《Ecotoxicology and Environmental Safety》:Exposure to personal care products and thyroid function in adults: Unveiling the association and potential mechanism
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这项研究针对个人护理产品(PCPs)作为内分泌干扰化学物广泛暴露的全球性健康问题,探究了PCPs混合物暴露对成人甲状腺功能的联合影响及潜在炎症介导机制。研究基于NHANES数据,采用量化g-计算(QGC)和贝叶斯核机器回归(BKMR)等先进模型,发现多种PCPs尿代谢物(如双酚A、三氯生及对羟基苯甲酸酯类)与甲状腺功能减退(特别是TT4)呈剂量依赖负相关。更重要的是,研究首次揭示系统性炎症,尤其是中性粒细胞-血小板比值(NPR),在部分关联中起到显著的介导作用(介导比例最高达25.3%)。这项大规模人群研究为理解PCPs混合暴露的甲状腺毒性提供了关键流行病学证据,并指出了通过炎症通路干预的潜在方向,对化学品风险评估和公共健康保护具有重要现实意义。
每天使用的个人护理产品(Personal care products, PCPs),如化妆品、牙膏、防晒霜、香皂等,早已融入现代生活的方方面面。然而,这些产品中广泛添加的化学成分,如双酚A(Bisphenol A)、三氯生(Triclosan)、对羟基苯甲酸酯类(Parabens)以及二氯酚类(Dichlorophenols)等,被认为是典型的内分泌干扰化学物(Endocrine disrupting chemicals, EDCs)。它们能够扰乱人体内包括甲状腺在内的多种激素系统的稳态,引发了全球性的健康担忧。尤其是甲状腺,作为人体代谢的“发动机”,其功能异常与众多慢性疾病风险增加及死亡率升高密切相关。尽管已有实验室研究表明某些单一化学物对甲状腺有潜在毒性,但现实中我们总是同时暴露于成百上千种化学物构成的复杂“混合物”中。这种混合暴露的综合效应究竟如何?其背后的作用机制又是什么?现有研究多聚焦于特定生命阶段(如孕妇、青少年)或少数几种化学物,缺乏对成人群体中PCPs“混合物”的全面评估。此外,系统性炎症被认为是连接环境污染与多种慢性疾病的共同通路,它是否介导了PCPs对甲状腺的损害?这些问题的答案,对于精准识别高风险化学物、制定更有效的公共卫生政策和消费者自我保护措施至关重要。为了填补这一关键知识空白,一项基于大规模、具有全国代表性人群数据的研究应运而生,并发表在环境健康领域的知名期刊《Ecotoxicology and Environmental Safety》上。
为回答上述问题,研究团队巧妙地利用了来自美国国家健康与营养调查(National Health and Nutrition Examination Survey, NHANES)2007-2012年周期的公开数据。这是一个覆盖全美非收容机构平民的代表性样本。研究人员筛选了2714名20岁及以上的成年人作为研究对象,排除了有甲状腺疾病史或正在服用相关药物、处于妊娠期或服用性激素的人群。研究的核心技术方法主要包括:1)利用高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)技术精确测定尿液中9种代表性PCPs代谢物的浓度,并使用肌酐校正以消除尿液稀释的影响。2)通过免疫酶法检测血清中甲状腺功能的关键指标,包括游离和总T4(FT4, TT4)、游离和总T3(FT3, TT3)以及促甲状腺激素(Thyroid-stimulating hormone, TSH)。3)基于血常规数据计算了四种系统性炎症指标:中性粒细胞-淋巴细胞比值(Neutrophil-to-lymphocyte ratio, NLR)、血小板-淋巴细胞比值(Platelet-to-lymphocyte ratio, PLR)、淋巴细胞-单核细胞比值(Lymphocyte-to-monocyte ratio, LMR)和中性粒细胞-血小板比值(Neutrophil-to-platelet ratio, NPR)。在统计分析上,研究采用了先进的混合物效应评估模型——量化g-计算(Quantile g-computation, QGC)和贝叶斯核机器回归(Bayesian kernel machine regression, BKMR),以评估PCPs混合物对甲状腺功能的联合效应,并识别主要贡献者。最后,运用因果介导分析框架,探究了系统性炎症在关联中的潜在介导作用。
