综述:化学混合物暴露及其对致敏性和诱发反应的影响:一项系统综述

【字体: 时间:2025年12月17日 来源:Contact Dermatitis 4.6

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  协同效应与阈值降低:本文系统综述了13项研究(4临床、6动物、3体外),发现混合接触过敏原和刺激物可显著增强致敏和激发反应,阈值降低1.8-10倍,且协同效应常见(如镍+硫柳酯钠、香精混合物)。当前法规多单独评估成分,难以反映现实混合暴露风险,需开发新型风险评估工具并纳入混合物效应。

  
本文是对13项研究(包括临床、动物及体外实验)的系统综述,揭示了多过敏原与刺激性物质共暴露对皮肤致敏及诱发反应的影响机制,提出了现行风险评估框架的局限性及改进方向。研究整合了皮肤免疫应答的复杂生物学过程,强调混合暴露可能通过协同或加性效应显著增强过敏风险。

### 一、研究背景与核心发现
皮肤过敏(ACD)已成为全球性健康问题,其发生率与日常接触的化学混合物暴露密切相关。传统风险评估多基于单一化学物质测试,但现实环境中人们普遍接触多种化学物质混合物。本文系统分析13项研究(临床4项、动物6项、体外3项),发现混合暴露对致敏和诱发反应存在显著影响:当过敏原与刺激性物质(如SLS)或多种过敏原共同存在时,致敏阈值可降低至单种物质阈值的1/6至1/10,且反应强度可增强3-10倍。动物实验显示,镍作为佐剂可显著增强钴的致敏效果,而钴对镍则无类似作用,提示不同化学物质在免疫激活中的差异化作用。

### 二、混合效应的生物学机制
#### 1. 先天免疫系统的激活
刺激性物质(如SLS、PMA)通过破坏皮肤屏障、释放损伤相关分子模式(DAMPs)及活性氧(ROS)增强先天免疫应答。体外实验表明,0.25% SLS与镍共暴露时,可诱导皮肤角质形成细胞产生IL-1α和TNF-α等促炎因子,其表达量较单一暴露增加5-10倍。这种炎症微环境为抗原呈递细胞(如树突状细胞)激活T细胞创造了条件。

#### 2. T细胞介导的适应性免疫应答
动物模型显示,混合暴露可显著增强适应性免疫反应。例如,当3种香料过敏原(异丁基肉桂醛、羟基香叶醇、香豆素)联合暴露时,小鼠耳部肿胀程度较单一暴露增强2-5倍,且淋巴结中CD4+和CD8+ T细胞增殖量增加。这种协同效应可能源于记忆T细胞(TRM)的扩增,当皮肤局部存在多组记忆T细胞时,二次暴露更易引发剧烈炎症反应。

#### 3. 分子通路交互作用
Nrf2-Keap1-ARE通路在混合效应中起关键作用。体外研究显示,当弱致敏物EDGMA与刺激性物质SLS共暴露时,Nrf2通路激活程度较单一物质暴露提升3倍,导致ARE调控基因(如GCLC、HMOX1)表达显著增强。这种分子层面的协同效应可解释为何低剂量混合物(如1% SLS与0.1%镍)即可触发致敏反应,而单一物质需达0.5%以上。

### 三、临床与动物实验的关键证据
#### 1. 临床研究
- **镍过敏者联合暴露**:Agner等(2002)发现,镍过敏患者接触镍+SLS的混合物时,皮肤评分较单一镍暴露提高3-4倍,且皮肤水分流失(TEWL)增加2倍。这种协同效应源于SLS破坏皮肤屏障后,镍更易穿透角质层激活朗格汉斯细胞。
- **香料过敏原组合**:Johansen等(1998)对36名香料过敏者研究发现,双香料混合物(如肉桂醛+丁香酚)的诱发反应强度较单一物质高3-4倍,提示多过敏原共暴露可能突破个体免疫耐受阈值。

