クロルメコートは植物成長調整剤であり、北米では穀物作物への使用が増加しています。毒性研究では、規制当局が定めた1日許容摂取量を下回る量でも、クロルメコートへの曝露は生殖能力を低下させ、胎児の発育に害を及ぼす可能性があることが示されています。本稿では、米国民から採取した尿検体にクロルメコートが含まれていたことを報告します。2017年、2018～2022年、2023年に採取された検体での検出率はそれぞれ69%、74%、90%でした。2017年から2022年にかけては、検体中に低濃度のクロルメコートが検出されましたが、2023年からは検体中のクロルメコート濃度が大幅に増加しました。また、オート麦製品ではクロルメコートがより多く検出されていることにも気付きました。これらの結果とクロルメコートの毒性データは、現在の暴露レベルに対する懸念を引き起こし、クロルメコートへの暴露が人間の健康に与える影響を評価するために、より広範な毒性試験、食品監視、疫学研究を求めています。
本研究では、発達毒性および生殖毒性を有する農薬クロルメコートが、米国の住民および食品供給において初めて検出されたことを報告しています。2017年から2022年にかけて尿検体では同程度の濃度が検出されましたが、2023年の検体では有意に高い濃度が認められました。本研究は、米国における食品およびヒト検体中のクロルメコートのより広範なモニタリング、ならびに毒性学および毒性学の調査の必要性を浮き彫りにしています。クロルメコートは新興汚染物質であり、動物実験において低用量で健康への悪影響が報告されているため、疫学研究が不可欠です。
クロルメコートは、1962年に米国で植物成長調整剤として初めて登録された農薬です。米国では現在、観賞用植物への使用のみが許可されていますが、2018年に米国環境保護庁（EPA）の決定により、クロルメコートで処理された食品（主に穀物）の輸入が許可されました。EU、英国、カナダでは、クロルメコートは主に小麦、オート麦、大麦などの食用作物への使用が承認されています。クロルメコートは茎の高さを低くすることができるため、作物がねじれて収穫が困難になる可能性が低くなります。英国とEUでは、長期モニタリング研究で文書化されているように、クロルメコートは一般に穀類と穀物で最も多く検出される残留農薬です。
クロルメコートはヨーロッパや北米の一部の地域で農作物への使用が承認されているが、過去および最近発表された動物実験に基づくと毒性特性を示す。クロルメコートへの曝露が生殖毒性および受精能に与える影響は、クロルメコート処理した穀物を食べて育った豚の生殖能力が低下したことを観察したデンマークの養豚農家によって、1980年代初頭に初めて記述された。これらの観察結果は後に豚とマウスを対象とした管理された実験室実験で調べられ、クロルメコート処理した穀物を与えられた雌豚は、クロルメコートを含まない飼料を与えられた対照動物と比較して、発情周期および交配の障害を示した。さらに、発育中に食物または飲料水を介してクロルメコートに曝露された雄マウスは、体外受精能力の低下を示した。クロルメコートの最近の生殖毒性研究では、妊娠や幼少期を含む発達の感受性期にラットをクロルメコートに曝露させたところ、思春期遅延、精子運動性の低下、男性生殖器重量の減少、およびテストステロン値の低下がみられたことが示されています。発達毒性研究ではまた、妊娠中のクロルメコートへの曝露が胎児発育および代謝異常を引き起こす可能性があることも示されています。他の研究では、雌マウスおよび雄ブタの生殖機能に対するクロルメコートの影響は認められず、その後の研究でも、発達中および出生後にクロルメコートに曝露された雄マウスの生殖能力に対するクロルメコートの影響は認められていません。毒性学文献におけるクロルメコートに関する曖昧なデータは、試験用量や測定値の違い、モデル生物の選択、実験動物の性別などに起因する可能性があります。したがって、さらなる調査が必要です。
