《Toxics》：Molecular Mechanisms and Developmental Effects of Endocrine Disruptors on Male Reproductive Health and Mitigation Strategies to Reduce Their Adverse Effects
过去数十年间，男性生殖健康显著下降，表现为精子浓度降低、活力受损、形态异常增加以及睾丸疾病发生率升高。环境因素，尤其是内分泌干扰物（EDs），因其能够干扰激素信号传导和细胞稳态，被日益认为是不容忽视的致病因素。在机制层面，EDs可诱导氧化应激、线粒体功能障碍、DNA损伤、内分泌失衡以及表观遗传重编程。这些改变包括DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA表达的变化，其效应可能持续至直接暴露期之后，并可能影响后代。同时，EDs可扰乱下丘脑–垂体–性腺轴，损害类固醇生成，削弱支持细胞功能及血–睾屏障完整性。本综述部分还讨论了减轻EDs所致生殖毒性的新兴策略，包括抗氧化剂、天然生物活性化合物、益生菌以及其他针对氧化应激、细胞凋亡和内分泌功能障碍的干预措施。综上，这些发现凸显了EDs诱导男性生殖功能障碍及其潜在长期后果背后复杂的分子、表观遗传和内分泌机制。
**1. Introduction（引言）**
自20世纪90年代以来，多项证据表明男性生殖健康及生育力显著下降，表现为精子浓度降低、精子质量恶化、睾丸疾病及前列腺癌发生率增加，同时男性新生儿生殖道先天性畸形（如尿道下裂、隐睾）增多。不孕症影响全球约8%–12%的夫妇，其中男性因素占20%–45%。环境及人为化学和物理因素中，内分泌干扰物（EDs）被认为是最重要的可干预因素。EDs不仅通过内分泌失衡，还通过氧化应激、线粒体功能障碍、DNA损伤及表观遗传重编程介导生殖毒性，损害Leydig细胞和支持细胞功能，破坏血–睾屏障，影响精子发生。本部分综述聚焦EDs的来源、分类、法规、男性生殖毒性机制及缓解策略。
**2. Reference Search Strategy（文献检索策略）**
本文为叙述性综述，基于PubMed数据库检索。将各类EDs名称与“母体暴露/父体暴露与雄性后代”“雄性生殖细胞暴露”“精子发生”“精子功能”“男性生育力”“生殖毒性”等关键词组合，并纳入欧盟法规文件、动物实验、体外研究、人类流行病学及综述文献。
**3. Endocrine Disruptors—General Information（内分泌干扰物概述）**
“内分泌干扰物”一词于1991年首次提出。EDs为外源性物质，可模拟或干扰激素的合成、分泌、代谢、转运及作用，影响发育、生殖和稳态。主要暴露途径为消化道（受污染食物和水），其次为吸入和皮肤接触；新生儿可通过母乳暴露。EDs广泛存在于塑料、化妆品、玩具、食品包装、阻燃剂等日常产品中，并可在环境中持久蓄积。常见EDs包括双酚类（BPs）、邻苯二甲酸酯（PAEs）、二噁英（PCDDs）、多氯联苯（PCBs）、多溴联苯醚（PBDEs）、全氟和多氟烷基物质（PFAS）、壬基酚（NPs）、农药及对羟基苯甲酸酯（PHBs）。
**3.1. Bisphenols（双酚类）**
双酚类以双酚A（BPA）及其结构类似物为代表，广泛用于聚碳酸酯塑料和环氧树脂生产，可迁移至食品和饮料。BPA可通过口腔、呼吸道和皮肤进入人体，婴儿和儿童暴露风险更高。BPF、BPS等类似物已在工业中替代BPA，但也存在类似内分泌干扰活性。
**3.2. Phthalates（邻苯二甲酸酯）**
邻苯二甲酸酯主要用作聚氯乙烯（PVC）增塑剂，也见于个人护理产品、玩具、食品包装及医疗器械。重要化合物包括DEHP、DBP、BBP、DINP、DIHP，人类通过摄入、吸入和皮肤吸收暴露。
**3.3. Dioxins（二噁英）**
二噁英（PCDDs）为持久性有机污染物（POPs），主要来自垃圾焚烧和工业过程副产物。2,3,7,8-TCDD毒性最强，通过芳香烃受体（AhR）介导毒性。人类暴露90%以上来自食物（肉、乳制品、鱼类），并在脂肪组织蓄积。
