magnuson 等，2017；U.S. FDA，2025）。基于其甜度强度，引发甜味效果所需的三氯蔗糖量极微，这使得在食品和饮料应用中显著减少添加糖的同时，仍能保持理想的感官特性（Grice 和 Goldsmith，2000；Grotz 和 Munro，2009）。此外，由于三氯蔗糖不被代谢（John 等，2000；Sims 等，2000），它不会增加食品和饮料的总热量含量，这增加了其对行业和消费者的吸引力，同时有助于减少添加糖摄入的公共健康举措（Grotz 和 Munro，2009；WHO，2015）。

过去十年中，全球人口对添加糖的消耗获得了重大的国家和国际关注。在美国，《2020-2025 年美国人饮食指南》建议从添加糖中摄入的热量低于每日总热量的 10%，相当于每日摄入约 50 克添加糖（USDA/U.S. DHHS，2020）。在全球层面，世界卫生组织建议将饮食中的添加糖水平减少至低于 10%，最好低至 5%（WHO，2015）。减少过量添加糖摄入的消费者导向方法涉及用含有低热量或无热量甜味剂（LNCS）（如三氯蔗糖）的食品和饮料产品进行饮食替代（Martyn 等，2022）。已采取措施监测和估算全球人口中三氯蔗糖等 LNCS 的消费率，以了解这些物质的消费者趋势和饮食消费模式，并帮助监管者制定基于健康的指导值（Martyn 等，2018, 2022；Lenighan 等，2023）。Lenighan 及其同事使用品牌忠诚模型，估算了巴西、加拿大、墨西哥和美国人群中从基于水的调味非酒精饮料中摄入三氯蔗糖的平均值和第 90 百分位摄入量，分别为 1991 年粮农组织/世卫组织食品添加剂联合专家委员会（JECFA）分配的每日允许摄入量（ADI）15 mg/kg 体重的 1.64 至 7.86% 和 3.84 至 15.23%（JECFA，1991）。高达 ADI 15% 的估算三氯蔗糖摄入量将相当于每日摄入约 2.25 mg/kg 体重。在欧洲联盟，欧洲食品安全局（EFSA）报告称，从作为食品添加剂在所有授权食品类别中的使用来看，三氯蔗糖的膳食暴露量为 0.1 至 4.7 mg/kg 体重/天（平均值）和 0.4 至 14.3 mg/kg 体重/天（第 95 百分位）（EFSA，2026）。在重新评估三氯蔗糖作为食品添加剂的安全性时，EFSA 指出，虽然目前授权使用的三氯蔗糖摄入量估算值被高估，但估算值未超过 ADI，且在目前使用水平下没有安全隐患（EFSA，2026）。

在全球范围内，消费者对包括三氯蔗糖在内的高强度甜味剂等食品添加剂的安全性越来越关注和感兴趣。评估食品添加剂的遗传毒性潜力构成了食品添加剂整体风险评估的基本组成部分，因此对于确保其安全特征至关重要。三氯蔗糖的致突变性和遗传毒性一直是许多毒理学评估的主题，压倒性的科学信息表明，在相关的膳食暴露水平下，三氯蔗糖不存在致突变、非整倍体诱导、断裂剂或遗传毒性方面的担忧（SCF，2000；Sasaki 等，2002；Brusick 等，2010；van Eyk，2015；Berry 等，2016；Magnuson 等，2017；Lea 等，2021；Boon 等，2025；Marchitti 等，2025）。Brusick 描述了一系列最初在 20 世纪 70 年代和 80 年代进行的体内和体外致突变性和遗传毒性试验，以支持三氯蔗糖的安全性，包括细菌反向突变试验、大肠杆菌 pol A+/A- 试验、体外染色体畸变试验、TK +/- 小鼠淋巴瘤细胞突变试验、大鼠体内染色体畸变试验以及小鼠 2 个微核试验。这些试验显示没有实质性证据表明三氯蔗糖具有致突变或遗传毒性活性（Brusick 等，2010）。体外 TK +/- 小鼠淋巴瘤细胞试验最初报告在三氯蔗糖高细胞毒性浓度（7.5 至 10 mg/mL）下结果不确定，但根据较新的标准（Moore 等，2007），该研究现在被认为是阴性结果（Brusick 等，2010）。从体内和体外生物测定获得的物质遗传毒性或致突变潜力的评估构成了该物质危害识别的关键组成部分，并结合其他方面，如该物质的代谢概况，决定该物质是否可能构成致癌性担忧。已使用三氯蔗糖在哺乳动物物种中进行了几项长期毒性研究（Goldsmith，1985；Mann 等，2000a,b；SCF，2000）。在大鼠和小鼠的研究中，三氯蔗糖以最高达饮食 3% 的浓度提供，在大鼠中提供平均终身每日暴露量为 1,500 mg/kg 体重/天（Mann 等，2000a），在小鼠中为 4,500 mg/kg 体重/天（Mann 等，2000b）。未观察到良性或恶性肿瘤的证据或携带肿瘤动物总数增加，表明三氯蔗糖没有任何致癌潜力（Berry 等，2016）。长期大鼠研究对于国际监管机构关于三氯蔗糖安全性的结论至关重要，并为建立三氯蔗糖的 ADI 奠定了基础（JECFA，1991）。此外，最近一项关于三氯蔗糖癌症流行病学研究的系统综述表明，三氯蔗糖缺乏致突变性和遗传毒性，以及啮齿动物中缺乏致癌效应，支持其缺乏人类相关的致癌性（Boon 等，2025）。

