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EDC與疾病

摘譯自Endocrine Society-IPEN(2014): Introduction to Endocrine Disrupting Chemicals.

根據統計,全球有24%的人類疾病和身心機能失調與環境因素有關,而且那些最致命的疾病中(如癌症、呼吸和心血管疾病),環境因素佔了80%。由於內分泌系統的問題是這些疾病最常見的根本原因,EDC可以說是主要的問題所在。內分泌有關的小兒科問題過去20年急遽的增加,包括男性生殖系統的問題(隱睪症、尿道下裂、睪丸癌)、女性性早熟、白血病、腦癌、神經行為失調。在美國,兒童發展障礙(developmental disability)的發生率在1997-2008年間,從12.84%增加到15.04%。美國、英國和斯堪地那維亞(含瑞典和挪威)的早產率,從1981年至今增加超過30%,伴隨著上升中的神經失調、呼吸問題、幼兒死亡率、以及成年之後的肥胖、第二型糖尿病、心血管疾病。來自人類、動物、以及細胞研究,為EDC與許多人類健康的問題提供了大量的證據。

內分泌疾病

 

內分泌相關疾病增加的同時,化學物質的產量也在增加。全球塑膠的產量已經從1970年代的5千萬噸,增加到現在的3億噸。其他的化工產業是一樣,如殺蟲劑、阻燃劑、溶劑、表現活性劑(surfactants)。全球化學工業的產值從1970年的1700億,暴增到2013年的4兆。全球的人類的血液、脂肪、臍帶血中,都可以檢測出多氯聯苯、BPA、和磷苯二甲酸酯這類化學物質。

 

儘管人類接觸化學物質的增加,與死亡率之間具有關聯性,但這不能證明他們具有因果關係。不過,來自過去幾十年細胞研究、動物研究、和其他的實驗,卻已經提供大量的證據,支持兩者之間直接相關。想要證明化學物質引發人類疾病需要讓一群人先接觸這些有害物質,然後觀察病變。這類的檢驗方式適用於醫藥,但在人體上檢驗毒性卻是不道德也不可能的。因此,EDC對於健康的負面影響只能來自流行病學資料(而這方面資料只揭露關聯性),以及透過動物實驗或細胞模擬等實驗資料所做的推論。此外,還有其他的挑戰,人類一生中接觸的化學物質很複雜,很難推斷健康問題是來自一些特定的化學物質,或是所有的化學物質。因此,儘管我們意識到環境因素會導致內分泌相關的疾病,找到連結某一種特定EDC與某一種特定疾病之間的明確證據卻非常困難。

 

在許多方面,眼前對於EDC的辯論很像當年對於吸菸風險冗長、充滿爭議的辯論。吸菸導致肺癌的證據早在1950年代就已經出現,不過這層連結,以及對於如何規範菸草工業,卻吵了幾十年,期間還發生1994年最大的菸草公司出席美國國會聽證會宣稱吸菸與癌症、心臟病之間缺乏具有決定性的證據。如今,吸菸仍然是全球最大的致癌因素,每15分鐘就奪走一條人命。對於EDC來說,一些化學物質與一些慢性病之間具有關聯性,在證據的廣度和強度上,等同於將吸菸連到肺癌。因此,儘管某些團體堅持證據缺乏決定性,目前的資料顯示EDC相關的問題足以讓人關切EDC對大眾健康產生負面的影響。

神經與行為失調

許多公共衛生機構對EDC影響腦部和行為表達過關切,包括世界衛生組織、聯合國、以及美國的國家毒理學計畫。兒童的神經行為異常越來越常見,在美國,每6位小朋友就有一位有這方面的問題。這方面的異常包括:注意力缺陷過動症(attention deficit hyperactivity disorder, ADHD)、泛自閉症(Autism Spectrum Disorder, ASD)、以及抑鬱和其他的情緒失常、學習障礙、執行功能不足(executive function deficits)和行為障礙(conduct disorders)。

 

多氯聯苯(PCBs)對於神經系統疾病的關聯性是最強的。在人體上,已經有證據顯示它會損害神經發育、降低智商,並且造成注意力、記憶力、精緻的肌動技能(fine motor skills,如寫字)方面的問題。有些研究是在接近北極的社區裡完成,這些地方原本被認為原始純淨,但後來被發現是地球上多氯聯苯和其他持久性汙染物進行生物濃縮(bioconcentrate)最高濃度的地方。某些多氯聯苯代謝物會改變甲狀腺的活動,增加神經系統發育受損的風險。同樣的,多溴聯苯醚(polybrominated diphenyl ethers, PBDEs)也跟低IQ和其他的認知缺陷有關。多溴聯苯醚影響神經傳導活動、(神經元的)突觸組織、神經元細胞的活力,這代表他們不只影響大腦的發育,也包含大腦的老化。曾經有報告提出殺蟲劑與神經退化性疾病如帕金森氏症,以及抑鬱行為之間具有關聯性。也有研究發現,溴化阻燃劑、全氟化合物和殺蟲劑(有機磷類的殺蟲劑如毒死蜱、有機氯)跟注意力缺陷過動症(ADHD)、泛自閉症(ASD)和相關的學習障礙有關,不過還缺乏決定性的證據。利用動物所進行的實驗資料顯示,ECS導致許多神經生物學的改變,包括神經元發育、(神經元的)突觸組織的屬性、神經遞質(neurotransmitter)的合成和釋出,以及腦部發育時的結構組織效果(structural organizational effects)。這些研究,連同越來越多的EDC影響行為的文獻(尤其是發育階段),凸顯腦部是易受EDC影響的脆弱目標。

