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在過去30多年中，對于環(huán)境中有毒污染物的研究主要集中在劇毒、致癌性農(nóng)藥和持久性污染物上。隨著科技的發(fā)展和人們生活水平的提高，藥品和個人護(hù)理用品(PPCPs)的使用量和使用種類逐年增加，PPCPs對生態(tài)環(huán)境以及人類健康的影響也越來越引起公眾的關(guān)注。近10年來，國內(nèi)外學(xué)者已開始關(guān)注PPCPs對環(huán)境的污染以及對生物的毒害效應(yīng)［1］，其中抗生素的濫用所產(chǎn)生的潛在環(huán)境污染，近年來在歐美等國引起了廣泛關(guān)注。   抗生素是世界上使用量最大、應(yīng)用最廣泛的藥物之一，全球抗生素年均使用總量為10～20萬t。其中獸用抗生素占抗生素總使用量的70%以上［2］，主要應(yīng)用于畜牧業(yè)、禽類飼養(yǎng)以及漁業(yè)養(yǎng)殖［3-4］。大部分抗生素不能完全被機(jī)體吸收，有高達(dá)90%的抗生素以原形或代謝物形式經(jīng)由病人和畜禽排泄物進(jìn)入環(huán)境［3］。一些代謝產(chǎn)物仍具有生物活性，并通過不同途徑對環(huán)境造成污染［5］?？股乇┞队诃h(huán)境中，對土壤和表層水體等生態(tài)環(huán)境帶來不良影響，并通過食物鏈對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生毒害作用，影響植物、動物和微生物的正常生命活動，特別是影響人類的健康。因此，抗生素對環(huán)境的影響不容忽視。土壤是環(huán)境中抗生素最主要的歸趨之一，抗生素及其代謝產(chǎn)物在土壤環(huán)境中能保持很長時間的活性，對土壤中的微生物、動物和植物均產(chǎn)生不同程度的影響。目前，對于土壤中抗生素的研究主要集中在其物理和化學(xué)過程，包括吸附、遷移和降解等［6-9］，而關(guān)于抗生素對生態(tài)環(huán)境所產(chǎn)生的影響則知之甚少。本文對近年來有關(guān)土壤中抗生素對生態(tài)環(huán)境毒性的研究作簡要論述，以引起人們對抗生素的生態(tài)毒理和環(huán)境影響的關(guān)注和重視，為開展相關(guān)領(lǐng)域的研究提供思路。   1土壤中抗生素來源和殘留現(xiàn)狀   1．1土壤中抗生素來源   土壤中抗生素的來源主要有3方面:1)含有抗生素的畜禽糞便作為肥料直接施入土壤;2)使用污水處理廠的出水和污泥作為農(nóng)業(yè)灌溉用水和肥料;3)醫(yī)院丟棄以及生產(chǎn)過程中損失和廢棄的抗生素。其中，未經(jīng)處理的畜禽糞便作為有機(jī)肥農(nóng)用是抗生素進(jìn)入土壤環(huán)境的主要途徑之一［10-11］。   目前，在畜禽糞便中已經(jīng)檢測到了高含量的抗生素殘留。Martínez-Carballo等［12］對奧地利動物糞便中的抗生素進(jìn)行了監(jiān)測，結(jié)果表明，豬糞中的金霉素、土霉素和四環(huán)素含量分別為46、29和23mg•kg－1;豬糞中磺胺二甲嘧啶和雞糞中磺胺嘧啶的最大含量分別為20和91mg•kg－1;雞糞中恩諾沙星和環(huán)丙沙星的含量分別為8．3和0．37mg•kg－1。DeLiguoro等［13］發(fā)現(xiàn)糞便中土霉素含量可高達(dá)871．7mg•kg－1。Karci等［14］研究了土耳其動物糞便中的抗生素殘留，發(fā)現(xiàn)家禽糞便中磺胺氯噠嗪和磺胺甲噁唑的含量分別為35．53和3．76mg•kg－1。經(jīng)過處理的養(yǎng)豬場有機(jī)肥料中磺胺類藥物含量為3．5mg•kg－1，四環(huán)素類藥物含量達(dá)到4mg•kg－1［15-16］。鮑艷宇［17］在肉豬糞和肉雞糞中分別檢測到金霉素含量為879．58和94．71mg•kg－1。