沈艷紅，史薇，于紅霞

(污染控制與資源化研究國家重點實驗室，南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院，江蘇 南京 210023)

·前沿評述·

環(huán)境糖皮質(zhì)激素受體干擾物的研究進展

沈艷紅，史薇*，于紅霞

(污染控制與資源化研究國家重點實驗室，南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院，江蘇 南京 210023)

綜述了糖皮質(zhì)激素受體干擾物的作用機制和生態(tài)效應(yīng)，列舉了多種活性篩選方法，并根據(jù)性質(zhì)對干擾物進行了種類的劃分。在當(dāng)前環(huán)境糖皮質(zhì)激素受體干擾物研究的基礎(chǔ)上，指出了作用機制的研究不全面、個體生物篩選方法匱乏、缺少可信的活性模擬預(yù)測技術(shù)等問題，并提出了應(yīng)借助模式生物完善作用機制研究，在此基礎(chǔ)上建立穩(wěn)定、高通量的個體生物活性篩選方法和動力學(xué)過程模擬替代技術(shù)用以活性預(yù)測等發(fā)展方向。

糖皮質(zhì)激素；受體干擾；作用機制；活性篩選；內(nèi)分泌

內(nèi)分泌干擾物(Endocrine Disrupting Chemicals，即EDCs)，也稱為環(huán)境激素(Environmental Hormone)，是指環(huán)境中存在的能夠干擾生物體內(nèi)源激素的合成、釋放、轉(zhuǎn)運、結(jié)合、作用或清除的外源性物質(zhì)。其能夠通過模擬或拮抗內(nèi)源性激素，影響激素受體家族，干擾內(nèi)源性激素的產(chǎn)生進而改變內(nèi)分泌與生殖系統(tǒng)的正常功能。內(nèi)分泌干擾物根據(jù)激素效應(yīng)的不同，可分為雌激素干擾物、雄激素干擾物、甲狀腺激素干擾物、孕激素干擾物、糖皮質(zhì)激素干擾物、胰島素干擾物、腎上腺皮質(zhì)激素干擾物、生長激素干擾物等[1]。目前，對于內(nèi)分泌干擾物質(zhì)的研究主要集中在擬/抗雌激素物質(zhì)，大量的研究報道了其在環(huán)境中的存在狀況，對人類及生物的影響及作用機理，環(huán)境介質(zhì)中的遷移以及轉(zhuǎn)化行為等[2-5]。此外，關(guān)于環(huán)境雄激素和甲狀腺激素的研究也在日益增多[6-7]。

文獻[8]研究表明，人體內(nèi)糖皮質(zhì)激素受體(Glucocorticoid receptor，GR)的異常調(diào)節(jié)，是抑郁癥的一個主要致病因。隨后，有學(xué)者利用3T3-L1細胞株，發(fā)現(xiàn)雙酚A(Bisphenol A，BPA)、鄰苯二甲酸二環(huán)己酯(Dicyclohexyl phthalate，DCHP)、異狄氏劑(Endrin)和對甲抑菌靈(Tolylfluanid，TF)等環(huán)境物質(zhì)，可通過激活糖皮質(zhì)激素受體，加快細胞中脂肪的生成，從而導(dǎo)致肥胖、糖尿病等流行病的形成[9]。

