人类暴露于现行使用农药（CUPs）现象普遍，儿童尤其易受其潜在不良健康影响。因此，评估儿童的暴露及相关风险至关重要。本研究中，作为ENVIRONAGE队列儿童（4-12岁）化学暴露组特征分析的一部分，研究人员对327份尿液样本中的6种CUPs母体化合物和9种代谢物进行了分析。在目标化合物中，3,5,6-三氯-2-吡啶醇（TCPY）、3-苯氧基苯甲酸（3-PBA）和反式-3-(2,2-二氯乙烯基)-2,2-二甲基环丙烷羧酸（trans-DCCA）在超过50%的样本中被检出，其中3-PBA显示出最高的中位水平（0.33 ng/mL，四分位距（IQR）0.18-0.61 ng/mL）。这些代谢物反映了对毒死蜱和拟除虫菊酯类农药的暴露，而其他生物标志物的检出频率较低。低检出频率可能部分反映了所选生物标志物的适用性有限，而非不存在暴露。TCPY浓度（中位数0.16 ng/mL，IQR 0.07-0.27 ng/mL）低于此前研究报告，这可能反映了欧盟对毒死蜱的禁用。研究人员通过人口统计学、生活方式和饮食习惯问卷来识别可能的暴露决定因素。风险评估采用最坏情况情景进行，通过计算估计每日摄入量（EDIs）、风险表征比率（RCRs）和危害指数（HI）来完成；该情景假设代谢物由最具毒性的母体化合物暴露形成。骑自行车时间与3-PBA和trans-DCCA水平呈正相关，而采样季节被确定为trans-DCCA的显著变量，秋季浓度最高。果汁摄入量与TCPY浓度呈正相关。单一化合物的所有风险表征比率均低于1，但对于两名儿童，拟除虫菊酯类农药联合暴露的HI超过了1。本研究表明比利时儿童暴露于毒死蜱和拟除虫菊酯类农药，在所假设条件下，大多数暴露水平在安全范围内。
农药是一大类化合物的总称，包括除草剂、杀虫剂和杀菌剂，用于控制杂草、害虫、真菌及其他可能危害农作物的有害生物，从而提高产量和产品质量。农药也可用于预防或控制宠物身上的跳蚤和蜱虫等虫害。因此，农药是应用最广泛的化学品类别之一。人类长期低剂量暴露于这些化合物，这体现在这些化合物在人类生物流体和环境基质中频繁被检出。尽管“农药”常被用作统称，但可区分为几个不同的类别。由于一些历史使用的农药具有高持久性，这些所谓的“遗留农药”，包括有机氯农药，已被禁用。这一禁用导致使用持久性较低的农药类别，即“现行使用农药”（CUPs），包括拟除虫菊酯类、有机磷类农药（OPs）、新烟碱类（NNIs）和三唑类，它们将是本工作的重点。
拟除虫菊酯类是目前欧盟（EU）使用的主要杀虫剂类别之一。其主要作用机制是使轴突钠通道去极化，从而导致重复的神经冲动。它们主要用于农作物上作为生物杀灭剂和杀虫剂，但也可用于家庭以及作为兽药对抗寄生虫。与其他CUPs相比，拟除虫菊酯类被认为对哺乳动物的急性毒性较低，因此被用作这些化合物类别的替代品。尽管它们被认为可能干扰儿童神经发育，但其在环境水平下的健康影响在很大程度上尚未被探索。虽然大多数拟除虫菊酯在欧盟仍被批准使用，但一些种类，包括联苯菊酯和氟氯氰菊酯的授权已被终止。
有机磷（OP）农药主要用作杀虫剂，通过抑制乙酰胆碱酯酶和乙酰胆碱酯酶活性，在目标物种的中枢神经系统层面发挥作用。暴露于此类农药与儿童神经发育紊乱有关。毒死蜱曾是欧盟使用最广泛的OP，但欧洲委员会于2020年2月基于其发育神经毒性和生殖毒性作用未更新其授权。其他OP类化合物包括马拉硫磷，其在欧盟仅被允许在温室中使用，以及二嗪磷，自2007年起在欧盟已被禁用。
新烟碱类（NNIs）占全球杀虫剂市场的25%，通过阻断昆虫中的烟碱型乙酰胆碱受体来控制害虫。NNIs是广谱杀虫剂，可用于控制猫狗身上的跳蚤，也可用于农业。在农作物上喷洒后，NNIs会迁移至所有植物组织，使其对食用植物任何部分的生物都具有毒性。尽管哺乳动物由于对该化合物的结合受体数量较少而被认为对NNIs的影响敏感性较低，但Keil等人发现儿童NNI暴露与自闭症谱系障碍之间存在关联。吡虫啉和噻虫胺因对蜜蜂、节肢动物、鸟类和小型哺乳动物造成不可接受的高风险，自2020年起在欧盟已被禁止使用，而啶虫脒仍在欧洲市场上被允许使用。
三唑类通过抑制细胞色素P51（一种对真菌固醇生产至关重要的酶）发挥作用。因此，它们在农业上被广泛用于治疗作物的真菌病害。然而，它们也可用于人类以治疗局部和全身性感染。虽然大多数三唑类，包括丙硫菌唑，在欧盟被授权使用，但并非所有属于该类别的化合物的不良健康影响都已完全了解，但体外实验已显示其具有发育和生殖毒性以及内分泌干扰特性。
