综述：探索半永久化妆颜料的化学复杂性及毒理学行为：系统综述

《JOURNAL OF APPLIED TOXICOLOGY》：Exploring the Chemical Complexity and Toxicological Behaviour of Semi-permanent Make-Up Pigments: A Systematic Review

这篇综述深入探讨了半永久化妆（SPMU）颜料的化学组成、毒代动力学与毒性机制。颜料常含二氧化钛（TiO2）纳米颗粒、铬、镉、汞等无机着色剂与重金属，其理化性质（如粒径、溶解度）深刻影响生物活性与迁移。机制涉及活性氧（ROS）生成、DNA损伤、炎症反应及全身分布。研究揭示了广泛的法规不合规现象，尤其在铬等金属限值方面。文章强调了协调国际监管、强制进行纳米毒理学评估的紧迫性，并突出了人体学家在引导安全实践中的关键作用。

　　

化学特性与生物相互作用

半永久化妆（SPMU）颜料并非惰性着色剂，而是金属、氧化物和有机化合物的复杂混合物。一旦沉积在皮肤中，这些物质的化学和物理性质决定了它们如何与生物系统相互作用。颜料粒径和形貌等微观结构特征对其毒理学行为有重要影响，如图所示。例如，纳米级二氧化钛（TiO₂）颗粒因其高表面积与体积比，在紫外线照射下表现出增强的表面反应性和ROS生成能力。相比之下，较大的棒状氧化铁颜料则更容易聚集并在真皮层滞留。

二氧化钛纳米颗粒在真皮层的影响

二氧化钛（TiO₂）因其高亮度、化学稳定性和紫外线散射特性常用于化妆品。然而，其工程纳米级形式比本体形式具有更高的反应性。主要担忧在于纳米TiO₂在紫外线存在下光催化产生活性氧（ROS）的能力，这可能导致脂质过氧化、蛋白质修饰和DNA损伤。尽管研究表明完整人皮肤可限制其渗透，但长期暴露仍可能引发生物蓄积和氧化应激诱导的炎症反应。

铬氧化物：稳定性、致敏性与遗传毒性风险

铬氧化物用于获得稳定的绿色色调。其毒理学特征因氧化态而异：三价铬（Cr (III)）毒性较低，是必需的微量元素；而六价铬（Cr (VI)）则是已知的致癌物和皮肤致敏剂。Cr (VI)化合物易于穿透细胞膜，在细胞内被还原产生活性中间体和ROS，导致DNA损伤、染色体畸变和氧化应激。铬化合物即使在低浓度下也能诱发皮肤致敏，表现为过敏性接触性皮炎，并可能进展为全身毒性。

镉基颜料：生物蓄积与系统毒性

镉基颜料，如硫化镉和硫硒化镉，用于产生鲜艳的黄、橙、红色。镉是一种非必需的有毒元素，具有高生物蓄积潜力和低生物消除率。进入人体后，镉主要蓄积在肾脏和肝脏，可存留数十年。在细胞水平，镉通过破坏线粒体功能、影响抗氧化防御并诱导持续产生活性氧（ROS）发挥作用，导致氧化应激、抑制DNA修复和染色体不稳定性。

汞污染、酶抑制与多器官毒性

化妆品颜料中的汞污染，无论是来自杂质还是非法添加，由于其高毒性和生物蓄积性，仍然是重大的公共卫生问题。无机汞化合物被吸收后，会与酶和结构蛋白中的巯基（-SH）强力结合，破坏酶活性、蛋白质折叠和细胞代谢，导致氧化应激、炎症信号传导和广泛的细胞功能障碍。汞主要蓄积在肾脏（引起肾毒性）和神经系统（可能导致神经认知损伤）。尽管有《关于汞的水俣公约》等国际协议，但执行不一仍带来挑战。

示意图展示了化妆品中常用化合物的化学结构，包括无机颜料成分和有毒金属污染物。

颜料类型与毒性指示

白色颜料主要由二氧化钛（TiO₂）代表，用于提亮或调节颜色强度。绿色颜料归因于氧化铬，因其稳定性和暗色调。黄色颜料历史上表明含有镉，用于产生暖色调。橙色或红色颜料历史上可能使用汞。图例通过危险符号强调了汞、镉和铬在SPMU产品中的毒性问题。