1 糖皮質(zhì)激素受體干擾物的作用機制

糖皮質(zhì)激素受體是一種可溶性單鏈多肽組成的磷蛋白，其在結(jié)構(gòu)上主要由2個功能區(qū)組成，包括DNA 結(jié)合域(DNA binding domain，DBD)和配體結(jié)合域(ligand binding domain，LBD)。其中DNA 結(jié)合域的主要功能是識別靶基因上具有增強子性質(zhì)的特異DNA序列——激素反應(yīng)元件(hormone response elements，HRE)并與之結(jié)合，調(diào)節(jié)效應(yīng)基因的轉(zhuǎn)錄。配體結(jié)合域則主要與配體結(jié)合有關(guān)[10]。糖皮質(zhì)激素受體是一種依賴配體激活的內(nèi)源性轉(zhuǎn)錄因子。當(dāng)沒有糖皮質(zhì)激素與之結(jié)合時，GR 在細胞質(zhì)內(nèi)以蛋白復(fù)合體形式存在，此復(fù)合體包括一個受體分子和四分子熱休克蛋白(heat shock protein， HSP)，不具有刺激轉(zhuǎn)錄的活性[11]。當(dāng)糖皮質(zhì)激素進入細胞質(zhì)后，特異性地與糖皮質(zhì)激素受體結(jié)合形成配體-受體復(fù)合物，GR與熱休克蛋白解離并發(fā)生自身構(gòu)象的改變，暴露出被覆蓋的DNA結(jié)合域，從而啟動核轉(zhuǎn)位信號，使配體-受體復(fù)合物進入細胞核，并進一步識別靶細胞核中HRE與之結(jié)合。在轉(zhuǎn)錄共激活因子及基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄復(fù)合物中轉(zhuǎn)錄因子相互作用下，最終特異性地促進靶基因的表達而發(fā)揮激素效應(yīng)[12]。

環(huán)境糖皮質(zhì)激素受體干擾物按作用機制劃分，可分成擬糖皮質(zhì)激素物質(zhì)和抗糖皮質(zhì)激素物質(zhì)。擬糖皮質(zhì)激素物質(zhì)的作用機制與內(nèi)源糖皮質(zhì)激素相類似，當(dāng)環(huán)境擬糖皮質(zhì)激素與GR結(jié)合形成配體-受體復(fù)合物后，在構(gòu)象改變的前提下識別細胞核中的HRE并與之結(jié)合，從而發(fā)揮類激素效應(yīng)，因此，擬糖皮質(zhì)激素物質(zhì)也可稱作糖皮質(zhì)激素受體的激動劑。而另一類物質(zhì)雖可以與GR相結(jié)合，卻能產(chǎn)生迥然不同的結(jié)果，稱之為抗糖皮質(zhì)激素物質(zhì)，亦可稱作糖皮質(zhì)激素受體的拮抗劑。當(dāng)抗糖皮質(zhì)激素與糖皮質(zhì)激素受體結(jié)合后，可抵抗糖皮質(zhì)激素與GR結(jié)合或是阻止共調(diào)節(jié)因子的結(jié)合，使GR處于未被激活的狀態(tài)，阻止其發(fā)揮生理效應(yīng)[13]。

2 糖皮質(zhì)激素受體干擾物活性篩選方法

內(nèi)分泌干擾物質(zhì)的篩選，如環(huán)境雌激素，一般采用體內(nèi)分析和體外分析相結(jié)合的方法，綜合評價物質(zhì)的毒性效應(yīng)。環(huán)境糖皮質(zhì)激素干擾物由于目前研究匱乏，存在技術(shù)短板，在篩選物質(zhì)方面，多采用能夠大規(guī)?？焖俜治龅捏w外分析方法。常用的環(huán)境糖皮質(zhì)激素干擾物體外活性篩選方法包括受體競爭結(jié)合實驗、報告基因?qū)嶒?、轉(zhuǎn)錄激活實驗等。受體競爭實驗的原理是：糖皮質(zhì)激素與糖皮質(zhì)激素受體的結(jié)合引起反應(yīng)，通過體外測定外源性化合物與糖皮質(zhì)激素受體的親和力初步判定其糖皮質(zhì)激素干擾活性。主要操作過程包括從組織中分離出糖皮質(zhì)激素受體， 之后用已知的外源性化合物與使用放射性標志物標記的糖皮質(zhì)激素進行競爭性替換，通過替換實驗來評估該外源性化合物的糖皮質(zhì)激素效應(yīng)活性。Tajika等[14]即利用3H標記的地塞米松和抗炎藥二氟孕甾丁酯(difluprednate)開展受體競爭結(jié)合實驗，進而評估藥物使用的安全性。但受體結(jié)合實驗僅能表明某種外源性化合物與糖皮質(zhì)激素受體的結(jié)合能力，而無法研究其在生物體內(nèi)的代謝情況及對受體的激活能力。為了彌補這一局限，科學(xué)家們嘗試開展其他的體外實驗，提出了報告基因?qū)嶒?。其原理是利用基因工程技術(shù)，將已知的反應(yīng)原件剪接到報告基因上游，從而控制報告基因的表達并構(gòu)建出基因重組質(zhì)粒，轉(zhuǎn)染至宿主細胞內(nèi)。當(dāng)外源化合物與糖皮質(zhì)激素受體結(jié)合后，可啟動宿主細胞中報告基因的表達。熒光素酶由于其敏感性高和線性范圍寬，已成為哺乳動物中最常用到的報告基因類型[15]。報告基因?qū)嶒灱瓤蓹z測化學(xué)物與受體的結(jié)合能力，又可檢測結(jié)合后引起的生物學(xué)效應(yīng)，而且能夠區(qū)分激動劑和拮抗劑，故現(xiàn)有的關(guān)于環(huán)境糖皮質(zhì)激素活性篩選實驗，均以報告基因法為主[15-17]，所用的細胞系包括MDA-kb2、CHO-K1，其優(yōu)點在于能反映對人體的作用，且操作簡單、靈敏度較高。表1詳細列出了目前2種常用的環(huán)境糖皮質(zhì)激素受體干擾物體外活性篩選方法。