近年の毒性研究では、クロルメコートが発達、生殖、および内分泌に影響を及ぼすことが実証されていますが、これらの毒性影響の発生メカニズムは不明です。一部の研究では、クロルメコートは、エストロゲン受容体やアンドロゲン受容体などの内分泌攪乱化学物質の明確なメカニズムを介して作用するものではなく、アロマターゼ活性を変化させない可能性が示唆されています。また、クロルメコートがステロイド生合成を変化させ、小胞体ストレスを引き起こすことで副作用を引き起こす可能性を示唆する証拠もあります。
クロルメコートは一般的なヨーロッパの食品に広く含まれていますが、クロルメコートへのヒトの曝露を評価するバイオモニタリング研究の数は比較的少ないです。クロルメコートの体内での半減期は約2～3時間と短く、ボランティアを対象とした研究では、実験用量の大部分が24時間以内に体内から排出されました[14]。英国とスウェーデンの一般住民のサンプルでは、研究参加者のほぼ100％の尿からクロルメコートが検出され、その頻度と濃度はクロルピリホス、ピレスロイド、チアベンダゾール、マンコゼブの代謝物など、他の農薬よりも有意に高かった。豚の研究では、クロルメコートは血清でも検出され、乳に移行することが示されていますが、これらのマトリックスはヒトや他の実験動物モデルで研究されていません。ただし、血清と乳には生殖への害に関連するクロルメコートの痕跡量が存在する可能性があります。妊娠中および乳児における曝露には重要な影響がある。
2018年4月、米国環境保護庁（EPA）は、輸入オート麦、小麦、大麦、および特定の動物性食品に含まれるクロルメコートの許容食品レベルを発表し、クロルメコートの米国における食品供給への輸入を許可しました。その後、オート麦の許容含有量は2020年に引き上げられました。これらの決定が米国成人人口におけるクロルメコートの発生と蔓延に及ぼす影響を明らかにするため、本パイロットスタディでは、2017年から2023年、そして2022年に、米国の3つの地理的地域の人々の尿中のクロルメコート量を測定しました。また、2023年に米国で購入されたオート麦および小麦製品のクロルメコート含有量も測定しました。
2017年から2023年の間に3つの地理的地域で収集されたサンプルを使用して、米国居住者の尿中クロルメコートのレベルを測定しました。サウスカロライナ医科大学（MUSC、米国サウスカロライナ州チャールストン）の2017年機関審査委員会（IRB）承認プロトコルに従って、出産時に同意した匿名化された妊婦から21の尿サンプルが収集されました。サンプルは4°Cで最大4時間保管され、その後小分けされて-80°Cで凍結されました。25の成人尿サンプルは、2022年11月にLee Biosolutions、Inc（米国ミズーリ州メリーランドハイツ）から購入され、2017年10月から2022年9月までに収集された単一のサンプルであり、ボランティア（男性13名、女性12名）から収集されました。 ）がミズーリ州メリーランドハイツのコレクションに貸与されました。サンプルは収集後すぐに-20°Cで保管されました。さらに、2023年6月にフロリダ州のボランティア（男性25名、女性25名）から採取された尿検体50検体は、BioIVT, LLC（米国ニューヨーク州ウェストベリー）から購入しました。検体は全検体が採取されるまで4℃で保管され、その後小分けされて-20℃で凍結されました。供給会社は、ヒト検体を処理するために必要なIRB（治験審査委員会）の承認と、検体採取の同意を取得しました。検査対象となったいずれの検体にも個人情報は提供されていませんでした。すべての検体は分析のために凍結状態で送付されました。詳細な検体情報は、補足情報表S1に記載されています。
ヒト尿サンプル中のクロルメコートの定量は、Lindh et al. が発表した方法（2011年に若干改変）に従い、HSE Research Laboratory（英国バクストン）でLC-MS/MSにより測定した。簡単に説明すると、サンプルは、ろ過していない尿200 μlと内部標準を含む0.01 M酢酸アンモニウム1.8 mlを混合して調製した。次に、サンプルをHCX-Qカラムで抽出し、最初にメタノール、次に0.01 M酢酸アンモニウムでコンディショニングし、0.01 M酢酸アンモニウムで洗浄し、メタノール中1%ギ酸で溶出した。次に、サンプルをC18 LCカラム（Synergi 4 µ Hydro-RP 150 × 2 mm、Phenomenex、英国）にロードし、流量0.2 ml/分の0.1%ギ酸：メタノール80：20からなるアイソクラティック移動相を使用して分離した。質量分析によって選択された反応遷移は、Lindh et al. 2011 によって説明されました。検出限界は、他の研究で報告されているように 0.1 μg/L でした。