張樹清等［18］對我國7省、市、自治區(qū)的典型規(guī)模化養(yǎng)殖場畜禽糞便中主要成分的分析結(jié)果表明，豬糞中土霉素平均含量為9．09mg•kg－1，最高達(dá)134．75mg•kg－1，四環(huán)素平均含量為5．22mg•kg－1，最高為78．57mg•kg－1，金霉素平均含量為3．57mg•kg－1，最高為121．78mg•kg－1。   由于目前的污水處理方式不能徹底去除水中的抗生素，因此利用污水處理廠的出水進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉也是抗生素進(jìn)入土壤的一個途徑。相關(guān)報道顯示，歐洲污水處理廠出水中環(huán)丙沙星、氧氟沙星和三甲氧芐二氨嘧啶的最高檢出濃度分別為3．4、13和1．9μg•L－1［19］。Golet等［20］的監(jiān)測結(jié)果表明，三級處理出水中環(huán)丙沙星和諾氟沙星的濃度分別為45和120ng•L－1。Lindberg等［21］發(fā)現(xiàn)污水處理廠的反應(yīng)污泥和脫水污泥中諾氟沙星含量分別為11和3mg•kg－1，環(huán)丙沙星含量分別為12和2．6mg•kg－1。   1．2土壤中抗生素殘留現(xiàn)狀   目前，土壤中已經(jīng)被檢測到的抗生素殘留濃度范圍為μg•kg－1級到mg•kg－1級不等。Campagnolo等［22］檢測到土壤中抗生素類獸藥含量為10μg•kg－1。Hamscher等［15］研究了多年施用養(yǎng)豬場糞尿土壤中抗生素的含量，結(jié)果表明，四環(huán)素在0～10cm土壤中含量為86．2μg•kg－1，10～20cm土壤中為198．7μg•kg－1，20～30cm土壤中為171．7μg•kg－1，金霉素在0～30cm土壤中平均含量為4．6～7．3μg•kg－1;丹麥試驗站施用養(yǎng)殖場液體糞便的農(nóng)業(yè)土壤中金霉素含量為15．5μg•kg－1，泰樂菌素為57．4μg•kg－1。據(jù)Morales-Muüz等［23］報道，在西班牙施用養(yǎng)殖場禽畜糞便的土壤中，諾氟沙星和環(huán)丙沙星的含量分別為9．8和5．8mg•kg－1。Sarmah等［24］在德國土壤中檢測到四環(huán)素類抗生素的含量為450～900μg•kg－1。   此外，有報道指出，部分地區(qū)土壤中抗生素含量已達(dá)到較高水平。Hamscher等［15］報道，在用動物排泄物施肥的0～40cm表層土壤中，檢測到了土霉素和氯四環(huán)素的殘留最大濃度分別為32．3和26．4mg•kg－1。Aga等［25］研究發(fā)現(xiàn)，將含有抗生素的糞便施入土壤22d后，0～5cm土壤中四環(huán)素類抗生素及其代謝產(chǎn)物總含量為281．34μg•kg－1。在我國，檢測到土壤中含有土霉素可高達(dá)200mg•kg－1［26］，在水產(chǎn)養(yǎng)殖場的沉積物中土霉素含量可高達(dá)285mg•kg－1［27］。與國外相比，我國土壤中四環(huán)素類抗生素的殘留量高于其他國家，這可能與此類抗生素的使用量大和使用范圍廣有密切關(guān)系。   2土壤中抗生素的生態(tài)毒理效應(yīng)   2．1對土壤微生物的毒性   抗生素進(jìn)入土壤后，能直接殺死土壤環(huán)境中某些微生物或抑制其生長，尤其是對細(xì)菌的作用最為顯著。殘留的抗生素可以影響微生物群落的組成，糞便和土壤中有機(jī)質(zhì)的腐爛和分解，土壤肥力，并同時降低土壤微生物對其他污染物的固定或降解能力。 #p#分頁標(biāo)題#e#