3.1. 研究人群特征
研究共纳入2714名成年人,加权平均年龄为44.9岁,体重指数(Body mass index, BMI)为28.6 kg/m2,男性占55.7%。非西班牙裔白人占大多数(66.9%)。尿液中甲基对羟基苯甲酸酯(Methyl paraben)、二苯甲酮-3(Benzophenone-3)和三氯生的浓度最高。
3.2. 单个尿PCPs代谢物与甲状腺功能的关联
单一污染物模型显示,大多数PCPs尿代谢物与甲状腺功能减退呈显著负相关,且存在剂量依赖关系。例如,尿双酚A浓度每增加一个单位,TSH水平下降8.96%;尿三氯生、丁基和丙基对羟基苯甲酸酯与FT4的下降显著相关;乙基对羟基苯甲酸酯与TT3下降相关。尤其值得注意的是,双酚A、二苯甲酮-3以及丁基、乙基、甲基、丙基对羟基苯甲酸酯均与TT4的显著下降相关,下降幅度在-1.28%至-3.11%之间。三次样条模型进一步证实了这些关联的线性剂量-反应关系。
3.3. 尿PCPs代谢物混合物对甲状腺功能的联合效应
使用QGC模型评估混合物效应发现,所有PCPs代谢物的混合暴露浓度每同步增加一个四分位数,与FT4和TT4的显著下降相关。其中,对FT4的负向效应主要由丙基对羟基苯甲酸酯和三氯生驱动;对TT4的效应则主要由乙基和丙基对羟基苯甲酸酯驱动。BKMR模型的分析结果与QGC模型一致,均证实了混合物对FT4和TT4的总体负向效应,并识别出双酚A和乙基对羟基苯甲酸酯分别是影响TT4和TSH的关键组分。
3.4. 按性别、BMI、吸烟和碘状况进行的分层分析
亚组分析发现,性别是一个显著的效应修饰因子。女性不仅尿液中PCPs代谢物浓度更高,而且双酚A、二苯甲酮-3、三氯生和丙基对羟基苯甲酸酯与甲状腺功能的负向关联在女性中更为显著。而BMI、烟草烟雾暴露和碘状态的修饰效应则不明显。
3.5. 系统性炎症的介导效应
介导分析揭示,系统性炎症,特别是NPR,在PCPs代谢物与甲状腺功能的关联中起到了显著的介导作用。例如,NPR介导了尿三氯生、丁基、乙基和甲基对羟基苯甲酸酯与FT4水平关联的6.13%至12.8%。对于TT4,NPR对三氯生关联的介导比例高达25.3%,对丁基、乙基、甲基对羟基苯甲酸酯的介导比例在4.91%至10.7%之间。PLR也在二苯甲酮-3与TT3的关联中表现出19.3%的介导作用。
研究的结论与讨论部分明确指出,无论是单独暴露还是混合暴露于PCPs,均与成人甲状腺功能减退相关,尤其是总甲状腺素(TT4)水平。通过先进的混合物模型,研究成功识别出双酚A、三氯生、乙基和丙基对羟基苯甲酸酯是驱动这一混合效应的主要贡献者。这一发现具有重要的公共卫生意义,因为它超越了以往只关注单一化学物的局限,更真实地反映了人群的实际暴露情景,为风险评估中应优先关注的化学物提供了明确名单。
更深入的机制探索表明,系统性炎症是连接PCPs暴露与甲状腺功能障碍的一条关键生物学通路。中性粒细胞-血小板比值(NPR)作为反映先天免疫激活和促血栓状态的复合标志物,在多个关联中表现出显著的介导作用。这提示PCPs可能通过诱导慢性、低度炎症状态,进而抑制甲状腺激素的合成与代谢,例如通过促炎细胞因子影响甲状腺过氧化物酶活性或脱碘酶功能。尽管本研究是横断面设计,无法确证因果关系,但这一发现为理解EDCs的毒性机制开辟了新视角,即炎症通路可能是其扰乱内分泌稳态的核心环节之一。
此外,研究观察到的性别差异值得关注。女性由于个人护理产品使用更频繁,其PCPs暴露水平显著高于男性,且受到的甲状腺功能负面影响也更明显。这突出了在制定相关卫生政策和进行风险沟通时,需要特别关注女性这一高风险群体。
当然,研究也存在一些局限性,例如横断面设计难以推断因果关系,以及使用单次尿样测量可能无法完全反映长期暴露水平。然而,通过采用代表性强的大规模人群数据、严谨的统计调整、敏感性分析和先进的混合物效应模型,本研究的发现是稳健且具有高度启示性的。
总而言之,这项研究通过创新性地分析公共数据库,不仅量化了日常生活中普遍存在的PCPs混合物暴露对甲状腺健康的潜在威胁,还首次在人群水平上揭示了系统性炎症在其中扮演的“中介”角色。它有力地呼吁监管部门和科研界需要加强对化学物混合暴露风险的评估,并将炎症指标纳入生物监测体系。对于公众而言,这项研究也敲响了警钟,提示在选择和使用个人护理产品时应有更强的健康意识。最终,这些发现为制定更科学的化学品管理策略、保护公众免受环境内分泌干扰物危害提供了关键的科学依据。