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这篇综述聚焦真菌对非甾体抗炎药（NSAIDs）的生物降解。详细阐述了 NSAIDs 作为新兴污染物的危害，真菌降解的多种机制，包括酶促与非酶促途径。同时分析了当前面临的挑战，展望未来研究方向，为环境修复提供了新视角。
非甾体抗炎药作为新兴污染物
非甾体抗炎药（NSAIDs）凭借强大的抗炎、退热和止痛功效，成为全球使用广泛的药物。它通过抑制环氧化酶（COX），阻断前列腺素和血栓素的生物合成，发挥治疗作用。根据作用机制，NSAIDs 可分为非选择性 COX-1 和 COX-2 抑制剂（如布洛芬、双氯芬酸、萘普生）以及选择性 COX-2 抑制剂（如塞来昔布、依托考昔），对乙酰氨基酚则能选择性抑制脑内的 COX-3。从化学结构上，NSAIDs 涵盖水杨酸类、丙酸衍生物等多个类别，结构差异导致其药代动力学、生物利用度和环境持久性各不相同。
如今，NSAIDs 被视为新兴污染物，在水体和废水中广泛存在，威胁人类健康与生态环境。多种常用 NSAIDs 在地表水、地下水和饮用水中被检测到，浓度足以危害水生生物。例如，双氯芬酸因生态毒性强、抗降解能力高被列为优先污染物；布洛芬和酮洛芬的代谢物毒性比母体化合物更强；萘普生在海洋环境中的浓度远超安全标准；即使相对安全的对乙酰氨基酚，也会在水生系统中产生肝毒性代谢物。
真菌在非甾体抗炎药生物修复中的作用
传统污水处理厂（WWTPs）难以完全去除某些 NSAIDs，如萘普生、吲哚美辛和布洛芬等。这些药物稳定性高、抗微生物降解能力强，含卤素基团或稠合芳香环，导致去除率低，对环境构成威胁。
真菌作为生态系统中的重要成员，在非甾体抗炎药生物修复中展现出巨大潜力。其独特的代谢能力，使其能够通过多种途径降解 NSAIDs。真菌可分泌多种胞外酶，如漆酶、木质素过氧化物酶等，通过氧化和水解机制分解复杂化学结构。细胞色素 P450s（CYPs）酶参与 I 相代谢，进行羟基化、脱烷基化等反应，将 NSAIDs 转化为更亲水的衍生物，但部分代谢物毒性可能增强。II 相酶，如磺基转移酶、UDP - 葡糖醛酸基转移酶等，通过结合极性分子，进一步促进 NSAIDs 的降解，降低其中间体的毒性。
此外，真菌还能通过生物吸附、生物矿化和生物表面活性剂生产等机制去除 NSAIDs。真菌细胞壁中的壳聚糖和几丁质为生物吸附提供结合位点；生物表面活性剂可降低界面张力，增强 NSAIDs 的生物可及性。环境参数如 pH、NSAIDs 的化学结构等会影响真菌酶的降解效率。虽然已对部分真菌降解 NSAIDs 的代谢途径展开研究，但仍有许多酶和途径未被充分探索。多种真菌，如Trametes versicolor、Penicillium oxalicum等，已被证实具有降解 NSAIDs 的能力。
真菌降解非甾体抗炎药的挑战与未来展望
分子和细胞机制
漆酶和部分过氧化物酶在 NSAIDs 氧化中作用显著，但其他过氧化物酶（如氯过氧化物酶、卤过氧化物酶、过氧化酶）在含氯 NSAIDs 降解中的作用尚不明确。真菌细胞内的解毒机制，如细胞内结合和区室化过程，也缺乏深入研究。目前研究多集中于少数已知酶，其他酶家族（如糖基转移酶、氨基酸 N - 乙酰转移酶等）在 NSAIDs 降解中的作用有待探索。转录组学和蛋白质组学研究有助于揭示 NSAIDs 降解过程中的酶和调控网络，但目前对真菌降解 NSAIDs 的代谢途径是否具有物种特异性尚不清楚。氧化应激反应在真菌适应 NSAIDs 暴露中的作用也需进一步研究。
转录因子：揭示其作用
转录因子（TFs）在真菌代谢调控中至关重要，可能参与 NSAIDs 的耐受和解毒过程。它们可与特定基因的启动子区域结合，调节 NSAIDs 降解所需酶和转运蛋白的表达。虽然已在真菌漆酶基因启动子区域发现一些调控元件，但它们与 TFs 的具体相互作用以及在 NSAIDs 降解中的功能尚未明确。TFs 还可能调节细胞色素 P450 单加氧酶（CYP450s）、谷胱甘肽 S - 转移酶（GSTs）和过氧化物酶等的表达，影响 NSAIDs 的氧化还原转化和 II 相解毒过程。研究表明，Yap1 等 TFs 可能参与真菌对药物解毒的调控，在 NSAIDs 代谢中发挥重要作用。此外，TFs 还可能影响 NSAIDs 及其代谢物的细胞内运输和区室化。通过 RNA 测序和构建突变菌株等实验，有助于鉴定参与 NSAIDs 降解的 TFs，为代谢工程改造提供依据。
调控网络在非甾体抗炎药生物降解中的相关性
真菌降解 NSAIDs 涉及一系列复杂的生化过程，其中微小 RNA（miRNAs）、长链非编码 RNA（lncRNAs）和其他非编码 RNA（ncRNAs）等调控分子的作用尚未得到充分研究。miRNAs 可通过与靶 mRNA 结合，影响参与 NSAIDs 降解的关键酶（如 CYPP450s、转移酶、水解酶）的表达，进而影响整个降解过程，但目前特定 miRNAs 及其靶网络的鉴定仍面临挑战。lncRNAs 可能调节 NSAIDs 的摄取和内化相关基因，影响其进入细胞和在细胞内的区室化，但研究需要借助先进技术。其他 ncRNAs（如小干扰 RNA（siRNAs））也可能参与 NSAIDs 降解的调控，它们之间的相互作用增加了降解途径调控的复杂性。目前，NSAIDs 生物降解中 ncRNAs 的鉴定和功能表征处于起步阶段，需要综合运用多种组学技术和功能研究方法。
理解非甾体抗炎药与真菌细胞壁的相互作用
NSAIDs 与真菌细胞壁的相互作用是影响降解效率的重要因素，但目前缺乏分子层面的研究。真菌细胞壁成分复杂，虽已知其在 NSAIDs 吸附中起作用，但具体结合机制、不同细胞壁成分的吸附亲和力以及环境因素的影响均不明确。现有研究多关注酶促降解，忽视了生物吸附过程。NSAIDs 与细胞壁的相互作用可能改变细胞壁的结构和功能，影响真菌对污染物的解毒能力，但这方面的研究尚属空白。此外，在自然环境中，多种污染物共存，它们对 NSAIDs 在真菌细胞壁上的吸附有何影响也不清楚。未来研究应采用先进技术，研究多物种和多污染物系统，以优化真菌生物修复技术。
