博多蒂
用于制备和测量高通量生物分析中血浆样品和化学混合物的自动移液平台。
如今化学物质无处不在：它们通过食物、空气或皮肤进入我们的身体。但是这些复杂的化学混合物是如何影响我们的健康的呢？在《科学》杂志上发表的一项研究中，来自亥姆霍兹环境研究中心（UFZ）和
宾根大学的一个研究小组表明，在人类身上发现的以复杂混合物和浓度比例出现的化学物质共同作用。即使每种物质的浓度都低于作用阈值，混合物中的化学物质也显示出累积的神经毒性作用。在他们的调查中，他们使用了莉娜母婴研究（生活方式和环境因素及其对新生儿过敏风险的影响）中孕妇的血液样本，该研究自2006年以来一直在UFZ进行。
“在我们的日常生活中，我们接触到各种各样的化学物质，这些化学物质在我们体内分布和积累。这些是高度复杂的混合物，可以影响身体功能和我们的健康，”UFZ细胞毒理学系主任和
宾根大学环境毒理学教授Beate Escher教授说。“从环境和水的研究中我们知道，当化学物质以低浓度出现在复杂的混合物中时，它们的影响会增加。人体是否也会出现这种情况还没有得到充分的研究——这正是我们研究的目的。”
这项广泛的研究工作是基于来自莱比锡母婴队列LiNA的600多份孕妇血液样本，自2006年以来一直由UFZ协调。研究人员首先分析了这些样品中存在的化学物质的单独混合物。“我们想知道血浆中含有哪些化学物质以及它们的浓度。我们使用了两步提取过程来分离尽可能多的化学混合物，”Beate Escher工作组的博士后研究员，该研究的第一作者Georg Braun说。“通过质谱分析，我们搜索了1000种不同的化学物质，我们知道这些化学物质可能存在于环境中，可能被人类摄入，并可能对人类健康产生不利影响。其中，我们能够在几个血浆样本中量化大约300种化学物质。”这为研究人员提供了600个个体血浆样本中化学混合物的组成和浓度比的信息。
UFZ
演示
“从无到有”现象的体现。在一个样品中发现的单一化学物质的大多数低效应累积成可测量的混合效应。
研究人员使用一个预测模型来计算化学混合物的神经毒性作用。为了在实验上验证混合效应的预测，他们使用了一种基于人类细胞的已建立的细胞生物测定法，该方法表明了神经毒性作用。“我们分析了单独的化学物质以及大约80种不同的、自产的化学混合物，这些化学物质的浓度比是真实的。血浆样本的提取物也进行了测试，”乔治·布劳恩说。结果很明显。环境毒理学家Beate Escher说：“实验室实验证实了模型的预测：这些化学物质的影响在复杂的混合物中累积起来。”“即使神经毒性化学物质的单个浓度非常低，低于作用阈值，但在与许多其他化学物质的复杂混合物中，仍会对神经细胞产生影响。”
但这些结果究竟意味着什么呢？埃舍尔说：“通过我们的研究，我们第一次能够证明，已知的环境中化学混合物的影响也适用于人类。”“因此，我们必须重新考虑风险评估。仅凭指示物质是远远不够的。未来，我们必须学会从混合的角度来思考。”UFZ环境免疫学家、丽娜研究负责人冈达·赫伯特博士补充说：“越来越清楚的是，许多疾病，如过敏、免疫系统紊乱、肥胖或神经系统发育，都与子宫或幼儿时期接触化学物质有关。”
本研究提出的测试方法——从人体样本中提取化学混合物，并利用化学分析结合基于细胞的生物测试系统对其进行表征——为研究复杂化学混合物对人类健康的影响开辟了新的可能性。在未来的研究项目中，科学家们希望改进他们的测试方法，并研究化学混合物对其他与健康相关的终点（如免疫毒性）的影响。此外，他们还希望发现接触化学物质与儿童发育障碍之间可能存在的联系。作为德国儿童和青少年健康中心（一个由大学医院、大学和非大学研究机构组成的全德国研究网络）的成员，德国儿童和青少年健康中心的研究人员今后将与医学和流行病学领域的众多专家合作，以便在实践中应用这些基于效果的人体生物监测方法。
出版:
Georg Braun, Gunda Herberth, Martin Krauss, Maria K?nig, Niklas Wojtysiak, Ana C. Zenclussen, Beate I. Escher：从孕妇血液中提取的化学物质的神经毒性混合效应。Science (2024), https://doi.org/10.1126/science.adq0336
亥姆霍兹环境研究中心和
宾根大学的新闻稿
