杨俏俏，马明月

（沈阳医学院公共卫生学院毒理学教研室，辽宁 沈阳 110034）

双酚A（bisphenol A，BPA）作为一种新型的工业化合物，广泛应用于高分子材料环氧树脂和聚碳酸酯等的合成中，在日常生活接触的牙科医用材料、塑料玩具、水管、罐头及冷冻食品包装中被大量使用［1］。由于BPA 的高脂溶性，使其聚合物在高温、酸碱环境中易从材料中析出，目前在大气、河流、土壤、纸和食物等均检测到BPA，人类接触后，BPA 可经口、呼吸道、皮肤等多种途径进入人体［2-3］。BPA作为重要的环境内分泌干扰物（EEDs）之一，具有弱雌激素和抗雄激素作用，干扰机体正常的内分泌系统。生命早期阶段是发育和基因组编程最敏感的窗口期，因此孕期BPA 暴露不仅威胁母体健康，对子代的发育也影响深远。表观遗传学是在细胞核DNA序列不改变的情况下，基因功能发生可逆的、可遗传的改变，包括DNA甲基化修饰、非编码RNA、组蛋白共价修饰和染色质重塑等。越来越多的证据表明表观遗传修饰在人类发育和多种疾病的发生、发展中起着重要作用。研究表明，BPA 等可能通过干扰胚胎发育的表观基因组对胎儿和胎盘健康产生负面影响，从而建立进入成年期的疾病路径［4］。因此，本文围绕母体孕期BPA 暴露对胎盘、生殖系统和内分泌系统的发育及其表观遗传学机制进行综述。

1 孕期BPA暴露对胎盘的影响

1.1 对胎盘结构和功能的影响 胎盘是孕期高度特化的一过性器官，参与母体和胎儿之间营养物质、气体和废物的交换，也是保护胎儿的重要屏障。但是胎盘屏障的作用较弱，许多外源化学物可以经过胎盘转运到胎儿体内。动物实验和人群调查已经证实孕期BPA 暴露可以通过直接或间接的方式影响胎盘的结构和功能，进而影响胎儿的发育。其可能机制为BPA 导致了胎盘的组织结构变化，破坏其分泌和代谢能力；同时根据BPA 暴露水平不同，诱导滋养层细胞凋亡或抗凋亡信号，并可抑制滋养层细胞迁移和侵袭能力，从而影响妊娠结局［5］。

胎盘是母体和胎儿物质能量交换的主要部位，同时也是毒物作用的靶标。孕期BPA 暴露可以导致胎盘的结构发生改变。C57BL/6J 小鼠孕期连续喂饲BPA（200 μg/kg）2 周，与对照组相比，BPA 组在妊娠成功率、母体体重、着床点数量和胎儿数量、性别比率方面差异均无统计学意义，但胎盘海绵滋养细胞与海绵滋养层细胞和滋养层巨细胞区域的比值显著降低［6］。

胎盘除了向胎儿输送营养和氧气外，还可以参与激素的生物合成和分泌功能，来维持正常妊娠、胎儿发育和分娩启动。Chu 等［7］研究发现，低剂量BPA能激活ERK信号通路下调CYP11A1和CYP19 的基因表达，降低胎盘芳香化酶活性，继而导致雌二醇和孕酮的产生降低，激素的缺乏可能是胎盘功能不全和妊娠不良结局的原因。

胎盘可以产生人绒毛膜促性腺激素（hCG）。研究发现BPA暴露显著诱导β-hCG的分泌，增强胎盘的内分泌功能，抑制滋养细胞的侵袭，最终使子宫螺旋动脉重塑不足，降低胎盘重量，引起胎儿宫内生长迟缓［8］。

目前尚无明确人群资料证实孕期BPA 暴露对人类后代发育产生影响。但一篇包含35 项研究的系统综述结果显示，孕期BPA 暴露可以对母亲、胎儿和新生儿有直接的负面影响，包括出生低体重、早产、发育缺陷和习惯性流产等不良结局［9］。

1.2 与胎盘相关的表观遗传学机制研究 DNA甲基化主要发生在胞嘧啶-鸟嘌呤二核苷酸（CpG）位点胞嘧啶第五碳位上，主要通过DNA甲基转移酶（DMNT）及相关蛋白的参与来完成。为探讨孕期BPA 暴露对胎盘影响的潜在机制，建立孕鼠先兆子痫样特征模型，发现BPA 可以改变滋养层细胞的浸润并导致胎盘血管异常重塑，其原因是DNMT1介导的WNT2的表观遗传重编程和下调所致［10］。Cao等［11］发现BPA显著提高雌激素合成关键酶和雌激素受体（ER）在妊娠滋养细胞（Bewo细胞）中的表达；BPA抑制了ER基因的CpG甲基化，同时下调DNMT1 的表达，上调DNMT3a 和DNMT3b的表达。