肥胖、新陳代謝異常與相關疾病

全球的肥胖人口正在快速的增加。儘管生活習慣如飲食和運動是主要的原因,不過有越來越多的證據顯示其他的因素,如化學物質,也可能是影響的因素。這些被稱為「肥胖因子」(obesogens,或稱化學卡路里)的化學物質透過改變內分泌系統中管理新陳代謝、能量平衡、和食慾的內分泌系統,導致肥胖和相關的病變。動物實驗的資料顯示,在發育階段接觸到這些化學物質尤其容易讓一個人先天的容易增加體重,並且罹患肥胖相關的病症,如第二型糖尿病、心血管疾病、脂肪代謝改變、和葡萄糖敏感度改變。

 

目前最被研究的肥胖因子是三丁基錫(tributyltin)和三苯基錫(triphenyltin),這些化學物質是透過賀爾蒙受體「過氧化物酶體增殖物活化受體」(PRARy)來運作。肥胖因子的另一種運作機制是透過干擾甲狀腺賀爾蒙的功能,因為甲狀腺在維持新陳代謝上扮演重要角色。

有研究發現,一種稱為Firemaster 550的溴化阻燃劑會改變雌鼠和牠們後代的甲狀腺水平,造成幼鼠長大之後會生肥胖、心臟病、性早熟、和胰島素阻抗病症。儘管這個研究需要再被重複和驗證,不過由於Firemaster 550 是美國最常用的阻燃劑,也是家裡灰塵無所不在的汙染物。儘管環境肥胖因子的研究發展得比較晚,不過磷苯二甲酸酯、全氟化合物、BPA、戴奧辛、和某些殺蟲劑都是潛在的肥胖因子,值得進一步被研究。

生殖系統異常

在EDC所有的負面效果中,生殖系統上的問題是關聯性最強的。過去50年,與賀爾蒙有關癌症的普及(如乳癌、攝護腺癌)、生育力下降、性早熟、精子數量減少、生殖器變形、男女性別人口的失衡等,都或多或少與化學物質的氾濫和接觸有關。女孩性早熟人數的增加,儘管受到許多因素如營養、壓力和種族的影響,其中一個原因可能是接觸雌激素內分泌干擾物。這些類似雌激素的化合物也跟子宮肌瘤、卵巢功能障礙、生育力低下有關。在那些尋求生育力治療的病患身上,BPA跟卵子品質、卵子活力之間具有關聯性,同樣的現象也出現在動物實驗上。在荷蘭,40歲以下任職於塑膠產業的女性,比一般人更常尋求生育力治療。而在男性方面,過去50年,某些地區的男性,精蟲數量下降了50%。許多化學物質,尤其是磷苯二甲酸酯,跟男性泌尿生殖道方面的疾病有關,包括隱睪症、尿道下裂、前列腺疾病、睪丸癌。

癌症

多數的癌症如同其他複雜的疾病,是一個人基因和他所處環境之間的交互作用所引發的。肇因於單一基因的癌症相對比較少,凸顯環境扮演重要的角色。事實上,2/3的癌症都與環境有關,因此美國癌症學會認為多數的癌症都可以透過生活習慣的改變來避免,如改善飲食、多運動、和少抽菸。某些工作具有較高的癌症風險,尤其是那些時常接觸化學物質的工作,如油漆、滅火、媒鐵或塑膠產業、紡織業、造紙業、和礦業。

 

目前已知的化學致癌物很多,包括重金屬、氯乙烯、對二氨基聯苯(用於染料),苯、多環芳烴(PAHs)等溶劑,戴奧辛、纖維、粉塵(矽、石棉),某些斯德哥爾摩公約條列為持久性有機汙染物的殺蟲劑,以及許多含有合成雌激素的藥品。這些化學致癌物中,某些是EDC。由於許多癌症跟賀爾蒙有關(如前列腺癌、乳癌、子宮癌和其他的生殖組織),那些刺激雌激素或其他賀爾蒙的化學物質如BPA、磷苯二甲酸酯、某些殺蟲劑會增加致癌風險,實在不叫人意外。

 

至於哪一種EDC問題最大,以及生命中哪一個階段接觸EDC最容易增加癌症風險,目前仍然沒有確切的答案。透過細胞和動物所進行的研究顯示,生命早期接觸BPA、磷苯二甲酸酯、全氟化合物、PCB、多氯聯苯、以及某些殺蟲劑會提高後續生命中癌症的風險。近年來,有一些流行病學研究也支持這方面的相關性。建立這方面的相關性並不容易,因為需要取得歷年,甚至幾十年前,接觸化學物質的資料。然而,毫無疑問的,由於環境對於癌症的發生率和普及性扮演關鍵性的角色,減少化學物質的機會對於癌症風險和存活率會有極大的幫助。