此外，運用計算的方法預(yù)測毒性，也是篩選環(huán)境糖皮質(zhì)激素的一種有效手段。在糖皮質(zhì)激素活性篩選方面，常用的計算模擬方法包括定量構(gòu)效關(guān)系(Quantitative Structure-Activity Relationship，QSAR)、分子對接技術(shù)(Molecular Docking)等。QSAR是用化合物的分子結(jié)構(gòu)參數(shù)與已從實驗中獲得的生物活性數(shù)據(jù)建立統(tǒng)計模型，然后用于預(yù)測未進行測試的化合物的活性[18]。

表1 環(huán)境糖皮質(zhì)激素干擾物體外活性篩選方法

QSAR方法的實現(xiàn)，需要2點假設(shè)：化合物的結(jié)構(gòu)參數(shù)與所研究性質(zhì)如活性、毒性等性質(zhì)之間存在定量關(guān)系，并且可以用數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)和計算機科學(xué)的方法探索和描述[19-20]。目前，QSAR方法已經(jīng)在研究中得到了廣泛運用[21]。此外，隨著計算毒理學(xué)的不斷發(fā)展，分子對接技術(shù)也開始逐漸運用于糖皮質(zhì)激素干擾物活性的篩選中。分子對接是指通過計算配體與受體之間的靜電作用、氫鍵作用、疏水作用、范德華作用等，依據(jù)“鎖-鑰理論”來模擬小分子配體和生物大分子受體相互作用的技術(shù)手段[22]。Kol?ek等[23]運用分子對接技術(shù)，模擬了雙酚A(BPA)在內(nèi)的4種化合物與14種人體核受體之間的結(jié)合。

以BPA為例，計算結(jié)果顯示其具有擬糖皮質(zhì)激素活性，與文獻報道很好地吻合。然而，對于環(huán)境中糖皮質(zhì)激素受體干擾物的活性預(yù)測方面，這2種方法仍然存在著諸多不足。QSAR方法需要使用已有的實驗數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練集來建模。然而目前對于環(huán)境糖皮質(zhì)激素干擾物的研究仍缺乏足夠的數(shù)據(jù)，故無法建立有效的模型，此外在解釋致毒機制上，該方法也很受限制，但可為進一步的研究提供有力基礎(chǔ)。在分子對接中，生物大分子不具有柔性，不能考察生物大分子與小分子化合物結(jié)合的動態(tài)過程，從而不利于后續(xù)研究。

3 糖皮質(zhì)激素受體干擾物的種類與性質(zhì)

3.1 擬糖皮質(zhì)激素物質(zhì)

環(huán)境中的糖皮質(zhì)激素可分為天然糖皮質(zhì)激素和人工合成糖皮質(zhì)激素。天然糖皮質(zhì)激素主要包括皮質(zhì)酮(cortisone)和皮質(zhì)醇(cortisol)，廣泛存在于靈長類及嚙齒動物體內(nèi)，具有調(diào)節(jié)糖、脂肪、和蛋白質(zhì)生物合成和代謝的作用，還具有抑制免疫、抗炎、抗毒、抗休克作用。由于糖皮質(zhì)激素的多種生理功能，目前人工合成了大約30種以上的糖皮質(zhì)激素，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療[24]。