**3.4. Polychlorinated Biphenyls—PCBs（多氯联苯）**
PCBs曾广泛用于电气设备、液压油等，尽管20世纪70年代被禁用，但因持久性和半挥发性仍广泛存在。可通过食物链生物累积和放大，经肺、皮肤和消化道进入人体。
**3.5. Polybrominated Diphenyl Ethers—PBDEs（多溴联苯醚）**
PBDEs用作阻燃剂，曾用于建材、电子、家具、纺织品等。其结构与PCBs相似，可在环境中持久存在并经食物摄入和职业暴露进入人体。
**3.6. Per- and Polyfluoroalkyl Substances—PFAS（全氟和多氟烷基物质）**
PFAS由疏水性氟化碳链和亲水性端基构成，具有耐热、防水、防油特性，广泛用于不粘炊具、防水衣物、食品包装、消防泡沫等。人类主要通过饮食、饮水和室内灰尘暴露，PFOA和PFOS使用已受限或禁止。
**3.7. Nonylphenols（壬基酚）**
壬基酚为烷基酚聚氧乙烯醚的降解产物，用于化工、农药、塑料等行业，常见于工业废水和日常产品。可通过皮肤、胃肠道和呼吸道进入人体并蓄积。
**3.8. Pesticides（农药）**
农药包括除草剂、杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂等，用以防治害虫和杂草。已知危险农药包括DDT、阿特拉津和草甘膦，直接或间接暴露可导致健康损害。
**3.9. Parabens（对羟基苯甲酸酯）**
对羟基苯甲酸酯（PHBs）是4-羟基苯甲酸的酯类，用作化妆品、药品和食品的防腐剂。常见有甲基、乙基、丙基和丁基对羟基苯甲酸酯，通常以混合物形式使用。
**4. European Union Regulations on Endocrine Disruptors（欧盟对内分泌干扰物的法规）**
欧盟已禁止或限制多种EDs，但许多EDs仍作为环境持久性污染物存在。
**4.1. Bisphenol A (BPA)**
欧盟玩具安全法规（EU）2025/2509扩大了禁用化学品名单，包括BPA等双酚类和PFAS。自2025年1月20日起，根据(EU) 2024/3190，BPA被禁止用于食品接触材料。EFSA将BPA每日耐受摄入量（TDI）由50 μg/kg bw/day降至4 μg/kg bw/day。
**4.2. Phthalates（邻苯二甲酸酯）**
欧盟禁止邻苯二甲酸酯作为食品添加剂，但允许部分用于食品接触塑料并限定迁移量。低分子量邻苯二甲酸酯（DBP、DIBP）因致癌、致突变、生殖毒性被禁止用于化妆品，消费品中BBP、DEHP、DBP、DIBP浓度不得超过0.1%。
**4.3. Dioxins and Polychlorinated Biphenyls (PCBs)**
相关法规（如(EU) 2022/2002）设定了食品中二噁英和二噁英样多氯联苯的最高限量。PCBs的处理和处置由指令96/59/EC规范。
**4.4. Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS)**
欧盟通过REACH法规和相关修订（如(EU) 2021/1297）限制PFAS的生产和使用，并逐步淘汰最有害的PFOS和PFOA。ECHA已提议广泛限制PFAS。
**4.5. Nonylphenol（壬基酚）**
REACH法规规定壬基酚和壬基酚乙氧基化物在水洗纺织品中浓度不得超过100 mg/kg（0.01%），壬基酚还因CMR特性在化妆品中受限。
**4.6. Pesticides（农药）**
DDT等高风险农药已被禁止，其他多种农药（如新烟碱类、克百威、莠去津）因健康和环境危害也受到限制。法规(EC) 396/2005等规定了食品中农药最大残留限量。