  抗生素對微生物產(chǎn)生各種毒性效應(yīng)，影響微生物活性和群落功能多樣性。Kong等［28］將從土壤中提取的微生物群落暴露于含有土霉素的無菌生理鹽水后，土壤微生物活性隨土霉素濃度升高顯著降低;濃度為11μM•L－1時土霉素對土壤微生物群落功能多樣性的抑制率達(dá)到20%，濃度為43μM•L－1時抑制率達(dá)到最大，而隨著土霉素濃度的繼續(xù)增加抑制率反而略有下降。Thiele-Bruhn等［29］研究表明，當(dāng)土壤中磺胺嘧啶的殘留達(dá)3μg•kg－1時，即可導(dǎo)致土壤微生物對Fe3+的還原能力降低50%。刁曉平等［30］報道，安普霉素處理土壤后，土壤細(xì)菌的生長受到明顯的抑制，24h內(nèi)細(xì)菌受抑制率接近100%。張躍華等［31］研究表明，不同濃度的阿維菌素對土壤微生物種群數(shù)量有一定抑制作用。當(dāng)菌液濃度達(dá)125mg•kg－1以上時，阿維菌素對土壤中細(xì)菌、放線菌和真菌生長速率有明顯的抑制作用，且對不同菌屬其抑制濃度有所差異。Boleas等［32］報道，土壤中氯霉素的存在可使土壤中微生物降解牛糞的時間延長。崔麗娜等［33］研究發(fā)現(xiàn)，不同濃度四環(huán)素均可對土壤中細(xì)菌和真菌產(chǎn)生顯著的抑制作用，而對放線菌的抑制作用沒有細(xì)菌明顯;四環(huán)素對細(xì)菌和真菌數(shù)量的最大抑制率分別高達(dá)95．39%和66．86%，對土壤微生物量碳的抑制率最大為93．75%。湯瑋婧等［34］研究表明，施入土霉素后，細(xì)菌數(shù)目隨藥物濃度的增加數(shù)目整體呈減少趨勢，放線菌數(shù)目整體呈上升趨勢;在不同土霉素濃度的作用下，堿性磷酸酶活性明顯降低，對脫氫酶略有影響，對脲酶則影響不大。王加龍等［35］研究表明，較低濃度的恩諾沙星殘留不影響土壤微生物群落功能多樣性，而相對較高濃度的恩諾沙星殘留則能夠降低其微生物群落功能多樣性。姚建華等［36］通過根箱模擬栽培法研究了抗生素土霉素對小麥根際土壤酶活性的影響。結(jié)果表明，加入土霉素可以顯著降低小麥根區(qū)、近根區(qū)和遠(yuǎn)根區(qū)土壤脲酶、蔗糖酶(根區(qū)除外)、磷酸酶和過氧化氫酶活性;土霉素顯著降低小麥根際的微生物生物碳含量以及微生物碳氮比，且隨著距根表距離的增加，其影響作用逐漸減弱。   抗生素同時會影響土壤微生物的呼吸。Zielezny等［37］研究發(fā)現(xiàn)，在沒有外加碳源的條件下，磺胺嘧啶和金霉素對土壤呼吸和細(xì)菌種群結(jié)構(gòu)并無顯著影響，但在加入葡萄糖的土壤中，磺胺嘧啶和金霉素對土壤呼吸和細(xì)菌種群結(jié)構(gòu)則能夠產(chǎn)生顯著的抑制性。劉鋒等［38］測定了抗生素對水稻土土壤微生物呼吸的影響。結(jié)果表明，磺胺甲嘧啶、磺胺甲噁唑、氯四環(huán)素、四環(huán)素、泰樂菌素和甲氧芐啶對土壤呼吸的最大抑制率分別為34．33%、34．43%、2．71%、3．08%、7．13%和38．08%，其中以磺胺甲噁唑和甲氧芐啶對土壤呼吸影響最大，同時表現(xiàn)出很好的劑量依賴效應(yīng)。馬驛等［39］用BIOLOG檢測法比較了不同濃度恩諾沙星影響下土壤微生物的群落特征。結(jié)果表明，加藥組土壤微生物的豐富度指數(shù)和多樣性指數(shù)顯著低于空白對照組，且藥物濃度越高豐富度和多樣性越小;而隨著藥物作用的時間延長，藥物含量0．01～1μg•kg－1組中土壤微生物群落代謝功能多樣性與空白對照組之間的差異變小。刁曉平等［40］研究表明，在有機(jī)質(zhì)含量豐富的砂壤土中，抗生素對微生物呼吸有促進(jìn)作用;而在有機(jī)質(zhì)較少的土壤中則表現(xiàn)出明顯的抑制作用，并隨抗生素含量的增加而增大。由于各種抗生素可能影響土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，因此應(yīng)該謹(jǐn)慎使用各種獸藥抗生素，對于抗生素環(huán)境風(fēng)險研究應(yīng)該深入開展。   2．2對土壤動物的毒性   關(guān)于抗生素對土壤動物的毒性目前研究較少。Baguer等［41］測試了土霉素和泰樂菌素對蚯蚓、跳蟲和線蚓的毒性，發(fā)現(xiàn)土霉素和泰樂菌素在環(huán)境相應(yīng)濃度下對蚯蚓等沒有顯著毒性，最低觀察效應(yīng)濃度是3000mg•kg－1，而大多數(shù)情況中即使在最高測試濃度5000mg•kg－1下也未觀察到有顯著影響。