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目的:新烟碱类杀虫剂是继氨基甲酸酯类、有机磷类、拟除虫菊酯类杀虫剂之后的一类重要的新型杀虫剂,吡虫啉(imidacloprid,IMI)是市面上推出最早、销售量最大的新烟碱类杀虫剂。目前吡虫啉在农作物中残留普遍,且个别检出值超出残留限值,关于吡虫啉及其代谢物在人群中暴露水平的报道较少,有研究提示其可能是环境内分泌干扰物,但目前相关研究较少。本研究基于出生队列,通过检测孕妇尿液吡虫啉和新烟碱类杀虫剂常见代谢产物6-氯烟酸(6-chloronicotinic acid,6-ClNA)浓度,分析母亲新烟碱类杀虫剂暴露对其生殖效应和遗传学损伤的影响,并运用TK6细胞实验及雌性ICR小鼠动物实验探讨其机制。方法:人群研究部分依托课题组前期已建立的山东莱州湾出生队列,以队列早期收集的问卷信息、病历记录及生物样本为基础开展研究。(1)采用高效液相色谱-质谱联用法检测296份孕妇尿液吡虫啉和6-氯烟酸浓度水平。(2)采用二分类logistic回归分析或多元线性回归分析孕期吡虫啉和6-氯烟酸水平与问卷和医疗记录中孕妇的月经史、孕产史、本次妊娠结局的关系。(3)利用酶联免疫法检测孕妇尿液中8-羟基脱氧鸟苷(8-hydroxy-2’-deoxyguanosine,8-OHdG)浓度,采用多元线性回归模型分析孕期尿液中吡虫啉和6-氯烟酸水平与8-OHdG的关系。在实验研究部分选用7周龄雌性ICR小鼠48只,随机分为4组:对照组、6 mg/kg/d(低剂量)、12 mg/kg/d(中剂量)和24 mg/kg/d(高剂量组),连续灌胃染毒30天。通过阴道脱落细胞涂片观察小鼠动情周期。末次染毒24小时后处死所有实验动物。分离小鼠卵巢、子宫、脑、肝脏、肾脏、脾脏称重计算脏器系数。用酶联免疫法检测小鼠血清卵泡刺激素(follicle-stimulating hormone,FSH)、促黄体生成素(luteinizing hormone,LH)、孕酮(progesterone,P)和雌二醇(estradiol,E2)的浓度。制备卵巢和子宫组织HE染色病理切片,光镜下观察其形态学改变并运用TUNEL实验检测卵巢颗粒细胞凋亡情况探索吡虫啉生殖效应及机制。运用酶联免疫法检测小鼠血清8-OHdG水平,并采用体内ICR小鼠肝细胞微核实验、彗星实验及体外TK6细胞TK基因突变实验评价吡虫啉所致遗传损伤类型及其机制。结果:(1)孕妇尿液中吡虫啉检出率为98.3%,中位数浓度为0.07μg/L(肌酐校正前)、0.15μg/g(肌酐校正后);6-氯烟酸检出率为98.0%,中位数浓度为5.03μg/L(肌酐校正前)、9.58μg/g(肌酐校正后)。(2)母亲尿液6-氯烟酸浓度与经期(出血天数)、痛经发生风险存在显著的负相关。(3)母亲尿液吡虫啉暴露水平与8-OHdG浓度存在显著的正相关。(4)吡虫啉染毒的雌性ICR小鼠中、高剂量组卵巢病理切片中黄体细胞明显增大,高剂量组小鼠子宫病理切片可见组织疏散、水肿,TUNEL实验观察到低、中、高剂量组卵巢可见少量颗粒细胞凋亡。(5)TK基因突变实验中,当吡虫啉染毒浓度达0.1μg/mL时,TK基因突变频率与阴性对照组相比明显升高(P<0.05),并具有剂量依赖性。结论:(1)研究地区孕妇的新烟碱类杀虫剂吡虫啉暴露普遍。孕妇新烟碱类杀虫剂代谢物6-氯烟酸水平与经期长短及痛经有关,与孕产史及本次妊娠结局无显著关联。孕妇吡虫啉暴露与其氧化性遗传损伤有关。(2)吡虫啉染毒可致雌性小鼠卵巢、子宫组织损伤。(3)吡虫啉对TK6细胞具有一定的致突变性。