从皮肤到系统的毒代动力学

SPMU颜料的毒代动力学行为不限于真皮层内植入部位。一旦沉积在真皮，颜料颗粒可被驻留免疫细胞（如巨噬细胞）摄取，随后通过淋巴途径或血流运输至局部淋巴结，甚至远处器官。吸收和迁移过程受溶解度、粒径等理化性质控制。可溶性高的颜料易于系统吸收，而难溶性颜料则倾向于局部滞留。粒径是关键因素，纳米颜料（如TiO₂）由于尺寸小、表面积大，比常规颜料更易迁移。重金属颜料如镉、铬、汞具有独特的毒代动力学特性，它们倾向于与蛋白质或其他分子结合，促进体内运输，并在远离植入部位的器官（如肾脏、肝脏、神经系统）中蓄积。

示意图阐明了颜料从真皮到局部淋巴结和系统器官的迁移途径，突出了纳米颗粒与较大颜料颗粒在传输行为上的差异。

毒性机制

SPMU颜料的毒理效应可归因于多种生化和生物学机制。主要机制是氧化应激，尤其是纳米颗粒颜料如二氧化钛。在紫外线或可见光照射下，TiO₂纳米颗粒可产生活性氧（ROS），导致脂质过氧化、细胞膜损伤和DNA链断裂。镉颜料的遗传毒性水平很高，它可通过影响线粒体并导致氧化应激来损害DNA修复并诱导染色体损伤。汞颜料的毒性则归因于其与酶和结构蛋白中巯基（-SH）的高亲和力，从而损害细胞代谢并导致广泛的细胞功能障碍。氧化应激、遗传毒性和酶抑制是相互关联的通路，可导致慢性炎症和免疫致敏。

监管挑战与差距

尽管监管机构认识到化妆品颜料的潜在危害，但其处理方法差异很大。美国食品药品监督管理局（FDA）在《联邦食品、药品和化妆品法案》下监督化妆品安全，但除色素添加剂（煤焦油类染发剂除外）外，并不要求这些产品和成分进行上市前测试和批准。这种方法将安全责任放在了制造商身上。欧盟的《化学品注册、评估、授权和限制法规》（REACH）要求公司注册化学品并提供安全数据，但执行情况参差不齐，颜料配方的复杂性也可能阻碍有效监督。《关于汞的水俣公约》专门针对汞，禁止新的开采并限制在消费品中使用。然而，其有效性取决于各国的实施和执行，这可能不一致。

健康结果、毒理学效应与系统影响

与SPMU颜料相关的健康风险是多方面的，包括局部、系统和长期毒理学问题。近期系统综述将这些风险界定为四个主要关注领域：急性效应（通常与炎症性皮肤反应、感染和刺激有关）、慢性效应（如皮肤微生物组破坏和致癌潜力）、过敏和免疫学超敏反应（由含致敏金属如铬的颜料诱发），以及系统毒性和器官特异性风险（颜料及其代谢物能够穿透真皮层，定位于淋巴结和其他器官）。越来越多的证据表明，颜料及其代谢物能够穿透真皮层，定位在淋巴结和其他器官。这对各种健康危害有重要影响，可能包括神经学效应、肾脏和全身毒性以及致癌潜力。

证据缺口与风险评估

尽管记录了这些危害，但缺乏关于定量发病率、剂量反应和确立因果关系所需的临床试验数据，而这些是风险评估所必需的。目前尚无流行病学研究或临床剂量反应测量数据可用，这限制了对人群水平的风险估计。研究结果强调了由于受管制金属的反复检测而存在的显著危害可能性，但定量暴露数据的缺乏阻碍了明确的风险分类。这表明迫切需要采取监管行动和制定更安全的配方策略。

示意图概述了不同颜料在SPMU过程中可能引起不良健康效应的生物学通路，区分了主要颜料组，并指出了这些材料可能引发健康效应的不同途径。

结论

本综述旨在阐明半永久化妆（SPMU）颜料的化学复杂性和毒理学特征，包括重金属、铬、镉、汞与活体组织的相互作用，以及纳米二氧化钛的作用。其真皮持久性、淋巴扩散潜力以及诱导氧化应激、遗传毒性和系统毒性的能力强调，半永久化妆颜料不能被视为简单的化妆品着色剂。相反，它们代表了艺术工艺与生物干预的结合。

包括FDA、欧盟REACH以及《关于汞的水俣公约》在内的国际监管控制提供了一定程度的保护，但在面对配方的复杂性、多变的制造实践以及广泛的不合规现象（如铬含量频繁超标以及制造商未能遵守其他重金属的限制）时，这些措施往往不足。为了提高半永久化妆颜料的安全性，迫切需要上市前纳米毒理学研究、国际上商定的重金属含量限值，以及颜料化学成分披露的透明度。