《Archives of Toxicology》：Reassessing the carcinogenic potential of dibutyl hydrogen phosphate: new insight from repeated-dose toxicity studies
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本文针对磷酸二丁酯（DBP）作为疑似大鼠膀胱致癌物的分类问题，研究人员开展了口服重复剂量毒性研究。通过为期28天和90天的Wistar大鼠实验，发现暴露于含41.3% DBP的混合物（MCS-41D-0.8T）后，未观察到类似其代谢物磷酸三丁酯（TBP）所引发的（前）致癌性膀胱病变。结合动力学和计算机模拟证据，研究表明口服DBP不会引发TBP暴露相关的特征性化学刺激，挑战了目前基于TBP数据外推的DBP自我分类，提示需基于所有可用数据进行科学分类。
在工业界广泛使用的磷酸酯类化合物中，磷酸二丁酯（Dibutyl hydrogen phosphate, DBP）因其代谢前体——磷酸三丁酯（Tributyl phosphate, TBP）被归类为疑似致癌物，而长期背负着“疑似大鼠膀胱致癌物”的标签。然而，一个关键的科学问题始终悬而未决：这种分类是建立在DBP自身毒性的坚实证据之上，还是仅仅源于对其母体化合物TBP的“有罪推定”式的数据外推？由于DBP本身缺乏物质特异性的重复剂量毒性或致癌性数据，且通常仅存在于多组分物质（Multi-constituent substances, MCS）和混合物中，解答这个问题变得尤为重要。TBP被归类为致癌物类别2（Carcinogenicity Category 2），被认为是一种非基因毒性致癌物（non-genotoxic carcinogen），可能在Sprague-Dawley大鼠中引起膀胱肿瘤，其作用模式通常与持续的膀胱刺激有关。而DBP作为TBP的主要代谢产物，自然被怀疑是引发膀胱病变的“元凶”。但这种基于读跨（read-across）的假设，是否经得起更直接、更严格的毒理学实验的检验？
为了深入探索DBP的毒理学特性，揭开其致癌潜能的真相，研究人员开展了两项符合测试指南的口服重复剂量毒性研究。研究选用Wistar大鼠，让它们通过膳食暴露于一种名为MCS-41D-0.8T的多组分物质（含有41.3%的DBP和0.8%的TBP）。在经过28天（剂量为50-1000 mg/kg体重/天）和90天（剂量为50-400 mg/kg体重/天）的暴露后，研究人员进行了细致的观察和检测。结果发现，与之前报道的暴露于TBP或技术混合物Mix-62D-19T（含有62% DBP和19% TBP）的研究不同，在这些暴露于MCS-41D-0.8T的大鼠中，并未观察到任何可察觉的（前）致癌性膀胱病变，例如膀胱上皮增生或肿瘤形成。
支持这一发现的还有动力学考量计算机模拟预测。证据权重（weight-of-evidence）表明，口服给予的DBP并不会引起与TBP暴露相关的特征性化学刺激。相反，在TBP或Mix-62D-19T暴露中观察到的（前）致癌效应，很可能是由TBP自身和/或其存在于膀胱中的其他代谢物所引起。研究表明，口服给予的DBP与TBP在体内的动力学过程和生理归宿存在显著差异。口服DBP在体内经历了与TBP不同的代谢路径，特别是可能存在的首过代谢（first-pass metabolism）使其被转化为无刺激性的代谢物，从而避免了在膀胱中达到引起细胞毒性的浓度。这直接挑战了DBP目前基于读跨到TBP的自我分类（self-classification），提示DBP本身可能并非如之前所认为的那样是一种大鼠致癌物。这项研究为重新评估DBP的致癌风险提供了重要的新证据，强调了基于物质本身数据进行风险评估的重要性，相关成果发表在《Archives of Toxicology》上。
