复旦大学张蕴晖教授团队
在Eco-Environment & Health期刊上发表了题为“Early-Life exposure to per- and polyfluoroalkyl substances: Analysis of levels, health risk and binding abilities to transport proteins”的研究。该研究旨在基于出生队列评估母婴配对样本中传统和新型PFAS的暴露水平、胎盘和母乳转运及潜在健康风险。
本研究基于上海亲子队列，共纳入1076对母婴，采用超高液相色谱串联质谱法测定了多时点母体血清、脐带血清和母乳样本中16种PFAS的浓度，并分别在孕晚期血清-脐带血清和孕晚期血清-母乳配对样本中评估PFAS的胎盘和母乳转移效率；进一步使用分子对接模拟PFAS与胎盘关键转运蛋白的结合亲和力，并评估了经母乳摄入PFAS的儿童健康风险。
结果发现，PFAS在母婴生物样本中均广泛检出，PFAS暴露水平随着暴露窗口的不同而变化。如图1所示，在血清和母乳样本中检测到的主要PFAS是传统的长链PFOS和PFOA，以及新型替代物6:2 Cl-PFESA。其中，母体血清中PFOS的中位浓度最高为8.85 ng/mL，其次是PFOA为7.13 ng/mL，以及6:2 Cl-PFESA为5.59 ng/mL。除了6:2 Cl-PFESA和PFTrA之外，母体血清中的PFAS中位数浓度遵循孕早期（T1）> 孕晚期（T3）> 孕中期（T2）的顺序。脐带血清中PFOA（4.23 ng/mL）、PFOS（2.70 ng/mL）、6:2 Cl-PFESA（2.04 ng/mL）和PFHxS（1.18 ng/mL）的中位浓度显著高于其他PFAS。PFOA在母乳中的中位数浓度最高，为1.08 ng/mL。母乳中6:2 Cl-PFESA的检出率和浓度显著低于母体和脐带血清。
图1.
母体血清（T1-T3）、脐血血清和母乳样本中PFAS的分布情况
研究发现，大多数PFAS的跨胎盘和母乳喂养转移效率呈现出烷基链长度依赖性模式。如图2所示，随着碳链长度的增加，PFAS的胎盘转移效率和PFCA的母乳转移效率呈现出U形趋势；而随着链长的增加，PFSA的母乳转移效率降低，为PFHxS（0.26）> PFOS（0.07）> 6:2 Cl-PFESA（0.04）。使用Auto Dock和Discovery Studio进一步探索PFAS与五种转运蛋白之间的结合模式和分子间力。除了PFUnA外，PFAS与五种转运蛋白（HAS、L-FABP、MRP2、OAT4、P-gp）的结合亲和力随烷基链长度的增加而增加。其中，PFUnA与转运蛋白的氨基酸残基之间形成了氢键和卤素（氟）键，占所有分子间力的70.0%以上，结合能 < -8.30 kcal/mol。然而，该研究仅使用了分子对接模拟技术评估了PFAS与转运蛋白结合力，预测的可靠性和准确性还需要X射线晶体学、表面等离子共振法等实验技术进行验证，以进一步阐明PFAS跨胎盘转运的模式和机制，这对于全面评估PFAS暴露的母婴健康风险至关重要。
图2.
PFAS的（a）经胎盘转移效率和（b）经母乳转移效率
研究还进一步评估了不同年龄段婴儿通过母乳摄入PFAS的估计日摄入量（EDI）和危险商（HQ）。同一年龄段中不同物质的EDI不同，中位数EDI最高的是PFOA [89.7−162 ng/（kg bw·day）]，其次是PFBA [55.6−101 ng/（kg bw·day）]，PFOS [9.96−18.0 ng/（kg bw·day）]和6:2 Cl-PFESA [5.81−10.5 ng/（kg bw·day）]。PFOA和PFOS的EDI远低于欧洲食品安全局（EFSA）2008年提出的PFOS和PFOA的每日可耐受摄入量（分别为150和1500 ng/kg/day）。然而，当使用EFSA于2020年提出PFOA、PFNA、PFHxS和PFOS总和的每周可耐受摄入量（4.40 ng/kg/week）评估时，哺乳期婴儿的这四种PFAS暴露存在健康风险，需要进一步关注。
图3.
不同年龄段哺乳期婴儿的PFAS日估计摄入量
综合以上分析结果，本研究提示母婴人群广泛暴露于PFAS，且母体PFAS可跨胎盘及经母乳转运至子代，其胎盘转移效率与烷基链长、官能团、支链的位置及转运蛋白亲和力密切相关。世界卫生组织倡导纯母乳喂养至少6个月，本研究结果能够更好地帮助理解母婴人群PFAS暴露途径、转运模式，以及PFAS对哺乳期婴儿造成的潜在健康风险。在对“永久化学品”PFAS监管的持续压力下，亟需寻找绿色安全的PFAS替代品，未来我们应更为关注这些替代化学物的暴露情况及人群健康风险，进一步探究PFAS及其替代品在体内转运及毒性机制，为替代化学品的安全性评估提供科学证据。
