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梳理几种常见环境污染物的有害/有益作用

来源:本站原创 2017-08-26 15:24

2017年8月26日/生物谷BIOON/---甲醛是无色刺激性气体,对眼、鼻皆具刺激作用,短期间吸入过多时会伤害呼吸道导致头痛、水肿等。甲醛进入细胞后还会伤害 DNA 造成基因突变,长期暴露可能致癌,国际炎症研究总署(IARC)指出甲醛极可能与鼻咽癌及白血病有关,也可能与肺部、口腔、咽部、胰脏及脑部癌症的产生有关。

苯是世界上最为广泛使用的化学物之一。它主要用于制造塑料、橡胶、染料、去污剂和杀虫剂等材料。它也能够在汽车尾气和工业烟气中发现到。它对血细胞的毒性作用已得到很好地记载,而且已知它导致不同类型的白血病、多发性骨髓瘤和非霍奇金淋巴瘤。然而,关于它的毒性作用的精确机制在此之前人们并不清楚。

三氯乙烯(TCE)是一种氯化的的干洗溶剂和去污剂,其已经被使用了将近100年了,对于啮齿类动物具有致癌性,此前流行病学调查显示,TCE的暴露和人类肾癌、宫颈癌、肝癌及食道癌等癌症风险增加相关。

乙苯是一种挥发性有机化合物,其来源包括汽油、汽车尾气、烟气、清漆、黏合剂、墨水、杀虫剂和部分油漆及清洁剂;三氯乙烯存在于脱脂剂、黏合剂、打印机修正液、干洗剂、地毯清洁剂、油漆以及除漆剂等物质之中。

本文针对甲醛、苯、三氯乙烯和乙苯等几种常规的环境污染物的危害或益处进行一番梳理,以飨读者。

1.Nature:重磅!揭示我们自己的细胞产生毒性的甲醛机制
doi:10.1038/nature23481

在一项新的研究中,来自英国医学研究委员会(MRC)分子生物学实验室的研究人员揭示出我们体内的一些有毒性的甲醛并不是来自我们的环境,它是我们自身的细胞中的一个至关重要的反应的副产物。这可能为开发癌症疗法提供新的靶标。他们发现甲醛是一种关键的被称作“一碳循环(one carbon cycle)”的过程的副产物。这种一碳循环利用叶酸构建DNA和必需氨基酸,它们都是细胞发挥功能和增殖所必需的。相关研究结果于2017年8月16日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Mammals divert endogenous genotoxic formaldehyde into one-carbon metabolism”。

论文通信作者、MRC分子生物学实验室科学家Ketan Patel博士说,“一段时间以来,我们已知道我们必须在我们的体内产生甲醛,但是我们之前并不知道它是如何产生的。我们如今发现一些甲醛具有一种意想不到的来源:一种被称作一碳循环的关键通路,它被用来制造生命的构成元件,如DNA和某些氨基酸。这种一碳循环是一种基础过程,存在于所有生命形式中。”

甲醛是一种毒性分子,这是因为它能够导致DNA损伤。然而,我们的细胞有两道防线抵抗甲醛的威胁。首先,一种酶将甲醛转化为一种不那么危险的化合物,即甲酸。其次,甲醛导致的DNA损伤能够通过DNA修复酶加以修复。

这些发现为开发抗癌药物提供一种新的靶标,这是因为一些类型的癌症,特别是BRCA1或BRCA2乳腺癌,缺乏DNA修复酶,这样就不能够保护它们自己免受甲醛毒性带来的损伤。这些研究人员发现利用叶酸处理实验室培养的细胞会导致甲醛释放,于是猜测这可能给BRCA癌细胞的DNA造成致命性的损伤,这是因为这些癌细胞不能够修复这种损伤。健康的周围细胞将不会遭受损伤,这是因为它们具有功能性的DNA修复机制。

2.Cell:揭示一类常见的环境化学物促进癌症产生机制
doi:10.1016/j.cell.2017.05.010

根据一项新的研究,在汽车尾气、烟雾、建筑材料、家具、化妆品和洗发剂等众多产品中发现的一类常见的化学物(如乙醛和甲醛等)因能够破坏阻止我们的基因出现差错的修复机制而可能增加癌症产生的风险。相关研究结果发表在2017年6月1日的Cell期刊上,论文标题为“A Class of Environmental and Endogenous Toxins Induces BRCA2 Haploinsufficiency and Genome Instability”。

