中科院环境化学与生态毒理学重点实验室：王亚韡组在PFAS的人体赋存、传输和消除领域取得新进展

全氟和多氟烷基物质（PFAS）由于其独特的疏水性、拒油性和高表面活性特性而被广泛用于许多工业和商业产品。超过1400种PFAS在工业中应用，PFAS可以在各种环境基质中检测到。碳氟键的特性使PFAS耐化学和热降解，这使得它们在环境中具有持久性并可以进入生物体，引起潜在的人类关注和生态风险。自2000年代初以来，PFAS一直是环境科学领域研究的重点，因为它们在环境和生物基质中广泛存在，并具有潜在的PBT（P：持久性;B：生物蓄积性;T：毒性）性质。全氟辛烷磺酸（PFOS）、全氟辛酸（PFOA）和全氟己烷磺酸（PFHxS）及其盐类和相关化合物已被列入《斯德哥尔摩公约》作为新的持久性有机污染物进行管理（斯德哥尔摩公约，引文2022).此外，还提议将长链全氟羧酸、其盐类和相关化合物列入《斯德哥尔摩公约》，并正在由持久性有机污染物审查委员会（《斯德哥尔摩公约》、引文2021).

由于某些PFAS的监管，受监管的PFAS的替代品已经在工业和市场上生产和使用。然而，由于C-F键的独特性质，替代同源物通常具有与传统PFAS相似的结构。此外，随着分析技术的发展，在环境和生物体中发现和鉴定了越来越多的新兴PFAS。因此，已经确定了4700多种PFAS同源物，而且数量还在继续增加。然而，大多数PFAS的环境风险和潜在的健康影响仍然未知。因此，PFAS的挑战仍在继续，PFAS是迄今为止最复杂的环境污染物之一。

由于其广泛的应用，PFAS可以在多种环境和生物基质中检测到，并且可以通过不同的外部暴露途径进入人体。饮食和饮用水是一般人群PFAS的两种主要暴露途径。PFAS进入人体后，在胃肠道中被吸收，并通过血液循环分布和积累在组织、器官和生物体液中。PFAS在人体中的负担可能导致不良的健康影响。据我们所知，没有研究综述了人类生物积累、运输和消除遗留和新兴PFAS的行为和机制。

研究人体PFAS的内部暴露对于了解其内部暴露条件和健康风险至关重要。据报道，PFAS主要积聚在人的血液、肝脏和肾脏中，并分别优先与血液和肝脏中的人血清白蛋白（HSA）和肝脏脂肪酸结合蛋白（LFABP）等蛋白质结合。被动扩散和载流子转运是PFAS在人体中运输的两种主要途径。特别是，PFAS通过胎盘和血脑脊液（CSF）屏障（BCSFB）的运输过程可能对婴儿和大脑产生潜在的健康影响。最后，PFAS主要通过尿液和粪便从人体中排出。因此，肝肠循环和肾脏消除在人类PFAS的排泄中起重要作用。

在综述中，我们系统地总结了现有文献的发现和差距;首次通过计算建模（分子对接）计算PFAS与4种肾脏转运蛋白的结合亲和力，揭示人类肾脏消除PFAS的潜在机制;并为未来的研究提供有见地的观点。本综述旨在为读者提供对人类生物累积、运输和消除PFAS的行为和机制的深入和全面的了解，并为未来的研究提供有见地的建议，以填补PFAS暴露与其对人类潜在不良健康影响之间关系的知识空白。

正文重点：

血液和尿液是研究PFAS人体内赋存水平的重要基质，由于伦理学的限制，目前关于PFAS在人体器官内的报道非常匮乏，仅有的少量研究显示，肝脏、肾脏和肺是PFAS主要的人体赋存器官；PFAS倾向于与蛋白结合，作为人体血液和肝脏中的主要蛋白，现有的研究主要关注PFAS与血液和肝脏中主要蛋白——人体血清白蛋白（HSA）和肝脏脂肪酸结合蛋白（LFABP）的分子结合机制，相关研究表明PFAS与两种蛋白的结合能力与PFAS的链长密切相关（图2）；母婴传输是PFAS在人体内传输的重要过程，PFAS的母婴传输效率与PFAS的链长密切相关。少量研究报道了PFAS跨越血脑屏障的行为，但人体内PFAS传输过程和机制的研究十分匮乏；关于PFAS的人体消除行为的研究主要集中在PFAS人体半衰期的估算与代谢，但PFAS的人体肾脏传输机制的研究目前十分匮乏；有少量研究建立了PFAS典型单体在人体内的生理药代动力学( physiologically based pharmacokinetic, PBPK)模型，但关于新型PFAS在人体内的PBPK模型还尚未被报道。

图 PFAS在人体内的赋存、传输及消除机制简图

为了探索PFAS的人体肾脏传输的规律，作者使用分子对接的手段计算了56种PFAS典型单体与4种肾脏传输蛋白（OAT1，OAT3，OAT4和URAT1）的结合能力。研究结果显示大多数的PFAS单体与4种蛋白存在结合，这说明PFAS与四种蛋白的结合会影响PFAS的肾脏传输行为。

图 四种典型PFAS单体（PFOS, PFOA, Gen-X和6:2 Cl-PFESA）与四种肾脏传输蛋白（OAT1，OAT3，OAT4和URAT1）的分子对接结果示意图