灣區(qū)時訊 近日，中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態(tài)重點實驗室徐向榮團隊在河口食物網(wǎng)抗生素結(jié)合態(tài)代謝物的生物富集機制取得了最新研究進展。相關(guān)研究成果“New insight into the bioaccumulation and trophic transfer of free and conjugated antibiotics in an estuarine food web based on multimedia fate and model simulation”發(fā)表在Journal of Hazardous Materials上。碩士吳念念為論文第一作者，研究員徐向榮、副研究員劉珊為共同通訊作者。

抗生素作為一類抗菌性藥物廣泛用于治療人類和動物疾病，在畜牧業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中用于提高養(yǎng)殖動物的生長速度。由于進入人和動物體內(nèi)的抗生素不能被生物體完全吸收,大部分以原藥或代謝物的形式經(jīng)由尿液和糞便排出體外進入環(huán)境中，因此這類藥物在環(huán)境中頻繁檢出。研究表明環(huán)境濃度的抗生素不僅會嚴重影響水生生物的生理平衡、繁殖力、生長發(fā)育和腸道微生物功能，還會引發(fā)高水平抗生素耐藥性的傳播，最終通過食物鏈威脅人類健康。已有研究主要集中在自由態(tài)抗生素在食物網(wǎng)中的生物富集和傳遞規(guī)律。除了暴露環(huán)境、理化參數(shù)和食物來源外，生物轉(zhuǎn)化也是食物網(wǎng)中抗生素生物富集和傳遞的關(guān)鍵驅(qū)動因素?？股剡M入生物體后，可通過Ⅰ相和Ⅱ相代謝生成自由態(tài)或葡萄糖醛酸和硫酸鹽結(jié)合態(tài)的代謝物。需要指出的是，微生物可將抗生素結(jié)合態(tài)代謝物重新轉(zhuǎn)化為母體化合物，這表明結(jié)合態(tài)抗生素可能是環(huán)境抗生素的重要來源。因此，系統(tǒng)研究水生生物體中不同形態(tài)抗生素的生物富集特征和食物網(wǎng)傳遞規(guī)律，有助于我們更加準確評估抗生素帶來的健康和生態(tài)風險。

本研究首次運用酶解和非酶解提取方法，定量分析生物樣品中不同形態(tài)抗生素的組成和濃度，探討河口食物網(wǎng)中不同形態(tài)抗生素的生物富集特征和傳遞規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)抗生素在不同環(huán)境介質(zhì)和生物體中普遍存在。除磺胺類和四環(huán)素外，大部分抗生素在不同水層中的占比相當，而喹諾酮類在沉積物中占主導地位。抗生素的分子量和疏水性可以調(diào)控其在各種環(huán)境介質(zhì)中的分布。與非酶解樣品相比，生物樣品酶解后檢出的抗生素濃度和種類均有所增加。該結(jié)果表明生物體內(nèi)結(jié)合態(tài)抗生素不容忽視，僅定量分析自由態(tài)抗生素，將會嚴重低估抗生素在環(huán)境中的生態(tài)和健康風險。酶解后，更多數(shù)量的生物樣品表現(xiàn)出對抗生素的生物富集潛力。在珠江口食物網(wǎng)中，自由態(tài)的脫水紅霉素以及結(jié)合態(tài)的三甲氧芐啶和環(huán)丙沙星呈現(xiàn)生物稀釋現(xiàn)象，而自由態(tài)的三甲氧芐啶和結(jié)合態(tài)的氧氟沙星則呈現(xiàn)生物放大趨勢。本研究首次證實了結(jié)合態(tài)抗生素在河口食物網(wǎng)的傳遞規(guī)律，加深了人們對不同形態(tài)抗生素在河口食物網(wǎng)中的生物富集特征和傳遞規(guī)律的認識，可為準確評估抗生素的生態(tài)和健康風險提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和技術(shù)支持。

圖1 河口食物網(wǎng)環(huán)境中自由態(tài)和結(jié)合態(tài)抗生素的賦存特征

該研究得到了國家自然科學基金項目、國家重點研發(fā)計劃項目、廣州市科技計劃項目、廣東省科技規(guī)劃項目的資助。

相關(guān)論文信息：

Nian-Nian Wu, Shan Liu*, Ru Xu, Qian-Yi Huang, Yun-Feng Pan, Heng-Xiang Li, Lang Lin, Rui Hou, Yuan-Yue Cheng, Xiang-Rong Xu*, New insight into the bioaccumulation and trophic transfer of free and conjugated antibiotics in an estuarine food web based on multimedia fate and model simulation, Journal of Hazardous Materials,465,2023,133088.

文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.133088

通訊員/謝文燕 王沐眾 徐曉璐

責任編輯/劉秀