在这项新的研究中,论文通信作者、英国剑桥大学医学研究委员会癌症中心主任Ashok Venkitaraman教授及其团队使用了基因改造的人细胞和来自携带着一个乳腺癌基因BRCA2错误拷贝的患者的细胞,以便鉴定接触醛类物质可能促进癌症产生的机制。

我们的DNA遭受的损伤通常是当我们的体内的细胞发生分裂时产生的,这种损伤能够导致癌症产生,但是我们的身体具有它自己的防御机制来协助修复这种损伤。然而,Venkitaraman教授和同事们发现接触醛类物质会破坏这种防御机制,即便在正常的健康细胞中,也是如此,但是遗传一个BRCA2基因缺陷拷贝的人特别对这种损伤敏感。

这项新的研究证实醛类物质触发细胞中的BRCA2蛋白降解。在遗传单个BRCA2基因缺陷拷贝的人当中,这种效应将BRCA2蛋白水平降低到DNA充足修复所需的数量之下,从而破坏这些阻止突变出现的正常机制,这就可能促进癌症产生。

3.PLoS ONE:当心!电子香烟也会产生大量的致癌物---苯
doi:10.1371/journal.pone.0173055


在一项新的研究中,来自美国波特兰州立大学(PSU)的研究人员发现当电子香烟在高功率下运行时,大量的致癌性的苯能够在这种模仿卷烟的电子设备雾气中形成。相关研究结果于2017年3月8日在线发表在PLoS ONE期刊上,论文标题为“Benzene formation in electronic cigarettes”。论文通信作者为波特兰州立大学化学教授James F. Pankow。

作为一种汽油组分,苯与白血病和骨髓衰竭等多种疾病相关联。由于工业排放、废气中未燃烧的汽油和燃料箱泄露,它在城市空气中发现到。在美国,它已被评为单个癌症风险最大的环境空 气有毒物。

PSU研究人员对来自电子香烟的苯含量的测量很大程度上依赖于这种电子设备。当一种电子香烟在高功率下运行以及这种电子香烟的液体化学添加剂含有苯甲酸或苯甲醛时,这种电子香烟雾气 中的苯水平比环境空气中的高出上千倍。不过,这种苯水平仍然比传统的香烟烟雾中的低50~100倍。传统的香烟会释放大量的苯。

4.揭示苯对造血干细胞产生毒性作用机制
新闻来源:Common chemical highly toxic to blood cell precursors

在这项研究中,来自马来西亚国民大学的研究人员基于之前的研究,证实苯是在肝脏中进行代谢的,随后它的代谢物在骨髓中经过进一步代谢后产生1,4-苯醌(1,4-benzoquinone, 缩写为1,4-BQ),其中已知1,4-BQ对血细胞是有毒性的。

研究人员在小鼠体内研究了1,4-BQ对造血干细胞(HSC)和造血祖细胞(haematopoietic progenitor cell, HPC)的影响,其中HSC是在骨髓中发现的,能够产生任何一种类型的血细胞,而骨髓中的每种HPC能够分化为仅仅一种特定类型的血细胞。

研究人员让小鼠中的这些骨髓细胞接触不同浓度的1,4-BQ,结果发现它诱导细胞毒性,从而导致自杀性细胞死亡,或者说细胞凋亡。他们也发现相比于T细胞淋巴祖细胞(T cell lymphoid progenitor),1,4-BQ对HSC、髓样祖细胞(myeloid progenitor,能够产生红细胞和血小板等)和B细胞淋巴祖细胞(B cell lymphoid progenitor)的毒性更大。他们也发现1,4-BQ对产生单种血细胞的造血祖细胞的毒性要比产生多种血细胞的造血祖细胞更大。