为了完成这项研究，作者们主要应用了几个关键的技术方法：研究遵循经济合作与发展组织（OECD）测试指南407（28天研究）和408（90天研究），采用Wistar大鼠进行口服重复剂量毒性试验，以评估受试物（MCS-41D-0.8T）的毒性。研究包括临床观察、体重和摄食量监测、血液学与临床生化分析、尿液分析、大体解剖与器官称重，以及针对特定靶器官（如胃、膀胱、肝脏）的组织病理学检查。此外，还利用计算机模拟工具（in silico predictions），如OECD QSAR Toolbox、Derek Nexus、Meteor Nexus等，对DBP和TBP的致突变性、致癌性潜力及代谢途径进行了预测分析。
研究结果
重复剂量毒性研究揭示DBP与TBP毒性差异
在28天和90天的重复剂量毒性研究中，核心发现是暴露于含高比例DBP的MCS-41D-0.8T混合物，并未在大鼠中诱发膀胱的（前）致癌性病变。研究观察到的作用主要局限于局部刺激，例如胃部（非腺胃和腺胃）的炎症、增生和过度角化，这些效应被认为是由于测试物质的酸性性质引起的局部刺激所致，并且在28天的恢复期内是可逆的。重要的是，无论是在宏观检查还是微观的组织病理学评估中，膀胱均未出现与TBP暴露相关的典型病变，如上皮增生、乳头状瘤或癌。
组织病理学检查结果
组织病理学检查的结果明确将DBP与TBP的毒性效应区分开来。研究发现，DBP暴露引起的病变局限于胃部，表现为非腺胃的慢性炎症、鳞状上皮增生和过度角化，以及腺胃的偶发性糜烂。这些效应是局部的、可逆的，并且与测试物的直接刺激有关。相反，膀胱组织在所有剂量组（包括最高剂量组）中均未发现任何与处理相关的病理改变。这与文献中描述的TBP暴露可导致大鼠膀胱上皮溃疡、出血、增生乃至肿瘤形成的结果形成了鲜明对比。
计算机模拟预测支持代谢解毒假说
计算机模拟分析为实验观察提供了机制层面的解释。预测结果显示，DBP本身不被预测具有致突变性。虽然一些工具对TBP的致癌性发出了阳性警报，但对DBP的预测结果则不一致或不支持其致癌性。更关键的是，代谢预测表明，口服的DBP可能经历重要的首过肝脏代谢，通过水解和烷基链羟基化等途径被转化为刺激性更低的代谢物（如MBP），随后随尿液排出。这种潜在的“代谢解毒”过程可能解释了为何直接口服DBP不会在膀胱中达到引起细胞毒性的浓度，从而避免了类似TBP的膀胱效应。而TBP在体内代谢产生DBP的同时，其本身以及其他代谢物可能直接作用于膀胱上皮。
讨论部分归纳
研究的讨论部分对上述发现进行了深入的综合分析，并得出了明确的结论。首先，讨论指出，先前对DBP致癌嫌疑的分类完全依赖于其与TBP的读跨，而缺乏DBP本身的致癌性数据。本研究提供的直接证据表明，在Wistar大鼠中，长达90天的DBP暴露并未引发膀胱的癌前病变或肿瘤，这强烈挑战了基于读跨的现有分类。其次，讨论分析了DBP与TBP毒性差异的可能机制。关键在于两者在体内的“命运”不同：口服DBP可能被肝脏有效解毒，而TBP及其在体内代谢产生的、存在于尿液中的某些成分（可能包括TBP本身或其他代谢物）才是直接导致膀胱细胞毒性和后续增生/肿瘤效应的关键因素。此外，讨论也提及了大鼠品系（Wistar vs Sprague-Dawley）在对于某些通过尿固体形成机制起作用的致癌物敏感性上可能存在差异，但强调本研究DBP未观察到膀胱效应，更可能与其独特的代谢解毒途径有关，而非品系差异。
研究结论与重要意义
本研究通过严谨的体内毒理学实验和计算机模拟分析，提供了实质性的证据，表明口服给予的DBP并不会引起其代谢前体TBP所特征性的膀胱致癌性效应。证据权重支持DBP的毒性作用模式（MoA）与TBP不同，口服DBP可能通过首过代谢被有效解毒。因此，目前基于读跨将DBP归类为疑似致癌物的科学合理性受到了根本性质疑。这项研究具有重要意义：它强调了在化学物质风险评估中，获取物质特异性数据的重要性，避免过度依赖可能不准确的读跨假设；研究结果呼吁监管机构重新评估DBP的现有分类，推动基于所有可用证据和最新科学认识的、更精准的风险评估决策；此外，研究所展示的结合传统毒理学试验与计算机预测工具的策略，也为未来评估复杂物质和代谢物的毒性提供了可借鉴的方法学框架。
