摘要：有一种化学物质，你可能不知道它的名称，但却可能每天都在不断摄入。这种物质被科学界称为“永久化学物质”，因为人体无法代谢，它一旦进入人体便很难被排出，而且在体内不断累积，造成生理毒性。这种物质由于其持久耐用的属性以及抗污渍、耐热、抗油等属性，广泛应用于我们的生活品中，包括：不粘锅、食品包装（防油纸、快餐盒、包装纸等）、个护产品（洗发水、牙线、指甲油、粉底和眼妆等）、防水面料衣物、家具抗污涂层（油漆、密封剂等）以及一些防火材料。
多氟烷基物质和全氟烷基物质（Poly-and perfluoroalkyl substances，PFAS）是人们日常生活中普遍应用的化学物质，已作为工业和消费品广泛使用60多年（图1）。PFAS无处不在，广泛存在于我们的日用品中，并通过迁移进入人体。最典型的案例如不沾炊具，其表面不沾涂层可在高温下分解为PFAS，并随食物进入人体；食品包装和一次性纸杯的内涂防水层含有的PFAS也会随着食物迁移进入人体；56%的粉底和眼部产品、47%的睫毛膏、48%的唇部产品都含有PFAS，并迁移入人体。目前，在美国成年人的血液中PFAS的检出率超过98%。
图1 含有PFAS的产品（图源：生物探索）
20%中国城市饮用水PFAS浓度超污染上限
2021年，清华大学研究团队在Environmental Sciences Europe发表题为“Per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) in Chinese drinking water: risk assessment and geographical distribution”的研究成果（图2）[1]。研究结果表明超过20%的城市饮用水样本中PFAS浓度超过最大污染物标准上限，长江流域的一些城市PFAS已经超过欧美机构发布的健康标准。PFAS浓度最高的城市依次为：自贡、连云港、常熟、成都、无锡和杭州。
图2 研究成果（图源：[1]）
此项研究从中国66个城市（4.52亿居民）中随机取得526份饮用水样本。调查结果表明饮用水中PFAS浓度最高的城市为：自贡（502.9 ng/L）、连云港（332.6 ng/L）、常熟（122.4 ng/L）、成都（119.4 ng/L）、无锡（93.6 ng/L）和杭州（74.1 ng/L）。四川省饮用水PFAS浓度一枝独秀，而华东地区城市饮用水密集分布高浓度PFAS，环渤海一带也是PFAS重灾区（图3）。研究认为，造成这种高浓度PFAS地域分布的原因很可能是附近的工业源头，特别是氟化工厂、皮革、纺织和造纸等行业。目前，中国尚无饮用水中PFAS含量的相关指南，但是浓度远超美国环境保护总署2016年发布的非强制执行的健康建议值70 ng/L。
图3 城市饮用水PFAS抽样调查地图（图源：[1]）
PFAS：沉积在体内多器官，持续产生生物毒性
2021年，密歇根大学Sung Kyun Park教授在美国糖尿病协会年会表示：“PFAS被人体吸收后，首先在体内与血清蛋白结合，然后沉积在肝脏、肾脏和睾丸等身体各个脏器中，无法排出，造成多种毒性（表1）。快餐包装也含有大量PFAS，包装比快餐本身对你的健康还要有害。”
表1 PFAS的生物毒性
数据来源：2021年美国糖尿病协会年会丨制表：生物探索编辑团队
注：全氟辛烷磺酸（Perfluorooctane sulfonate，PFOS）、全氟辛酸（Perfluorooctanoate，PFOA）、全氟己烷磺酸（Perfluorohexane sulfonate，PFHxS）、全氟壬酸（Perfluorononanoic acid，PFNA）、全氟癸酸（Perfluorodecanoic acid，PFDeA）。
JHEP：多个种族的人群均存在PFAS致肝癌的高风险
PFAS是科学界公认的内分泌干扰物，具有肝毒性。PFAS进入体内后会优先分配到“解毒器官”-肝脏，由于肝脏无法代谢PFAS，累积的PFAS会改变肝脏脂质、氨基酸和碳水化合物的代谢，具有肝毒性和代谢破坏作用。研究表明暴露于PFAS的啮齿动物，即使是低水平的PFAS，也会导致动物出现肝脏肿大、肝细胞肥大、肝酶升高和肝脂肪变性；在虹鳟鱼中，PFAS会增加肝细胞腺瘤和肿瘤的发病率；在成人中，PFAS与细胞角蛋白18的改变有关，细胞角蛋白18是肝细胞凋亡的标志物；通过肝脏磁共振成像或肝活检诊断出PFAS与儿童和成人的非酒精性脂肪性肝风险增加有关。此前，人类PFAS暴露与肝细胞癌之间的关联尚无报道。
