多卤代咔唑类化合物（PHCZs）具有环境持久性、生物富集潜力和二噁英样毒性，是一类备受关注的新兴污染物（Sun等，2023b）。PHCZs的来源复杂。一些人类活动可产生PHCZs，包括焦化过程、卤代靛蓝染料的工业生产（Parette等，2015；Sun等，2023a）、废弃物焚烧（Altarawneh和Dlugogorski，2015）以及除草剂的使用（Ji等，2021）。PHCZs已在多种环境介质中被检出，包括美国的大湖区域（Wu等，2018）、中国的东海（Wu等，2018）和德国的北海河口（Chen等，2016）。在北极土壤和沉积物中（Zou等，2024）以及大气中（Fromme等，2018）也发现了其存在。PHCZs可通过多种暴露途径进入人体，包括灰尘摄入、食物链和饮用水（Tu等，2025）。越来越多的证据表明PHCZs在动物和人体中具有多种毒理效应。例如，3,6-二氯咔唑可导致斑马鱼肝细胞损伤和代谢紊乱（Meng等，2025）。此外，1,3,6,8-四溴-9H-咔唑可诱发血管病变（Xu等，2022）。即使是低剂量的PHCZs也能干扰生物体的正常生理功能（Dong等，2023）。
自1984年首次在美国纽约州布法罗河沉积物中检出以来，1,3,6,8-四氯-9H-咔唑（1,3,6,8-CCZ）一直被视为一种持久性污染物（Kuehl等，1984；Wu等，2017）。在使用氯作为消毒剂的饮用水处理过程中，1,3,6,8-CCZ是主要副产物之一，存在潜在的生物富集风险（Xu等，2017）。PHCZs是已知的芳烃受体（AHR）激活剂。Ma等人筛选了九种能高效结合AHR的PHCZs，其中1,3,6,8-CCZ表现出最显著的激活效能（Ma等，2019）。在无配体条件下，胞质中的AHR与热休克蛋白90（Hsp90）以及X关联蛋白2（XAP2）等共分子伴侣结合。激活后，AHR转位至细胞核并与AHR核转位因子（ARNT）相互作用（Gruszczyk等，2022）。PHCZ-AHR-ARNT复合物与DNA结合，诱导细胞色素P450（CYP450）基因的表达，包括CYP1A1和CYP1A2（Barreira-Silva等，2025）。CYP1A1介导外源化学物质的肝脏代谢，并影响其毒性转化（Zhu等，2021b）。尽管先前的研究已阐明了结构类似于1,3,6,8-CCZ的化合物（如多氯代二苯并-p-二噁英）的代谢途径，但PHCZs的结构多样性可能导致不同的代谢机制和代谢产物。
PHCZs是强效的雌激素受体α激动剂，具有内分泌干扰潜力（Yue等，2020）。然而，关于1,3,6,8-CCZ的毒理学信息十分匮乏，尤其缺乏关于其代谢物内分泌干扰效应的数据。内分泌干扰的关键机制涉及化学物质与靶细胞中核受体的直接相互作用，包括雄激素受体（AR）和雌激素受体（ER）。此外，性激素结合球蛋白（SHBG）作为一种主要转运蛋白，可结合雄激素和雌激素，从而调节其生物利用度和向靶组织的分布（Hong等，2015）。甲状腺激素系统在正常发育和代谢调节中至关重要，是内分泌干扰的另一个关键靶标。在循环中，大部分甲状腺激素（TH）与转运蛋白结合，主要是转甲状腺素蛋白（TTR）和甲状腺素结合球蛋白（TBG）（Ren等，2020）。多种环境污染物，包括羟基化多氯联苯，可与TTR或TBG竞争性结合，干扰甲状腺激素的转运（Cotrina等，2023；Huang等，2023；Weiss等，2009）。因此，评估1,3,6,8-CCZ及其代谢物与AR、ER、SHBG、TTR和TBG的相互作用，可为全面了解其干扰内分泌系统的潜力提供依据。
随着计算机技术的快速发展，计算模拟已成为分析毒性途径不可或缺的工具。分子动力学（MD）模拟被用于识别毒性效应的分子起始事件并评估分子间相互作用（Wang等，2021）。量子力学/分子力学（QM/MM）方法可以有效模拟生物分子与配体的反应，并被广泛应用于P450酶介导的污染物代谢研究（Zhu等，2024）。通过平衡效率和精度，计算模拟可以系统评估靶化合物的分子识别过程和代谢机制。
本研究采用多尺度计算模拟方法，整合了三个方面：AHR识别与激活、CYP1A1代谢途径以及内分泌干扰评估，通过串联分子起始事件（MIE）、关键事件（KE）和不良结局（AO），系统构建了整合性毒性通路。以1,3,6,8-CCZ为研究对象，（1）通过分子对接和MD模拟确定AHR激活机制；（2）通过QM/MM计算阐明CYP1A1催化1,3,6,8-CCZ的能量垒分布和结构变化，从而揭示代谢途径和分子机制；（3）鉴定主要代谢物，并通过MD模拟和结合自由能计算评估内分泌干扰效应。本工作旨在完善以1,3,6,8-CCZ为代表的PHCZs的毒理学通路，阐明代谢转化途径，揭示潜在的内分泌干扰效应。