這類藥物主要包括地塞米松(dexamethasone)、潑尼松(prednisone)、潑尼松龍(prednisolone)、曲安西龍(triamcinolone)、曲安奈德(triamcinolone acetonide)、布地奈德(budesonide)、丙酸氯倍他索(clobetasol propionate)、戊酸倍他米松(betamethasone valerate)等。幾類主要糖皮質(zhì)激素的物化性質(zhì)見表2。

表2 主要糖皮質(zhì)激素的物化性質(zhì)①

①由于實驗數(shù)據(jù)的缺失，25 ℃水溶解度和辛醇-水分配系數(shù)是通過美國EPA推薦的EPA Suite 4.1版軟件計算獲得。

由表2可見，這8種常見糖皮質(zhì)激素的辛醇-水分配系數(shù)較為接近，為0.96～2.69，易溶于水體。Chang等[25]借助高效液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(LC-MS/MS)，檢測了城市河流中6種藥用糖皮質(zhì)激素的濃度。在41個采集的樣本中，可的松、氫化可的松、地塞米松和潑尼松龍檢出率高達96%～100%，潑尼松次之為53%，甲基強的松龍的檢出頻率最少僅為6.7%。其中可的松和氫化可的松的質(zhì)量濃度分別為0.11～20 ng/L和0.05～28 ng/L，其值遠高于其他4種糖皮質(zhì)激素(地塞米松0.05～8.0 ng/L、甲基強的松龍0.20～0.41 ng/L、潑尼松龍0.25～1.8 ng/L、潑尼松0.04～2.4 ng/L)。

3.2 抗糖皮質(zhì)激素物質(zhì)

目前，已有一些學(xué)者通過開展體外細胞實驗，對環(huán)境中的污染物進行了糖皮質(zhì)激素活性的檢測。其中，包括農(nóng)藥、多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)、有機磷酸酯類在內(nèi)的多種污染物被檢出了抗糖皮質(zhì)激素活性。

Zhang等[15]利用熒光素酶報告基因法，研究34種農(nóng)藥對于人體糖皮質(zhì)激素受體的活性效應(yīng)。實驗表明，測試的34種農(nóng)藥均沒有表現(xiàn)出擬糖皮質(zhì)激素活性，但是其中的12種農(nóng)藥表現(xiàn)出了明顯的抗糖皮質(zhì)激素活性，包括聯(lián)苯菊酯、λ-三氟氯氰菊酯、氯氰菊酯、芐呋菊酯、3-苯氧基苯甲酸、o，p′-DDT、p，p′-DDT、p，p′-DDE、甲氧DDT、殺蟲丹、阿特拉津和對甲抑菌靈。研究表明，這12種農(nóng)藥的活性大小不等，其中p，p′-DDT的抗性最強，阿特拉津的抗性最小，兩者的RIC20(使糖皮質(zhì)激素活性表達受到20%抑制時的化合物濃度)值最大可相差234倍。這些農(nóng)藥在日常生活中應(yīng)用普遍，易殘留于土壤中，并隨地表徑流及蒸發(fā)、干濕沉降等方式遷移到水體中，在環(huán)境中被廣泛檢出。這些農(nóng)藥一般具有親脂性、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、不易被降解、易揮發(fā)和殘留期長等特點，可通過生物富集和食物鏈的放大作用在體內(nèi)富集。

Kojima等[26]通過使用中國倉鼠卵巢細胞，研究了8種PBDEs、4種HO-PBDEs和4種MeO-PBDEs的糖皮質(zhì)激素活性效應(yīng)。實驗證明，在這16種被測物質(zhì)中，有7種物質(zhì)，包括2種HO-PBDEs和2種MeO-PBDEs顯示了微弱的抗糖皮質(zhì)激素活性。PBDEs作為一種阻燃劑，被廣泛應(yīng)用到了塑料制品、油畫、紡織品等材料中。由于其可持續(xù)性和生物積累性，在環(huán)境樣品，如河流沉積物、魚體、室內(nèi)空氣和灰塵中，均檢測到了PBDEs的存在[27-28]。