尿中クロルメクワット濃度は、μmol クロルメクワット/モル クレアチニンとして表され、以前の研究で報告されたように、μg クロルメクワット/g クレアチニンに変換されます（1.08 を掛けます）。
Anresco Laboratories, LLCは、オート麦（従来型25種、有機8種）および小麦（従来型9種）の食品サンプルをクロルメコートについて検査しました（米国カリフォルニア州サンフランシスコ）。サンプルは、公表されている方法に準じて改変を加えて分析しました。2022年のオート麦サンプルのLOD/LOQは10/100ppb、2023年の小麦およびオート麦サンプルのLOD/LOQは3/40ppbに設定されました。サンプルに関する詳細は、補足情報表S2をご覧ください。
尿中クロルメクワット濃度は、地理的位置と採取年ごとにグループ分けされました。ただし、2017年にミズーリ州メリーランドハイツで採取された2つのサンプルは、サウスカロライナ州チャールストンで採取された他の2017年サンプルとグループ分けされました。クロルメクワットの検出限界を下回るサンプルは、検出率を2の平方根で割った値として扱われました。データは正規分布していなかったため、グループ間の中央値の比較には、ノンパラメトリックなKruskal-Wallis検定とDunnの多重比較検定が使用されました。すべての計算はGraphPad Prism（マサチューセッツ州ボストン）で実施されました。
クロルメコートは96検体中77検体で検出され、全尿検体の80%に相当しました。2017年と2018～2022年と比較すると、2023年の検体はより頻繁に検出され、それぞれ23検体中16検体（69%）、23検体中17検体（74%）、50検体中45検体（90%）で検出されました。2023年以前は、両グループで検出されたクロルメコート濃度は同等でしたが、2023年の検体で検出されたクロルメコート濃度は、前年の検体よりも大幅に高くなりました（図1A、B）。 2017年、2018～2022年、2023年のサンプルにおける検出濃度範囲は、それぞれクレアチニン1グラムあたり0.22～5.4マイクログラム、0.11～4.3マイクログラム、0.27～52.8マイクログラムでした。2017年、2018～2022年、2023年の全サンプルの中央値は、それぞれ0.46マイクログラム、0.30マイクログラム、1.4マイクログラムでした。これらのデータは、体内でのクロルメコートの半減期が短いことを考えると、2017年から2022年にかけて曝露レベルは低下し、2023年には曝露レベルが上昇する可能性があることを示唆しています。
各尿サンプルのクロルメクワット濃度は、平均値の上にバー、±標準誤差を表すエラーバーとともに、単一の点として示されています。尿中クロルメクワット濃度は、クレアチニン1グラムあたりのクロルメクワット濃度（mcg）で、線形スケール（A）と対数スケール（B）で表されています。統計的有意性検定には、ノンパラメトリックなKruskal-Wallis分散分析とDunnの多重比較検定が用いられました。
2022年と2023年に米国で購入された食品サンプルでは、伝統的なオート麦製品25種類のうち、2種類を除く全てにクロルメクワットが検出されました。濃度は検出限界以下から291μg/kgまでの範囲で、オート麦にクロルメクワットが含まれていることを示しています。菜食主義の普及率は高いです。2022年と2023年に収集されたサンプルの平均濃度は、それぞれ90μg/kgと114μg/kgとほぼ同じでした。8種類のオーガニックオート麦製品のうち、1種類のサンプルのみに17μg/kgのクロルメクワットが検出されました。また、検査した9種類の小麦製品のうち2種類では、それぞれ3.5μg/kgと12.6μg/kgと、より低い濃度のクロルメクワットが検出されました（表2）。
