環境雙酚A與生殖系統惡性腫瘤相關性的研究現狀與進展

單菲菲，吳茵茵

(杭州師范大學 醫學院，浙江 杭州 310036)

1 前言

雙酚A(bisphenol A, BPA)與雌激素具有相似的化學結構(BPA化學式為C15H16O2，雌激素為C18H24O2)，是一類常見的環境內分泌干擾物，被廣泛應用于生活塑料制品和醫療器械等，如塑料瓶、一次性餐具、眼鏡片、牙齒填充物等。當硬塑料容器出現表面的破損或腐蝕時，BPA可被緩慢釋放出來。Li等人[1]的研究表明，頻繁使用聚碳酸酯塑料瓶飲水的人的尿BPA濃度顯著高于頻繁使用陶瓷杯的人，且前者改用陶瓷杯飲水一段時間后，可使尿BPA濃度下降。除經口攝入外，人們還可以通過呼吸、皮膚接觸等多種途徑接觸BPA，并可在尿液、血清、乳汁、羊水等組織中檢出。

雌激素可與雌激素受體(estrogen receptor，ER)結合，通過多種信號通路調節機體內分泌穩定。因此，BPA對相關信號通路的干擾作用也受到了一些研究者的關注。研究表明，BPA能激活ERα和ERβ[2]。染色質免疫共沉淀和轉錄組測序顯示BPA可以與ER結合，影響ER的基因調控功能[3]；懷孕期母鼠低劑量BPA暴露可上調新生小鼠杏仁核中ER表達[4]，提示BPA可能具有類雌激素作用。細胞實驗結果顯示，BPA和ER結合，通過調控多種信號轉導通路，如通過上調細胞周期蛋白D1的表達加快細胞生長周期，通過激活G蛋白偶聯雌激素受體(G protein-coupled estrogen receptor，GPER)-表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor，EGFR)-細胞外信號調節激酶(extracellular-signal-regulated kinases，ERK)和促分裂素原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)等信號轉導通路，促進乳腺、卵巢癌等惡性腫瘤細胞的增殖[5-6]。

此外，動物實驗也證實BPA的暴露可以導致乳腺癌、前列腺癌的發生。人群水平的關聯研究證實了BPA是前列腺癌的危險因素[7]。BPA暴露與惡性腫瘤的關系得到了研究者的高度關注，但在對兩者之間關系的闡述和作用機制的研究中，仍存在分歧，還需要進一步的研究。

2 人群BPA暴露現狀

BPA被廣泛應用于生活塑料制品和醫療器械，人們可以通過多途徑接觸BPA。除聚碳酸酯塑料瓶、一次性餐具外，熱敏紙也能釋放BPA，并且可以通過皮膚接觸被人體吸收，經常與熱敏紙接觸的職業人員，如收銀員等，通過該方式攝入的BPA含量較普通人群高[8]。一些牙齒填充物進入口腔后，短時間內即可在唾液中檢出BPA[9]。加熱和非中性的pH是促進BPA釋放的兩個重要因素，因為連接BPA單體的酯鍵，在溫度和pH改變的條件下可發生水解，釋放BPA。研究證實，裝有沸水的聚碳酸酯塑料瓶更易釋放BPA，高壓蒸汽滅菌處理過的聚碳酸酯水瓶可被檢出BPA的浸出[10]。另外，聚碳酸酯餐具的老化比劃痕和裂縫的出現更易導致BPA的釋放。