Stapleton等[29]借助氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，發(fā)現(xiàn)在每個灰塵樣品中均檢測到PBDEs，經(jīng)計算發(fā)現(xiàn)，1～4歲兒童每天對PBDEs的攝入量可達120～6 000 ng，具有較高的潛在風(fēng)險。

Kojima等[16]通過細胞反式激活實驗，研究了11種有機磷阻燃劑(OPFRs)GR活性。研究表明，磷酸三丁酯、磷酸三(1，3-二氯-2-丙基)酯、磷酸三(2-乙基)己基酯、磷酸三苯酯和磷酸甲苯這5種物質(zhì)被檢測到抗糖皮質(zhì)激素活性，且毒性大小較為相似，RIC20值基本為11～22 μmol/L。作為溴代阻燃劑的替代物，有機磷阻燃劑被廣泛應(yīng)用在建筑材料、紡織品、電子產(chǎn)品方面。經(jīng)統(tǒng)計，在日本，有機磷阻燃劑的應(yīng)用已經(jīng)遠遠超過了多溴聯(lián)苯醚，同時，越來越多的文獻開始報道在室內(nèi)樣品中檢測到了多種有機磷阻燃劑[28]。

此外，Johansson等[17]利用人類的糖皮質(zhì)激素受體進行了結(jié)合實驗，發(fā)現(xiàn)PCBs的代謝產(chǎn)物具有顯著的抗糖皮質(zhì)激素活性。而Sargis[9]發(fā)現(xiàn)雙酚A、鄰苯二甲酸二環(huán)己酯、異狄氏劑等環(huán)境物質(zhì)均可與糖皮質(zhì)激素受體相結(jié)合，具有潛在內(nèi)分泌干擾活性。

目前在被檢測的近90種化合物中，共有32種物質(zhì)被報道出具有抗糖皮質(zhì)激素受體活性，其余物質(zhì)均未能檢測出糖皮質(zhì)激素活性。表3列出了文獻報道的不同抗糖皮質(zhì)激素物質(zhì)相對RU486(又名米非司酮(mifepristone)，常用作衡量抗糖皮質(zhì)激素活性的標準物質(zhì))的影響因子，其中毒性最強的p，p′-DDT，其RIC20值為1.05×10-8mol/L，是標準物質(zhì)RU486的1.10倍。毒性最小的為BDE-100，其RIC20值僅為RU486的6.71×10-4倍。遺憾的是，目前關(guān)于環(huán)境中的糖皮質(zhì)激素受體干擾物的報道仍相對較少，僅有少量研究檢測到了顯著的抗糖皮質(zhì)激素效應(yīng)。

表3 不同抗糖皮質(zhì)激素物質(zhì)相對RU486的影響因子

續(xù)表

4 環(huán)境糖皮質(zhì)激素受體干擾物的生態(tài)效應(yīng)

4.1 糖皮質(zhì)激素受體干擾物的生物毒理學(xué)效應(yīng)

糖皮質(zhì)激素受體作為核受體家族中的重要成員，在代謝、應(yīng)激、內(nèi)分泌及免疫系統(tǒng)等方面均發(fā)揮著重要的作用[30]。文獻[31]研究表明，GR功能缺失的小鼠，體內(nèi)糖皮質(zhì)激素水平異常升高，其含量是正常小鼠含量的10倍左右，與臨床上庫辛綜合征患者病理生理相一致。GR受損的小鼠中，約30%表現(xiàn)出了抑郁等行為[32]。Davani等[33]發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因小鼠可通過激活糖皮質(zhì)激素受體，加快血糖的生成且減少胰島素的分泌，最終導(dǎo)致糖尿病的形成。

