有机磷酸二酯/三酯比值作为新型种间代谢生物标志物:陆生和水生生物中的双重来源与差异代谢

《Environmental Research》:Organophosphate di-ester/tri-ester ratio as a novel interspecific metabolic biomarker: Dual sources and differential metabolism in terrestrial and aquatic organisms

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月26日 来源:Environmental Research 8.2

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   •华南地区动物源性食品中三磷酸酯类有机磷酸酯(tri-OPEs)与二磷酸酯类有机磷酸酯(di-OPEs)的共发现。•芳基类tri-OPEs在蛋类和肉类中占主导,而di-OPEs在水产品中占主导。•di-OPEs/tri-OPEs比值可作为跨种间代谢能力的一个新型生物标志物。•

  
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    华南地区动物源性食品中三磷酸酯类有机磷酸酯(tri-OPEs)与二磷酸酯类有机磷酸酯(di-OPEs)的共发现。
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    芳基类tri-OPEs在蛋类和肉类中占主导,而di-OPEs在水产品中占主导。
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    di-OPEs/tri-OPEs比值可作为跨种间代谢能力的一个新型生物标志物。
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    肉类中的OPEs源自饲料和饲养过程,水产品中的OPEs源自水环境。
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    尽管儿童通过食用蛋类的暴露量较高,但健康风险可忽略不计。

引言

有机磷酸酯(OPEs)被广泛用作阻燃剂和增塑剂,全球年产量超过百万吨(Dou & Wang, 2023)。由于其应用广泛且以物理方式掺入材料中,OPEs在各种环境基质中普遍存在,包括空气(S. Gong et al., 2024; L. Zhang et al., 2022)、水(Liang et al., 2022; Y. Yang et al., 2025)、土壤(S. Gong et al., 2024; Y. Liu et al., 2025)和尘埃(Hong et al., 2025; Huang et al., 2020; Tang et al., 2022),表现出环境持久性、长距离迁移潜力和生物富集性(Ke et al., 2026; Mata et al., 2022; L. Zhang et al., 2022)。不断积累的毒理学证据表明,OPEs具有内分泌干扰效应(Z. Chen et al., 2022; Q. Zhang et al., 2024)、肝毒性(R. Li et al., 2022)、肾毒性(S. Yang et al., 2024)和神经毒性(Hernandez-Castro et al., 2023; H. Wang et al., 2025)。
OPEs在环境中的广泛存在使其容易进入食物链,导致农产品和水产品的污染(Kang et al., 2023; Y. Liu et al., 2025)。此外,OPEs被用作食品加工过程和包装材料中的增塑剂,这进一步加剧了食品污染(X. Wang et al., 2022; Y. Wang & Kannan, 2018)。最近的研究表明,食品接触材料中的OPEs水平通常高于食品本身,加工或包装食品的OPEs含量高于新鲜未包装食品(Y. Liu et al., 2024; X. Wang et al., 2022)。迁移研究表明,OPEs在高温和长时间暴露条件下更容易从食品接触材料转移到食品中(Y. Cui et al., 2025; Miao et al., 2024)。这些发现表明,有必要将加工和包装视为膳食OPEs暴露不可忽视的贡献因素。因此,人群对OPEs的膳食暴露已成为公共健康问题。多项研究表明,通过食物摄入的OPEs暴露剂量与通过尘埃摄入、空气吸入和皮肤吸收的暴露剂量相当,甚至更高(H. Gong et al., 2026; J. Li et al., 2019; Lv et al., 2024)。膳食摄入,尤其是通过动物源性食品的摄入,是人群暴露于OPEs的主要途径(Y. Wang & Kannan, 2018)。因此,测定食品中OPEs的浓度和组成特征对于了解污染的严重程度和来源至关重要。
值得注意的是,OPEs以两种主要形式存在:母体三酯类OPEs(tri-OPEs)及其水解或氧化代谢产物二酯类OPEs(di-OPEs)。这两类物质在物理化学性质、毒理学特征和体内代谢命运方面存在显著差异(Liang et al., 2024)。最近,di-OPEs/tri-OPEs比值已被认为可以作为体内生物转化能力的潜在指标,因为它反映了摄入与代谢转化之间的平衡(Y.-E. Liu et al., 2023; Yin et al., 2024)。现有大多数研究仅关注OPEs的积累水平,而对其代谢途径和酶系统仍研究不足(Y. Ding et al., 2020; L. Zhang et al., 2024; R. Zhang et al., 2020)。肉食性底栖鱼类倾向于积累TPHP,而中上层鱼类和杂食性鱼类则积累较高水平的TCIPP和TCEP,表明代谢可能对OPEs的生物富集产生重大影响(L. Zhang et al., 2024)。某些OPEs代谢物的毒性大于其母体化合物,但相关毒理学数据仍然有限(Y. Chen et al., 2026; Z. Li et al., 2025)。在鱼类肝微粒体中,CYP3A4和CYP1A已被鉴定为介导TNBP和TBOEP代谢的关键细胞色素P450亚型(Hou et al., 2018)。相比之下,BPADP在哺乳动物和鸟类模型中的代谢均较为缓慢;鸻鸟肝细胞实验中BPADP的降解速度明显慢于大鼠,表明鸟类对该化合物的代谢能力尤其差(Herczegh et al., 2023)。这些发现表明,OPEs的代谢受物种特异性肝酶活性的调控。因此,di-OPEs/tri-OPEs比值可能提供一种简单的方法来评估跨种间代谢能力的差异,尽管其在具有不同解毒酶系统的物种中的适用性仍有待进一步探索。现有大多数关于食品污染的研究仅关注tri-OPEs(R. Bi & Su, 2023; J. Ding et al., 2018; L. Han et al., 2019; Kang et al., 2023),对动物源性食品中双类污染模式和跨种间代谢变异的认知仍十分有限。
华南地区工业和农业活动密集,但关于当地消费者所食用动物源性食品中tri-OPEs和di-OPEs共发生的数据仍然匮乏。此外,缺乏用于评估跨种间OPEs代谢能力差异的简便指标,针对易感亚群的精细化概率健康风险评估也较为有限。本研究定量分析了华南地区当地市场采集的各类动物源性食品中30种OPEs的含量。本研究旨在表征OPEs的发生模式,探索di-OPEs/tri-OPEs比值的跨种间差异,识别潜在的污染来源,并评估相关的人体健康风险。