刁曉平等［42］采用人工土壤法和濾紙法對不同濃度的阿維菌素、安普霉素和磺胺二甲嘧啶3種常用抗生素對蚯蚓的急性毒性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，阿維菌素對蚯蚓具有一定的毒性作用，其皮膚接觸毒性比土壤食入毒性更大;土壤法測定安普霉素和磺胺二甲嘧啶對蚯蚓的半數(shù)致死濃度(LC50)均大于5000mg•kg－1，表明安普霉素和磺胺二甲嘧啶對蚯蚓的毒性較低。李銀生等［43］采用自然土壤法研究氯霉素對蚯蚓的急性毒性，結(jié)果顯示氯霉素對蚯蚓的半數(shù)致死濃度(LC50)為2440mg•kg－1，這說明其對蚯蚓的急性毒性較低。王軼等［44］研究了莫能菌素對蚯蚓的生態(tài)毒理效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)莫能菌素含量達(dá)到50mg•kg－1時顯著影響蚯蚓的生存，死亡率達(dá)到20%;莫能菌素含量為25mg•kg－1時能夠顯著影響蚯蚓的生長，藥物的染毒濃度與對蚯蚓生存和繁殖的抑制存在明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系。染毒21d后，低濃度的莫能菌素能顯著影響蚯蚓體內(nèi)超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶(GST)、腺三磷酸酶(ATPase)和乙酰膽堿酯酶(T-CHE)的活性，藥物濃度和酶活性間具有明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系。高玉紅等［45］檢測暴露在喹乙醇中14d后蚯蚓體和不同部位的過氧化氫酶(CAT)活性，發(fā)現(xiàn)高濃度喹乙醇能顯著抑制蚯蚓體及其前部和中部過氧化氫酶的活性，低濃度喹乙醇則只對蚯蚓前部的過氧化氫酶活性表現(xiàn)出顯著抑制。   2．3對植物的毒性   研究表明，將含有抗生素藥物的動物排泄物作為肥料施入土壤后，會影響到植物的生長發(fā)育，通過有機(jī)肥帶入土壤的抗生素可能通過抑制幼苗分芽而影響植物生長。與大多數(shù)已研究較清楚的污染物相似，低濃度抗生素可促進(jìn)植物生長，高濃度則抑制植物生長，但在不同土壤或生長基質(zhì)上，抗生素對不同植物的影響差異非常大。抗生素對植物生長發(fā)育的影響取決于抗生素本身的化學(xué)性質(zhì)、使用劑量、植物種類和土壤性質(zhì)等因素。   Bradel等［46］研究表明，100～1000mg•L－1四環(huán)素的營養(yǎng)液可抑制一品紅幼芽分枝，使一品紅嫁接后單軸生長。Boxall等［47］研究發(fā)現(xiàn)，土培條件下1mg•kg－1濃度土霉素、保泰松和恩諾沙星能夠顯著抑制胡蘿卜和萵苣生長，而相同濃度的阿莫西林、磺胺嘧啶、泰樂菌素、甲氧芐啶和氟苯尼考等對這兩種蔬菜生長沒有影響。Farkas等［48］研究表明，金霉素可以增強(qiáng)玉米中谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶(GST)和過氧化物酶(POX)的活性，但在斑豆中則并未觀測到這一現(xiàn)象。王朋等［49］研究環(huán)丙沙星對玉米發(fā)芽率和幼苗生長的影響。結(jié)果顯示，玉米對環(huán)丙沙星的吸收和傳輸隨著暴露液中環(huán)丙沙星濃度的增加而上升。在0．5～50mg•L－1濃度范圍內(nèi)，環(huán)丙沙星不影響玉米的發(fā)芽率，但對幼苗的生長能夠產(chǎn)生不同程度的抑制作用;環(huán)丙沙星暴露使玉米根和芽中脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物丙二醛(MDA)含量顯著升高，根中谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶(GST)、過氧化氫酶(CAT)、過氧化物酶(POX)和超氧化物歧化酶(SOD)活性均呈現(xiàn)低濃度下被激活而高濃度下被抑制的趨勢。