目前對于環(huán)境糖皮質(zhì)激素受體干擾物的生物學(xué)效應(yīng)研究多集中于藥用糖皮質(zhì)激素受體物質(zhì)個體暴露實驗。研究表明，動物體長時間暴露高劑量糖皮質(zhì)激素的，可能導(dǎo)致免疫反應(yīng)抑制、生理狀況惡化等一系列生理障礙[34-35]。長期喂食氫化可的松，不僅可以抑制魚類的活動和進攻行為，還會降低魚類的免疫反應(yīng)[36-37]。暴露在低濃度的藥用糖皮質(zhì)激素丙酸氯倍他索及戊酸倍他米松下的鯉魚，其體內(nèi)可能會產(chǎn)生蛋白質(zhì)分解速率加快、血液內(nèi)自由氨基酸增加、血液中葡萄糖濃度下降等現(xiàn)象[38]。Nyirenda等[39]發(fā)現(xiàn)，在老鼠懷孕后期喂食過量的地塞米松，會導(dǎo)致幼崽體重下降，同時也使懷孕雌鼠對葡萄糖不耐，極易造成高血糖。

在人體研究方面，可借助體外細胞實驗手段，進一步關(guān)注環(huán)境糖皮質(zhì)激素干擾物帶來的生物學(xué)效應(yīng)。Sargis[9]將幾種典型內(nèi)分泌干擾物質(zhì)暴露于小鼠3T3-L1細胞株，分別利用熒光檢測和染色技術(shù)，研究暴露后細胞中GR活性和脂肪含量的變化。檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雙酚A、鄰苯二甲酸二環(huán)己酯、異狄氏劑和對甲抑菌靈這4種物質(zhì)具有顯著的糖皮質(zhì)激素受體干擾活性，促進了細胞中脂質(zhì)的堆積，并上調(diào)了脂肪細胞蛋白的表達，最終可能導(dǎo)致肥胖、糖尿病等流行病的形成?；诤唵蔚娜梭w調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，外源干擾物與GR結(jié)合后，可進一步誘導(dǎo)焦慮或是抑郁等癥狀的發(fā)生。Plihal等[40]通過設(shè)計實驗，發(fā)現(xiàn)10名健康男性志愿者在長期攝入地塞米松后，負面情緒明顯增加，表明GR功能的干擾嚴重影響人體情緒，最終可能導(dǎo)致抑郁。

關(guān)于環(huán)境糖皮質(zhì)激素受體干擾物的生物毒理學(xué)研究，目前仍存在著大量的數(shù)據(jù)空白。研究大多集中于擬性物質(zhì)的個體暴露實驗，以魚類和鼠類為主。研究表明一定劑量的人工合成糖皮質(zhì)激素，可能會使實驗動物產(chǎn)生免疫反應(yīng)抑制、血糖變化等一系列生理障礙。有科學(xué)家通過體外細胞實驗等發(fā)現(xiàn)環(huán)境糖皮質(zhì)激素干擾物是肥胖、抑郁的潛在致病源，但已有研究較少，未能引起廣泛關(guān)注與深入研究。

4.2 糖皮質(zhì)激素受體干擾物的暴露特征

人體和動物的分泌排泄、醫(yī)療用藥的排放以及各類化學(xué)品的大量使用，是環(huán)境中糖皮質(zhì)激素干擾物的主要來源。而大范圍的濫用糖皮質(zhì)激素藥物及其他具有潛在活性的化學(xué)品，使得其在環(huán)境中進一步分布富集，造成了潛在的危害。包括中國在內(nèi)的很多國家和地區(qū)都報道在環(huán)境中檢出糖皮質(zhì)激素受體干擾物，并且存在于地表水、沉積物、室內(nèi)灰塵等多種環(huán)境介質(zhì)中。

