基于不良后果途径（Adverse Outcome Pathways）和经合组织（OECD）框架的综合方法，用于检测和评估酒石黄的内分泌干扰活性

《Food and Chemical Toxicology》：Integrated Approaches to Testing and Assessment for the Endocrine Disrupting Activity of Tartrazine based on Adverse Outcome Pathways and OECD Frameworks

　　Tartrazine (TTZ)的内分泌干扰作用通过多工具计算模型与实验证据整合评估，发现其与AR、ERα、TRα/β、PXR、RXRα、PPARγ、AhR等核受体存在潜在结合，但ERβ无显著作用。研究结合OECD框架和AOP途径，系统分析了TTZ对雌激素、雄激素和甲状腺轴的干扰机制，为制定系统性内分泌评估策略提供依据。

　　

吴玉明-黄宏黄 | 朴匡植

韩国首尔东德女子大学药学院，邮编02748

摘要

酒石黄（TTZ）是一种广泛用于加工食品、饮料和药品中的合成偶氮染料，它引发了多种健康问题，包括血液毒性、基因毒性、致癌性、神经毒性和内分泌活性。关于内分泌干扰，尽管个别研究报道了其具有雌激素样、雄激素样和甲状腺作用，但从未有过针对所有激素系统的全面综合评估。为填补这一空白，我们采用了多种计算机模拟方法来研究所有核受体。通过对接模拟（Endocrine Disruptome、CB-Dock2和AutoDock Vina）来估计受体结合倾向，并利用基于机器学习的资源（ADMETlab3.0、ProTox-3.0、CERAPP/CoMPARA和EDC-Predictor）来预测内分泌活性。大多数核受体（包括AR、ERα、TRα/β、PXR、RXRα、PPARγ和AhR）都显示出对TTZ的潜在反应，但ERβ除外。ToxCast也报告了AR、ERα、TR、RXR和AhR的活性。此外，SwissTargetPrediction和PharmMapper表明TTZ可能主要通过癌症相关途径影响生殖系统和甲状腺功能。我们将计算机模拟结果与现有的体外和体内研究结果进行了比对，这些结果已映射到雌激素、雄激素和甲状腺相关的作用途径（AOPs）上，并总结了在经合组织（OECD）相关标准下的证据，以明确当前认识并指导未来对TTZ的内分泌特性系统研究。

引言

酒石黄（TTZ）在欧盟也被称为E102，是一种在多个行业中广泛使用的合成偶氮染料。它主要应用于食品和饮料行业，如加工食品、饮料、糖果、乳制品和零食中，在欧盟的允许使用量高达100毫克/千克（欧盟委员会，2025年）。除了食品领域，TTZ还用于药品、化妆品和纺织品中。由于其在消费品中的普遍使用，人类长期暴露于该物质的风险较高，主要通过饮食摄入，但也可能通过皮肤接触和吸入途径。

尽管酒石黄被广泛接受，但越来越多的科学研究表明其可能存在不良健康影响，包括血液毒性、基因毒性、致癌性、神经毒性和内分泌干扰等（Amchova等人，2024年）。关于内分泌干扰，越来越多的证据表明TTZ可能具有雌激素样、雄激素样和甲状腺干扰作用。内分泌干扰是指外源性化学物质干扰激素信号传导的过程，通常是通过调节核受体实现的（Toporova和Balaguer，2020年）。主要涉及的核受体包括雌激素受体α和β（ERα和ERβ）、雄激素受体（AR）以及甲状腺激素受体α和β（TRα和TRβ）。其他常被研究的核受体还包括孕烷X受体（PXR）、视黄醇X受体（RXRα、RXRβ和RXRγ）和过氧化物酶体增殖激活受体（PPARα和PPARγ）以及芳烃受体（AhR）。然而，关于其他核受体在内分泌干扰中的作用仍研究较少。现有的TTZ研究主要集中在经典核受体（AR、ER和TR）上，而忽略了内分泌干扰化学物质文献中记载的其他受体。研究结果之间的不一致性和综合数据的缺乏限制了人们对TTZ内分泌效应的理解。因此，需要采用系统的方法，整合不同生物层次的证据——如计算机模拟预测受体结合、体外验证受体激活和体内确认功能受损——以明确和确认TTZ的内分泌干扰特性。经合组织（OECD）提出的内分泌干扰物评估测试策略正是提供了这样的结构化方法（OECD，2018年）。该框架从计算机模拟预测和体外/体内机制筛选开始，逐步进行多代体内研究，以评估其对关键内分泌器官和终点（如生殖参数、甲状腺功能、类固醇生成）的影响。此外，美国环保署（EPA）也支持使用不良结局途径（AOPs）来评估化学物质的内分泌活性（Browne等人，2017年）。将内分泌干扰的研究结果整合到AOP框架中，可以从分子初始事件（MIEs，如酶或激素水平变化）、关键事件（KEs，如受体结合、转录、细胞增殖）到最终不良结局（AOs，如生殖功能障碍）等方面，实现全面的机制理解。在本研究中，我们通过将多种计算机模拟分析与当前的体外和体内证据结合到AOPs框架中，全面评估了TTZ的内分泌活性，并为未来的研究提供了指导。

部分内容摘要

配体结合预测

本研究调查的核受体包括AR、ERα/β、TRα/β、PXR、RXRα、PPARγ和AhR。我们使用了三种对接模型（Endocrine Disruptome、CB-Dock2和AutoDock Vina）根据其说明来评估TTZ与核受体的结合情况。Endocrine Disruptome是一个针对核受体的在线预测平台，通过对接分数来估计结合概率（Kol?ek等人，2014年）。其输出结果被分为四类——红色：

TTZ与核受体的结合预测

我们使用了三种对接平台（Endocrine Disruptome、CB-Dock2和AutoDock Vina）来预测TTZ与核受体的结合亲和力。表1展示了这三种方法得出的TTZ与核受体的对接分数。在选定的受体中，Endocrine Disruptome提供了AR和ERα/β的激动剂和拮抗剂构象的对接分数，而其他受体仅评估了激动剂构象。

讨论

经合组织内分泌干扰概念框架的第一级包括非测试信息，是初步信息收集阶段。在此阶段，会汇总所有相关线索——如现有的体外/体内数据、毒理学文献和计算机模拟预测——以进行初步评估，并为更高层次的复杂、假设驱动的研究设计提供指导。来自不同计算机模拟模型的TTZ内分泌效应预测

结论

我们的研究对内分泌干扰进行了系统和全面的评估，整合了计算机模拟预测与现有的体外和体内证据，符合OECD指南和AOP框架的要求。计算机模拟结果显示TTZ可能与多个核受体发生相互作用，包括ER、AR、TR、PXR、RXR、PPARγ和AhR。然而，迄今为止的实证研究主要集中在雌激素样、雄激素样和甲状腺效应上

CRediT作者贡献声明

吴玉明-黄宏黄：撰写初稿、软件开发、方法论设计、实验实施、数据分析、概念构建。朴匡植：审稿与编辑、结果验证、项目监督、资源协调、资金获取、概念构思

利益声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文研究结果的竞争性财务利益或个人关系。

资金来源

本研究得到了韩国环境产业技术研究院（KEITI）的支持，该项目由韩国环境部（MOE）资助，属于家庭化学品安全管理技术开发计划（RS-2023-00215856）。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文研究结果的竞争性财务利益或个人关系。