クロルメクワットは植物成長調整剤北米では穀物作物へのクロルメコートの使用が増加している。毒性研究では、クロルメコートへの曝露は、規制当局が定めた許容一日摂取量以下の量でも、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る。本稿では、米国人から採取した尿サンプル中のクロルメコートの存在を報告する。2017年、2018～2022年、2023年に採取したサンプルにおける検出率はそれぞれ69%、74%、90%であった。2017年から2022年まではサンプル中のクロルメコート濃度は低かったが、2023年以降はサンプル中のクロルメコート濃度が著しく増加した。また、クロルメコートはオート麦製品でより頻繁に検出されたことも確認した。これらの結果とクロルメコートの毒性データは、現在の曝露レベルに対する懸念を提起し、クロルメコートへの曝露が人間の健康に及ぼす影響を評価するために、より広範な毒性試験、食品監視、および疫学研究が必要であることを示している。
この研究は、米国人および米国の食品供給において、発生毒性および生殖毒性を有する農薬であるクロルメコートが初めて検出されたことを報告するものです。2017年から2022年までの尿サンプルでは同程度の濃度が検出されましたが、2023年のサンプルでは有意に高い濃度が検出されました。この研究は、米国における食品およびヒトサンプル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疫学研究の必要性を強調しています。クロルメコートは、動物実験において低用量で有害な健康影響が記録されている新興汚染物質です。
クロルメクワットは、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。現在、米国では観賞植物への使用のみが許可されていますが、2018年の米国環境保護庁（EPA）の決定により、クロルメクワットで処理された食品（主に穀物）の輸入が許可されました[1]。EU、英国、カナダでは、クロルメクワットは主に小麦、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。クロルメクワットは茎の高さを低くすることができ、それによって作物がねじれて収穫が困難になる可能性を低減します。英国とEUでは、長期モニタリング調査で記録されているように、クロルメクワットは一般的に穀物や穀物で最も多く検出される残留農薬です[2、3]。
クロルメクワットはヨーロッパや北米の一部地域で農作物への使用が承認されているものの、過去の研究や最近発表された動物実験に基づくと、毒性を示すことが分かっている。クロルメクワットへの曝露が生殖毒性や生殖能力に及ぼす影響は、1980年代初頭にデンマークの養豚農家がクロルメクワット処理した穀物で飼育した豚の生殖能力の低下を観察したことで初めて明らかになった。これらの観察結果は後に豚やマウスを用いた管理された実験室実験で検証され、クロルメクワット処理した穀物を与えられた雌豚は、クロルメクワットを含まない飼料を与えられた対照動物と比較して、発情周期や交尾に異常が見られた。さらに、発育中に食物や飲料水を通してクロルメクワットに曝露された雄マウスは、体外で精子を受精させる能力が低下した。クロルメコートの最近の生殖毒性試験では、妊娠期や幼少期などの発達の感受性の高い時期にラットをクロルメコートに曝露すると、思春期の遅延、精子運動性の低下、雄の生殖器重量の減少、およびテストステロン値の低下が認められました。発達毒性試験では、妊娠中にクロルメコートに曝露すると胎児の発育異常や代謝異常を引き起こす可能性も示唆されています。他の研究では、雌マウスと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、その後の研究では、発達期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、試験用量や測定方法の違い、モデル生物の選択、実験動物の性別の違いによるものと考えられます。したがって、さらなる調査が必要です。
近年の毒性学的研究では、クロルメコートが発達、生殖、内分泌系に影響を与えることが示されているものの、これらの毒性影響が生じるメカニズムは不明である。いくつかの研究では、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、内分泌かく乱化学物質の明確なメカニズムを介して作用するわけではなく、アロマターゼ活性も変化させない可能性が示唆されている。また、クロルメコートは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があるという証拠もある。
クロルメコートはヨーロッパの一般的な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。クロルメコートは体内での半減期が短く、約2～3時間です。ヒトボランティアを対象とした研究では、ほとんどの実験用量は24時間以内に体内から消失しました。英国とスウェーデンの一般集団サンプルでは、クロルメコートは研究参加者のほぼ100%の尿から検出され、クロルピリホス、ピレスロイド、チアベンダゾール、マンコゼブ代謝物などの他の農薬よりも有意に高い頻度と濃度でした。豚の研究では、クロルメコートは血清中にも存在し、乳汁に移行する可能性があ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は研究されていません。ただし、血清や乳汁中に存在することは、この化学物質による生殖障害と関連している可能性があります。妊娠中や乳児への曝露には重要な影響があります。
