【合作實驗室成果】武漢大學公共衛生學院使用島津LCMS發表最新暴露組學文章

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研究背景

雙酚（BPs）、有機磷阻燃劑（OPFRs）、溴代阻燃劑（BFRs）、鄰苯二甲酸鹽（PAEs）以及全氟和多氟烷基物質（PFASs）因其獨特的理化特性，包括熱穩定性和化學惰性，經常被納入工業和家用產品中。這些污染物普遍存在于各種環境中，并經常在各種生物樣本和材料中檢測到。它們可通過多種途徑進入人體，包括攝入和皮膚接觸，從而對健康造成各種風險。

方法開發

使用島津LCMS-8045開發了用于定性和定量分析38對配對母體和臍帶血清中雙酚、有機磷阻燃劑、溴代阻燃劑、鄰苯二甲酸鹽、全氟和多氟烷基物質五類的91種環境污染物的方法：

（1）全面鑒定母體和臍帶血清中的環境污染物；

（2）評估檢測到的環境污染物暴露水平；

（3）調查和比較環境污染物的TTE與胎盤轉運基因表達之間的關系

LCMS-8045

結果與分析

結果顯示，參與本研究的孕婦的平均分娩年齡為31.66±3.38 歲。孕前體重指數（PBMI）介于16.0至29.1 kg/m2之間。其中5.3%屬于體重不足，26.3%屬于超重或肥胖。此外，42.1%的孕婦擁有大學學位或受過高等教育，52.6%的孕婦在研究期間為多胎妊娠。新生兒均為剖腹產，男女比例相當，各占50%。新生兒的平均頭圍33.76±0.79 cm，平均身長50.08±0.75 cm，平均體重3362.63±324.50 g，新生兒指數（PI）平均為26.73±1.90 kg/m3。

隨后，使用開發的方法對母體和臍帶血清進行了檢測，對污染物進行定量分析后，在母體和臍帶血清樣本中共發現了38種污染物，包括5種雙酚、13種有機磷阻燃劑、2種溴代阻燃劑、4種鄰苯二甲酸酯和14種全氟和多氟烷基物質。在雙酚中，BPB的檢出率（DF）最高，緊隨其后的是BPA、BPM和BPP，而BPAF的檢出率最低。有機磷阻燃劑顯示，TIBP的DF為100%，而TEHP的DF最低。在鄰苯二甲酸酯中，DPRP的DF為100%，而DMP的DF最低。全氟和多氟烷基物質中，PFTrDA、PFTeDA、PFOS、PFHxS、PFOA、PFNA和PFDA的DF均為100%，而PFBA的DF最低。

進一步分析比較母血和臍血中污染物的分布，結果顯示，在母體和臍帶血清中檢測到的污染物中，雙酚含量最高，其次是阻燃劑、全氟和多氟烷基物質和鄰苯二甲酸酯（圖2A）。在母體和臍帶血清中，雙酚A的比例最高，雙酚B的比例最低（圖2B）。在有機磷阻燃劑中，TDCIPP在母體血清和臍帶血清中的百分比最高，DPHP最低。比較母體血清和臍帶血清中的百分比，發現TIBP、HBCDD和BPDPP的含量有所增加，而TDCIPP、BPA-BDPP和TPHP的含量有所減少（圖2C）。在鄰苯二甲酸酯中，DPRP在母體和臍帶血清中的比例最高，而PIPP的比例最低（圖2E）。比較母體血清中的百分比，觀察到臍帶血清中MMP增加，DPRP減少（圖2E）。在PFASs中，PFOA在母體和臍帶血清中的百分比最高，PFHpA最低（圖2F）。比較母體血清中PFASs的百分比，臍帶血清中PFHxDA、PFNA、PFHxA和PFDS增加，PFOA、PFHxS、PFOS和PFDA減少（圖2F）。

圖2

接著，使用斯皮爾曼相關分析研究了母體血清和臍帶血清中污染物暴露濃度之間的相關性。結果顯示，母體和臍帶血清中污染物的相關性介于-0.8至0.78之間（圖3）。母體血清和臍帶血清中同類污染物的濃度呈正相關，如BPM（r = 0.715，P < 0.001）和PFHpA（r = 0.779，P < 0.001）（圖3）。母體血清中的雙酚和鄰苯二甲酸酯濃度與臍帶血清中的PFASs濃度主要呈負相關。相反，一些阻燃劑與PFASs的濃度呈正相關。大多數污染物之間的相關系數具有統計學意義。

圖3

跨胎盤轉移效率（TTE）是指污染物在臍帶血清中的濃度與在母體血清中的濃度之比，即TTE= C（臍帶）/C（母體）。將母體和臍帶血清中檢出率均超過50%的污染物納入分析，共計算出31種污染物的TTE。在這些污染物中，PFHxA的TTE值最高，為5.526，而PFOS的TTE值最低，為0.206。按性別對新生兒進行分組時，觀察到兩組新生兒的PFNA、PFOS和PFDS的TTE存在顯著的統計學差異（圖4）。在其他類型的污染物中，男性和女性群體的TTE沒有明顯區別。

圖4

采用廣義線性模型來研究胎盤轉運體轉錄水平對污染物TTE的影響。結果表明，ATP結合蛋白C亞家族成員3（ABCC3）、ATP結合蛋白G亞家族成員1（ABCG1）和溶質載體家族22成員3（SLC22A3）的轉錄水平對TPHP的TTE有負面影響，表明這些轉運體可能會降低TPHP的TTE。此外，ABCG1促進了TDCIPP的TTE，ATP結合蛋白C亞家族成員4（ABCC4）促進了PFOS的TTE，而溶質載體有機陰離子轉運體家族成員3A1（SLCO3A1）降低了PFOS的TTE。ATP結合蛋白A亞家族成員1（ABCA1）降低了PFUnDA和PFTrDA的TTE。此外，ATP結合蛋白亞家族C成員2（ABCC2）、ABCC4和ABCG1降低了DPRP的TTE（圖5）。

圖5

綜上所述，本文使用島津LCMS-8045開發了一種LC-MS/MS方法，用于定量分析配對母體和臍帶血清中的91種環境污染物。研究結果表明，母體血清和臍帶血清中同類污染物的濃度具有高度相關性。廣義線性模型的結果進一步表明，特定胎盤轉運體的轉錄水平對某些污染物的TTEs有顯著影響。這些發現有助于了解環境污染物經胎盤轉移的機制。雖然研究樣本量相對較小（38對母胎），但它為了解暴露來源和胎盤轉移效率提供了寶貴的見解，未來可增加對環境污染物在血清和組織中的蛋白結合情況的研究，更深入地了解經胎盤轉運和產前暴露風險。

文章題目

《Comprehensive Analysis of Transplacental Transfer of Environmental Pollutants Detected in Paired Maternal and Cord Serums》

Journal of Hazardous Materials, 2025. 136970

文章鏈接

https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.136970 

期刊影響因子

12.2

使用儀器

島津LCMS-8045

作者

Ke-Yu Yuan#, Yao-Hua Gu#, Yi-Hao Pei, Si-Yu Yu, Tian-Zhou Li, Tian Feng, Yu Liu, Jianbo Tian, Xiaoping Miao, Jun Xiong*, Min Hu*, Bi-Feng Yuan*（#為共同第一作者）

武漢大學公共衛生學院（袁必鋒教授團隊）