“永恒化学物质”无处不在。但只有少数经过评估可能的毒性影响。研究人员认为，有一种更快、更便宜的方法来确定哪些化学物质可能对我们的健康构成危险——使用 worms。
在杜克大学生物学家瑞安·博（Ryan Baugh）实验室的微型试管中，成千上万微小的扭动的蛔虫——每一种都比睫毛小——正在啃食它们的细菌汤晚餐。
这些蛔虫的汤饭中掺杂了一种隐形成分，即所谓的“永恒化学物质”，这些化学物质在美国的饮用水、食品和农田中都存在，甚至潜伏在我们的身体里。
杜克大学博士后研究员特斯·勒斯纳（Tess Leuthner）表示，这是一个化学安全性测试。蛔虫是 C. elegans，一种生活在花园和堆肥中的线虫，正在帮助像博和勒斯纳这样的研究人员揭示人造化学品在日常产品（从炊具到糖果包装纸）中对健康的影响。
这项工作围绕全氟和多氟烷基物质（PFAS）展开，PFAS是一类持久化合物，自1940年代以来因其抵抗油脂、水和热量的能力而被广泛应用于工业和消费品中。
几乎无处不在
PFAS几乎不可能避免。这些化学物质被用来防止食物粘在锅具上；使户外装备防水；保护内饰和纺织品不受污渍侵害，还有许多其他用途。它们存在于我们的外卖容器、雨具、地毯、油漆，甚至牙线和化妆品中。
这些物质被称为“永恒化学物质”，是因为它们的持久性。PFAS由连接在一起的碳和氟原子链组成。这是已知最强的化学键之一。
“正是这些强大的碳-氟键使PFAS如此耐用，但也使其完全不可降解，”勒斯纳说。
这就是为什么一旦它们被生产出来，就往往会永远存在。它们会累积，并基本上永远不会分解。
“任何已经存在于环境中的PFAS都将持续存在，”勒斯纳说。
这就是北卡罗来纳州的凯普菲尔河发生的事情，化学制造厂排放到水道中的化学物质让下游社区数十年来一直面临受污染的饮用水的困扰。
这也是发生在北卡罗来纳州布拉格堡的军人和居民及全国数百个其他军事基地身上的事情，消防泡沫中的PFAS已渗入地下水，污染了附近居民使用的私人水井。
如今，美国几乎所有人都在血液中存在PFAS。PFAS的使用如此广泛，以至于甚至在北极熊和开阔海洋的中心发现了它们。
这些化学物质存在超过14000种形式。虽然一些与健康问题相关，如癌症、低出生体重和肝损伤，但绝大多数从未经过测试。接触的潜在健康效应尚不清楚。
尽管一些PFAS在美国不再生产，但在旧的或进口的商品中仍然可以找到，并且新的替代化学物质继续取代它们。
我们该怎么办？杜克大学的研究人员表示，可能有一种方法来缩小知识差距——使用微小透明的蛔虫。
毒性不是一刀切
在最近的一项研究中，杜克大学的一个团队在勒斯纳、博和希瑟·斯塔普尔顿（Heather Stapleton）的领导下，将 C. elegans 蛔虫暴露于不同剂量的13种PFAS化学物质——一些是旧的，一些是新的——然后测量这些化学物质对它们生长的影响。
当他们比较PFAS处理的蛔虫与未接触的蛔虫时，他们发现他们测试的所有化学物质都抑制了蛔虫的生长。但是，研究人员发现某些PFAS在较低剂量下造成的伤害远大于其他一些。
最有毒的化学物质PFOSA，其毒性是最少毒性的化学物质PFBA的千倍。
更重要的是，并非每个蛔虫菌株的反应方式相同。某些菌株在某些化学物质的较低剂量下出现不良效果，表明它们的敏感性存在根植于基因中的差异。
“这是第一个证据，表明基因变异会增加对PFAS毒性的易感性，”勒斯纳说。
对于蛔虫的健康风险似乎是个微不足道的问题。
但许多引起疾病的基因在人体中都有对应的 C. elegans。此外，虽然人类和蛔虫看起来截然不同，但它们共享许多相同的代谢和发育途径，勒斯纳表示。
高通量测试
更重要的是，蛔虫的小尺寸和快速发育意味着研究人员可以在相对较短的时间内研究大量不同化学物质对它们的影响。
传统的动物毒性测试，如小鼠和兔子，完成所需时间超过一年；而类似的 C. elegans 实验则在不到一周的时间内完成。
这项工作是一个更大规模的国立卫生研究院资助的研究的一部分，目的是利用蛔虫遗传学更好地预测哪些化学暴露对人类健康的伤害可能性较大。
这个想法是找出基因变异，如果在人体中存在对应基因，可以帮助识别由于遗传构成而对某些环境污染物更敏感的人。
“这是非常关键的，因为人类在遗传上是多样的，”勒斯纳说。
作为下一步，研究人员正在努力确定导致他们发现的差异的基因。
这项工作可以帮助识别可能特别敏感的人或人群，或者帮助确定未经过测试的PFAS中最有潜在危害的物质，并标记它们以供未来研究。
“这确实可能加快测试和监管的速度，”勒斯纳说。
这项研究得到了美国国立卫生研究院（R01ES029930，P42 ES010356和F32-ES034954）以及杜克大学生物系的资助。