環(huán)丙沙星暴露條件下玉米根中羥基自由基含量顯著上升，表明大量羥基自由基的產(chǎn)生是環(huán)丙沙星對玉米氧化損傷的重要原因。劉吉強(qiáng)等［50］研究了油菜種植條件下不同濃度的外源青霉素對土壤脲酶、轉(zhuǎn)化酶和蛋白酶等3種重要水解酶活性和油菜品質(zhì)的影響。結(jié)果顯示，青霉素對土壤轉(zhuǎn)化酶和蛋白酶活性的抑制率最高分別為69．43%和67．51%，酶活性的抑制程度及持續(xù)時間與處理濃度呈正相關(guān);收獲期時，油菜葉片中可溶性糖與蛋白質(zhì)含量分別下降78%～86．2%和5．2%～34．2%，且可溶性糖與蛋白質(zhì)含量的降低程度與濃度成負(fù)相關(guān)。#p#分頁標(biāo)題#e#   Migliore等［51-52］研究表明，土壤中抗生素類藥物污染可以抑制植物種子發(fā)芽、根系和下胚軸以及葉片的生長。且隨著污染的加重和時間的延長，抗生素對植物生長的影響加大。低濃度的恩諾沙星可以促進(jìn)香瓜、萵苣、菜豆和蘿卜4種植物的生長，高濃度則顯著抑制這4種作物主根、胚軸和子葉的長度，降低葉片數(shù)量，其中對根的抑制效果最明顯;而作用時間對恩諾沙星的毒性影響并不明顯。和動物體內(nèi)的降解過程相似，恩諾沙星在這4種植物體內(nèi)也可被降解為環(huán)丙沙星，降解率大約為植物體內(nèi)吸收量的1/4。Kong等［28，53］發(fā)現(xiàn)，紫花苜蓿吸收土霉素的過程為主動吸收，且主要累積在根部。土霉素主要通過影響紫花苜蓿根系生理過程顯著抑制紫花苜蓿的生長，但是對紫花苜蓿吸收水分沒有影響。當(dāng)培養(yǎng)液中土霉素濃度高于0．002mmol•L－1時，土霉素即對紫花苜蓿生長產(chǎn)生顯著的抑制作用。在0．002～0．20mmol•L－1濃度范圍內(nèi)，土霉素對紫花苜蓿莖和根生長的抑制率分別達(dá)61%和85%。金彩霞等［54］研究了磺胺嘧啶鈉和環(huán)丙沙星對小麥、白菜和番茄種子發(fā)芽、根伸長和芽伸長的影響，分析了兩種抗生素和作物生長之間的劑量-效應(yīng)關(guān)系，比較分析了小麥、白菜和番茄對兩種抗生素的敏感性。結(jié)果表明，磺胺嘧啶鈉對兩種作物的毒性效應(yīng)明顯高于環(huán)丙沙星;根伸長抑制率和芽伸長抑制率與抗生素濃度顯著相關(guān)，種子發(fā)芽抑制率與兩種抗生素濃度不相關(guān);3種作物對磺胺嘧啶鈉脅迫的敏感性依次為:小麥＞白菜＞番茄，對環(huán)丙沙星脅迫的敏感性依次為:白菜＞番茄＞小麥;磺胺嘧啶鈉對3種作物的毒性效應(yīng)明顯強(qiáng)于環(huán)丙沙星。鮑艷宇等［55］在水溶液和土壤培養(yǎng)條件下測定了四環(huán)素和土霉素對小麥種子發(fā)芽、根伸長和芽伸長的影響。結(jié)果表明，在不同介質(zhì)中，發(fā)芽率、根伸長和芽伸長對四環(huán)素和土霉素的生態(tài)毒性敏感順序依次為根伸長＞發(fā)芽率＞芽伸長;小麥的根伸長抑制率(或芽伸長抑制率)與抗生素的濃度之間均存在明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系，四環(huán)素和土霉素在水溶液中對根伸長10%抑制濃度(IC10)分別為25．88和24．22mg•kg－1，在土壤中分別為377．80和717．60mg•kg－1;水溶液中50%抑制濃度(IC50)值分別為583．9和469．1mg•kg－1，而在土壤中分別為12709．0和14818．0mg•kg－1。與水環(huán)境相比，抗生素在土壤中需要很高的濃度才能產(chǎn)生毒害作用，這是由于土壤對抗生素具有緩沖作用。   