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BMJ Mental Health | 整合替代毒理学手段揭示产前全氟和多氟烷基物质暴露与儿童神经发育轨迹的关联及早期预警标志

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 主要发现:

BMJ Mental Health近期发表的一篇研究表明产前全氟和多氟烷基物质(per- and polyfluoroalkyl substances, PFAS)暴露与儿童早期沟通及社交能力发育存在显著关联,且初步证据提示PFAS或可干扰神经递质平衡。该研究进一步建立了综合暴露风险与毒性评估的化学物质优先排序体系,为PFAS优先管控提供了科学依据。

 

 

原文献信息:
Prenatal exposure to per- and polyfluoroalkyl substances and neurodevelopment trajectory: towards early warning via cohort- and metabolomics-based risk ranking.

Gao C, Li R, Wu H, Xie Z, Tang W, Hou Y, et al.

BMJ Mental Health. 2025;28:e301912.
doi: https://doi.org/10.1136/bmjment-2025-301912

 

研究背景
PFAS是一类持久性、可生物累积的人工合成化学品,被广泛应用于不粘炊具、食品包装等日常领域。PFAS具有多器官毒性,已被视为全球性的新兴污染物。既往研究表明,PFAS能够透过胎盘屏障,而胎儿和婴幼儿阶段作为神经系统发育的关键窗口期,对外界环境干扰极为敏感。然而,现有研究多局限于单一时间点的发育评估,难以刻画神经发育的动态轨迹;PFAS干扰神经系统的机制尚不明确,不同同类物的暴露水平、毒性特征及风险优先级也缺乏系统性比较。 
 
研究方法

该研究基于中国上海闵行出生队列,检测母亲孕早期外周血中30种PFAS的暴露水平。采用Age & Stage Questionnaire(ASQ)量表对儿童6-48月龄神经发育进行重复评估,并通过组轨迹模型识别出发育轨迹亚组。研究运用单一及混合模型,分析PFAS暴露与非最优神经发育轨迹的关联,据此筛选出关键化合物进行验证。体外实验采用留一法评估9种PFAS单独及混合暴露对神经元细胞神经递质表达的影响。最终整合人群暴露风险、体外神经毒性、生物推断毒性和毒理基因组学证据,构建多维度PFAS综合毒性评分体系,识别神经发育障碍的潜在高危人群。

 

研究结果

产前PFAS暴露与儿童沟通能力、个人-社交能力及ASQ总分的非最优发育轨迹显著相关。孕期中高浓度全氟己烷磺酸(PFHxS)暴露会显著增加婴幼儿沟通能力发育迟缓风险(中浓度:OR=3.06;高浓度:OR=2.96)。该研究还发现,全氟庚烷磺酸(PFHpS)、全氟辛烷磺酸(PFOS)和6:2 氯代多氟烷基醚磺酸(Cl-PFESA)的高水平暴露与儿童整体发育迟缓风险呈正相关。混合效应分析显示,15种PFAS混合暴露总体具有神经发育毒性,且效应呈非单调上升。关键驱动化合物包括PFOS、PFHpS、全氟壬酸(PFNA)和6:2 Cl-PFESA。


在PC12神经细胞模型中,PFAS单独或混合暴露均引起氨基酸代谢谱的显著改变,相关变化主要富集于甘氨酸/丝氨酸代谢、甲硫氨酸代谢等通路。研究的关键发现是,PFAS暴露显著提高了兴奋性神经递质谷氨酸与抑制性神经递质γ-氨基丁酸的比值,从而破坏了神经元兴奋/抑制(E/I)平衡。结果提示不同PFAS之间存在相互作用。


该研究构建的综合评估数据集从暴露风险(基于检出率、浓度水平及胎盘转移率)、毒理基因组学证据、生物测定推断毒性(包括参考剂量、生物半衰期及表型互作)以及体外神经毒性四个维度对多种PFAS进行系统评估。综合评分结果显示,PFOS、全氟辛酸(PFOA)、全氟己酸(PFHxA)和6:2 Cl-PFESA被识别为神经发育毒性优先级最高的同类物。进一步地,该研究将体外实验所揭示的E/I失衡暴露模式回溯至人群数据,识别出8.3%的儿童为PFAS相关神经发育障碍的潜在风险人群。 

 

总结

不良宫内暴露对子代神经发育的长期影响已成为重大公共卫生问题。该研究通过6、12和48月龄的ASQ重复评估,发现产前PFAS暴露影响幼儿神经发育轨迹。研究通过混合模型识别出9种关键神经毒性PFAS,并在人群相关剂量下验证其可干扰氨基酸代谢且存在交互作用。通过整合体外毒性、暴露风险、生物推断毒性和毒理基因组学数据,研究人员提出PFHxA和6:2 Cl-PFESA等新兴PFAS应作为优先监管对象。


作者简介
安徽医科大学高畅、李若男、吴红艳与上海生物医药技术研究院谢珍珍为论文共同第一作者,安徽医科大学黄以超、徐德祥与上海生物医药技术研究院梁红为论文共同通讯作者。



关于BMJ Mental Health

BMJ Mental Health发表精神卫生领域的基于循证的创新的研究、系统综述以及方法学文章,旨在促进精神病学家、心理学家以及其他精神卫生专业人士的多学科合作,推动对临床相关主题的学术讨论,并指导真实世界实践以改善患者和照护者的结局。

收稿率:18%
出版频率:连续出版
出版速度:
       投稿至初步决定:35天(中位时间;含外审)
       接收至发表:34天(中位时间)
2024年影响因子:11.4 / 4.9 (由于期刊在2023年更名,2024年拥有两个影响因子


期刊官网:mentalhealth.bmj.com