在支持三氯蔗糖作为食品添加剂使用的初始遗传毒性研究之后，已发表少量声称显示遗传毒性活性的研究（Sasaki 等，2002；van Eyk，2015）。Sasaki 等（2002）报告称，在体内彗星试验中，以最高测试剂量 2,000 mg/kg 体重处理后，三氯蔗糖增加了胃、结肠和肺组织的尾部迁移。Sasaki 等（2002）遵循了 Tice 等（2000）描述的方案，这远早于其 2016 年标准化为经合组织（OECD）官方测试指南的时间（OECD，2016a）。OECD（2016a）方案与 Tice 等（2000）方案之间的显著偏差包括要求每个组织至少评分 150 个细胞，使用标准化统计技术，结合定义明确的阴性和阳性对照以及历史数据库，以及在较后的指南中更具规定性的方法和方案要求。Sasaki 等（2002）的体内彗星试验每组使用的相对较少的小鼠（n=4），未包括细胞毒性测量（即存在刺猬状细胞）或组织病理学分析，并测试了纯度未知的三氯蔗糖。此外，Sasaki 等（2002）报告称，其他食品添加剂，如柠檬黄和亮蓝，尽管一致认为这些物质无遗传毒性，但在该试验中显示出活性，并且后来在 OECD 方案下的体内彗星试验中被证明为阴性（EFSA，2015, 2016）。体内彗星试验历史上与高假阳性率相关，部分原因是缺乏标准质量控制措施以最小化程序偏差和变异性（Witt 等，2010；Vasquez 和 Dewhurst，2024）。因此，旧的、非 OECD 合规的彗星试验在食品成分评估中的相关性已受到质疑（EFSA，2015, 2016, 2026）。

ToxTracker 非整倍体诱导剂/断裂剂评估（ACE）试验是一种新兴的指示试验，可能有助于遗传毒性评估的工具包。ToxTracker 是一种基于哺乳动物干细胞的试验，监测与化合物生物反应性相关的细胞信号通路的潜在激活。广泛的基因组谱分析导致了 6 个生物标志物基因面板的识别，这些基因在暴露于致癌物和毒物时被优先激活。生物标志物基因包括 Bscl2 和 Rtkn（DNA 损伤）、Btg2（涉及 p53 通路的细胞应激）、Srxn1 和 Blvrb（氧化应激）以及 Ddit3（蛋白质损伤）。为了促进对这些生物标志物基因激活的评估，生成了转染了完整生物标志物基因的基于绿色荧光蛋白（GFP）的小鼠胚胎干细胞（mES）报告细胞系。ToxTracker 试验利用一组 6 个经验证的基于 GFP 的 mES 报告细胞系，它们涉及与 DNA 损伤、氧化应激和蛋白质损伤诱导相关的信号通路。经合组织于 2026 年 6 月采纳了 ToxTracker 基因报告试验的官方测试指南（OECD 测试指南第 446A 号），并且 ToxTracker 试验已被提议用于修订后的遗传毒性测试范式中，因为它可能是食品添加剂整体证据权重遗传毒性评估中的可靠资源（EFSA，2025）。