これは、米国に住む成人および英国とスウェーデン以外の集団における尿中クロルメコートの測定に関する最初の報告である。スウェーデンの1,000人以上の青少年を対象とした農薬バイオモニタリングの傾向では、2000年から2017年までクロルメコートの検出率が100％であった。2017年の平均濃度はクレアチニン1グラムあたりクロルメコート0.86マイクログラムで、時間の経過とともに減少しているようで、最高平均レベルは2009年の2.77であった[16]。英国では、バイオモニタリングにより、2011年と2012年の間にクレアチニン1グラムあたりクロルメコート15.1マイクログラムというはるかに高い平均クロルメコート濃度が検出されたが、これらのサンプルは農業地域に住む人々から収集された。暴露に違いはなかった。散布事件[15]。 2017年から2022年までの米国のサンプルの調査では、ヨーロッパでの以前の調査と比較して中央値が低いことがわかりましたが、2023年のサンプルの中央値はスウェーデンのサンプルと同等でしたが、英国のサンプルよりは低かったです（表1）。
地域や時期による曝露量の差は、農業慣行やクロルメクワットの規制状況の違いを反映している可能性があり、最終的には食品中のクロルメクワット濃度に影響を与える可能性があります。例えば、2023年の尿検体中のクロルメクワット濃度は前年と比較して大幅に高くなっており、これはEPAによるクロルメクワットに関する規制措置（2018年のクロルメクワットの食品摂取制限を含む）の変更を反映している可能性があります。近い将来、米国の食料供給は減少するでしょう。2020年までにオート麦の消費基準が引き上げられるでしょう。これらの措置により、例えばカナダからクロルメクワット処理された農産物の輸入と販売が可能になります。 EPAの規制変更と2023年に尿サンプルで検出されたクロルメクワットの濃度上昇との間の遅れは、クロルメクワットを使用する農業慣行の導入の遅れ、米国企業による貿易協定締結の遅れ、古い製品在庫の枯渇やオート麦製品の賞味期限の延長によるオート麦購入の遅れなど、いくつかの状況によって説明できます。
米国の尿サンプルで観察された濃度がクロルメコートの潜在的な食事性曝露を反映しているかどうかを判断するために、2022年と2023年に米国で購入したオート麦と小麦製品中のクロルメコートを測定した。オート麦製品には小麦製品よりもクロルメコートが多く含まれており、さまざまなオート麦製品中のクロルメコートの量は平均104ppbと異なり、これはおそらく米国とカナダからの供給によるもので、使用の有無の違いを反映している可能性がある。クロルメコートで処理したオート麦から生産された製品間で差がある。対照的に、英国の食品サンプルでは、パンなどの小麦ベースの製品にクロルメコートが多く含まれており、2022年7月から9月の間に英国で収集されたサンプルの90％でクロルメコートが検出されました。平均濃度は60ppbです。同様に、クロルメコートは英国のオート麦サンプルの82％で平均濃度1650ppbで検出されました。これは米国のサンプルの15倍以上であり、英国のサンプルで観察された尿中濃度が高かったことを説明できるかもしれません。
我々のバイオモニタリングの結果は、クロルメコートへの曝露は2018年以前にもあったことを示していますが、クロルメコートの食事耐性は確立されていません。米国ではクロルメコートの食品への含有が規制されておらず、米国で販売されている食品中のクロルメコートの濃度に関する過去のデータもありませんが、クロルメコートの半減期が短いことを考えると、この曝露は食事によるものであると考えられます。さらに、小麦製品や卵粉に含まれるコリン前駆物質は、食品加工・製造工程で使用されるような高温下で自然にクロルメコートを形成し、クロルメコートの濃度は5～40 ng/gの範囲となります。