人工合成的糖皮質(zhì)激素在環(huán)境中的存在多集中于水體，包括地表水、污水處理廠出水、工業(yè)廢水及醫(yī)院廢水均檢測到其存在，見表4。

表4 藥用糖皮質(zhì)激素的環(huán)境檢出

隨著分析技術(shù)的不斷發(fā)展，對于環(huán)境水體中糖皮質(zhì)激素的檢測，目前應(yīng)用最多的檢測手段即為LC-MS/MS。Chang等[25]使用LC-MS/MS，在北京地區(qū)河水中檢出了相對較高的激素污染水平，其中可的松和氫化可的松的質(zhì)量濃度最高可達20和28 ng/L，遠高于荷蘭、匈牙利等地區(qū)地表水中糖皮質(zhì)激素質(zhì)量濃度的檢測值(0.1～1.3 ng/L)[41]。在法國里昂污水處理廠中，可的松、氫化可的松、曲安奈德、曲安西龍的最高質(zhì)量濃度分別可達229，63，3和 30 ng/L[43]。Schriks等[44]發(fā)現(xiàn)，醫(yī)院廢水中潑尼松龍的最高檢出質(zhì)量濃度為1 918 ng/L，遠高于其他水體中的濃度。此外，還可以進一步通過體外實驗評估環(huán)境水樣的糖皮質(zhì)激素受體活性。Linden等[45]借助人體細胞熒光素酶報告基因?qū)嶒?，發(fā)現(xiàn)醫(yī)院廢水、工業(yè)廢水及污水處理廠出水中均檢測到了明顯的擬糖皮質(zhì)激素活性。其中工業(yè)廢水的擬性最強，其地塞米松質(zhì)量濃度可達243 ng/L，比生活污水處理廠高21倍；醫(yī)院廢水的擬糖皮質(zhì)激素活性也比污水處理廠出水高8倍。

農(nóng)藥類物質(zhì)作為典型的抗糖皮質(zhì)激素受體干擾物，其在環(huán)境中具有分布廣、介質(zhì)多樣、濃度高等特點。以莠去津為例，它作為世界上使用最為廣泛也是最重要的除草劑之一，常在地下水和地表水中被檢測到[46-47]。其在農(nóng)業(yè)工人尿液中的最高值甚至可達68×10-9[48]。在希臘地表水中，p，p′-DDT和p，p′-DDE的質(zhì)量濃度最高分別可達1 000和64 ng/L[49]。此外，室內(nèi)灰塵中也常檢測到農(nóng)藥類物質(zhì)的存在。Tan等[50]利用GC-MS分析技術(shù)，在新加坡室內(nèi)灰塵中，檢測到了多種農(nóng)藥，其中p，p′-DDT和p，p′-DDE的質(zhì)量比最高可達700和50 ng/g。Rudel等[51]發(fā)現(xiàn)，在英國科德角的室內(nèi)灰塵樣品中，氯氰菊酯的質(zhì)量比甚至高達172 μg/g，甲氧滴滴涕的質(zhì)量比同樣不容忽視，最大可達12.9 μg/g。

阻燃劑類物質(zhì)也是典型的抗糖皮質(zhì)激素類物質(zhì)，廣泛存在于建筑材料及各類生活用品中，故多檢出于室內(nèi)灰塵中。主要包括溴代阻燃劑和有機磷阻燃劑，在美國、中國、日本與一些歐洲國家的室內(nèi)灰塵樣品中，檢出率高，且含量不容忽視。Garcia等[52]在西班牙北部的私人住宅的室內(nèi)灰塵樣品中測得TBP和TPP質(zhì)量比分別為0.9和4.9 μg/g。同樣的，PBDEs在室內(nèi)灰塵中也有很高的檢出，美國華盛頓的灰塵樣品中BDE85 質(zhì)量比為5.8～620 ng/g[53]，英國伯明翰地區(qū)BDE99為2.8～180 ng/g[54]。此外，在魚體、沉積物樣品中，PBDEs均有不同程度的殘留[27]。

環(huán)境糖皮質(zhì)激素受體干擾物在環(huán)境中廣泛存在，且其濃度水平不容忽視，具有分布廣、含量高、持久性強等特點。值得注意的是，由于結(jié)構(gòu)的特殊性，一些糖皮質(zhì)激素受體干擾物甚至可以和其他激素受體相結(jié)合，如雌激素受體、雄激素受體、甲狀腺激素受體等，從而發(fā)揮不同的激素效應(yīng)，帶來更強的內(nèi)分泌干擾作用，嚴重危害人體及生態(tài)環(huán)境。然而，由于環(huán)境的復(fù)雜性，仍然存在著很多物質(zhì)未能受到關(guān)注或未能被發(fā)現(xiàn)其干擾作用。目前對于個體活性檢測方面的技術(shù)缺陷及對人體流行病學(xué)方面的證據(jù)缺乏，對環(huán)境糖皮質(zhì)激素的生態(tài)毒性效應(yīng)的研究帶來了極大的挑戰(zhàn)。

