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化学激活荧光素酶基因表达生物测定与气相色谱法在人体血清和卵泡液中多氯联苯测定的比较

期刊:Environmental Health PerspectivesDOI:10.1289/ehp.00108553

本文档属于类型a,即报告了一项原创性研究的科学论文。以下是对该研究的详细学术报告:

研究作者及机构

本研究的主要作者包括An Pauwels、I. Peter H. Ceniin、Paul J.C. Schepens和Abraham Brouwer。研究由多个机构合作完成,包括比利时安特卫普大学毒理学中心(Toxicological Center, Pharmaceutical Sciences, Antwerp University)、荷兰瓦赫宁根农业大学毒理学系(Department of Toxicology, Agricultural University Wageningen)以及阿姆斯特丹自由大学环境研究所(Institute for Environmental Studies, Free University of Amsterdam)。该研究发表于《Environmental Health Perspectives》期刊,2000年6月第108卷第6期。

学术背景

本研究的主要科学领域是环境毒理学,特别是多卤代芳香烃(Polyhalogenated Aromatic Hydrocarbons, PHAs)对人体健康的影响。PHAs是一类广泛存在的环境污染物,包括多氯二苯并二噁英(PCDDs)、多氯二苯并呋喃(PCDFs)和多氯联苯(PCBs)。这些化合物由于难以降解且具有脂溶性,容易通过食物链生物累积,对动物和人类健康构成潜在威胁。流行病学研究表明,高背景水平的PHAs与婴儿的神经行为和内分泌参数的微妙变化有关。

传统的化学分析方法(如气相色谱-质谱联用)虽然能够检测和量化PHAs,但成本高且耗时,且无法提供这些混合物对生物体的综合毒性信息。因此,本研究旨在通过化学分析和生物检测相结合的方法,评估女性群体中PHAs的暴露情况,并探讨其与不孕症的关系。

研究流程

本研究包括以下几个主要步骤:

  1. 样本收集:从1996年至1998年,研究团队收集了106份血清样本和9份卵泡液样本,样本来自比利时不孕症治疗中心的女性患者。这些女性中有一部分正在接受体外受精(IVF)治疗。

  2. 化学分析:使用气相色谱-电子捕获检测(GC-ECD)技术对血清和卵泡液中的主要多氯联苯(PCB)同系物进行定量分析。选择了四种主要的PCB同系物(IUPAC编号118、138、153和180)作为标记物。

  3. 生物检测:采用化学激活荧光素酶基因表达(CALUX)生物检测法测定血清和卵泡液中多卤代芳香烃混合物的总二噁英类毒性当量(TEQ)。CALUX检测法基于芳香烃受体(AhR)介导的荧光素酶表达,能够直接测量复杂混合物的总毒性当量。

  4. 数据处理:通过比较样本诱导的荧光素酶活性与标准剂量-反应曲线,计算出CALUX检测的TEQ值。所有统计计算使用Statistica软件进行,相关性分析采用Pearson相关系数。

主要结果

  1. 化学分析结果:血清和卵泡液中四种主要PCB同系物的浓度显示出显著的相关性(r = 0.83, p = 0.02)。卵泡液中的PCB浓度普遍高于血清,部分原因是卵泡液的脂肪含量较低。

  2. CALUX检测结果:卵泡液中的TEQ值显著高于血清(257.9 ± 225.0 pg TEQ/g脂质 vs. 46.8 ± 43.8 pg TEQ/g脂质)。尽管化学分析和生物检测的范围不完全重叠,但TEQ值与四种主要PCB同系物的总和在两种基质中表现出良好的相关性。

  3. 流行病学调查:研究还发现,暴露于二噁英类毒性当量与子宫内膜异位症的风险增加有关(粗比值比OR = 4.3),而暴露于四种主要PCB同系物则未显示出显著影响。

结论与意义

本研究首次在卵泡液中测定了二噁英类毒性当量(TEQ),并验证了CALUX生物检测法作为一种简单、经济的预筛查工具在流行病学调查中的应用潜力。研究结果表明,CALUX检测法可以有效地评估复杂混合物对生物体的综合毒性,而无需进行繁琐的化学分析。此外,研究还揭示了二噁英类化合物与子宫内膜异位症之间的潜在关联,为未来的环境毒理学研究提供了新的方向。

研究亮点

  1. 创新性:本研究首次在卵泡液中应用CALUX生物检测法测定TEQ值,填补了该领域的研究空白。
  2. 方法学贡献:CALUX检测法作为一种新型的生物检测技术,能够直接测量复杂混合物的总毒性当量,为环境毒理学研究提供了新的工具。
  3. 应用价值:研究结果表明,CALUX检测法可以作为一种经济、高效的预筛查工具,用于大规模流行病学调查中的暴露评估。

其他有价值的内容

研究还比较了比利时女性与荷兰女性样本中的TEQ值,发现荷兰女性在1990年代初期的暴露水平显著高于比利时女性在1996-1998年的水平。这一发现为不同地区和时间段的环境污染水平提供了重要参考。

总之,本研究通过化学分析和生物检测相结合的方法,深入探讨了多卤代芳香烃对人体健康的影响,为环境毒理学和流行病学研究提供了重要的科学依据。

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