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目的:1.研究双酚A(BPA)、壬基酚(NP)和己烯雌酚(DES)对大鼠类雌激素效应的敏感终点及其剂量-反应关系,推导3种物质基于类雌激素效应的毒性参考点(NOAEL和BMDL)。2.研究BPA、NP和DES联合暴露的类雌激素效应,建立析因设计的方差分析法与混合效应预测模型(CA和IA),探讨3种物质类雌激素效应的联合作用模式。3.研究建立针对不同作用模式(剂量相加、协同和拮抗作用)的化合物累积风险评估模型,开展婴幼儿配方乳粉中BPA、NP和DES的累积风险评估研究。方法:本研究共分三部分:1.BPA、NP和DES对大鼠类雌激素效应的剂量-反应关系研究按体重将136只出生后18天健康雌性SD大鼠随机分为17组:空白对照组、溶剂对照组、BPA暴露组(剂量:15,30,60,120,240mg/kgbw)、NP暴露组(剂量:15,30,60,120,240mg/kgbw)和DES暴露组(剂量:0.25,0.5,1.0,2.0,4.0μg/kg bw),连续灌胃3天。检测指标包括肝脏、肾脏、脾脏和子宫脏器系数,血清黄体生成素(LH)、孕酮(P)和雌二醇(E2)水平,子宫和卵巢组织病理学检查。基于上述检测指标分析最敏感效应指标以及3种受试物无可见不良作用剂量水平(NOAEL)和最低可见不良作用剂量水平(LOAEL)。利用EPA基准剂量(BMD)软件拟合各受试物基于最敏感效应指标的剂量-反应关系,计算其基准剂量(BMD)和基准剂量95%可信区间下限(BMDL)。2.BPA、NP和DES类雌激素效应的联合作用模式研究按体重将160只出生后18天健康雌性SD大鼠随机分为16组:空白对照组和溶剂对照组、以BMDL1o剂量联合染毒组(BPA,NP,DES,BPA+NP,BPA+DES,NP+DES,BPA+NP+DES),和以 LOAEL 剂量联合染毒组(BPA,NP,DES,BPA+NP,BPA+DES,NP+DES,BPA+NP+DES),连续灌胃 3 天。测定子宫脏器系数。使用析因设计的方差分析法、基于剂量相加(CA)模型的混合效应预测模型和基于独立作用(IA)模型的混合效应预测模型,分别判定不同剂量联合染毒时BPA、NP和DES的联合作用模式。3.婴幼儿配方乳粉中BPA、NP和DES的累积风险评估模型研究利用BPA、NP和DES的毒理学数据,以及婴幼儿配方乳粉中3种物质含量数据,结合3种物质的联合作用模式(剂量相加、协同和拮抗作用)结果,研究分析危害指数法、靶器官毒性剂量法和基于交互作用(协同作用或拮抗作用)累积风险评估模型的适用性;根据食品中化学物质风险评估基本原则,分别从危害识别、危害特征描述、暴露评估和风险特征描述四方面对BPA、NP和DES开展单独暴露和联合暴露风险评估研究。建立针对不同作用模式化合物的累积风险评估模型,构建累积风险评估程序框架。结果:1.BPA、NP和DES类类雌激素效应的剂量-反应关系试验结束时,3种物质各染毒组平均体重(NP240mg/kg bw组除外)、脏器系数(肝脏、肾脏和脾脏)和血清激素(LH、P和E2)水平的改变均无统计学意义(P>0.05)。子宫脏器系数均可不同程度地显著增加(P<0.05),且呈现出明显的剂量反应关系。三种EDCs对大鼠最敏感作用终点为子宫,敏感效应指标为子宫脏器系数增加。BPA、NP和DES对大鼠子宫脏器系数影响的剂量反应关系曲线拟合最优模型分别为指数模型、希尔模型和指数模型。