**4.7. Parabens（对羟基苯甲酸酯）**
欧盟消费者安全科学委员会（SCCS）经安全评估，将部分对羟基苯甲酸酯分类为EDs，其在化妆品中的使用被限制或禁止。
**5. Mechanisms of Male Reproduction and Their Susceptibility to Disruption（男性生殖机制及其对干扰的易感性）**
**5.1. Oxidative Stress as a Major Mechanism of Sperm Damage（氧化应激是精子损伤的主要机制）**
精子膜富含多不饱和脂肪酸，易受活性氧（ROS）攻击导致脂质过氧化，降低膜流动性和精子活力。线粒体对ROS高度敏感，功能障碍导致膜电位下降和ATP生成减少。ROS过量还可造成DNA损伤，由于成熟精子染色质高度浓缩且修复能力有限，损伤不可逆并可传递给卵母细胞。同时，生理水平ROS对精子获能和蛋白质磷酸化不可或缺，氧化还原稳态失衡比单纯ROS升高更具决定意义。
**5.1.1. ROS, Epigenetic Alteration and Testicular Dysfunction（ROS、表观遗传改变与睾丸功能障碍）**
睾丸内ROS升高可通过上调DNA甲基转移酶（DNMTs）或形成酶复合物导致位点特异性高甲基化；ROS诱导的8-oxo-2′-脱氧鸟苷（8-oxo-dG）不仅致突变，还可能参与表观调控。氧化应激通过影响Leydig细胞类固醇生成、破坏支持细胞间及支持细胞–生殖细胞连接（经由磷脂酰肌醇3-激酶/c-Src/局部黏着斑激酶通路）损伤精子发生。ROS还改变组蛋白修饰（如H3K4me3、H3K27me3）及精子小非编码RNA（miRNA、tsRNA）谱，可能介导环境暴露的跨代表观遗传。
**5.1.2. Structural and Epigenetic Organization of the Sperm Genome（精子基因组的结构与表观遗传组织）**
精子发生过程中大部分组蛋白被鱼精蛋白替代，但残留约1%–15%组蛋白，特异富集于未甲基化CpG岛启动子、增强子、端粒和转录起始位点等调控区域。这些保留的核小体携带H3K4me3和H3K27me3等修饰，可能影响受精后合子基因组激活和早期谱系决定。鱼精蛋白含量或P1/P2比值异常与染色质稳定性降低及DNA碎片化相关。精子还携带miRNA、piRNA和tsRNA等小RNA，构成父系表观遗传特征。
**5.1.3. Paternal Epigenetic Information and Susceptibility to Endocrine Disruptors（父系表观遗传信息及其对内分泌干扰物的易感性）**
DNA甲基化、组蛋白修饰和小RNA构成父系表观遗传信息的主要载体。EDs可通过干扰DNMT活性、组蛋白修饰酶及精子小RNA谱，破坏胚胎早期基因表达的协调调控。部分表观遗传标记可逃逸受精后的重编程，使父系EDs暴露相关的修饰跨代传递，影响后代表型。
**5.2. Hormonal Regulation and Disruption in the Male Reproductive System（男性生殖系统的激素调节与干扰）**
**5.2.1. Physiological Role of Estrogens in Male Reproduction（雌激素在男性生殖中的生理作用）**
雌激素并非仅为女性激素，在男性生殖中同样重要。芳香化酶（CYP19基因编码）将雄激素转化为雌激素。雌激素通过ERα和ERβ参与精子发生、附睾液体重吸收、精子获能和顶体反应，并与FSH协同促进生精小管成熟。雌激素还影响骨代谢和心血管保护。
**5.2.2. Mechanisms of Estrogen Signaling（雌激素信号机制）**
雌激素通过核受体ERα/ERβ介导基因组效应，即结合配体后作为转录因子调节靶基因表达；也可通过膜受体介导非基因组效应，实现细胞类型特异性的精确调控。
