全氟化合物以及典型異構體的人體暴露和腎排泄研究.pdf

1、由于長期生產和使用，全氟化合物（perfluoroalkyl substances，PFASs）在環(huán)境中廣泛存在并在世界各國人體樣本中檢出。全氟辛烷磺酸（perfluorooctanesulfonate，PFOS）和全氟辛酸(perfluorooctanoate，PFOA)是環(huán)境中檢出頻率最高的兩種PFASs。PFASs具有持久性和生物累積性，可能導致多種不良健康結果。歷史上主要有兩種生產方式用來生產PFASs及其前體物，即調聚法（te

2、lomerization）和電氟化法(electrochemical fluorination，ECF)。早在1947和1949年，電氟化法就應用于生產PFOA和PFOS，該方法的最終產品一般含有穩(wěn)定比例的直鏈（約70％PFOS和80％PFOA）和支鏈（約30％PFOS和20％PFOA）異構體。而由杜邦公司于1970年開發(fā)了調聚法生產的產品通常是純的直鏈結構。由于PFOS和PFOA異構體的環(huán)境行為、藥代動力學、毒性等具有一定的差異，研究

3、人體中PFASs異構體的組成和清除效率對于追溯人體暴露來源和評估健康風險具有重要意義。
　　本文首次應用一種新的PFASs異構體分析方法對來自我國典型城市（石家莊、邯鄲和天津）的229名志愿者提供的血清樣本進行分析。目標是分析我國人體中的PFASs以及PFOS和PFOA異構體，闡明性別和年齡對典型異構體累積的影響，評估這些人群中的PFOS和PFOA來源。隨后，為了評估PFASs以及PFOS和PFOA異構體在人體中的腎排泄能力，對來

4、自石家莊和邯鄲的86對血樣和尿樣進行了分析，對腎清除率和半衰期進行了估算。最后，對30對來自石家莊的夫婦提供的60個成對全血和血清樣本進行分析，用于研究PFASs以及PFOS和PFOA異構體在全血和血清中的分布。
　　在石家莊和邯鄲的129個血清樣本中，PFOS（平均值33.3 ng/mL）是最主要的PFAS，依次是全氟己烷磺酸(PFHxS，2.95 ng/mL)，PFOA（2.38 ng/mL）和全氟壬酸(PFNA，0.51 n

5、g/mL)。PFOS的平均水平比近些年北美地區(qū)的人群還要高。石家莊市區(qū)（59.0 ng/mL）和邯鄲市區(qū)（35.6 ng/mL）人群中PFASs的總濃度顯著(p＜0.001和p=0.041)高于石家莊農村地區(qū)人群（24.3 ng/mL）;青年女性組主要PFASs的濃度比男性、老年女性組都低。石家莊和邯鄲(n=129)人群中的全氟烷基磺酸(perfluoroalkane sulfonates，PFSAs)比天津(n=100)人群中高，而天

6、津人群中全氟羧酸(perfluoroalkyl carboxylates，PFCAs)則高于石家莊和邯鄲人群。這些暗示著不同地區(qū)PFASs不同的暴露源和暴露途徑。
　　石家莊和邯鄲人群中的直鏈PFOS平均比例(n-PFOS)僅占48.1％，比天津人群低(59.2％)，都低于歷史上主要PFOS生產商的工業(yè)品（約70％直鏈）。此外，在229個樣本中，n-PFOS比例隨著PFOS總濃度的增加而顯著下降。所得數(shù)據支持之前的推論:i）人體血

7、液中高比例支鏈PFOS異構體是PFOS前體物(PreFOS)的生物標記物;ii）高暴露水平人群中PFOS來源于高濃度的PreFOS不等比例的暴露。石家莊和邯鄲人群血清中的直鏈PFOA（n-PFOA）比例為96.1％，明顯高于工業(yè)品（約75-80％直鏈），但是低于2007-2008年的美國人群（接近100％直鏈），這說明我國仍然存在ECF方式生產的PFOA的使用。
　　建立了高靈敏度的分析尿液中PFASs及異構體的方法，并首次在尿液

8、中發(fā)現(xiàn)了多種PFASs。大多數(shù)PFASs在尿液中的濃度與血液中的濃度有較強的正相關性(p＜0.05)，因此尿液可以用于監(jiān)測人體中PFASs的暴露水平。短鏈的PFCAs比長鏈的更容易排泄，而同等碳鏈長度的PFCAs比PFSAs排泄更快。但是，PFOS(C8)比PFHxS(C6)排泄更快。在PFOS和PFOA的異構體中，除一個PFOS的支鏈異構體(1m-PFOS)外，各主要支鏈異構體都比直鏈異構體更易排泄。尿液中的直鏈全氟辛基磺酰胺(per

9、fluorooctane sulfonamide，PFOSA)（中位值，84％）顯著(p＜0.001)高于血液中(65％)，說明直鏈PFOSA相對其支鏈異構體優(yōu)先通過尿液排泄，這與PFOS和PFOA的異構體腎排泄方式相反。通過一室藥代動力學模型估算PFASs的生物半衰期從0.5±0.1年(5m-PFOA)到90±11年（1m-PFOS）。腎排泄是PFOA的主要排泄方式，但是對于PFOS和PFHxS(以及一些其他長鏈的PFCAs)來說，月

10、經或者其他排泄途徑可能對整體排泄有貢獻。
　　除了PFHxA和PFNA外，大多數(shù)PFASs在全血和成對血清中有很好的正相關性(n=60，r=0.49-0.87，p＜0.001)。PFHxA在血清中的濃度顯著(p＜0.001)低于成對全血;PFOA(p=0.105)和PFNA(p=0.237)沒有顯著差異;對于更長碳鏈的PFCAs，全氟癸酸（perfluorodecanoate，PFDA）和全氟十一酸(perfluoroundeca

11、noate，PFUdA)在血清中的濃度顯著(p＜0.001)高于全血。這說明短鏈的PFCA更傾向于分布于血細胞中。與PFHxA(C6)和PFOA(C8)不同，盡管有相同的碳鏈長度，PFHxS(C6)和PFOS(C8)在血清中的濃度顯著(p＜0.001)高于全血，說明官能團（羧酸和磺酸基團）在血清和全血分配中也起著重要作用。
　　血清/全血分配率的中位數(shù)如下，PFHxS(1.67)，PFOS(1.68)，PFHxA(0.34),PF

12、OA(1.24),PFNA(0.85),PFDA(1.39)和PFUdA(1.60)。對于PFOS的異構體，除iso-PFOS外，其他單支鏈的PFOS異構體的分配率中位數(shù)接近或者大于2(1.94～2.69);n-PFOS，iso-PFOS和∑m2-PFOS的分配率中位數(shù)都低于2(1.40～1.54)。對于PFOA的異構體，支鏈的PFOA分配率中位數(shù)都低于1，n-PFOA的為1.29。說明PFOS和PFOA異構體在血清和全血中分布具有較大