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评估药物在环境中对野生动物和生态系统的风险和影响

随着全球人口增长和老龄化加剧及 越来越密集的粮食生产,全球药品的消 耗量不断攀升,最近研究显示,生态系统 和生物组织中广泛存在药物残留,对环 境和生态系统产生了一定的影响。

“评估药物在环境中对野生动物和 生态系统的风险和影响”专题由Kathryn E. Arnold,A. Ross Brown,Gerald T. AnkleyJohn P. Sumpter整理编辑,发 表在Philosophical Transactions of the Royal Society B杂志2014年第369卷 第1656期(图1)。专题刊载了18篇文 章,介绍了环境药物浓度对脊椎野生动 物相关风险的最新研究进展。专题通过 整体性的全球视野来考察药物的环境暴 露情况,涵盖富裕和贫穷国家的陆地、淡 水和海洋生态系统。根据野外和实验室 数据,在野生动物药物暴露的种群和群 落水平上,探查了动物生理和行为改变 的证据及二者之间的相关性,同时研究 了药物残留对动物死亡和繁殖的影响。


图1 评估药物在环境中对野
生动物和生态系统的风险和
影响专题

专题中通过食物网呈现出药物的吸 收、代谢转移和间接作用。鉴于该领域 研究的逻辑和伦理复杂性,一些研究侧 重于用来区分最可能伤害野生动物的化 合物的技术,及预测非靶标物种中药物 生物利用度、代谢和毒性的建模方法。 本期特辑致力于帮助澄清有关环境药物 影响的不确定性,突出其中的机遇,并告 知读者正在进行的与之相关的科学和政 策辩论。
http://rstb.royalsocietypublishing.org/content/369/1656.toc

药物生产带来的污染:过去与未来

早在16世纪,Paracelsus认为,“ 剂 量导致毒性”。瑞典哥德堡大学的Larsson等认为,实际上,人类排泄到环境的 药物浓度是有限的,主要是因为药物只 以给定的剂量用于一小部分人群。相反 的,最近的研究已经确定,药品生产作为 直接源头,排放出高浓度的药物废弃物, 在某些情况下,大大超过毒性阈值。由 于生产集中在特定的区域,其产生的风 险便与药物的使用方式无关。同时,由 于排出的药物没有消耗,相比人体排泄 而言,药品制造业产生的相关环境风险 包括了不同且更广泛的药品。尽管制造 污染并不普遍,但药物排放引起耐药微 生物的发展仍会带来全球性的后果。在 问责制度、创新激励、法律缺口、替代措 施和成本控制等方面,生产和排泄的风 险管理也是不同的。作者回顾了药物生 产排放及暴露于这些排放的影响的相关 研究,对比了生产和排泄带来环境污染 的风险和管理,并突出了最近的一些举 措。

环境浓度下一种抗抑郁药对鸟的行为和生理产生的影响

约克大学的Arnold等在文章中指 出,许多野生动物的食物被污水处理厂 的废水和田间污泥所污染,但由此产生 的人类药物对陆地物种的暴露仍研究得 较少。研究者在可预测的野外暴露水平 下,在越冬的22周内对野外捕捉的八哥 (Sturnus vulgaris)给予常见的抗抑郁药 氟西汀(FLUOX)或对照实验。随后将鸟 从分组的鸟类饲养场转移至单独的鸟 笼,在2天内研究其对氟西汀的反应。敢 为性、探索性和活动水平没有表现出治 疗影响,对照组和氟西汀组隔离后粪便 中的皮质酮(CORT)代谢物水平倾向不 同。对照组在第1天排泄出更高CORT 浓度的鸟比排泄出更低CORT代谢物的 鸟,在第2天损失了更多的体重。在氟西 汀组中未发现CORT代谢产物和体重损 失的关联。当作者研究鸟从饲养场的转 移时,发现对照组的鸟在围绕日出和日 落的重要觅食期间寻觅食物托盘的频率 比氟西汀组更高,该行为适合于越冬鸟 类。虽然个体差异使对测得亚致死终点 的解释充满挑战,但作者的数据仍表明, 氟西汀在环境相关的浓度下可显著改变 动物的行为和生理。

利用已有数据确定人用和兽用药物对水生动物生态学影响的优先关注度

明尼苏达大学的LaLone等在文中 提到,医药创新已导致成千上万的人用 和兽用药品的发现和使用。药物不可避 免地进入环境,带来对非目标生物暴露 下产生意外影响的可能性。要在环境中 获取代表所有物种整个机体的慢性毒性 数据是不切实际的,因此有必要优先对 一些药品进行实证检验和实地监测。当 前优先级评估策略通常强调药物暴露的 可能性(即预测的/测得的环境浓度),而 仅在有限的程度上考虑药物对非目标生 物体的潜在影响。然而,药物开发过程 中产生出大量的哺乳动物药代动力学和 作用机制(MOA)数据,用来了解药物对 目标人群的靶点特异性和疗效。一项评 估人用和兽用药物风险的综合的优先级 评估策略,将利用可用的药代动力学和 毒代动力学数据评估对非目标生物体产 生不利影响的潜在可能性。文章中,作 者交叉利用了哺乳动物的吸收、分布、代 谢和排泄数据,分析水生动物中跨物种 分子靶点的一贯性,并在不良后果的形 成机制上对治疗MOA进行解读,以确定 毒性测试和环境监测中需要优先关注的 药物。

(编译  田恬)