水体中精神类药物的污染监测及其对鱼类的生态毒性效应

As the development of society and the progress of the human spirit civilization, psychiatric pharmaceuticals have been used more and more commonly in recent years. However, due to the inefficiency of conventional sewage treatment methods for treatment of pharmaceutical active ingredients, the distribution of low doses of these compounds in aqueous environmental media has been widely detected. Low doses of the active pharmaceutical ingredients can be applied to the targeted lesion cells and receptors of patients, and therefore, in a similar way, the presence of trace amounts of waterborne psychiatric pharmaceuticals may affect aquatic organisms. The project has been designed based on the current situation of China, regarding the large consumption and environmental release of psychiatric pharmaceuticals in some metropolitan area of china with huge population. We are planning to establish a rapid high-throughput analytical method, combining immunoassay and chemical analysis for screening and quantitative monitoring psychiatric pharmaceuticals in water, to clarify their distribution and pollution levels in the typical urban water system in China. Meanwhile, we will assess the toxic effects of waterborne psychiatric pharmaceuticals on fish, to find out the accumulation and metabolic characteristics of these compounds, as well as their generation-to-generation passage in fish. The impacts of waterborne psychiatric pharmaceuticals on fish behavior and neurological development will be particularly evaluated in the present project. The accomplishment of this project will significantly help to elucidate the pollution status, ecotoxicological effects and risks of psychiatric pharmaceuticals in the aquatic environment of China.

近年来，随着社会的发展以及人类精神文明的不断进步，人们对精神类药物的使用越来越普遍。由于常规污水处理方法对药物活性成分处理的低效性，使得该类化合物在水环境各介质中广泛存在。较低剂量的药物活性组分即可作用于靶向生物的病灶细胞和受体，因此，水环境中痕量存在的精神类药物污染物可能对水生生物的生存造成影响。本项目针对我国人口数量庞大，典型城市中精神类药物使用量大的现状，拟建立一种免疫检测和化学分析相结合的针对精神类药物的高通量快速分析方法，应用于水体以及水生生物样品中该类污染物的快速定性和定量监测，以阐明精神类药物在我国典型区域水系统中的污染水平和分布特征；同时，拟开展水体中精神类药物的污染暴露对典型水生生物鱼类的毒性效应研究，探明精神类药物在鱼体中的蓄积、代谢及其向子一代传递的特征规律，探讨其对鱼类行为、神经系统的毒性效应及其致毒机理等。该项研究对于阐明精神类药物的环境效应和风险具有重要的意义。

近年来，随着社会的发展以及人类精神文明的不断进步，精神类药物（如抗抑郁药、抗癫痫药和抗焦虑药等）的使用变得越来越普遍。精神类药物通过人体（或动物）的排泄、药物的不恰当处置等，使其通过污水的排放，不断进入水体环境，导致其在水体中普遍存在，成为一类新兴的水体有机污染物。目前，精神类药物在水体中的广泛污染已成为近年来全球关注的环境热点问题。本项目针对我国人口数量庞大，典型城市中精神类药物使用量大的现状，基于课题组前期已有大量相关研究成果，选择三种精神类药物（阿米替林、氟西汀和文拉法辛），开展水体中精神类药物的污染暴露对典型水生生物鱼类的毒性效应研究，旨在评估精神类药物对环境水体可能引发的健康风险和生态安全隐患。项目获得的主要研究结果如下：（1）亚致死浓度的文拉法辛及其代谢物去甲文拉法辛暴露可显著抑制斑马鱼幼鱼的生长，影响了幼鱼的行为，改变了幼鱼体内的生化指标；一些参数在接近环境相关浓度的低剂量的文拉法辛及去甲文拉法辛暴露下即受到显著影响，表明在低剂量条件下，鱼类胚胎或幼鱼的早期发育阶段对精神类药物的暴露十分敏感；（2）紫外光对阿米替林溶液的去除率明显高于自然光降解过程；但是经过紫外光短期照射后，阿米替林溶液暴露仍可诱导斑马鱼胚胎的孵化率受到显著性抑制，推测与药物降解中间产物的综合毒性相关；此外紫外光解阿米替林不同时间后的溶液暴露对斑马鱼幼鱼的心率、抗氧化还原系统酶活性以及以及神经发育相关酶活性和基因的表达水平，与未降解组相比都具有显著性差异，表明精神类药物的降解中间产物所产生的潜在环境风险也是不容忽视的；（3）环境相关浓度氟西汀暴露可诱导红鲤鱼原代肝脏细胞脂质代谢异常，干扰脂质代谢相关基因的表达，对鱼肝细胞具有显著的毒性效应。本项目的研究数据可为预测精神类药物对于非靶向水生生物的环境效应和生态风险提供充足的证据，具有重要的科学意义