大鼠经肺部给予[14C]-2,4,4′-三氯联苯（PCB28）后其在全身的分布与代谢

《Environmental Science & Technology》：Whole-Body Disposition and Metabolism of [14C]-2,4,4′-Trichlorobiphenyl (PCB28) Following Lung Administration in Rats

　　高分辨率图像和PPT下载链接已按格式要求输出，以下为摘要及关键字： 摘要：本研究通过肺内吸入给予放射性标记的PCB28，分析其在36种组织及消化物中的吸收、分布、代谢和排泄特征。结果显示，PCB28在肺部的吸收效率达99.9%，12分钟内广泛分布于肝、肺、肾上腺等高血流组织，随后向脂肪组织和皮肤富集，呈现非线性动力学特征。代谢以羟基化和磺酸化为主，但原形PCB28占比超过95%，半衰期约12小时，主要通过粪便排泄。该研究为评估室内空气PCB28暴露健康风险提供了关键毒动学数据，支持PBPK模型开发。

　　本研究聚焦于2,4,4′-三氯联苯（PCB28）在肺部暴露后的整体毒动学特征，旨在填补对低氯化联苯（LC-PCBs）在肺部吸收、分布、代谢和消除过程的空白。PCB28作为室内空气和环境空气中最常见的联苯衍生物之一，其健康风险不容忽视。PCB28具有神经毒性、肝毒性和神经行为影响，对儿童、教师以及居住在老旧建筑中的人群构成潜在威胁。随着对室内空气中PCB28浓度的关注增加，其通过吸入暴露的健康风险评估变得尤为重要。然而，目前针对个体LC-PCB毒动学特性的研究仍显不足，这限制了对吸入暴露风险的全面理解。因此，本研究通过使用放射性标记的[14C]-PCB28进行气管内给药，系统地探讨了PCB28在不同组织中的分布动态及其代谢过程。

研究采用了多种方法，包括计算机模拟预测PCB28的代谢产物，以及通过体内实验分析其在不同组织中的动态变化。通过将放射性标记的PCB28直接暴露于肺部，研究人员能够精确测量其在体内各组织中的分布情况，包括血液、36种组织类型、消化道内容物以及排泄物。实验设计中，高剂量组（HD）和低剂量组（LD）的PCB28分别以42 μg和4.2 μg的剂量进行气管内给药，确保了不同暴露水平下的对比分析。这种实验设计不仅有助于理解PCB28的毒动学行为，还为未来的风险评估提供了重要数据支持。

实验结果显示，PCB28在肺部的吸收效率接近100%，表明其在肺部暴露后能够迅速进入血液循环。在高剂量暴露下，PCB28在肝脏和肌肉中快速积累，随后向脂肪组织和皮肤转移。低剂量暴露则显示出PCB28在肝脏和肺部的快速分布，以及在肌肉、食道和气管中的早期积累。这表明，PCB28在不同剂量水平下的分布模式存在差异，可能与体内代谢机制和组织亲和力有关。此外，PCB28在高剂量暴露下表现出非线性毒动学特征，而在高灌注组织中则遵循线性毒动学规律。这种差异可能是由于组织特异性代谢途径和排泄机制的不同，以及高剂量下某些代谢通路的饱和效应。

在代谢方面，研究发现PCB28在体内发生有限的生物转化，主要代谢产物包括羟基化代谢物、甲基磺酰化代谢物和共轭代谢物。这些代谢产物在血液、肝脏、肾脏和脂肪组织中均有检测到，但其浓度远低于母体化合物。这一发现表明，PCB28在体内可能以较少的代谢途径进行转化，从而保持其较高的生物利用度。此外，放射性标记的PCB28在粪便中的排泄率较低，表明其主要通过粪便途径进行消除。然而，这一结论需要结合进一步的代谢研究来验证，因为某些代谢产物可能在体内循环，影响其整体消除模式。

研究还探讨了PCB28在不同组织中的分布模式，包括血液、肝脏、肾脏、脂肪组织、皮肤、肌肉、心脏、脑等。这些组织中PCB28的浓度变化趋势显示，其在高灌注组织中快速分布，而在脂肪组织和皮肤中则表现出较慢的消除过程。这种差异可能与组织的脂质含量、血流速度以及代谢能力有关。此外，研究还指出，PCB28在高剂量暴露下表现出较长的消除半衰期，而在低剂量暴露下则相对较短。这一现象可能与体内代谢酶的饱和效应相关，从而影响其在不同组织中的分布和消除。

从环境和健康角度来看，PCB28在室内空气中的广泛存在使其成为关注的焦点。特别是在学校等公共建筑中，PCB28的浓度可能显著高于室外环境，这增加了学生和教师的暴露风险。因此，研究结果对于制定针对室内空气中PCB28的暴露评估标准和健康保护措施具有重要意义。当前的环境法规和健康评估标准主要基于商业混合物（如Aroclor）的毒性数据，但这些混合物的组成可能与实际暴露的PCB28有所不同。因此，需要更精确的个体PCB衍生物毒动学数据，以支持更准确的风险评估和环境监测。

本研究的局限性包括对代谢产物的检测范围有限，以及实验仅在雄性大鼠中进行，未涉及雌性个体的毒动学差异。此外，由于放射性标记的PCB28成本高昂，实验动物数量受到一定限制。尽管如此，研究结果仍然具有重要的科学价值，特别是在理解LC-PCBs在肺部暴露后的动态行为方面。未来的研究可以进一步探索不同剂量水平下PCB28的代谢途径和分布模式，以及其与其他PCB衍生物的相互作用。同时，结合多组学分析和更广泛的动物模型，可以更全面地评估PCB28的健康风险。

总体而言，本研究为评估PCB28在肺部暴露后的毒动学特征提供了新的数据支持。这些发现有助于改进PBTK模型，从而更准确地预测人类暴露水平和相关健康风险。此外，研究结果还强调了对室内空气和环境样本进行定期监测的重要性，以识别潜在的健康威胁。随着对PCB28及其代谢产物的深入研究，未来可以开发更有效的暴露控制策略和健康保护措施，特别是在儿童和孕妇等易感人群中。通过整合毒动学数据、代谢产物分析和多组学技术，可以更全面地评估PCB28的健康影响，为环境政策和公共卫生干预提供科学依据。