人體內BPA含量可以通過測定尿BPA和血清BPA的濃度表示。近期，Gao等人對中國年輕人的BPA暴露情況進行研究，檢出的尿BPA幾何平均濃度為2.23 ng/mL，估計每日BPA暴露劑量為64.8 ng/kg體重/天，其中膳食攝入為主要暴露途徑。德國的一項研究以1995—2009年間，來自環境標本庫的600個24 h尿和對應的血漿為樣本，檢出24 h尿中的總BPA中值濃度為1.49 μg/L，95%位點濃度為7.37 μg/L，估計每日BPA攝入量的中值濃度為0.037 μg/kg體重/天，95%位點濃度為0.171 μg/kg體重/天；而血漿總BPA和游離BPA濃度以及24 h尿游離BPA濃度較低，較難測得?；诿绹?011—2012國家健康與營養調查(National Health and Nutrition Examination Surveys，NHANES)中的尿BPA數據，估計全美人口中，每日BPA攝入量的中值濃度為25 ng/kg體重/天，明顯低于2003—2004年的調查數據。美國食品藥品監督管理局規定，BPA的安全攝入量為50 mg/kg體重/天。歐盟規定BPA的安全攝入量為5 mg/kg體重/天。

人體長期暴露在高濃度BPA環境中，攝入的BPA含量也更高。一項對男性工人BPA職業性暴露的研究表明，與BPA大量接觸的男性工人的尿BPA濃度明顯高于對照組，說明環境BPA濃度與尿BPA濃度具有相關性[11]。此外，BPA暴露也可發生在母體和胎兒之間。有研究證實孕婦血清BPA濃度與胎兒臍帶血BPA濃度成正相關[12]。

Koch等人的研究發現，血漿總BPA和游離BPA濃度以及24 h尿游離BPA濃度較24 h尿總BPA濃度低，這提示了BPA在體內的存在形式和代謝途徑。BPA-葡萄糖苷酸(BPA-glucuronide，BPA-G)是BPA在人類肝細胞中的主要代謝產物。BPA-G解離是胎兒BPA暴露的決定性因素[13]。

3 BPA的內分泌干擾作用

BPA與雌激素具有相似的化學結構，被認為是一類常見的環境內分泌干擾物。一項對照研究表明，BPA暴露可能導致女性生殖激素水平的改變[14]。BPA已被證實可與雌激素受體α和β、雄激素受體、甲狀腺激素受體、糖皮質激素受體、孕烷X受體、人雌激素相關受體γ(human estrogen-related receptor γ，ERRγ)、過氧化物酶體增殖物激活受體γ(peroxisome proliferator-activated receptor γ，PPARγ)等結合，并對人體產生一定的作用。

其中，BPA的類雌激素作用最為顯著。在不同的濃度下，BPA對特定細胞類型的雌激素受體α和β具有不同的作用。當BPA的濃度≥10 nM時，BPA表現為雌激素受體α和β激動劑；≤10 nM時則表現為拮抗劑。此外，Baker等人的研究顯示，BPA的一種代謝物，4-甲基-2,4-雙(4-羥苯基)1-戊烯(4-methyl-2,4-bis(4-hydroxyphenyl)pent-1-ene，MBP)，在低于BPA的雌激素活性濃度1000倍時仍具有雌激素活性，可能比BPA更易與人雌激素受體α和β上的氨基酸結合[15]。T細胞暴露在一定濃度的BPA或者BPA代謝物MBP中，可以增加T細胞中雌激素受體β和雌激素相關受體α的數量。雌二醇和BPA可引起人類雌激素受體α依賴的蛋白水平增高。Soriano等[16]在小鼠β細胞中發現BPA可以通過雌激素β受體表現出強烈的雌激素作用，并由此推測BPA對人類細胞也可能有相似的作用。Liu等[17]人證實了BPA與ERRγ之間強大的結合力。然而，BPA的類雌激素作用機制尚無定論。

除了類雌激素作用，BPA可能對人體產生其他內分泌干擾作用。Teng等[18]發現BPA可與雄激素受體結合，但是不能激活雄激素受體。Andrianou等[19]的病例對照研究顯示，尿BPA濃度與血清促甲狀腺激素(thyrotrophin，TSH)濃度之間的關系呈陽性結果，且具有統計學意義，提示BPA可能對甲狀腺的內分泌功能產生一定的影響。BPA已被大量研究證實具有多種內分泌干擾作用，但具體的影響途徑與機制尚不明確。