为了进一步证实三氯蔗糖的安全性并更新该甜味剂的遗传毒理学数据库，按照国际公认的 OECD 测试指南和良好实验室规范（GLP），在标准化的毒理学电池中调查了市售三氯蔗糖的致突变性和遗传毒性潜力。这些研究包括细菌反向突变试验、体外和体内微核试验、转基因啮齿动物（Muta?Mouse）试验、体内彗星试验和 ToxTracker 试验。试验结果为市售三氯蔗糖缺乏遗传毒性提供了进一步的证据。

章节片段
受试物质
从泰莱美国公司获得一种商业可用的、高纯度三氯蔗糖（1,6-二氯-1,6-二脱氧-β-d-果呋喃糖基-4-氯-4-脱氧-α-d-半乳糖吡喃糖苷），纯度≥98%，呈白色/米白色结晶粉末。三氯蔗糖是一种食品级、高纯度物质，含有<0.5% 的其他氯化二糖，<0.1% 的氯化单糖，<1 mg...

ToxTracker 非整倍体诱导剂/断裂剂评估（ACE）
在细胞系统中，最高测试浓度为 10 mM 的三氯蔗糖仅诱导了有限的细胞毒性（约 25%），并被发现未通过产生自发荧光干扰试验。
在 Bscl2-GFP（由 bulky DNA 损伤和 DNA 复制应激激活）或 Rtkn-GFP 报告基因（对 DNA 链断裂敏感）中，没有迹象表明三氯蔗糖具有潜在的遗传毒性。同样，无论是否存在 S9，三氯蔗糖均未能激活 Btg2-GFP...

讨论
当按照国际公认的 OECD 测试指南和 GLP 进行测试时，三氯蔗糖在细菌反向突变、体外微核、体内微核和体内转基因啮齿动物试验中均未显示出遗传毒性潜力的证据。这些研究结果与此前为三氯蔗糖作为食品添加剂初始批准而进行的遗传毒性研究中报道的结果一致（Brusick 等，2010）。Conclusions 讨论的原始研究...

结论
根据最新的 OECD 测试指南和 GLP，对商业级三氯蔗糖进行了一系列遗传毒性研究。这些研究包括重复早期试验，如细菌反向突变（Ames）试验以及体外和体内微核试验，以进一步确认三氯蔗糖的非遗传毒性。新进行的研究纳入了较新开发的 OECD 方案，包括体内彗星试验、体内转基因啮齿动物试验...

CRediT 作者贡献声明
Jwar Meetro：写作 – 审查与编辑，写作 – 原始草稿。Jaspreet Gujral：写作 – 审查与编辑，资源，项目管理，方法论，调查，形式分析，数据整理，概念化。Barry Lynch：写作 – 审查与编辑，写作 – 原始草稿。Chris Darwen：写作 – 审查与编辑，调查，概念化。Trung D. Vo：写作 – 审查与编辑，写作 – 原始草稿。Kavita Karnik：写作 – 审查与编辑，调查...

未引用的参考文献
Boon 等，2025；Hendriks 等，2012；Hendriks 等，2016；Marchitti 等，2025；Roberts 等，2000；USDA/U.S. DHHS，2020。

利益冲突声明
Jwar Meetro, Trung D.

Vo 和 Barry Lynch 是 Intertek Health Sciences Inc. 的员工，并在稿件准备过程中因提供咨询服务而从 Tate & Lyle 获得了经济报酬。

数据可用性声明：本研究支持研究结果的数据可根据合理要求从通讯作者处获取。

资金来源：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。

利益冲突声明 ? 作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的经济利益/个人关系：Jwar Meetro、Barry Lynch 和 Trung Duc Vo 是 Intertek Health Sciences Inc. 的员工，该公司已向 Tate & Lyle 提供咨询服务。Jaspreet Gujral、Chris Darwen、Rhodri Evans 和 Kavita Karnik 是 Tate & Lyle 的员工。

7. 致谢：无致谢。

Jaspreet Gujral|Jwar Meetro|Barry Lynch|Trung D. Vo|Chris Darwen|Rhodri Evans|Kavita Karnik