人类对CUPs的暴露可能来自居住或职业接触，但一般人群的主要暴露途径是通过饮食，因为食物中存在农药残留。由于上述CUPs会迅速代谢为更具极性的代谢物并经尿液排出，因此使用尿液样本进行人类生物监测能够测量个体对多种CUPs混合暴露的情况。鉴于有证据表明暴露于某些CUPs与不良神经发育结果有关，儿童被视为易感人群。因此，本研究旨在利用尿液测量数据，建立比利时环境对早期衰老影响（ENVIRONAGE）出生队列中儿童（4-12岁，n = 327）对一部分CUPs的暴露情况。将尿液浓度与先前报道的具有相似目标人群的队列浓度进行比较，以评估地域差异和时间趋势。此外，利用包含人口统计学、生活方式和饮食数据的广泛问卷调查，研究了可能的暴露来源。最后，进行了风险评估，将估计每日摄入量（EDIs）与推导的无效应水平（DNELs）进行比较，以评估ENVIRONAGE队列中的儿童是否因暴露于CUPs而面临不良健康影响风险。
关于分析的CUPs的详细信息可在表S1中找到，所用化学品和材料的信息可在文本SI-1中找到。研究对象为ENVIRONAGE纵向出生队列（n = 2400，招募持续进行）中327名4-12岁儿童的点尿样本。根据每位参与者已填写的问卷以及不同基质（尿液、血液、粪便、胎盘）的可用性选择样本，以便进行数据分析。327份尿液样本来自155名男孩（47.7%）和170名女孩（52.3%）（表S4）。样本采集时的中位年龄为6.75岁（四分位距（IQR）：5.37-9.37），中位BMI-z评分为0.00（IQR：-0.60 – 0.70）。样本在四季均有收集，其中春季收集的样本最多（36.3%），其次是夏季（23.2%）、冬季（21.8%）和秋季（18.5%）。大多数儿童为欧洲种族（95.4%）。大多数母亲受教育程度较高。所采用的分析方法，包括使用多个质量控制（QC）样本以确保可靠性能，涵盖了对多种CUPs类别的检测，从而能够评估对一部分多种CUPs的暴露和风险。本研究补充了关于比利时儿童对CUPs暴露、可能的暴露决定因素及相关健康风险的相对稀缺的可用数据。此外，报告的浓度与先前在比利时、欧洲和其他地区报道的水平进行了比较。
当前研究记录了比利时儿童队列暴露于毒死蜱和拟除虫菊酯类农药的情况。当前研究中检测到的水平与早期研究中报道的尿液浓度相比偏低，这可能是由于欧盟对某些CUPs使用的限制。通过一份关于人口统计学、生活方式和食品消费的广泛问卷，识别了可能的暴露来源，但研究表明这些来源可能具有模糊性。所有单个化合物的RCRs均低于1，但对于两名儿童，拟除虫菊酯类农药联合暴露的HI超过了1。当前研究表明比利时儿童暴露于毒死蜱和拟除虫菊酯类农药，大多数暴露水平在所假设条件下处于安全范围内。
CRediT作者贡献声明：Celine Gys：写作 – 审阅与编辑，方法论，正式分析。Lynn Vanhaecke：写作 – 审阅与编辑，项目管理，资金获取，概念化。Elias Maris：写作 – 审阅与编辑，数据管理。Jeroen Raes：写作 – 审阅与编辑，项目管理，资金获取，概念化。Adam Cseresznye：写作 – 审阅与编辑。Arnau Vich Vila：写作 – 审阅与编辑。Liesa Engelen：写作 – 审阅与编辑，数据管理。Esmée M. Bijnens：写作 – 审阅与编辑。Charlotte Cosemans：写作 – 审阅与编辑。Sarah De Saeger：写作 – 审阅与编辑。Tim S. Nawrot：写作 – 审阅与编辑，项目管理，资金获取，概念化。Giulia Poma：写作 – 审阅与编辑，项目管理，资金获取，概念化。Adrian Covaci：写作 – 审阅与编辑，项目管理，资金获取，概念化。Roger Pero-Gascon：写作 – 审阅与编辑。Stijn Bosschaerts：写作 – 审阅与编辑。Michelle Plusquin：写作 – 审阅与编辑。Marthe De Boevre：写作 – 审阅与编辑，方法论。Fatima den Ouden：写作 – 原稿草稿，正式分析，可视化。Ellen De Paepe：写作 – 审阅与编辑。
利益冲突声明：☒ 作者声明不存在可能影响所报告工作的已知竞争性财务利益或个人关系。
致谢：我们感谢ENVIRONAGE队列的所有参与者，他们自愿参与、捐赠尿液并填写问卷。没有他们的参与，这项研究将无法进行。Fatima den Ouden、Adam Cseresznye、Liesa Engelen和Elias Maris感谢佛兰芒暴露组项目（01IB1320，FLEXiGUT项目）为其博士研究提供奖学金。Giulia Poma得到了安特卫普大学卓越暴露组中心的支持（BOF基金，Antigoon数据库编号41222）。