4 BPA與乳腺癌

乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤之一。最新的統計數據顯示，2013年，在美國有230 815名女性和2109名男性被診斷為乳腺癌，40 860名女性和464名男性死于乳腺癌。伊朗的一項研究中，以1994—2009年間的714名伊朗籍乳腺癌患者為研究對象，發現乳腺癌的發病年齡高峰是41～50歲(占33.2%)，但是40歲以下的乳腺癌患者腫瘤分期較高，低分期腫瘤更常見于年齡較大的患者。由于乳腺癌在全世界范圍內的高發病率，而病因卻尚不明確，因此得到了很多研究者的關注。

BPA作為一種環境內分泌干擾物，被認為可能是引起乳腺癌發病潛在的危險因素之一。BPA可能通過至少兩種途徑增加乳腺腫瘤的發生[20]：一是胎兒腺體的分子改變，而與形態學的改變無關；二是直接促進雌激素依賴腫瘤細胞的增殖。青春期BPA暴露能改變小鼠乳腺干細胞的基因表達和作用，引發乳腺細胞的早期腫瘤轉化；BPA能引起成年小白鼠乳腺細胞的組織學結構改變，影響乳腺細胞的增殖率。研究表明，BPA引起的基因和表觀遺傳改變可能會破壞人類乳腺上皮細胞的作用，并引發一系列與細胞增殖和凋亡有關的活動，在乳腺癌的發生中起重要的作用，且短時間內BPA和BPA+E2暴露即可促進人類乳腺癌細胞的增殖，部分是由于BPA+E2能降低癌細胞凋亡速率[21]。低劑量BPA更易使早期分化階段的乳腺上皮細胞發生癌變。

BPA可以影響多種不同基因的轉錄和表達。BPA通過轉錄調控，使影響乳腺發育的關鍵基因同源盒基因6(homeobox gene 6，HOXC6)的表達上調；改變HOX轉錄反義基因間核糖核酸(Hox transcript antisense intergenic RNA，HOTAIR)啟動子的表觀遺傳程序，從而起到內分泌干擾作用；BPA還能改變MCF-7乳腺癌細胞中微核糖核酸(micro ribonucleicacid，mRNA)的表達譜；也可以通過叉頭盒蛋白A1(forkhead-box A1，FOXA1)的下調作用，促進雌激素受體-乳腺癌細胞的上皮-間質轉化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)。小鼠在子宮內的BPA暴露可以增加與乳腺癌發病風險和表觀遺傳調控的腫瘤發生有關的組蛋白轉移酶Zeste基因增強子同源物2(enhancer of zeste homolog 2，EZH2)的表達。乳腺癌易感基因1號(breast cancer susceptibility gene 1，BRCA1)和乳腺癌易感基因2號(breast cancer susceptibility gene 2，BRCA2)缺陷是最主要的提高乳腺癌發病風險的基因因素之一。在2,3,7,8-四氯二苯并二噁英(2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin, TCDD)，7,12-二甲基苯并蒽(7,12-dimethylben(a)anthracene，DMBA)，3-甲基膽蒽(3-methylcholanthrene，3MC)和BPA等多種環境因素的影響下，BRCA1缺陷的乳腺上皮細胞癌變風險可能增加。此外，BPA可以通過G蛋白偶聯受體30(G protein-coupled receptor 30，GPR30)，又稱GPER，誘導人類乳腺癌細胞中的ERK1/2快速活化。BPA可能通過以上途徑誘導乳腺癌的發生。Li等[22]發現，姜黃素可以通過調節微RNA-19(microRNA-19，miR-19)-蛋白質酪氨酸磷酸酯酶(protein tyrosine phosphatase，PTEN)-AKT-細胞腫瘤抗原p53(cellular tumor antigen p53，p53)軸，抑制BPA誘導的MCF-7乳腺癌細胞增殖[22]。