非编码RNA（ncRNA）通过干扰mRNA 的功能来调节基因表达。通过微阵列技术对暴露于BPA的孕妇胎盘中的全基因组微小RNA（miRNA）表达进行比较分析发现，因胎儿畸形而接受治疗性流产的孕妇胎盘中miR-146a 过表达，且与BPA水平呈相关性［12］。

2 孕期BPA暴露对生殖系统发育的影响

2.1 对雄性子代的影响 动物实验证实孕期BPA暴露对雄性子代生殖功能产生不良影响，作用的主要靶点为睾丸、下丘脑-垂体-睾丸轴，可以通过睾丸的形态学变化、精子的发生功能及神经内分泌激素的分泌进行评价。

睾丸具有产生精子和分泌雄激素的功能。睾丸的细胞主要包括生精细胞、支持细胞和间质细胞3 种细胞。孕期雌性小鼠喂食BPA（2～20 ng/g），雄性子代在8 周和12 周时相对睾丸重量显著低于对照组，说明低剂量BPA 可以干扰睾丸的正常发育［13］。Lv 等［14］报道孕期BPA 暴露可抑制睾丸间质细胞和支持细胞的分化，可能破坏雄性生殖道的发育。

对于雄性来说，黄体生成素促成睾丸间质细胞合成和释放睾酮，调节精子的发生。孕期BPA（250 μg/kg，0.05 mg/kg）暴露使仔鼠的黄体生成素和睾酮含量均显著降低［15-16］。雌二醇和卵泡刺激素是男性体内重要的雌激素，卵泡刺激素作用于睾丸曲细精管则可促进精子形成。Olukole等［15］研究发现孕期BPA（25、250 μg/kg）暴露使雄性仔鼠卵泡刺激素和雌二醇水平显著升高。但Wei 等［17］则报道 孕 期BPA 在2.5～40 mg/kg 剂量下，其仔鼠的雌二醇水平显著降低。

研究还报道了暴露于BPA 的雄性后代成年后生育能力、精子数量和活力的下降［18-20］。在下丘脑性别分化的关键时间窗口（GD 18 至PND 5）母鼠暴露于低剂量BPA（0.5～5 mg/kg），雄性子代PND 90时出现精子的数量和功能改变、精管的形态和精子发生相关基因的表达，永久性地损害了男性的生殖功能［18］。张昭玉等［19］发现孕期BPA暴露降低雄性子代精子计数；Rahman 等［20］报道精子活力下降。

2.2 对雌性子代的影响 雌性生殖发育的评价较雄性更为复杂，包括卵子发生、排卵、性发育、受精和植入等。所有过程涉及的事件均可以作为毒作用的观察终点。主要靶点为卵巢及下丘脑-垂体-卵巢轴。

卵巢负责生殖生命期间的雌性配子发生和内分泌功能。卵泡作为发挥卵巢功能的主要单位，它的形成、激活及发育直接决定了雌性个体的生育力以及生育寿命，而其发育的异常可导致卵巢早衰等女性生殖疾病。Shi 等［21］报道孕期BPA（0.5µg/kg）暴露可抑制生殖细胞巢的破坏，减少初级和次级卵泡的数量；Mahalingam等［22］在相同剂量下发现仔鼠的腔前卵泡的数量也显著减少。此外，有研究以恒河猴为例，发现孕期暴露BPA的胎儿输卵管改变可能会潜在地影响以后生活中输卵管的形态和功能，并对生育产生负面影响［23］。

在激素水平上，相关报道称母鼠孕期暴露BPA（20 μg/kg～250 mg/kg），其子代雌鼠睾酮、黄体生成素、卵泡刺激素、雌二醇水平均降低［22，24］，但Lite等［25］则发现饮水BPA暴露剂量在250 µg/L 和2.5 mg/L 时，仔鼠雌二醇水平升高。孕期BPA 暴露可导致雌性子代阴道开口、第一次发情时间提前［26］。