3分子生物標(biāo)志物在土壤抗生素污染中的應(yīng)用   雖然生態(tài)系統(tǒng)各生物組分對污染物能從不同水平上進(jìn)行響應(yīng)，但無論污染物對生態(tài)系統(tǒng)的影響多么復(fù)雜，結(jié)果如何嚴(yán)重，最早的作用必然是從分子水平上開始，然后逐步在細(xì)胞、器官、個體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)各個水平上反映出來［56］。將分子技術(shù)應(yīng)用于抗生素污染土壤的生態(tài)毒理診斷研究，能夠建立更為精確和敏感的生態(tài)毒理指標(biāo)和方法，進(jìn)行環(huán)境亞致死含量抗生素的生態(tài)毒性效應(yīng)及危害的診斷。生物標(biāo)記物是指示環(huán)境暴露和有害效應(yīng)的生物反應(yīng)，能顯示分子或細(xì)胞水平的暴露-效應(yīng)關(guān)系，可直接揭示污染物在分子水平上的作用及由此引發(fā)的在細(xì)胞和個體水平上的破壞作用，并能為環(huán)境污染物所造成的暴露或危害提供有效的檢測手段。分子生物標(biāo)志物的優(yōu)點(diǎn)是可以靈敏地檢測到環(huán)境中低劑量的潛在污染物，并通過多項反應(yīng)指標(biāo)提供有關(guān)生態(tài)毒性的綜合信息，可用作污染的早期預(yù)警［57］。分子標(biāo)記物不僅具有生物標(biāo)志物的一般特征而且更為敏感，很多污染物會導(dǎo)致代謝酶活性大幅變化，基因表達(dá)異常以及DNA損傷等分子毒性機(jī)制的發(fā)生［58］。因此，掌握污染物危害發(fā)生前生物標(biāo)記物的狀況可以探討并預(yù)測更低劑量環(huán)境污染物對機(jī)體的長期影響及可能的潛在危害，對于及時避免或減輕環(huán)境污染的損害具有重要意義。   3．1蛋白質(zhì)   目前，蛋白質(zhì)分子標(biāo)記物的研究熱點(diǎn)主要包括幾種代表性酶和熱休克蛋白等。細(xì)胞色素P450(CYP450)為一類亞鐵血紅素-硫醇鹽蛋白的超家族，廣泛分布于動物、植物和微生物體內(nèi)，參與內(nèi)源性物質(zhì)和外源性物質(zhì)包括藥物和環(huán)境化合物在內(nèi)的代謝。CYP450作為分子生物標(biāo)志物廣泛應(yīng)用于毒理學(xué)研究中，其與外源污染物毒性之間存在一定的響應(yīng)關(guān)系。因此，生物機(jī)體內(nèi)CYP450的含量或活性可以被用于環(huán)境污染的早期診斷，進(jìn)而闡明污染物的作用機(jī)制。   Laville等［59］發(fā)現(xiàn)磺胺甲噁唑可以對虹鱒魚肝細(xì)胞內(nèi)CYP450家族酶系中CYP1A的活性產(chǎn)生選擇性抑制作用，而阿莫西林的抑制作用則不明顯。Monari等［60］研究了氯霉素暴露對雞簾蛤的影響。結(jié)果表明，暴露8d后，氯霉素可以顯著抑制雞簾蛤的CYP1A活性。Pinto等［61］研究克拉霉素對人體腸壁細(xì)胞的影響，發(fā)現(xiàn)克拉霉素對細(xì)胞中CYP3A4和CYP3A5的mRNA及蛋白質(zhì)表達(dá)并沒有產(chǎn)生顯著影響，但其代謝過程很可能形成了復(fù)雜的中間產(chǎn)物。Christen等［62］研究了利福平對鰷魚細(xì)胞CYP3A的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在利福平暴露條件下，鰷魚細(xì)胞中CYP3A的活性顯著增加，并具有很好的劑量依賴效應(yīng)。   抗氧化防御系統(tǒng)是保護(hù)機(jī)體免受自由基和活性氧氧化損傷的屏障。污染物可以誘導(dǎo)生物內(nèi)部生化反應(yīng)產(chǎn)生變化。Monari等［60］研究發(fā)現(xiàn)，氯霉素可以使雞簾蛤中的過氧化氫酶(CAT)活性處于較高水平，并隨著暴露時間延長而升高，抗生素具有誘導(dǎo)產(chǎn)生大量活性氧自由基的能力。