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Aquatic Risk Assessment and Management

有害结局路径和效应导向分析集成的毒性识别技术


效应导向分析(EDA)是当前对水体中有机污染物毒性识别的主要方法。在进行可疑性或非目标性筛查前,对环境样品混合物组分的半制备分离,及分离后组分生物活性或毒性的考虑,可降低筛查组分复杂性,提高化学定性准确性。但过去EDA所依赖的效应,多使用缺少机制关联的末端效应,或单一生物活性终点,前者使筛查目标精度降低,后者则得出召回较低的结果。

基于有害结局路径(AOP)的高通量筛查(HTS)方法已被广泛应用于单一化合物毒性基准的测试。由于该方法的机制关联性强、终点明确,且分子起始事件到末端效应覆盖范围广,发展到混合物体系中测试具有可行性。

因此,本研究集成了AOP和EDA技术,以AOP高通量测试组替代传统EDA中的单一毒性终点,使筛查目标从特定生物活性类物质替代为可引起某种AOP作用的物质。在毒性识别前,以来自不同器官细胞的组织特异性为依据,初步筛选出可能的AOP类型。之后,以该AOP中的关键事件为终点,组建成测试组,筛选AOP上所有事件均有活性的组分。

基于该技术,我们对广州城市河涌沉积物的生物可给性样品进行了筛查,发现了神经细胞的异常增殖的普遍检出,推测致毒物与神经性氧化应激相关,选择出了与之对应的AOP26。之后,以人神经母细胞瘤的细胞增殖、活性氧活性、线粒体膜渗透性和钙流组建HTS测试组,发现了经过正相液相色谱分离后的35个组分中,有1个组分可同时引起四个终点的活性,有3个组分可同时引起三个终点的活性。之后,对4个组分使用可疑性筛查和毒性确认,候选出10种污染物可引起测试组的生物活性,依据生物可给性环境浓度,估算出毒性当量和风险。通过对10种化合物毒性当量的归一化及主成分分析确认了5种主要致毒物(双酚A、氯氰菊酯、万山麝香、吐纳麝香和佳乐麝香)可解释超过68%的毒性通路效应,其中合成麝香3种化合物在历史文献中关注较少。

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