尽管苯本身可能对血细胞是没有毒性的,但是科学家们认为它的代谢物是有毒性的。研究人员说,这项研究提供一种实验性系统进一步理解苯代谢物如何破坏对造血干细胞的调节。

5.Epidemiology:苯乙烯导致人类癌症的证据仍不充分
doi:10.1097/EDE.0000000000000608


苯乙烯(styrene)是一种塑料化学物,也是一种动物致癌物。2011年,苯乙烯是丹麦媒体报道的“中毒丑闻”的焦点。但是,如今,一项针对来自400多家公司的在制造玻璃纤维增强塑料期间接触过苯乙烯的7.2万多名员工的登记研究并没有发现许多各种不同的癌症发病率增加。这项研究是由丹麦奥胡斯大学职业医学系的研究人员完成的。

玻璃纤维增强塑料行业的员工在工作时使用苯乙烯。但是并没有与之前所恐惧的那样,他们的食管癌、胰腺癌、肺癌、肾癌、膀胱癌或多种其他类型的癌症的发病率并没有增加。另一方面,他们可能有增加的风险患上髓性白血病、鼻腔癌和鼻窦癌。

这是这项最为全面的研究的结论。相关研究结果近期发表在Epidemiology期刊上,论文标题为“Cancer Incidence in Workers Exposed to Styrene in the Danish-reinforced Plastics Industry, 1968–2012”。它涉及72,292名员工。这些员工在丹麦443家小型和中型公司里工作,这些公司在1968~2012年期间利用苯乙烯制造风力涡轮机或游船等。

6.食品包装材料中苯乙烯或是潜在致癌物
新闻来源:Chemical in foam cups again seen as likely cancer cause

近日,研究发现苯乙烯--泡沫杯和食品其他包装材料中的主要化学成分,可能会导致癌症。

苯乙烯是一种内分泌干扰物,可能会模仿雌激素,推动肿瘤生长。由医学,化学和毒理学领域的10位专家组成的研究小组, 评估了苯乙烯的致癌危险性。自2000年以来,他们一直积极致力于评估塑料和苯乙烯的健康危害。

苯乙烯不仅是一种可能的致癌物质,她说,同时塑料泡沫产品也会污染水道和旅游风景,因为它不容易被分解。其他科研小组也一直在努力从食品包装中将塑料泡沫踢出局,尤其是用于包装温热食物的包装,因为热的食物会导致苯乙烯浸出。

7.BJD:酒精摄入量和皮肤癌存在关联
doi:10.1111/bjd.15647


为了更好地了解酒精的饮用与基底细胞癌和鳞状细胞癌之间的联系,布朗大学(Brown University)的研究者对95,241例非黑色素瘤皮肤癌(其中基底细胞癌91,942例,鳞状细胞癌3299例)患者数据进行荟萃分析,,最终分析了13例病例对照和队列研究。

结果显示,每天每增加10克酒精摄入量(相比之下,美国的“标准饮料”含有14克酒精),基底细胞癌的风险增加了7%,鳞状细胞癌的风险细胞癌增加了11%。

基底细胞癌和鳞状细胞癌均位于皮肤的外层,但在不同的细胞类型中出现不正常的、无控制的生长。

领衔这项研究的Eunyoung Cho表示,这是一项重大的发现,首次让我们意识到阻止皮肤癌还有其他方式。目前还不清楚酒精是否与黑色素瘤有关,后者是最致命的一种皮肤癌。

值得一提的是,研究人员还发现,每天喝一小杯白葡萄酒会增加13%患皮肤癌的风险;而1杯半的量则将风险提高至73%,这是因为白葡萄酒的乙醛含量高于啤酒或烈酒。

8.ACS子刊:室内尘土或可导致肥胖
doi:10.1021/acs.est.7b01788

饮食不良和缺乏体力活动是全世界肥胖流行病的主要贡献者,但是研究人员鉴定出常见的环境污染物可能也在其中发挥着作用。如今,来自美国杜克大学的一个研究团队发现含有这些污染物的少量室内尘土能够促进实验室培养皿中的脂肪细胞积累着更多的甘油三脂(一种脂肪)。相关研究结果于2017年7月12日在线发表在美国化学协会(ACS)旗下的Environmental Science & Technology期刊上,论文标题为“Characterization of Adipogenic Activity of House Dust Extracts and Semi-Volatile Indoor Contaminants in 3T3-L1 Cells”。论文通信作者为杜克大学尼古拉斯环境研究所研究员Heather Stapleton。