各章节摘要

化学试剂与材料

本研究共目标分析了30种OPEs,其中包括24种tri-OPEs和6种di-OPEs。这24种tri-OPEs分别为:磷酸三甲酯(TMP)、磷酸三乙酯(TEP)、磷酸三甲酯(TPrP)、磷酸三丁酯(TBP)、磷酸三(2-乙基己基)酯(TEHP)、磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)、磷酸三(1,3-二氯-2-丙基)酯(TDCIPP)、2,2-双(氯甲基)三亚甲基双[双(2-氯乙基)磷酸酯](V6)、磷酸三苯酯(TPhP)、2-乙基己基磷酸二苯酯(EHDPP)、甲酚磷酸二苯酯(CDP),

动物源性食品中OPEs的发生与组成特征

在30种目标OPEs中,有14种化合物在所有动物源性食品样品中的检出频率(DF)均超过50%,因此被确定为优势OPEs并纳入进一步分析(表S6–表S8)。di-OPEs在所有类别中均频繁检出。DBP在所有类型中的检出率均为100%;DoCP和DpCP的检出频率也较高,大多超过96%。对于tri-OPEs,EHDPP和TPhP在蛋类和肉类中含量丰富,而大多数tri-OPEs在水产品中的检出频率相对较低。

结论

本研究揭示了华南地区动物源性食品中OPEs的污染存在明显的差异化模式。芳基类tri-OPEs在蛋类和肉类中占主导,而di-OPEs在水产品中占主导。di-OPEs/tri-OPEs比值可作为生物转化和生物富集跨种间差异的代谢生物标志物,其中蛋类的极低比值表明肝脏转化有限且以卵生排泄为主,而贝类的较高比值反映了高效的生物转化能力。来源

CRediT作者贡献声明

陈奕然:初稿撰写、可视化呈现、数据整理、概念构思。卢少友:审阅与编辑、指导。石项辉:审阅与编辑、指导。山奇军:数据整理。张雨欣:调查分析。黄淑涵:调查分析。林凯:调查分析。唐欣欣:初稿撰写、调查分析、数据整理。傅博:调查分析。林玉立:调查分析。阙文锋:调查分析。

未引用参考文献

Li et al., 2020; Zhang et al., 2024; Zhang et al., 2022.

利益冲突声明

? 作者声明以下财务利益/个人关系可能被视为潜在的利益冲突:卢少友报告,其获得了国家自然科学基金的经费支持。卢少友报告,其获得了深圳市科技计划的经费支持。卢少友报告,其获得了深圳市医学研究基金的经费支持。如还有其他作者,他们声明不存在已知的利益冲突。

致谢

本研究由深圳市医学研究基金(B2303006)、国家自然科学基金委员会(编号42477296和42277424)以及深圳市科技计划(JCYJ20240813150902004和JCYJ20230807110903008)资助。
陈奕然|唐欣欣|林凯|黄淑涵|张雨欣|阙文锋|林玉立|傅博|山奇军|石项辉|卢少友
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