2.3 人群研究 肛门生殖器距离（AGD）是反映人类性发育的重要指标，与男性和女性的多种不良的生殖结果相关，如隐睾、尿道下裂、低生育力、多囊卵巢等［27］。Barrett等［28］发现较高水平的BPA 孕早期暴露与女婴AGD 明显较短相关，Sun等［29］也报道母亲暴露于BPA 与男孩12 个月时AGD 缩短有关，但与女孩无关。但有研究发现母亲尿中BPA 水平与子代AGD 没有显著相关性［30］。此外，在睾丸发育上，Fisher 等［31］发现孕10～17周时母亲血清BPA 水平与子代先天性或产后隐睾呈正相关。但是也有研究表明，母亲早期暴露于BPA，对子代成年后（20～22岁）睾丸功能没有不良影响［32］。

2.4 生殖发育相关表观遗传学机制 啮齿类研究显示环境内分泌干扰物的跨代效应可能与表观遗传介导机制有关［33］。孕期暴露BPA（50 μg/kg）可以导致雄性幼鼠睾丸中Dnmt3A和ERα基因启动子区域明显的高甲基化［34］。Wei等［35］也报道孕期暴露BPA（5 mg/kg）会增加成年雄性小鼠DNMTs的表达，使睾丸中ERα 和H19/Igf2 印迹基因甲基化，从而抑制体内雌激素的转录。此外，Han等［36］采用相同的体内模型研究发现BPA也会通过相似的机制损害雌性后代的卵巢发育。

孕期暴露BPA 能够导致子代雄鼠睾丸miRNA表达情况发生改变［16］，进而损伤睾丸。Lite 等［25］也表明BPA 暴露对子代卵巢功能的影响，可能是通过颗粒细胞中miRNA改变介导的。

3 孕期BPA暴露对内分泌系统发育的影响

3.1 对甲状腺的影响 BPA 可以透过胎盘屏障，扰乱胎儿甲状腺脂肪因子轴，从而影响脂肪代谢和内分泌系统［37］。从妊娠日（GD 1～GD 20）开始，经口给予BPA（20～40 μg/kg），结果发现母鼠及胎鼠血清甲状腺素和三碘甲腺原氨酸水平均低于对照组，而促甲状腺激素（TSH）水平则高于对照组；BPA 暴露组胎鼠出现甲状腺的组织病理学变化，包括成纤维细胞增生、管腔闭塞、水肿和变性［37］。人群调查也得到类似结果，即胎儿期对甲状腺激素高度敏感。Chevrier 等［38］报道孕期BPA 暴露与新生儿TSH 降低有关。Romano［39］在一项出生队列研究中，发现孕后期（26 周）接触BPA，其暴露量与女孩体内TSH水平呈负相关。

关于内分泌发育相关表观遗传机制研究极少，目前集中在DNA 甲基化上，研究发现孕期BPA（40 μg/kg）暴露诱导子代胰腺损伤与胰岛中胰岛素样生长因子-2（Igf2）的低表达和DNA 高甲基化有关［40］。

3.2 对胰腺的影响 糖尿病是一种以葡萄糖稳态受损为特征的慢性疾病，在世界范围内日益流行。2010年，Alonso-Magdalena 等［41］发现小鼠孕期暴露于BPA，其6 个月后代在BPA 10 g/kg 剂量组出现葡萄糖耐受不良、胰岛素抵抗、高胰岛素血症和胰岛素释放改变等多种不良结果。2016年，García-Arévalo 等［42］以相同的实验模型进一步研究，结果表明BPA 10 g/kg剂量组仔鼠的胰岛素分泌和含量减少，并推测可能会导致成年期糖耐量受损。在此之前，也确有研究发现孕鼠暴露BPA（5～50 000 μg/kg）其18 周龄的子代糖耐量出现损伤［43］。

除此之外，相关研究显示孕期BPA 暴露可能还与子代脂质代谢［44］、向心性肥胖［45］有关，而儿童肥胖的长期风险就包括2 型糖尿病［46］。因此，BPA 对两者之间关系存在的潜在影响值得深入探讨。

4 小结与展望

日常生活中有较多的机会接触BPA，尽管现阶段各项研究结果不尽一致，但绝大部分显示孕妇BPA 暴露对胎盘及子代在生殖系统和内分泌系统发育有一定不良影响，相关的表观遗传调控也已成为该领域的研究热点。BPA 暴露产生的影响可能会持续几代［33］，所以减少其暴露极为关键。母亲孕期是子代生长发育的窗口期，目前还没有明确的临床指南用于确定孕期BPA 暴露对子代产生不良发育结局的临界值。因此，孕妇使用含有BPA 的产品时，应引起高度重视。未来可以通过大量的动物实验及流行病学研究，制定明确的孕期BPA 暴露的标准，为促进生殖健康、保护子代提供理论依据。