BPA與乳腺癌關聯性的人群研究較少。Sprague等[23]的一項研究表明，絕經后婦女的血清高水平BPA和鄰苯二甲酸乙酯可以使乳腺密度升高，但是還需要進一步研究來證明血清高水平BPA和鄰苯二甲酸乙酯與絕經后婦女乳腺癌之間的關系。韓國的一項病例對照研究表明，血清BPA水平在乳腺癌病例組和對照組之間的差別沒有統計學意義[24]。BPA-G是BPA的主要代謝產物之一，波蘭的一項病例對照研究表明，診斷時測得的尿BPA-G濃度與絕經后婦女的乳腺癌無關[25]。

目前，相關研究結果仍存在一定分歧，乳腺癌的發生機制不明確，還需要進一步研究。

5 BPA與卵巢癌

流行病學調查顯示，卵巢癌的發病率較其他女性生殖系統惡性腫瘤低，而其死亡率卻居于首位。最新的統計數據顯示，2013年，在美國有20 927名女性被診斷為卵巢癌，14 276名女性死于卵巢癌。一項流行病學調查研究顯示，年輕女性中絕經前患乳腺癌，尤其是雌激素受體表現為陰性者，將來患卵巢癌的風險明顯上升；越年輕，風險越高。一項在非裔美國女性的流行病學調查研究顯示，社會經濟地位也是影響卵巢癌發生風險的因素之一；高鈣、低乳糖飲食，較多的日光暴露可能降低非裔美國女性患卵巢癌的風險。卵巢癌早期可獲得較好的治療效果，但是由于目前卵巢癌的高死亡率且病因不明確，很多研究者致力于卵巢癌的早期發現和預防。

環境內分泌干擾物BPA也被認為可能是引起卵巢癌發病潛在的危險因素之一。雌二醇和BPA能通過雌激素受體信號通路促進卵巢癌細胞的上皮-間質轉化和遷移。Ptak等[26]發現，BPA能通過激活MAPK和磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol-3 kinase，PI3K)-AKT信號通路引起OVCAR-3細胞的遷移；也可能通過抑制TGF-β信號通路刺激BG-1卵巢癌細胞的增殖。Ptak等[27]的另一研究表明，BPA可能通過調節血管上皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)的表達，誘導卵巢癌的發生，BPA對VEGF-R2和VEGF-A的表達在卵巢癌細胞和非癌細胞中均有直接的刺激作用，而雌二醇對VEGF-R2和VEGF-A在卵巢癌細胞中表達的調節無關。此外，BPA和瘦素相互作用，通過調節OVCAR-3細胞中的信號傳導與轉錄激活因子3(signal transducers and activators of transcription 3，STAT3)和ERK1/2信號通路，抑制半胱天冬酶-3的表達和活性。這些研究結果提示了BPA暴露和卵巢癌之間可能存在相關性，但是其中具體的作用機制尚未得出定論。

目前暫無BPA與卵巢癌關聯性的人群研究。這提示我們在進一步研究BPA對卵巢癌發生機制的同時，也可以進行BPA與卵巢癌關聯性的人群研究。

6 BPA與前列腺癌

除了皮膚癌，前列腺癌是美國男性中最常見的惡性腫瘤，也有較高的死亡率。但是，在癌細胞未轉移的前列腺癌患者中，可以一生都不出現相關癥狀而正常生活。最新的統計數據顯示，2013年，在美國有176 450名男性被診斷為前列腺癌，27 681名男性死于前列腺癌。一項針對東亞男性前列腺癌的調查研究表明，東亞男性前列腺癌的患病率與西方國家相近，但是癌癥等級較高，可能與缺少標準化篩查制度有關。由于前列腺癌患病率逐年攀升，且高等級癌的比例上升，因此也得到了很多研究者的關注。

