长期以来,全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS)因其在环境和人体中的持久性而被冠以“永久化学物”之名,并与多种健康问题相关联,包括出生缺陷。然而,其具体的致畸分子机制一直悬而未决。近日,科罗拉多大学安舒茨医学院斯卡格斯药学院的研究团队在《ACS Chemical Research in Toxicology》上发表了一项突破性研究,首次揭示了PFAS家族中的全氟癸酸(PFDA)如何通过干扰视黄酸代谢,对胎儿颅面部发育造成“双重打击”,从而引发严重的出生缺陷。
PFDA:15,000种PFAS中的“头号致畸分子”
在数以万计的PFAS化合物中,究竟哪些才是真正的健康威胁?研究团队对13种常见PFAS进行了系统筛选,通过体外实验评估它们对颅面部发育的影响。结果令人震惊:PFDA的毒性远超其他同类化合物,成为导致胎儿颅面部异常的最强候选者。 论文通讯作者、科罗拉多大学副教授Jed Lampe博士指出:“大多数人在日常生活中会接触到微量PFAS,但通过受污染水源、居住在工厂附近或从事消防、滑雪蜡等职业的人群,暴露水平更高。我们迫切需要了解哪些化合物在胎儿发育阶段真正有害,以及它们是如何造成损害的。” 据估计,即使在极低暴露水平下,PFDA也可能使颅面部缺陷的风险增加约10%。
“双重打击”机制:视黄酸信号的失控
研究的关键发现是PFDA对视黄酸(retinoic acid)代谢的干扰。视黄酸是维生素A的衍生物,在胚胎早期面部和头部形成过程中扮演着“基因调控总指挥”的角色,控制着数百个基因的精确表达。胎儿自身既不能合成足够视黄酸,也无法有效清除过量视黄酸,因此完全依赖母体来维持其动态平衡。研究团队揭示,PFDA通过两种并行机制破坏这一平衡:首先,PFDA直接抑制CYP26A1酶——这是负责降解过量视黄酸的关键酶;其次,PFDA还通过独立的生物学途径下调CYP26A1编码基因的表达。 这种“双重打击”导致视黄酸在胚胎组织中异常积累,进而扰乱正常的面部发育程序。Lampe博士描述道:“结果就是,严重的颅面部畸形可能出现,包括眼睛发育不全和下颌异常形成,这些是PFDA暴露期间最常见的影响。”
从机制到预防:重塑PFAS风险评估策略
这项研究的意义不仅在于阐明了PFDA的致畸机制,更在于为整个PFAS家族的风险评估提供了全新范式。研究团队希望,基于这一分子机制,科学家能够开发出针对性的实验室检测方法和计算机筛选工具,从而快速评估不同PFAS化合物的发育毒性。Lampe博士强调:“这一发现使我们超越了简单的关联性,为PFDA如何干扰胎儿发育提供了清晰的解释。这是理解这一庞大而复杂的环境化学物类别的关键一步。” 未来,这些工具将帮助监管机构和制造商识别最危险的化学物,区分安全替代品,并推动低毒产品的开发。此外,研究结果也为高风险人群(如消防员和滑雪蜡技师)提供了潜在的干预策略,例如探索在孕期降低PFDA水平以保护胎儿发育的可能性。
Michaela Hvizdak, Sylvie E. Kandel, Jed N. Lampe. “New Mechanistic Evidence for Perfluorodecanoic Acid (PFDA) Teratogenicity via CYP26A1-Mediated Retinoic Acid Metabolism and Signaling”. Chemical Research in Toxicology, 30 March 2026.
DOI: 10.1021/acs.chemrestox.5c00468