这些研究人员收集了来自美国北卡罗来纳州的11间房屋的室内尘土样品,随后在一种小鼠脂肪前体细胞(pre-adipocyte cell)模型(即3T3-L1细胞)中测试了这些样品的提取物。3T3-L1细胞经常被用来测试化合物对甘油三酯积累的潜在影响。在这11种室内尘土样品中,7种样品的提取物触发这些脂肪前体细胞产生成熟的脂肪细胞和积累甘油三酯;来自9种样品的提取物促进这些细胞分裂,从而产生更大的脂肪前体细胞池。仅一种室内尘土样品没有产生影响。

此外,在这种模型中测试的44种常见的室内尘土污染物中,唑菌胺酯(pyraclostrobin, 一种杀虫剂)、阻燃剂TBPDP和一种常用的塑化剂DBP具有最强的促进脂肪产生的影响。这些研究人员说,这提示着室内尘土中的这些化学物混合物促进甘油三酯和脂肪细胞积累。低至3微克的室内尘土(远低于儿童每天接触的尘土数量)就会导致可测量到的影响。因此,这些研究人员也指出室内尘土是一种可能的化学物接触源,可能能够破坏代谢健康,尤其在儿童身上。

9.JNCI:三氯乙烯的暴露或和肝癌风险增加相关
doi:10.1093/jnci/djt107


近日,刊登在国际著名杂志Journal of the National Cancer Institute上的一篇研究报告中,来自美国国际流行病学研究所等处的研究人员通过研究揭示,三氯乙烯(TCE)的暴露和肝癌风险增加直接相关,而且其之间的关系以及和生活习惯之间的关系需要进行深入研究来剖析。

为了确定TCE的暴露和癌症风险增加之间的关系,研究者对一群暴露于TCE的工人进行了深入研究,这些工人来自于芬兰、瑞典以及丹麦,研究者在1947年至1989年间,对这些个体的尿液中的TCE的代谢产物-三氯乙酸进行了实时监测,并且同时进行了癌症发病率的调查。

研究者发现这个个体在宫颈癌以及肝癌上存在显著的高度发病率,但是在非霍奇金淋巴瘤以及食道癌或者肾癌中并没有发现这样的发病率。

研究者表示,我们的研究显示,对TCE暴露的工人的研究数据揭示了TCE的暴露和肝癌风险增加相关,当然尽管混杂其它的风险不能被排除。非霍奇金淋巴瘤以及肾癌风险还需要深入的研究以及统计学数据来进行评估。

10.乙苯、三氯乙烯暴露增加先天性心脏病风险
新闻来源:PAS: Chemical Exposures Linked to Congenital Heart Disease


据儿科研究学会年会上公布的一项研究结果,孕妇接触乙苯和三氯乙烯与胎儿先天性心脏病(CHD)风险增加有关,因此孕妇应避免亲自给汽车加油或给婴儿室刷漆。

在这项研究中,威斯康辛医学院的药理学和毒理学教授兼出生缺陷研究中心副主任GailMcCarver博士与合作者,对135例患有CHD的婴儿和432名无CHD的婴儿(作为对照)及其胎粪进行分析。在CHD患儿中,胎儿期暴露于乙苯(经胎粪检查证实)的情况较对照组更为常见。在校正种族和CHD家族史后分析发现,胎儿期暴露于乙苯的白人婴儿的CHD发病风险增加大约4倍,但研究者未能在非裔美国人中得出同样的观察结果。研究者称这是首次发现乙苯与CHD有关联。

另外,研究者们还将三氯乙烯的两种代谢产物——三氯乙酸(TCA)和二氯乙酸(DCA)与CHD关联起来:胎粪中存在三氯乙烯代谢产物与白人婴儿CHD风险增加2倍有关,与黑人婴儿风险增加8倍有关。对于种族差异,研究者表示不难理解:不同的种族有不同的危险因素,与化合物代谢有关的酶也存在种族差异。

本研究结果表明,孕妇应尽可能避免暴露于这些物质,建议孕妇不自己给车加油、不吸烟、不使用清洁剂(除非不得已),尤其是标签上有使用口罩警告的清洁剂。另外,妊娠期也不适宜粉刷婴儿室或装修门面。(生物谷 Bioon.com)

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