5 結(jié)語

隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，化合物的種類及生產(chǎn)和使用量越來越多，這些化合物在生產(chǎn)、使用等過程中，被不斷地排放到環(huán)境中，其中部分物質(zhì)可以引起糖皮質(zhì)激素干擾效應(yīng)。已有研究表明，環(huán)境糖皮質(zhì)激素干擾物與抑郁、肥胖、高血糖等流行病有著潛在的聯(lián)系。在受體介導(dǎo)作用機制前提下，科學(xué)家通過以報告基因為主的體外實驗和以QSAR為主的計算模擬方法研究了環(huán)境化合物的糖皮質(zhì)激素干擾活性，包括農(nóng)藥、多溴聯(lián)苯醚、有機磷酸酯類在內(nèi)的多種污染物被檢出了抗糖皮質(zhì)激素活性，具有潛在危害。

然而，目前對環(huán)境污染物糖皮質(zhì)激素干擾活性的研究還處于起步階段，數(shù)據(jù)仍相對匱乏。在理論研究方面，環(huán)境糖皮質(zhì)激素干擾機制仍停留在受體介導(dǎo)作用方面，而對于非受體介導(dǎo)的作用機制，則需要進一步借助模式生物展開深入研究。對于環(huán)境雌激素干擾物，目前已開發(fā)了多種體內(nèi)外的篩選方式，相較而言，現(xiàn)有的糖皮質(zhì)激素受體干擾物的篩選僅依靠體外實驗，且以報告基因受體結(jié)合實驗為主。體外篩選方法由于不包括生物體利用與代謝的過程，不利于準確有效地鑒別環(huán)境中潛在的干擾物。因此，需要建立基于個體生物的毒性評估與篩選技術(shù)或替代技術(shù)，將體外實驗與體內(nèi)實驗相結(jié)合進行綜合研究。通過計算模擬的方法也是篩選潛在糖皮質(zhì)激素受體干擾物的一種有效途徑，然而數(shù)據(jù)的缺乏和機制研究的不足極大地限制了發(fā)展。未來需要進一步建立能夠反映作用機制的模擬方法，并在此基礎(chǔ)上以目標或非目標方式篩選關(guān)鍵的糖皮質(zhì)激素干擾物及其潛在危害。隨著分子生物學(xué)、基因組學(xué)及計算毒理學(xué)的不斷滲透與發(fā)展，相信在不久的將來這些問題將逐一被解決。

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欄目編輯 李文峻

Study Progress of Environmental Contaminants with Glucocorticoid Receptor(GR)-disrupting Activities

SHEN Yan-hong， SHI Wei*， YU Hong-xia

(StateKeyLaboratoryofPollutionControlandResourceReuse，SchooloftheEnvironment，NanjingUniversity，Nanjing，Jiangsu210023，China)

The mechanism of action and ecological effects of GR-disrupting chemicals were reviewed in this paper. Moreover， different methods for GR-activity screening were summarized and disrupting chemicals were classified. On the basis of current studies on GR-disrupting chemicals， knowledge gaps were identified， which include the further elucidation of mechanism， the development of in vivo screening methods and the prediction of GR-disrupting activities. According to these， there is a need to obtain more information on model organisms. Furthermore， establishing the stable high throughput in vivo screening methods and optimizing computational simulation based on molecular dynamic process to generate reliable data for minimum cost should be taken into account in the future research.

Glucocorticoid； Receptor-disrupting； Mechanism of action； GR-activity screening； Endocrine

2016-11-14；

2016-11-15

國家自然科學(xué)基金資助項目(21577058；21307054)；江蘇省自然科學(xué)基金青年資助項目(BK20130551)；國家環(huán)保部公益性行業(yè)科研專項基金資助項目(201409040)；國家水體污染控制與治理重大專項基金資助項目(2012ZX07101-003)

沈艷紅(1993—)，女，碩士研究生，主要從事有機污染化學(xué)分析研究。

X18

A

1674-6732(2017)01-0001-09