2018 年 4 月、米国環境保護庁は、輸入オーツ麦、小麦、大麦、および特定の動物性製品に含まれるクロルメクワットの許容食品耐性レベルを発表し、クロルメクワットが米国の食品供給に輸入されることを許可しました。許容されるオーツ麦の含有量は、その後 2020 年に増加されました。これらの決定が米国の成人人口におけるクロルメクワットの発生と蔓延に与える影響を明らかにするため、このパイロット研究では、2017 年から 2023 年にかけて米国の 3 つの地理的地域の人々の尿中のクロルメクワットの量を測定し、さらに 2022 年に米国で購入されたオーツ麦および小麦製品のクロルメクワット含有量を測定しました。
2017年から2023年の間に3つの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濃度を測定しました。21の尿サンプルは、サウスカロライナ医科大学（MUSC、チャールストン、サウスカロライナ州、米国）の2017年の治験審査委員会（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収集されました。サンプルは4℃で最大4時間保存され、その後分注され、-80℃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（メリーランドハイツ、ミズーリ州、米国）から購入され、2017年10月から2022年9月にかけて収集された単一のサンプルを表し、ボランティア（男性13名、女性12名）から収集されました。）は、ミズーリ州メリーランドハイツのコレクションに貸し出されました。サンプルは、収集後すぐに-20℃で保存されました。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）から採取された尿サンプル50検体をBioIVT, LLC（米国ニューヨーク州ウェストベリー）から購入した。サンプルは全検体採取まで4℃で保管し、その後分注して-20℃で凍結保存した。供給会社はヒト検体の処理に必要なIRB承認と検体採取に関する同意を得ている。検査対象となったサンプルには個人情報は一切含まれていない。すべてのサンプルは凍結状態で分析のために送付された。詳細なサンプル情報は補足情報表S1を参照のこと。
ヒト尿サンプル中のクロルメコートの定量は、Lindh らによって発表された方法に従って、HSE 研究室 (英国バクストン) で LC-MS/MS により決定されました。2011 年に若干変更されています。簡単に説明すると、サンプルは、ろ過されていない尿 200 μl と内部標準を含む 0.01 M 酢酸アンモニウム 1.8 ml を混合して調製しました。次に、サンプルを HCX-Q カラムを使用して抽出し、最初にメタノールで、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、メタノール中の 1% ギ酸で溶出しました。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、0.1% ギ酸:メタノール 80:20 からなる等濃度移動相を使用して、流速 0.2 ml/min で分離しました。質量分析法によって選択された反応遷移は、Lindhら（2011）によって記述された。検出限界は、他の研究で報告されているように0.1 μg/Lであった。
尿中クロルメコート濃度はμmolクロルメコート/molクレアチニンとして表され、以前の研究で報告されているようにμgクロルメコート/gクレアチニンに変換されます（1.08を乗じます）。
Anresco Laboratories, LLCは、クロルメクワットについて、オート麦（従来栽培25サンプル、有機栽培8サンプル）と小麦（従来栽培9サンプル）の食品サンプルを検査した（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[19]に従って修正を加えて分析された。2022年のオート麦サンプルと2023年のすべての小麦およびオート麦サンプルのLOD/LOQは、それぞれ10/100 ppbと3/40 ppbに設定された。詳細なサンプル情報は、補足情報表S2に記載されている。
尿中クロルメコート濃度は、採取場所と採取年ごとにグループ分けしたが、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年のサンプルとグループ分けした。クロルメコートの検出限界以下のサンプルは、検出率を2の平方根で割った値として扱った。データは正規分布に従わなかったため、グループ間のメジアンの比較にはノンパラメトリックなクラスカル・ウォリス検定とダンの多重比較検定を用いた。すべての計算はGraphPad Prism（マサチューセッツ州ボストン）で行った。
