《Archives of Toxicology》:PFAS: challenges and scientific perspectives in human health risk assessment
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为综述全氟和多氟烷基物质(PFAS)研究的最新进展,并概述消费者健康保护中风险评估的优先步骤,德国联邦风险评估研究所(BfR)于2025年10月在柏林组织了“国际PFAS会议”。在欧洲食品安全局(EFSA)2020年意见的基础上,全球关于PFAS的研究活动已加
为综述全氟和多氟烷基物质(PFAS)研究的最新进展,并概述消费者健康保护中风险评估的优先步骤,德国联邦风险评估研究所(BfR)于2025年10月在柏林组织了“国际PFAS会议”。在欧洲食品安全局(EFSA)2020年意见的基础上,全球关于PFAS的研究活动已加强。会议有来自18个国家的200名参与者参加,涵盖分析方法和人类暴露、毒代动力学、毒性以及未来展望等主题。鉴于有超过21,000种不同的PFAS在使用中,讨论强调了进一步数据收集以及对物质进行优先排序基础的必要性。稳健的暴露评估需要改进的分析方法,结合新开发的预测工具,以量化、识别并更好地利用非靶向数据。危害表征可能受益于经典实验数据集、流行病学数据和新方法学(NAMs)数据的联合使用。参会者强调了对精炼数据的持续需求,并提议在共享数据平台上系统整合全球数据,并附上相应的数据使用指南。在最后的小组讨论中,有效的风险沟通被确定为一项关键挑战,需要向公众和政策制定者传递清晰一致的信息。会议为未来的健康风险评估总结了五项关键建议:优先处理PFAS;改进分析方法;促进生成稳健数据和填补数据空白;促进开放科学,包括发展共享数据基础设施和跨机构知识交流;以及加强风险沟通。这些建议旨在支持未来几十年透明、基于证据且有效的PFAS消费者健康风险管理。
**论文解读:PFAS健康风险评估的挑战与科学展望——基于2025年国际PFAS会议综述**
**研究背景与问题**
全氟和多氟烷基物质(PFAS)是一类包含超过21,000种化合物的庞大化学家族,因其极端的持久性、迁移性和潜在的生物累积性,对消费者健康构成重大威胁。尽管欧洲食品安全局(EFSA)于2020年针对四种关键PFAS(EFSA-4)设定了可耐受每周摄入量(TWI),但全球研究活动仍面临严峻挑战:现有分析方法仅能覆盖约100种PFAS的可靠数据,多数PFAS的毒理学和暴露特征未知;暴露评估受限于检测限、标准品缺乏和复杂基质干扰;危害表征依赖传统动物实验,但大量PFAS的毒性数据空白难以填补;且风险沟通面临科学复杂性向公众和政策制定者传递的困难。在此背景下,德国联邦风险评估研究所(BfR)于2025年10月在柏林举办了“国际PFAS会议”,旨在回顾最新研究进展,并确定未来健康风险评估的优先行动步骤。会议汇集了来自18个国家的200名参与者,涵盖分析方法、人类暴露、毒代动力学、毒性和未来展望等主题。论文发表在《Archives of Toxicology》。
**研究人员开展的研究与结论**
会议通过七场特邀报告和小组讨论,系统整合了跨学科证据。研究人员首先确认了PFAS分析方法的现状与不足:靶向质谱(如LC-MS/MS)对EFSA-4等经典PFAS具有高灵敏度和重现性,但无法覆盖结构多样的新兴PFAS;非靶向高分辨质谱(HRMS)、总可氧化前体(TOP)分析法以及有机氟总量(EOF)等参数技术能提供补充信息,但各有局限(如TOP不覆盖非氧化性PFAS,EOF包含非PFAS含氟化合物)。在外部暴露方面,德国监测数据表明,食物中PFAS含量受土壤污染、植物种类和链长影响,短链全氟羧酸(PFCA)在植物中积累潜力更高,且三氟乙酸(TFA)作为环境新污染物,通过农药降解和工业排放持续上升,饮食暴露不容忽视。内部暴露与毒代动力学研究显示,长链PFAS(如PFOA、PFOS)在人体血清中半衰期长达数年,而短链和替代PFAS半衰期仅为数天,主要通过尿液排泄;一项健康志愿者的人体动力学研究揭示,PFCA同系物的半衰期从C6(PFHxA)的1.5天增至C8(PFOA)的2011天,而后随链长进一步增加而下降。毒性方面,重复剂量动物实验和流行病学证据一致表明PFAS对肝脏、肾脏、甲状腺和免疫系统产生不良效应,尤其免疫毒性(如疫苗抗体反应降低)成为风险评估新关注点;国际癌症研究机构(IARC)将PFOA列为人类致癌物(1类),PFOS列为可能致癌物(2B类)。计算机模拟方法(如定量结构-活性关系QSAR模型、生理药代动力学PBTK模型)被证明能有效预测PFAS的毒代动力学和毒性,并支持食品动物中PFAS转移模型(ConTrans平台)的开发。未来展望部分探讨了相对效力因子(RPF)在混合物风险评估中的应用潜力,以及新方法学(NAMs)在填补数据空白中的核心作用。会议最终提出五项关键建议:优先处理高产量和高暴露水平的PFAS;改进分析方法(降低检测限、发展非靶向技术);促进生成稳健数据并填补数据空白;推动开放科学(共享数据平台和知识交流);加强风险沟通。
