基于暴露途径和构效关系研究典型兽类抗生素药物对生物的急、慢性毒性机理

The drugs found in the environment, such as antibiotics, are the most widely used anti-infective drugs. They are commonly used in the veterinary clinic, livestock, poultry and aquatic products. These drugs have attracted worldwide attention because they will eventually enter the environment and cause the environmental problems. It is well known that biological toxic effect of environmental drugs is related with the exposure routes. However, the relationships between the toxic effect and the exposure routes have not been systematically investigated and reported in the literature. In this project, acute and chronic toxicity of some veterinary drugs to fish, rats and photobacterium will be determined at different exposure routes. The relationship between exposure routes and toxicity of veterinary drugs to rats and fish will be investigated. The interspecies correlation among the rats, fish and photobacterium will be explored as well. By comparing the effective concentrations of veterinary drugs to different species at different exposure routes, we will investigate the relationship between toxic effect and exposure routes, and the factors that influencing exposure routes. At the same time, the critical body residues, bioconcentration ratio and gastrointestinal absorption ratio of veterinary drugs will be determined in fish and rats. The relationship between acute and chronic toxicity of drugs to mammals and aquatic organisms and structures will be investigated by the comparison of the critical body residues of the drugs to different species at different exposure routes. The purpose of the project is to reveal the acute and chronic toxic mechanisms of the veterinary drugs to the organisms. The results will provide a theoretical basis for the safety assessment of the veterinary drugs in environment.

环境中的药物如兽药抗生素是目前兽医临床、家畜、家禽和水产品饲养中使用最广泛的抗感染药物，这些药物最终进入环境，引发的环境问题已经引起广泛的关注。药物对生物的暴露途径与毒理学效应有关已为人们所共知，但系统地比较暴露途径与毒理学效应关系的研究未见报道。本课题通过测定不同暴露途径下部分兽类抗生素药物对鱼、鼠和发光菌的急、慢性毒性，研究兽类药物对鱼、鼠的毒性与暴露途径的关系，探讨发光菌、鱼、鼠物种间毒性的相关性，通过比较不同暴露途径下对哺乳动物和水生生物毒理效应，探索暴露途径与毒性效应的相互关系及影响因素，建立暴露途径与毒性效应相关方程。并以此研究为基础，通过测定在鱼和鼠生物体内的临界浓度、生物富集比率和胃肠吸收率，比较不同暴露途径下药物在不同生物体内的临界浓度值，系统分析药物对哺乳动物、水生生物的急、慢性毒性与结构的关系，揭示兽类药物对生物的急、慢性毒性机理，为兽类药物安全评价提供理论依据。

环境中的药物如兽药抗生素药物进入环境，引发的环境问题已经引起广泛的关注，但系统地比较暴露途径与毒理学效应关系的研究未见报道。本课题通过测定不同暴露途径下部分兽类抗生素药物对鱼、鼠、绿藻和发光菌的急、慢性毒性，研究药物对鱼、鼠的毒性与暴露途径的关系，探讨发光菌、绿藻、鱼、鼠物种间毒性的相关性，比较了不同暴露途径下对哺乳动物和水生生物毒理效应，探索了暴露途径与毒性效应的相互关系及影响因素，比较了不同暴露途径下药物在不同生物体内的临界浓度值，系统分析了药物对哺乳动物、水生生物的急、慢性毒性与结构的关系，揭示了兽类药物对生物毒性机理，为兽类药物安全评价提供了理论依据。. 本课题取得如下研究成果：1、研究了有机污染物的生物富集因子(BCF)与辛醇/水分配系数的关系，发现亲水性化合物与疏水性化合物在水相暴露具有不同的生物富集机理，用非线性的Gaussian方程能很好的描述BCF与辛醇/水分配系数的关系。2、研究了抗生素等有机污染物对大小鼠经口、静脉、腹腔、肌肉注射暴露途径间的毒性关系，发现不同暴露途径下抗生素类机物具有不同的吸附动力学，导致对大鼠具有不同的毒性效应，许多化合物对大鼠和鱼具有相同毒性作用机理。3、研究了抗生素有机物对绿藻的毒性数据与疏水性的相关性及毒性作用机理，发现对非极性麻醉型化合物暴露时间和毒性终点对绿藻的毒性影响较小，而对于极性麻醉型化合物对绿藻的毒性和物种和暴露时间有关，存在一定的差别。4、研究了物种的敏感度和生物富集对毒性机理判别的影响,发现有机化合物剩余毒性不仅仅是由于毒性机理不同，还与化合物的敏感性和生物富集因子有关。5、研究了pH值对可离子化有机污染物剩余毒性的影响，发现可离子化有机污染物的生物富集被过高的估算，导致抗生素等可离子化有机污染物的毒性效应低于基线毒性。6、通多对发光菌的急慢性毒性研究，发现基线化合物、弱惰性毒性化合物对生物的急慢性毒性具有相同毒性机理，而反应性化合物则具有较大的差异。