#### 2. 动物模型
- **小鼠耳肿胀实验**:Krasteva等(1996)在DNFB(弱致敏物)与 oxazolone(强致敏物)联合暴露中,发现当两物质单独致敏阈值分别为0.1%和2%时,混合暴露(各0.05%)即可诱发耳肿胀,显示1:1比例下的协同效应。
- **金属协同作用**:Bonefeld等(2015)发现镍与钴共暴露时,钴致敏反应强度较单一暴露增强2倍,且镍暴露组淋巴结中CD8+ T细胞计数较单独钴暴露组高3倍,提示镍可能通过佐剂效应激活巨噬细胞分化为促炎型细胞因子(如IL-12、IL-17)。

### 四、混合效应的剂量-反应关系
研究显示混合物的风险提升具有剂量依赖性特征:
- **加性效应**:当两种过敏原(如PPD与MDGN)的致敏阈值分别为0.5%和5%时,混合暴露需达0.25%和1%才产生同等反应,提示纯加性模型可能低估风险。
- **协同效应**:在6项研究中,混合物风险增强超过简单加和,如SLS与镍组合时,致敏阈值降低至单一物质的1/6,且耳肿胀度增加4倍。
- **阈值下效应**:体外实验证实,当三种弱致敏物(EDGMA、肉桂醛、异落叶松醇)单独致敏阈值均>1000 ppm时,混合暴露(总浓度300 ppm)即可在3D人表皮模型中诱发致敏信号。

### 五、现有风险评估框架的局限性
1. **单一物质评估偏差**:现行OECD 429测试仅评估单一物质,无法反映混合物中各成分的协同作用。例如,镍在SLS存在下致敏阈值降低10倍,但标准测试不会考虑这种组合。
2. **新方法学(NAMs)的挑战**:尽管qRA、QSAR等模型在单体风险评估中取得进展,但混合物评估仍缺乏标准化方法。目前MAF(混合评估因子)多用于非免疫毒性评估,其适用性在皮肤过敏领域尚未验证。
3. **免疫记忆的长期影响**:现有研究多关注急性暴露,但记忆T细胞(如TRM细胞)在慢性低剂量暴露中的累积效应尚未阐明。临床数据显示,混合暴露史患者后续接触单一过敏原的反应强度增加30-50%。

### 六、未来研究方向与建议
1. **复杂混合物研究**:需开发能模拟真实产品(如化妆品、个人护理品)的测试方法,研究超过3种成分的混合物效应。
2. **免疫记忆机制解析**:建议利用单细胞测序技术追踪混合暴露下TRM细胞的亚群变化及分化特征。
3. **新方法学验证**:应建立NAMs混合物评估标准,重点验证:
- 分子权重校正(如将浓度百分比转化为摩尔浓度)
- 多组分协同指数计算(如考虑成分间电子转移能力)
- 炎症因子网络分析(如IL-1β与IL-17的级联效应)
4. **人群分层研究**:针对特应性体质人群,需评估其皮肤屏障功能(如TEWL值)与混合物敏感性(如DPRA阈值)的关联性。

### 七、对法规与产品开发的启示
1. **风险阈值重构**:建议将现行单物质安全限值(如镍≤0.01%)调整为混合物暴露的等效风险值(如镍+SLS组合限值≤0.0017%)。
2. **测试方法改进**:
- 引入多成分测试模块(如将OECD 429扩展至最多5种成分组合)
- 开发混合物特异性生物标志物(如皮损中TRM细胞占比)
3. **产品配方优化**:
- 控制表面活性剂(如SLS)浓度在0.1%以下
- 避免同时含有EDGMA(弱致敏物)与高刺激性成分(如香精)
- 建立混合物安全指数(MSI),考虑各成分的致敏性、刺激性及协同性

### 八、结论
混合暴露通过多维度免疫机制显著提升皮肤过敏风险,现行法规框架难以准确评估这种复杂暴露情景。建议:
1. 在REACH法规中增设混合物专项评估条款
2. 开发基于多组学(转录组、代谢组、单细胞测序)的混合物风险预测模型
3. 建立动态风险评估数据库,纳入实际产品中的典型混合配比

该研究为理解现实环境中的皮肤过敏风险提供了重要理论依据,但后续需开展大规模队列研究(如纳入10万+消费者样本)以验证混合物效应的普遍性,并建立基于免疫网络理论的动态风险评估体系。
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