Wang等［63］研究了恩諾沙星對鯰魚的影響。結(jié)果顯示，恩諾沙星暴露可以導(dǎo)致鯰魚脂質(zhì)過氧化作用(LPO)紊亂和神經(jīng)功能障礙;同時，不同養(yǎng)殖條件下恩諾沙星所產(chǎn)生的影響不同。低密度和高密度飼養(yǎng)條件下，魚鰓中脂質(zhì)過氧化作用和CAT活性顯著上升，而中密度飼養(yǎng)條件下則顯著下降;低密度和高密度飼養(yǎng)條件下鯰魚肌肉中乙酰膽堿酶(AChE)活性顯著下降。姜蕾等［64］以銅綠微囊藻為試驗材料，研究了四環(huán)素暴露對其抗氧化酶活性的影響。結(jié)果顯示，銅綠微囊藻的抗氧化酶系統(tǒng)受到四環(huán)素的影響，暴露4和7d時，超氧化物歧化酶(SOD)活性分別下降30．36%～35．92%和25．03%～35．5%。聶湘平等［65］研究了諾氟沙星對小球藻生長及抗氧化酶活性的影響。結(jié)果表明，諾氟沙星暴露對小球藻谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶(GST)和過氧化氫酶(CAT)具有顯著影響，當(dāng)諾氟沙星濃度高于30mg•L－1時，小球藻GST活性受到顯著誘導(dǎo)，并隨諾氟沙星濃度增加而顯著升高;而小球藻CAT活性隨諾氟沙星暴露濃度的升高則表現(xiàn)出先誘導(dǎo)后抑制現(xiàn)象。諾氟沙星對谷胱甘肽(GSH)和7-乙氧基-異吩唑酮-脫乙基酶(EROD)的影響較弱。#p#分頁標(biāo)題#e#   除了上述的幾種代表性酶，蛋白質(zhì)分子標(biāo)記物的研究熱點(diǎn)主要還有熱休克蛋白(heatshockpro-tein，HSP)。熱休克蛋白是生物受到環(huán)境中物理、化學(xué)和生物等刺激時發(fā)生應(yīng)激反應(yīng)而合成的蛋白質(zhì)，也被稱作熱激蛋白，是一類高度保守的蛋白質(zhì)，普遍存在于原核和真核生物中。在有脅迫因子存在的條件下，熱休克蛋白會高度表達(dá)以起到穩(wěn)定細(xì)胞結(jié)構(gòu)，維護(hù)細(xì)胞正常生理功能，提高機(jī)體適應(yīng)能力的作用。根據(jù)HSPs分子量的不同，通常分為4個主要家族:HSP90家族(分子量約為83～90kDa)、HSP70家族(分子量約為66～78kDa)、HSP60家族和小分子量HSP家族(12～43kDa)［66］。沈驊等［67］研究Cu2+和Cu-EDTA對鯽魚腦組織應(yīng)激蛋白HSP70誘導(dǎo)的影響。結(jié)果表明，Cu2+和Cu-EDTA對魚腦內(nèi)HSP70有顯著的誘導(dǎo)，而將Cu2+和Cu-ED-TA實驗組相對比，絡(luò)合劑EDTA一定程度上改變了Cu2+的生物可利用性，從而降低了其毒性。實驗還發(fā)現(xiàn)，Cu2+濃度在國家漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)0．01mg•L－1下時，魚腦組織內(nèi)HSP70已經(jīng)有明顯的表達(dá)，這說明分子生物學(xué)指標(biāo)要比傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測指標(biāo)更敏感，可以用于污染物的早期預(yù)警。目前，熱休克蛋白已成為環(huán)境污染脅迫與診斷首選的分子生物標(biāo)志物之一，不過至今還沒有人研究HSP含量與抗生素是否存在明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系。   3．2核酸   脫氧核糖核酸(DNA)是生物體內(nèi)重要的大分子和遺傳物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，抗生素類污染物能干擾DNA的復(fù)制和修復(fù)等正?；顒?，可能會導(dǎo)致遺傳變化。