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潜伏在身边的致癌物三氯生:我们常用的抗菌剂

三氯生(Triclosan, TCS)作为一种广谱抗菌剂,被广泛应用于个人护理产品(如牙膏、化妆品)、日用消费类产品(如纤维织品)、医疗用品(如牙科类耗材、医用杀菌剂等)以及家居清洁用品。TCS的大量应用使其在各种环境介质中广泛存在,主要通过污水厂出水排放进入水体,最终进入地表水、土壤和地下水,现已在污水处理厂进出水、污泥、河流、河口及沉积物中都有检测到。

近日,一篇发表在《Science Translational Medicine》上的文章证实,三氯生可能通过扰乱肠道微生物群和TLR4信号传导,对结肠炎症和相关结肠肿瘤的发生产生不利影响。虽然大多数研究仅在细胞或动物中进行,目前尚不清楚这些风险是否会发生在人类身上,但三氯生对人类健康的影响不容忽视。

目前,已有大量研究探索了TCS对生物可能产生的毒性效应,以下是对这些研究成果的汇总。

酶和基因毒性

TCS可对生物体产生分子水平的毒性效应。在酶和蛋白水平上,TCS通过诱导氧化压力抑制抗氧化酶系统,如超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、氨基比林N-脱甲基酶(APND)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽-S-转移酶(GST);并影响细胞色素氧化酶系统,如P450、CYP1A等。此外,TCS还可影响热休克蛋白Hsp70的表达。在基因水平上,TCS可直接导致DNA损伤,或作为加合物干扰DNA合成,影响遗传功能。TCS还可通过干扰细胞内分子信号传导产生毒性效应。

细胞毒性效应

部分研究显示TCS可促进癌细胞的增殖,如人类肝癌细胞、卵巢癌细胞、前列腺癌细胞和乳腺癌细胞。机理研究表明,TCS可能通过雌/雄激素介导的信号通路调控细胞周期和凋亡相关蛋白(如周期蛋白D1、P21和Bax)的表达,从而促进癌细胞生长。

生殖系统毒性

TCS与雌激素结构相似,可通过与内源性雌激素竞争结合雌激素受体(ER),直接影响ER的促转录活性,引起雌激素效应(或抗雄激素效应)。研究显示,TCS可加快雌鼠性成熟,增加子宫重量;使孕鼠产道开口提前;对雄鼠,TCS可降低睾丸、前列腺等性腺器官重量,减少雄激素相关蛋白及固醇生成酶基因表达,降低血清雄激素水平,并在副睾中累积,引起组织形态改变,影响精子形态和数量。TCS还可抑制羊胎盘中雌激素硫酸转移酶活性,影响胎盘对胎儿的雌激素供给。

甲状腺系统毒性

TCS的内分泌干扰性还表现为对甲状腺系统的影响。TCS可通过间接方式影响甲状腺系统代谢,如降低甲状腺激素受体α的转录水平,或抑制T2磺基转移酶活性,影响甲状腺激素介导的生长发育。此外,TCS也可能直接对甲状腺组织及其激素产生影响。研究显示,TCS可引起斑马鱼体内促甲状腺激素(TSH)和碘化钠载体(NIS)相关基因上调表达,并引起甲状腺组织形态学畸变。

神经系统毒性

TCS可通过诱导FasR和caspase-8表达激活外部细胞凋亡信号通路,引起脑内神经元细胞凋亡。但TCS是否通过其他途径影响神经系统还需更多探索。与TCS结构相似的三氯卡班(TCC)能通过增强外源性雌激素诱导的芳香化酶AroB过度表达,影响脑组织发育,因此TCS是否通过相似机制影响脑组织有待验证。

综上,TCS可在分子和细胞水平上对生物造成影响,产生酶和基因毒性,导致组织器官突变和癌变。此外,TCS具有显著的内分泌干扰性,可影响生殖发育系统、甲状腺系统和神经系统,破坏生物内稳态,但相关分子机制还需加强研究。

事实上,TCS及含有其他抗菌素的消毒剂在医院使用频率远高于其他环境。考虑到超过98%的婴儿出生在医院,在胎儿期、围产期、产后接触三氯生可能对胎儿/幼儿造成健康影响。因此,谨慎研究三氯生对微生物构建和组成的影响至关重要。

参考文献:

1. A common antimicrobial additive increases colonic inflammation and colitis-associated colon tumorigenesis in mice. Science Translational Medicine DOI: 10.1126/scitranslmed.aan4116.

2. AXELSTAD M, BOBERG J, VINGGAARD A M, et al. 2013. Triclosan exposure reduces thyroxine levels in pregnant and lactating rat dams and in directly exposed offspring. Food and Chemical Toxicology, 59: 534-540.

3. CHEREDNICHENKO G, ZHANG R, BANNISTER R A, et al. 2012. Triclosan impairs excitation-contraction coupling and Ca2+ dynamics in striated muscle. PNAS, 109(40): 1-6.

(责任编辑:泉水)