**5.2.3. Mechanisms of Endocrine Disruptor Action on Hormonal Pathways（内分泌干扰物作用于激素通路的机制）**
EDs最常见的机制是激素模拟：其结构类似雌二醇或雄激素，可竞争性结合雌激素或雄激素受体，发挥激动或拮抗作用。EDs还可影响激素合成、代谢和清除，改变性激素结合蛋白浓度，并干扰下丘脑–垂体–性腺（HPG）轴，导致信号失调。
**5.2.4. Gonadal Targets and Reproductive Consequences of Endocrine Disruptors（内分泌干扰物的性腺靶点与生殖后果）**
在性腺中，EDs调节类固醇生成酶如3β-HSD、CYP11A1、CYP17A1、17β-HSD以及芳香化酶活性，扰乱雄激素/雌激素平衡；破坏支持细胞间和支持细胞–生殖细胞连接，损害血–睾屏障完整性。这些效应可导致生育力下降、性功能障碍、睾丸癌、生殖道发育异常等，符合睾丸发育不良综合征（TDS）的框架。
**6. Actions Recommended to Avoid or Reduce the Adverse Effects of Endocrine Disruptors（避免或减轻内分泌干扰物不良作用的建议措施）**
人类日常暴露于复杂EDs混合物，评价单一化合物可能低估风险。减少暴露需重视饮食摄入、室内外环境污染及政策干预。同时，多种保护性化合物（抗氧化剂、植物活性物质、益生菌等）通过减轻氧化应激、抑制凋亡、恢复类固醇生成、保护血–睾屏障和精子发生来发挥保护作用。
**6.1. Antioxidants and Micronutrients（抗氧化剂与微量营养素）**
维生素E、C、A、褪黑素、锌、硒、NAC、谷胱甘肽、辅酶Q10等在动物和体外研究中显示出对BPA、DEHP、TCDD、PCB、农药等所致生殖毒性的保护作用。其机制包括增强SOD、CAT、GPx等抗氧化酶活性，降低脂质过氧化，抑制凋亡，恢复睾酮水平，改善精子质量和睾丸组织学。
**6.2. Polyphenols, Flavonoids and Related Phytochemicals（多酚、黄酮及相关植物化学物）**
桑色素、白藜芦醇、鞣花酸、白杨素、柚皮苷、姜黄素、槲皮素、橙皮素、杨梅素、大蒜素、地奥司明、百里酚等可减轻EDs诱导的精子损伤。这些化合物通过抗氧化、抗炎、抗凋亡和促进类固醇生成等多靶点机制改善精子发生和激素平衡。
**6.3. Medicinal Plant Extracts and Traditional Herbal Preparations（药用植物提取物与传统草药制剂）**
香桃木精油、管花肉苁蓉及松果菊苷、刺梨、人参、碧萝芷、蒺藜、燕麦油、棕榈油生育三烯酚富集组分、生姜、小球藻、阿魏、螺旋藻、银杏、海枣仁、接骨木、黑种草油等提取物对EDs所致睾丸毒性具有改善作用，主要表现为恢复精子参数、调节类固醇生成酶、降低氧化应激和组织损伤。
**6.4. Novel Bioactive Compounds and Pharmacological Interventions（新型生物活性化合物与药理干预）**
虫草素通过激活PI3K/mTOR/HIF-1α通路改善BPA毒性；辣椒素调节BAX/BCL2比值并保护血–睾屏障和睾酮合成；氨基胍、甘氨酸、迷迭香提取物、替米沙坦等分别通过抗氧化、恢复类固醇生成、改善线粒体功能等机制减轻TCDD、吡虫啉、氟虫腈等引起的生殖损伤。
**6.5. Microbiota-Related and Probiotic Approaches（微生物群与益生菌策略）**
植物乳杆菌（RS20D）可改善邻苯二甲酸酯暴露大鼠的睾丸组织损伤、恢复精子浓度和血清激素水平，并调节肠道菌群组成。研究表明“肠道–睾丸轴”可能参与男性生殖保护，益生菌干预为减轻EDs生殖毒性提供了新方向，但证据仍有限。
**6.6. Common Mechanisms of Protective Action（保护作用的共同机制）**
众多保护性化合物虽来源和结构不同，但共同机制包括：增强内源性抗氧化防御，