污染物及其代謝產(chǎn)物可以與DNA作用形成DNA加合物，造成DNA鏈斷裂從而導(dǎo)致DNA損傷，如果損傷不能被修復(fù)則產(chǎn)生DNA結(jié)構(gòu)和功能損傷，將最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡或突變。目前，DNA加合物的測定方法主要有:32P-后標(biāo)記法、特定加合物的單克隆和多克隆抗體的免疫測定、高效液相色譜法/熒光分光光度法等。DNA鏈斷裂的研究方法主要有單細(xì)胞微凝膠電泳技術(shù)、彗星分析、微核實驗以及功能基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)等。   Bardini等［68］研究了抗生素誘導(dǎo)下擬南芥愈傷組織DNA甲基化變化。結(jié)果表明，卡那霉素誘導(dǎo)下，擬南芥愈傷組織基因組中同時觀察到了超甲基化和低甲基化變化。甲基化敏感擴(kuò)增多態(tài)性分析法(MSAP)顯示，暴露在240mg•L－1卡那霉素下7d后，擬南芥愈合組織中的DNA同時發(fā)生作用于CCGG序列的甲基化和去甲基化作用，二者比例為65．4%和34．6%。同時研究還發(fā)現(xiàn)，卡那霉素誘導(dǎo)最終會造成擬南芥愈傷組織全基因組低甲基化，這一作用存在劑量-效應(yīng)關(guān)系。Koseoglu等［69］研究芐星青霉素G對淋巴細(xì)胞姐妹染色單體交換頻率的影響，發(fā)現(xiàn)暴露在芐星青霉素G下3d并沒有對DNA產(chǎn)生毒性，這可能是因為暴露時間較短同時DNA具有自我修復(fù)功能，但是長期暴露對DNA所造成的潛在損傷并不能忽視。   信使RNA是由DNA經(jīng)hnRNA剪接而成，攜帶遺傳信息并能指導(dǎo)蛋白合成的一類單鏈核糖核酸。它在核糖體上作為蛋白質(zhì)合成的模板，決定肽鏈的氨基酸排列順序?，F(xiàn)在已有研究發(fā)現(xiàn)，抗生素暴露可能會導(dǎo)致mRNA的表達(dá)異常。Miyazaki等［70］報道，大環(huán)內(nèi)酯類抗生素可以抑制人體白細(xì)胞內(nèi)胞漿磷脂酶A2(cPLA2)、環(huán)氧合酶(COX)-1和(COX)-2的mRNA的表達(dá)，從而抑制人體白細(xì)胞內(nèi)前列腺素E2的合成。   4研究展望   綜上所述，抗生素雖然在環(huán)境中的濃度較低，但其對生態(tài)環(huán)境以及人類健康的潛在危害不容忽視。近年來，西方國家已經(jīng)有越來越多的研究者開始關(guān)注抗生素所造成的環(huán)境問題，相比較而言我國在這一領(lǐng)域的研究還處于起步階段。因此，還需要在以下幾個方面展開深入研究:   1)土壤環(huán)境中抗生素的污染現(xiàn)狀:在國內(nèi)展開廣泛調(diào)查，確定國內(nèi)土壤環(huán)境中抗生素污染現(xiàn)狀，了解抗生素在國內(nèi)土壤環(huán)境中的污染水平，掌握抗生素污染的空間分布特征。   2)抗生素對土壤中生物的潛在危害:目前研究表明，抗生素對植物、土壤動物和微生物具有毒性，但大多只停留在對表面現(xiàn)象的描述，還缺乏對相關(guān)機(jī)理的深入研究。采用分子生物學(xué)的方法與技術(shù)研究抗生素對細(xì)胞內(nèi)分子的影響，有助于從分子、細(xì)胞、個體以及群落水平上揭示抗生素對土壤微生態(tài)系統(tǒng)所產(chǎn)生的生態(tài)毒性以及致毒機(jī)制。   3)抗性基因的傳播與生態(tài)風(fēng)險:抗生素長期存在于土壤環(huán)境中必然誘導(dǎo)抗性基因的產(chǎn)生。目前，對抗性基因的傳播擴(kuò)散以及其可能造成的生態(tài)風(fēng)險尚缺乏系統(tǒng)研究。今后應(yīng)開展對不同種類抗生素抗性基因在土壤中分布，確認(rèn)我國土壤中抗生素抗性基因的污染區(qū)域、污染種類和污染水平，建立我國抗生素抗性基因污染的數(shù)據(jù)庫，為研究抗生素分子生態(tài)毒理提供依據(jù)。