クロルメコートは、96 の尿サンプルのうち 77 個で検出され、これは全尿サンプルの 80% に相当します。2017 年および 2018 ～ 2022 年と比較すると、2023 年のサンプルでは検出頻度が高く、それぞれ 23 サンプル中 16 個 (69%) および 23 サンプル中 17 個 (74%)、50 サンプル中 45 個 (90%) でした。 ) が検査されました (表 1)。2023 年より前は、2 つの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 年のサンプルで検出されたクロルメコート濃度は、それ以前の年のサンプルよりも有意に高くなりました (図 1A、B)。 2017年、2018～2022年、および2023年のサンプルにおける検出可能な濃度範囲は、それぞれクレアチニン1グラムあたりクロルメコート0.22～5.4マイクログラム、0.11～4.3マイクログラム、および0.27～52.8マイクログラムでした。2017年、2018～2022年、および2023年の全サンプルのメジアン値は、それぞれ0.46、0.30、および1.4です。これらのデータは、クロルメコートの体内半減期が短いことを考慮すると、曝露が継続する可能性があり、2017年から2022年の間は曝露レベルが低く、2023年には曝露レベルが高くなることを示唆しています。
各尿サンプルのクロルメコート濃度は、平均値の上に棒グラフ、±標準誤差を表すエラーバーが付いた単一の点として表示されます。尿中クロルメコート濃度は、線形スケールと対数スケールで、クレアチニン1グラムあたりのクロルメコートのマイクログラム数で表されます。統計的有意性の検定には、ダンの多重比較検定を用いたノンパラメトリックなクラスカル・ウォリス分散分析が使用されました。
2022年と2023年に米国で購入した食品サンプルでは、25種類の伝統的なオート麦製品のうち2種類を除くすべてでクロルメクアットが検出され、濃度は検出限界以下から291μg/kgの範囲で、オート麦にクロルメクアットが含まれていることが示されました。ベジタリアンの割合は高いです。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で類似していました。8種類の有機オート麦製品のうち、クロルメクアットが検出されたサンプルは1つだけで、その含有量は17μg/kgでした。また、検査した9種類の小麦製品のうち2種類では、クロルメクアットの濃度が低く、それぞれ3.5μg/kgと12.6μg/kgであることが観察されました。
これは、米国に居住する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年にかけて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0.86マイクログラムのクロルメコートであり、時間の経過とともに減少しているようで、平均最高値は2009年の2.77であった。英国では、バイオモニタリングにより、2011年から2012年の間に平均クロルメコート濃度がクレアチニン1グラムあたり15.1マイクログラムとかなり高いことが判明したが、これらのサンプルは農業地域に住む人々から採取されたものである。曝露に違いはなかった。散布事故[15]。 2017年から2022年までの米国サンプルの調査では、ヨーロッパでの過去の調査と比較して中央値が低いことがわかりました。一方、2023年のサンプルでは、中央値はスウェーデンのサンプルと同程度でしたが、英国のサンプルよりは低いことがわかりました。
地域や時点によるこれらの曝露の違いは、クロルメクワットの農業慣行や規制状況の違いを反映している可能性があり、それが最終的に食品中のクロルメクワット濃度に影響を与えます。たとえば、尿サンプル中のクロルメクワット濃度は、前年と比較して2023年に著しく高くなりましたが、これはクロルメクワットに関連するEPAの規制措置（2018年のクロルメクワット食品制限を含む）に関連する変更を反映している可能性があります。近い将来の米国の食料供給。2020年までにオート麦の消費基準を引き上げます。これらの措置により、たとえばカナダからクロルメクワットで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年の尿サンプルで検出されたクロルメクワット濃度の上昇との間のタイムラグは、クロルメクワットを使用する農業慣行の採用の遅れ、米国企業による貿易協定の交渉の遅れ、個人など、多くの状況によって説明できます。古い製品の在庫が枯渇したこと、および／またはオート麦製品の賞味期限が長くなったことが原因で、オート麦の購入に遅延が生じています。
米国の尿サンプルで観察された濃度がクロルメクワットへ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クワットを測定しました。オート麦製品には小麦製品よりもクロルメクワットが含まれていることが多く、異なるオート麦製品中のクロルメクワットの量は平均104 ppbで、これは米国とカナダからの供給による可能性があり、クロルメクワットで処理されたオート麦から作られた製品間での使用または不使用の違いを反映している可能性があります。対照的に、英国の食品サンプルでは、クロルメクワットはパンなどの小麦ベースの製品に多く含まれており、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%でクロルメクワットが検出されました。平均濃度は60 ppb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%から検出され、平均濃度は1650ppbで、米国のサンプルの15倍以上であった。これは英国のサンプルで観察された尿中濃度の高さの原因となっている可能性がある。
