基于兩種指示生物的部分藥物及其混合物時(shí)間毒性研究.pdf

1、藥物大量應(yīng)用于人類醫(yī)療以及水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，且其大部分以原形或是代謝物隨糞尿排出，成為新型污染物。進(jìn)入環(huán)境中藥物不僅對(duì)水生生物的生存產(chǎn)生威脅，甚至誘導(dǎo)微生物產(chǎn)生耐藥性基因。因此，藥物的環(huán)境污染逐漸受到學(xué)術(shù)界和公眾的廣泛關(guān)注。已有研究表明，部分藥物如抗生素對(duì)水生生物具有很強(qiáng)的毒性，且不同的抗生素具有不同的時(shí)間毒性變化規(guī)律。然而，目前有關(guān)藥物的生態(tài)毒理學(xué)效應(yīng)還沒(méi)有完全展開(kāi)，因此，開(kāi)展藥物的生態(tài)毒理學(xué)效應(yīng)尤其時(shí)間毒性方面的研究，對(duì)全面地評(píng)價(jià)其生態(tài)風(fēng)

2、險(xiǎn)有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文以青?；【?Vibrio-qinghaiensis sp.-Q67，簡(jiǎn)稱Q67)與蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa，簡(jiǎn)稱CP)為指示生物，采用96孔微板作為實(shí)驗(yàn)載體，以4種氨基糖苷類抗生素(雙氫鏈霉素、硫酸鏈霉素、硫酸新霉素和硫酸安普霉素)、1種廣譜抗生素(氯霉素)、5種貝塔類抗生素(青霉素G鉀、哌拉西林鈉、舒巴坦鈉、羧芐青霉素鈉和氯唑西林鈉)、5種磺胺類抗生素(磺胺二甲嘧啶、

3、磺胺甲惡唑、磺胺吡啶、磺胺嘧啶和磺胺氯噠嗪)和5種難溶性藥物(卡馬西平、奧卡西平、土霉素、諾氟沙星和恩諾沙星)為目標(biāo)混合物，應(yīng)用直接均分射線法(Equ-Ray)和均勻設(shè)計(jì)射線法(UD-Ray)分別設(shè)計(jì)二元混合物和五元混合物，其中每組二元混合物包括5條具有不同濃度比的混合物射線，而五元混合物包括7條不同濃度比的混合物射線。采用t-MTA系統(tǒng)測(cè)定了設(shè)計(jì)混合物的毒性，通過(guò)非線性最小二乘法擬合數(shù)據(jù)，應(yīng)用CA模型分析毒性相互作用，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一

4、步采用擬合指數(shù)歸零法等分析相互作用的定量表征，所獲得結(jié)果如下：
　?。?）4種氨基糖苷類抗生素和1種廣譜抗生素及其混合物與CP之間均呈現(xiàn)出時(shí)間依賴毒性，硫酸安普霉素(APR)、硫酸鏈霉素(STS)、雙氫鏈霉素(DIS)和硫酸新霉素(NEO)四種物質(zhì)的毒性隨時(shí)間變化規(guī)律基本相似；而氯霉素(CHL)這種物質(zhì)雖然也表現(xiàn)出時(shí)間毒性，但其毒性主要集中在高濃度區(qū)間，中低濃度區(qū)間基本沒(méi)有表現(xiàn)毒性；同時(shí)以半數(shù)效應(yīng)濃度的負(fù)對(duì)數(shù)(pEC50)為指標(biāo)比

5、較單個(gè)物質(zhì)的毒性大小。在10組混合體系中除STS-CHL和DIS-CHL外的其余的8組混合物的40條混合物射線在整個(gè)CRC范圍內(nèi)，預(yù)測(cè)CRC都落在實(shí)驗(yàn)CRC的95％置信區(qū)間之內(nèi)，是經(jīng)典的濃度加和作用。隨著CHL濃度比增大，DIS-CHL混合體系由R1和R2的濃度加和作用逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)镽3、R4和R5的協(xié)同作用；而STS-CHL混合體系則呈現(xiàn)出從R1至R5拮抗作用強(qiáng)度逐漸減弱，直至R5接近加和作用的變化規(guī)律。
　?。?）在5種難溶性藥物

6、及其混合物對(duì)Q67毒性作用中，恩諾沙星(ENR)、諾氟沙星(NOR)、卡馬西平（CMP）和奧卡西平(OCP)四種均物質(zhì)表現(xiàn)出時(shí)間依賴毒性，其中前兩種在最后兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)毒性興奮效應(yīng)，表現(xiàn)為毒物興奮效應(yīng)（hormesis），其他時(shí)間點(diǎn)為S型，而后兩種則所有時(shí)間點(diǎn)全為S型效應(yīng)；土霉素(TER)這種物質(zhì)表現(xiàn)出急性毒性，并且隨著時(shí)間推移，毒性作用減弱；同時(shí)以半數(shù)效應(yīng)濃度的負(fù)對(duì)數(shù)(pEC50)為指標(biāo)比較五種藥物在12h的毒性大小。對(duì)于二元混合體系而言

7、，其中ENR或NOR與OCP和CMP兩種物質(zhì)的混合均呈現(xiàn)出同單個(gè)ENR或者NOR相似的規(guī)律，采用LSSVM模型可以很好地?cái)M合毒物興奮效應(yīng)毒性；且毒性興奮效應(yīng)出現(xiàn)與否，取決于ENR或者NOR的含量大小。同樣選用CA模型作為參考模型來(lái)比較毒性作用為S型效應(yīng)混合毒性，從中可以發(fā)現(xiàn)在TER-OCP和TER-CMP混合體系中，前三個(gè)時(shí)間高濃度區(qū)間基本上表現(xiàn)為抑制作用，后兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)呈現(xiàn)出加和作用，同時(shí)也采用了擬合歸零指數(shù)來(lái)進(jìn)一步驗(yàn)證。在五元混合體系

8、的七條射線中，只有R3和R6隨時(shí)間延長(zhǎng)表現(xiàn)出毒物興奮效應(yīng)（hormesis），其余五種全為S型效應(yīng)。
　　（3）在5種貝塔類抗生素青霉素G鉀(BLP)、哌拉西林鈉(PSS)、舒巴坦鈉(SBS)、羧芐青霉素鈉(CBD)和氯唑西林鈉(CLS)分別對(duì)指示生物Q67和CP作用中，5種抗生素對(duì)Q67指示生物表現(xiàn)出明顯時(shí)間依賴毒性，而5貝塔類抗生素對(duì)CP指示生物雖表現(xiàn)出時(shí)間毒性但不明顯。貝塔類抗生素對(duì)Q67的毒性作用明顯強(qiáng)于對(duì)CP的毒性作用，

9、同時(shí)以半數(shù)效應(yīng)濃度的負(fù)對(duì)數(shù)(pEC50)為指標(biāo)比較了5種抗生素毒性大?。涸?2h毒性順序：CLS＜SBS＜PSS＜CBD＜BLP。
　?。?）在5種磺胺類抗生素及其混合物分別對(duì)指示生物Q67和CP作用中，5種磺胺類抗生素磺胺氯噠嗪(SCP)磺胺嘧啶(SD)磺胺吡啶(SPY)磺胺甲惡唑(SMX)和磺胺二甲嘧啶(SM2)對(duì)Q67均表現(xiàn)出時(shí)間依賴毒性，同樣的也以半數(shù)效應(yīng)濃度的負(fù)對(duì)數(shù)(pEC50)為指標(biāo)比較了5種化合物20h的毒性大小:S