我々の食品検査結果によると、オーガニックオート麦製品を含む一部のサンプルには、自然発生的なクロルメコートの研究で報告されたものと同程度のクロルメコートが含まれていましたが、他の多くのサンプルにはより高濃度のクロルメコートが含まれていました。したがって、2023年まで尿中で観察された濃度は、食品の加工・製造過程で生成されたクロルメコートへの食事性曝露によるものと考えられます。2023年に観察された濃度は、農業において自然発生的に生成されたクロルメコートおよびクロルメコート処理された輸入製品への食事性曝露によるものと考えられます。サンプル間のクロルメコート曝露量の差は、地理的な位置、食生活のパターンの違い、あるいは温室や苗床での使用に伴うクロルメコートへの職業的曝露によるものと考えられます。
本研究は、低濃度曝露者におけるクロルメコートの潜在的な食事由来源を完全に評価するには、より大規模なサンプル数と、クロルメコート処理食品のより多様なサンプルが必要であることを示唆しています。過去の尿および食品サンプルの分析、食事および職業に関する質問票、米国における従来型食品および有機食品中のクロルメコートの継続的なモニタリング、そしてバイオモニタリングサンプルを含む今後の研究は、米国民におけるクロルメコート曝露の共通要因の解明に役立つでしょう。
今後数年間、米国における尿および食品サンプル中のクロルメコート濃度が上昇する可能性は未だ不明です。米国では現在、クロルメコートは輸入オート麦および小麦製品にのみ使用が許可されていますが、環境保護庁（EPA）は現在、国内の非有機栽培作物への使用を検討しています。国内外で広く行われているクロルメコートの農業慣行と併せて、このような国内での使用が承認された場合、オート麦、小麦、その他の穀物製品中のクロルメコート濃度は上昇し続け、クロルメコートへの曝露レベルが上昇する可能性があります。米国総人口。
本研究および他の研究における現在の尿中クロルメクワット濃度は、個々のサンプル提供者が米国環境保護庁公表の参照用量（RfD）（0.05 mg/kg 体重/日）を下回るレベルのクロルメクワットに曝露されたことを示し、したがって許容範囲内である。この1日摂取量は、欧州食品安全機関（ADI）公表の摂取量（0.04 mg/kg 体重/日）よりも数桁低い。しかし、クロルメクワットの公表済みの毒性学研究では、これらの安全閾値の再評価が必要である可能性が示唆されていることに注意する必要がある。例えば、現在のRfDおよびADI（それぞれ0.024および0.0023 mg/kg 体重/日）を下回る用量に曝露されたマウスおよびブタは、生殖能力の低下を示した。別の毒性学研究では、妊娠中に無毒性量（NOAEL）5mg/kg（米国環境保護庁の参照用量の計算に使用）に相当する用量に曝露したところ、胎児の成長と代謝に変化が見られ、体組成にも変化が見られました。新生児マウス。さらに、規制の閾値では、生殖系に影響を及ぼす可能性のある化学物質の混合物の有害作用が考慮されていません。これらの化学物質の混合物は、個々の化学物質への曝露よりも低い用量で相加的または相乗効果を示し、潜在的な健康問題を引き起こすことが示されています。特に欧州と米国の一般集団でより高い曝露レベルにさらされている人々に対する、現在の曝露レベルに関連する結果についての懸念があります。
米国における新たな化学物質への曝露に関するこのパイロット研究では、クロルメコートが米国の食品、主にオート麦製品に含まれていること、および米国の約100人から採取された尿サンプルの大部分に含まれており、クロルメコートへの継続的な曝露を示しています。さらに、これらのデータの傾向は、曝露レベルが増加しており、今後も増加し続ける可能性があることを示唆しています。動物実験でのクロルメコート曝露に関連する毒性学的懸念、および欧州諸国（そしておそらく米国）での一般集団のクロルメコートへの広範な曝露、さらに疫学的研究および動物研究を考慮すると、食品およびヒトにおけるクロルメコートのモニタリングが緊急に必要です。特に妊娠中において、環境的に重要な曝露レベルでのこの農薬の潜在的な健康被害を理解することが重要です。
投稿日時: 2024年5月29日