**关键技术与方法**
研究人员主要采用以下关键技术:(1)靶向和非靶向质谱法(LC-MS/MS、HRMS),结合TOP和dTOP分析法,用于PFAS定性和定量分析;(2)总有机氟参数(EOF、AOF、TF)通过燃烧离子色谱(CIC)评估样品中氟含量;(3)人体动力学研究采用口服稳定性同位素标记PFAS混合物,测定血清半衰期和分布容积;(4)流行病学数据来自高暴露人群队列(如瑞典Ronneby、美国C8、意大利Veneto、英属泽西岛),分析剂量-反应关系;(5)计算机模拟模型包括QSAR模型、PBTK模型(用于人类和食品动物,如ConTrans平台);(6)NAMs整合体外高-throughput筛选、组学方法及计算机预测。样本队列来源注明:Ronneby(瑞典,受污染饮用水)、C8(美国西弗吉尼亚州,杜邦工厂污染)、Veneto(意大利维琴察附近,化工厂污染)、泽西岛(消防泡沫污染地下水)。
**研究结果**
**PFAS分析现状、新需求与未来方向**:通过对比不同分析技术,研究人员指出靶向LC-MS/MS灵敏度高(低至ng/kg范围),但标准品和认证参考物质(CRM)缺乏;非靶向HRMS和TOP法可识别未知PFAS,但覆盖不全;有机氟参数(EOF)虽全面但缺乏结构信息。结论:需组合多种方法,并优先开发高纯度分析标准和CRM。
**外部暴露**:德国食品监测显示,动物源性食品为主要监测对象,植物源性食品数据不足,导致暴露估计不确定性超过一个数量级。PFAS污染区(如Rastatt)的淡水鱼浓度显著高于其他区域。植物吸收实验表明,小麦、大豆、番茄等可积累高浓度PFAS,短链PFCA(如PFBA、PFPeA)及超短链PFCA(如TFA)在植物中含量较高。TFA在环境中的浓度持续上升,且广泛存在于植物性食品中,但因其高极性不易在人体组织积累。结论:需将超短链PFAS纳入常规检测,并加强TFA来源和健康影响的研究。
**内部暴露与动力学**:长期监测显示,自长链PFAS逐步淘汰后,PFOA和PFOS血清水平下降超50%,但仍有12.7%的欧洲青少年血清EFSA-4浓度超过EFSA TWI对应水平(6.9 ng/mL)。超短链PFAS(TFA、PFPrA)在血清和尿液中浓度高于长链PFAS,但需进一步验证。人体动力学研究(口服15种标记PFAS)发现,PFCA半衰期随链长增加而延长(C6至C8增加1000倍),C8后反而下降;分布容积为110–354 mL/kg体重。结论:短链和替代PFAS半衰期短,主要经尿液排泄,其累积潜力远低于长链PFAS。
**毒性与健康影响**:动物实验和流行病学一致显示PFAS对肝脏、肾脏、甲状腺、免疫系统产生不良效应,可引起血脂改变、致癌和生殖毒性。免疫毒性(如疫苗抗体降低)成为关键终点,促使EFSA设立TWI。IARC将PFOA归类为1类致癌物(基于实验动物充分证据和人类机制证据),PFOS为2B类致癌物(基于人类机制证据)。高暴露队列(Ronneby)显示非线性的胆固醇剂量-反应、心血管疾病和糖尿病风险增加。结论:需整合多种证据(动物、流行病学、机制)进行危害识别,并考虑种间差异和敏感性生命阶段。
**计算机模拟方法(NAMs的重要组成部分)**:QSAR模型可预测PFAS毒性,但需PFAS特异性模型改进适用性。PBTK模型识别了长半衰期的驱动因素(可饱和的肾外排、肾转运体OATs/URAT1介导的重吸收、MCT1介导的分布)。ConTrans平台预测PFAS从饲料、水、土壤到动物产品(肉、蛋、奶)的转移,支持风险管理者计算安全饲料水平。结论:计算机模型整合多源数据,为风险评估提供高效预测工具。
**未来展望——研究和评估的新方法**:相对效力因子(RPF)在混合物风险评估中的应用尚需更多研究,基于胸腺和脾脏重量降低的RPF与抗体滴度关联性差,而基于球蛋白水平的RPF则显示显著关联。NAMs(体外高通量筛选、组学、计算机模拟)可快速获取毒性数据,但标准化和验证不足,目前主要用于优先排序后续动物实验。对于超过21,000种PFAS,仅约6%有分析标准,需通过质量平衡法(EOF/AOF)评估未知有机氟(UOF)的暴露。结论:优先研究高产量和高暴露的PFAS,并建立全球数据共享平台。
**讨论与结论**
会议总结讨论环节强调,PFAS风险评估的复杂性要求多学科协同,并指出五大关键挑战与建议:(1)基于生产量和人类暴露水平制定优先排序策略;(2)通过优化检测限和发展非靶向分析改进分析方法;(3)持续生成稳健数据(包括NAMs和预测模型)以填补危害评估数据空白;(4)推动开放科学,建立共享数据基础设施和跨机构知识交流;(5)加强风险沟通,向公众和政策制定者传递统一、可理解的信息。这些建议旨在支持未来几十年透明、基于证据且有效的PFAS消费者健康风险管理。