最终根据试验数据获得:BPA的NOAEL值为120mg/kgbw,BMDL10为 92mg/kgbw;NP的LOAEL为 15mg/kgbw,BMDL10为6mg/kgbw;DES的NOAEL为0.25μg/kgbw,BMDL10为0.10μg/kgbw。2.BPA、NP和DES类雌激素效应的联合作用模式研究“析因设计的方差分析”和“联合效应预测模型(CA和IA)”分析BPA、NP和DES三种EDCs对大鼠子宫脏器系数影响的联合作用模式后,结果发现:三种EDCs在BMDL10和LOAEL剂量下共同暴露,对大鼠子宫脏器系数的影响表现为剂量相加作用,但BPA和NP联合作用提示有协同作用的可能,NP和DES联合作用提示有拮抗作用的可能;BPA、NP和DES二者联合时提示有拮抗作用的可能。3.婴幼儿配方乳粉中BPA、NP和DES的累积风险评估BPA和NP最关键的毒性作用终点为肾脏,敏感效应指标是肾脏相对重量增加,t-TDI分别为4μg/kgbw和25μg/kg bw;本研究BPA、NP和DES共同的毒性作用终点为子宫,敏感效应指标是子宫脏器系数增加,其TTDs分别为25μg/kg bw、6μg/kg bw和0.0001μg/kg bw。单一风险评估结果表明:不同年龄婴幼儿BPA和NP平均每天暴露量均低于其t-TDI,健康风险相对较低;0-6月和7-12月婴幼儿DES平均每天暴露量是基于大鼠子宫脏器系数增加获得的TTDs的1.2倍和1倍,存在一定的健康风险,其它年龄组则健康风险较低。累积风险评估结果表明:婴幼儿配方乳粉中BPA、NP和DES联合暴露的HI值均小于1,其累积健康风险相对较低,甚至低于0-6月和7-12婴幼儿配方乳粉中DES单独暴露的健康风险。结论:1.BPA、NP和DES在刚断乳大鼠模型中的类雌激素效应(以子宫脏器系数增加为敏感终点)呈显著的剂量-反应关系,每种物质基于相同观察终点的NOAEL和BMDL10基本处于同一数量级,BPA、NP和DES在本试验体系下的类雌激素效应POD分别处于90-120mg/kg bw、6-9.5 mg/kg bw、0.10-0.25μg/kg bw之间;BPA、NP和DES基于子宫脏器系数增加的TTDs分别为25μg/kgbw、6μg/kgbw和0.0001μg/kgbw,受观察终点和试验周期的影响,该TTDs与其他文献基于肾脏重量变化等终点的健康指导值存在较大差异。2.析因设计的方差分析方法和基于CA或IA的联合效应预测模型是研究不同化学物联合作用模式的可用方法。3种模型或方法均一致表明,BPA、NP和DES以低剂量(BMDL10)和高剂量(LOAEL)组合同时染毒刚断乳大鼠,3种物质的类雌激素效应联合作用模式主要表现为剂量相加作用,但不排除存在拮抗作用的可能;BPA和NP可能存在协同作用,NP和DES可能存在拮抗作用。受到实验体系和研究方法等因素影响,BPA、NP和DES的联合作用模式及其机制还需进一步深入研究。3.充分考虑联合作用模式、效应强度等因素,并依此选择合适的累积风险评估模型和方法,是研究不同物质同时暴露累积风险的主要方面。婴幼儿配方乳粉中BPA、NP和DES联合暴露的累积健康风险相对较低,甚至低于0-6月和7-12月婴幼儿配方乳粉中DES单独暴露的健康风险,提示不同物质间的拮抗作用可降低单一物质的风险程度,说明目前基于剂量相加假设的累积风险评估模型尚存不足,有必要进一步研发基于交互作用(协同作用或拮抗作用)的累积风险评估模型。4.目前初步建立的针对不同作用模式(剂量相加、协同和拮抗作用)的累积评估模型可用来评估不同化学物联合暴露的累积风险,建议按照分级原则和决策树逐步进行累积风险评估。受试验数据和其他条件的限制,本研究中的累积风险评估模型及其决策树程序尚需进一步验证和优化。