供稿：范淑纤，武汉大学
校稿：胡秋霜，武汉大学
推送：胡秋霜，武汉大学
今天给大家分享的文献发表在Journal of Hazardous Materials上，标题为Profiling metabolites and exploring metabolism of parabens in human urine using non-target screening and molecular networking，通讯作者为中国科学院广州地球化学研究所的彭先芝研究员。
对羟基苯甲酸酯短链化合物（Parabens）主要包括对羟基苯甲酸甲酯（MeP）、对羟基苯甲酸乙酯（EtP）、对羟基苯甲酸丙酯（PrP）、对羟基苯甲酸丁酯（BuP）、对羟基苯甲酸戊酯（PeP）等。由于具有良好的抗微生物活性、成本效益和稳定性，对羟基苯甲酸酯短链化合物被广泛用作食品、药品和化妆品的防腐剂。以往的研究已经证明了它们在环境和人体组织中的普遍存在和潜在危害。现有研究多集中在对羟基苯甲酸酯和人类尿液中的有限代谢物上，全面揭示对羟基苯甲酸酯在人体内的代谢物和代谢途径有助于评估相关风险。这项研究旨在揭示对羟基苯甲酸酯在人体内的暴露情况及其代谢过程，了解这些化合物在人体的代谢途径，以便全面评估它们对人体健康的潜在影响。
作者从中国不同年龄段的人群中收集了108份尿液样本，分为六个年龄组：幼儿（7例）、学龄前儿童（20例）、儿童（21例）、青少年（20例）、中年人（16例）和老年人（24例），并为每个年龄组制备了一个混合样本，进行简单的预处理，包括加入内标物并进行冷冻离心。预处理后再使用超高效液相色谱（UHPLC）结合高分辨率质谱（HRMS）在全离子碎裂模式下进行非靶向筛查。最后利用实验室开发的R脚本进行数据分析，使用ProTox 3.0进行对羟基苯甲酸酯及其代谢物的危害和风险评估，并通过分子网络分析（FBMN）识别和解析代谢产物，探索对羟基苯甲酸酯的代谢途径（图1）。
图1 非靶向筛查和对羟基苯甲酸酯在人尿中代谢工作流程
通过非靶向筛查，共从整个尿液样本中筛查出34种对羟基苯甲酸酯及其代谢产物，其中包括3种置信度等级1（CL1）的母体对羟基苯甲酸酯和3种置信度等级2（CL2）的化合物（表1）。具体来说，检测到的主要对羟基苯甲酸酯包括甲基对羟基苯甲酸酯（MeP）、乙基对羟基苯甲酸酯（EtP）、丙基对羟基苯甲酸酯（PrP）和丁基对羟基苯甲酸酯（BuP）。除了已知的羟基化代谢产物外，研究还发现了一些磺化和硫酸化代谢产物，如4-羟基苯甲酸（4-HB）、3，4-二羟基苯甲酸（3，4-DHB）和乙基对羟基苯甲酸酯硫酸盐（EtP-SO4）。基于UHPLC-HRMS分析和实验室开发的R脚本过滤后的假分子离子的准确质量和保留时间，作者对对羟基苯甲酸酯及其代谢物的分子网络进行了优化，发现除了已知的羟基化代谢外，磺化和硫酸化可能是对羟基苯甲酸酯在人体内的重要代谢过程，这表明对羟基苯甲酸酯在人体内的代谢是极为复杂的，这些新的代谢途径可能会影响对羟基苯甲酸酯的毒性及其代谢产物的生物活性（图2）。
表1 尿中鉴定的对羟基苯甲酸酯和CL1-CL3代谢物化合物
图2 对羟基苯甲酸酯及其代谢物的分子网络
年龄分层分析表明，对羟基苯甲酸酯及其代谢产物在各年龄组检出的成分和水平有所不同（表2）。具体表现为EtP仅在幼儿和儿童尿液中检测到，而PrP未在青少年尿液中检测到，两种硫酸盐代谢物在青少年尿液中的半定量水平显著高于其他年龄组(p < 0.05)，在中老年晚期的尿液样本中，硫酸化和磺化代谢产物的含量都相对较高(p < 0.05)。这表明不同年龄组之间可能存在暴露和代谢的差异。这种差异可能与不同年龄段人群的生活习惯、饮食结构以及代谢能力有关。
表2 不同年龄人群尿液样本对羟基苯甲酸酯及代谢物浓度
最后作者对检测到的对羟基苯甲酸酯及其代谢产物进行了毒性预测。值得注意的是，代谢产物2,3-二甲氧基苯酚硫酸酯和对羟基苯甲酸乙酯硫酸酯对血脑屏障的概率分别为0.82和0.78，表明存在血脑屏障破坏和中枢神经系统潜在毒性的显著风险。此外，部分代谢物存在较大的临床毒性概率和致癌性，大多数检测物质表现出显著的肾毒性可能性。
综上所述，本研究通过非靶向筛查和分子网络分析，揭示了对羟基苯甲酸酯及其代谢产物在不同年龄段人群尿液中的分布情况及代谢途径。研究发现，磺化和硫酸化是对羟基苯甲酸酯在人体内的重要代谢过程，且不同年龄段人群的尿液中对羟基苯甲酸酯及其代谢产物的浓度存在差异。这些发现为评估对羟基苯甲酸酯的安全性和风险提供了新的见解。
文章编号：448
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.135807原文引用：