バイオモニタリングの結果、クロルメクワットへの曝露は2018年以前に発生したことが示されていますが、クロルメクワットに対する食事性耐性は確立されていません。米国ではクロルメクワットは食品中で規制されておらず、米国で販売されている食品中のクロルメクワット濃度に関する過去のデータはありませんが、クロルメクワットの半減期が短いことを考慮すると、この曝露は食事によるものである可能性が高いと考えられます。さらに、小麦製品や卵粉に含まれるコリン前駆体は、食品加工や製造で使用されるような高温で自然にクロルメクワットを生成し、その結果、クロルメクワット濃度は5～40 ng/gの範囲になります。食品検査の結果、有機オート麦製品を含む一部のサンプルでは、天然に存在するクロルメクワットの研究で報告されているレベルと同様のクロルメクワットが含まれていましたが、他の多くのサンプルでは、より高いレベルのクロルメクワットが含まれていました。したがって、2023年までの尿中に検出された濃度は、食品加工および製造過程で生成されたクロルメコートへの食事による曝露が原因である可能性が高い。2023年に検出された濃度は、自然発生したクロルメコートおよび農業でクロルメコート処理された輸入品への食事による曝露が原因である可能性が高い。サンプル間のクロルメコート曝露量の違いは、地理的な位置、異なる食習慣、または温室や苗床でクロルメコートが使用される際の職業的曝露による可能性もある。
本研究は、低曝露者におけるクロルメコートの潜在的な食事源を十分に評価するためには、より大きなサンプルサイズと、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、およびバイオモニタリングサンプルを含む今後の研究は、米国人口におけるクロルメコート曝露の共通要因を解明するのに役立つでしょう。
今後数年間で米国における尿や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まだ確定していません。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、環境保護庁は現在、国内の非有機作物における農業利用を検討しています。このような国内利用が、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高くな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クロルメコートの現在の尿中濃度は、個々のサンプル提供者が米国環境保護庁が公表している参照用量（RfD）（0.05 mg/kg体重/日）を下回るレベルのクロルメコートに曝露されたことを示しており、許容範囲内である。1日摂取量は、欧州食品安全機関が公表している摂取量（ADI）（0.04 mg/kg体重/日）よりも数桁低い。しかし、クロルメコートの公表されている毒性研究では、これらの安全閾値の再評価が必要になる可能性があることが示唆されていることに留意する。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。別の毒性試験では、妊娠中に無毒性量（NOAEL）5 mg/kg（米国環境保護庁の参照用量を計算するために使用）に相当する用量に曝露すると、胎児の成長と代謝の変化、および新生児マウスの体組成の変化が生じた。さらに、規制閾値は、生殖系に影響を与える可能性のある化学物質の混合物の有害作用を考慮しておらず、これら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的な効果を示し、生殖健康に潜在的な問題を引き起こすことがわかっている。現在の曝露レベルに関連する結果、特にヨーロッパと米国の一般集団でより高い曝露レベルにある人々に対する懸念。
この米国における新たな化学物質曝露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存在し、また米国で約100人から採取された検出された尿サンプルの大部分にも存在することが示されており、クロルメコートへの継続的な曝露が示唆されています。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。動物実験におけるクロルメコート曝露に関連する毒性学的懸念、およびヨーロッパ諸国（そしておそらく現在米国でも）における一般集団のクロルメコートへの広範な曝露、疫学研究および動物実験を考慮すると、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。特に妊娠中は、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6月4日