Mishra等[28]的研究發現，前列腺癌細胞表達雌激素受體α(ERα)，雌激素可以通過ERα誘導前列腺癌細胞的致癌性質；更重要的是，藥物抑制ERα后，成骨細胞病變形成和肺轉移也得到抑制。BPA具有類雌激素作用，因此，BPA也被認為可能是引起前列腺癌發病潛在的危險因素之一。研究發現人類前列腺干細胞和祖細胞是BPA的直接作用靶細胞，因此，暴露在低劑量BPA下也能增加人類前列腺上皮細胞中激素依賴癌癥的發病風險。Hess-Wilson JK的一項研究[29]表明，低水平的BPA暴露足夠降低前列腺癌的治療效果，也提示BPA可能與前列腺癌之間存在某種關聯。BPA被證實能干擾前列腺癌相關的小核仁RNA(small nucleolar RNA，snoRNA)——SNORDs的表達，并通過組蛋白修飾干擾假定的前列腺球表觀基因重組機制[30]。BPA還可能通過下調ERβ，誘導雄激素受體依賴細胞的增殖。

目前，前列腺癌與BPA關聯性的人群研究較少。Tarapore等[7]的一項人群調查研究結果顯示，在60名泌尿外科病人中，前列腺癌患者的尿BPA水平高于非前列腺癌患者，該差異在年齡小于65歲的人群中更顯著。前列腺癌與BPA之間的關聯性還需要進一步的研究來證實。

7 BPA與子宮內膜癌

子宮內膜癌是指原發于子宮內膜的一組上皮性惡性腫瘤。近年來，其發病率和死亡率在全球呈現加速上升趨勢，嚴重威脅婦女生命健康。全球統計數據顯示，子宮內膜癌發病率已從2002年的19.8/10萬上升為2008年的28.7/10萬，居發達國家死因排位第10位。美國2015年報道有子宮內膜癌新發病例54 870例，死亡病例10 170例。在我國，隨著經濟水平的發展和人們生活及飲食行為的改變等因素，子宮內膜癌的發病率也在逐年升高。據統計，2004年我國子宮內膜癌發病率為6.51/10萬，2008年這一數字上升為9.52/10萬，上升了1.5倍。據北京市腫瘤登記辦公室數據顯示，子宮內膜癌發病率自2001年以來明顯高于宮頸癌，并在2008年后居于女性生殖道惡性腫瘤發病率首位。因此，盡快探索子宮內膜的內外成因，明確其發病危險因素，對于女性子宮內膜癌的防治工作具有非常重要的意義。

雌激素具有促子宮內膜癌細胞增殖的作用。一項流行病學研究提示，雌激素是子宮內膜癌發生的危險因素[31]。然而，目前尚無證據證實BPA暴露是子宮內膜癌的危險因素。2004年一項樣本量為18人的病例對照研究提示BPA暴露是子宮內膜癌的保護因素[32]。Wang等[33]的研究發現，BPA能誘導子宮內膜癌細胞系(RL95-2)的上皮-間質轉化和環氧化酶-2(cyclooxygenase-2，COX-2)基因表達，且能增強其遷移和入侵能力，該研究還證實COX-2基因的表達對BPA誘導的細胞遷移和入侵有重要作用。還需要進一步的病例對照研究來證明BPA暴露與子宮內膜癌之間的關系。

8 結語

BPA是一種廣泛存在的環境內分泌干擾物，被證實具有顯著的類雌激素作用。BPA能通過改變相關基因的表達，或與相關受體結合，從而影響雌激素相關腫瘤細胞的增殖。大量動物實驗和體外實驗提示BPA暴露與乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌和子宮內膜癌等生殖系統惡性腫瘤的發生有關。然而，目前相關的病例對照研究較少，難以證實BPA暴露是發生這些生殖系統惡性腫瘤的危險因素，仍有待進一步的研究。