2022年8月8日，南加州大学诺里斯综合癌症中心研究团队在JHEP Reports发表题为“Exposure to perfluoroalkyl substances and risk of hepatocellular carcinoma in a multiethnic cohort”的研究成果（图4）[2]。研究结果表明暴露于高水平PFOS与肝细胞癌风险增加4.5倍相关，致癌的机制可能是通过改变葡萄糖、氨基酸和胆汁酸代谢。
图4 研究成果（图源：[2]）
此项研究旨在探索PFAS暴露与代谢途径改变和非病毒性肝细胞癌（Hepatocellular carcinoma，HCC）风险之间的关联。在这项嵌套病例对照研究中，对来自多民族队列研究（Multiethnic Cohort Study，MEC）的50例HCC病例和50例单独匹配的对照进行了诊断前血浆PFAS和代谢组学测量。病例/对照按年龄、性别、种族和研究区域进行匹配。使用条件逻辑回归检查PFAS暴露和HCC风险。对PFAS暴露和HCC风险进行了代谢组广泛关联研究和途径富集分析，并使用中间方法确定了关键代谢物/代谢途径。
结果发现：
1 血浆PFOS提高4.5倍HCC风险
血浆PFAS浓度与HCC风险之间呈正相关，其中PFOS和HCC的关联最强：血浆PFOS浓度>54.9 μg/L与HCC几率高4.5倍相关；此外，血浆中大于1.22 μg/L的PFUnDA水平与2.2倍高的HCC几率相关。
2 PFOS导致肝癌的途径与四种物质代谢相关
使用代谢组广泛关联（Metabolome wide associations，MWAS）检查了高水平PFOS与血浆代谢组之间的关联。在MWAS中包含的4361项代谢组学特征中，433项（9%）与高水平的PFOS暴露相关，6种代谢物与PFOS暴露相关。MWAS的功能途径分析确定了18种代谢途径的显著富集。这些途径主要与氨基酸的代谢、碳水化合物的代谢以及聚糖的生物合成和代谢有关。
PFOS和HCC均富集了五种代谢途径，包括色氨酸代谢、硫酸角蛋白、硫酸肝素、硫酸软骨素和N-聚糖降解。此外，四种代谢物与PFOS暴露和HCC风险呈正相关，包括葡萄糖、丁酸（一种短链脂肪酸）、α-酮异戊酸（一种支链α-酮酸）和7α-Hydroxy-3-oxo-4-cholestenoate （一种胆汁酸）。
此项研究是第一项探索PFAS暴露与HCC风险之间关系的前瞻性研究。研究发现暴露于高水平的PFOS与非病毒性HCC的风险增加有关；代谢组学确定了几种与PFOS暴露和HCC风险呈正相关的代谢物：PFAS暴露可能通过改变葡萄糖代谢、胆汁酸代谢和支链氨基酸代谢来增加HCC的风险。这些发现可能为环境相关肝病的机制提供新的见解。
此项研究存在一些局限性。首先，50个病例和50个对照的样本量有限，无法检查已知风险因素（如种族、性别或糖尿病状况）对结果的修正；其次，PFAS暴露会随时间而变化，研究只能在一个时间点测量PFAS。然而，PFAS尤其是PFOS的长生物半衰期意味着暴露错误分类的风险很低。
PFAS会永久留在体内，目前仅可通过放血降低体内浓度。对于普通大众而言，饮用水中的PFAS无法通过过滤消除，短期内改变饮用水健康标准也不太现实。我们只有在日常生活中尽量避免使用释放PFAS的物质，如不使用有不粘锅涂层的锅，不使用含有PFAS的化妆品，不选购有包装的食品等。
撰文|文竞择
排版|文竞择
参考资料：
[1]Liu, L., Qu, Y., Huang, J. et al. Per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) in Chinese drinking water: risk assessment and geographical distribution. Environ Sci Eur 33, 6 (2021). https://doi.org/10.1186/s12302-020-00425-3
[2]Jesse A. Douglas W. Xiangping Lin. et al. Exposure to perfluoroalkyl substances and risk of hepatocellular carcinoma in a multiethnic cohort Goodrich, JHEP Reports, DOI:https://doi.org/10.1016/j.jhepr.2022.100550
