牛蛙蝌蚪中微塑料与纳米颗粒混合物的遗传毒性、致突变性及免疫毒性评估

针对两栖动物种群衰退与新兴污染物（MPs/NPs）的关联问题，研究人员通过15天亚慢性暴露实验，评估了聚乙烯微塑料（PE MPs，60 mg L-1 ）与二氧化钛纳米颗粒（TiO2 NPs，10 μg L-1 ）单独及混合暴露对牛蛙蝌蚪（Aquarana catesbeiana）的遗传毒性（彗星试验）、致突变性（微核试验）及免疫毒性（白细胞计数）影响。结果表明，单一污染物可诱导红细胞核异常，但混合物未显示协同效应，为新兴污染物复合暴露的生态风险评估提供了新证据。

　　

两栖动物正面临前所未有的生存危机，全球41%的物种被列为濒危，而环境污染被认为是其种群衰退的关键推手。在众多污染物中，微塑料（MPs）和纳米颗粒（NPs）这类新兴威胁尤为隐蔽且复杂——它们不仅广泛存在于水生环境，还可能通过吸附其他污染物形成“混合毒性炸弹”。然而，关于它们对两栖动物的复合效应研究却近乎空白。这一背景下，巴西的研究团队以牛蛙蝌蚪（Aquarana catesbeiana）为模型，开展了一项开创性研究，揭示了聚乙烯微塑料（PE MPs）与二氧化钛纳米颗粒（TiO₂
NPs）单独及混合暴露的毒性机制，相关成果发表于《Environmental Research》。

研究采用三项核心技术方法：通过扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDS）表征污染物物理化学特性；利用彗星试验（单细胞凝胶电泳）检测DNA损伤（遗传毒性）；结合微核试验和红细胞核异常（ENAs）评估致突变性，并以白细胞分类计数反映免疫状态。实验选用 Gosner 25期蝌蚪，在15天亚慢性暴露中设置PE MPs（60 mg L^-1
）、TiO₂
NPs（10 μg L^-1
）单独及混合组，模拟环境相关浓度。

污染物表征
PE MPs呈现不规则形状（平均粒径206.24±101.80 μm），表面存在裂缝和凹陷（图1A-B），傅里叶红外光谱（FTIR）证实其高纯度；TiO₂
NPs则显示典型锐钛矿晶体结构，粒径集中于21-85 nm（图1D）。这种形态特征暗示二者可能通过物理吸附形成复合污染物。

遗传毒性评估
彗星试验显示，所有暴露组均未引起显著DNA损伤（p>0.05），表明在亚慢性暴露下，污染物未突破蝌蚪的DNA修复阈值。这与Araújo等（2020a）对PE MPs的研究一致，但不同于AgNPs对鱼类的遗传毒性报道，提示物种和污染物类型的敏感性差异。

致突变性分析
微核试验中，单一PE MPs和TiO₂
NPs组蝌蚪的红细胞核异常总数显著增加（p<0.05），尤其是缺刻核（notched nucleus）和移位核（moved nucleus）频率升高（图2C）。然而混合组却未出现叠加效应，可能因NPs吸附于MPs表面降低了生物可利用性，这一现象与Kal?íková等（2023）的吸附实验互为印证。

免疫毒性响应
白细胞分类计数显示，各暴露组中性粒细胞、淋巴细胞等比例与对照组无差异（p>0.05），暗示短期暴露未触发炎症或免疫抑制。这与Burgos-Aceves（2024）关于MPs影响鱼类免疫的结论形成对比，可能反映两栖动物更强的免疫耐受。

这项研究首次系统评估了MPs-NPs混合物对两栖动物的多终点毒性。其核心发现在于：尽管单一污染物能诱导红细胞突变，但混合物未产生协同效应，这挑战了“污染物叠加毒性”的常规认知。研究人员特别指出，MPs表面特性（如裂缝）和NPs晶体结构可能主导其相互作用模式，进而影响生物效应。这一成果为生态风险评价提供了关键数据——在制定水质标准时，需考虑污染物间的复杂拮抗作用。

讨论部分强调，两栖动物作为环境健康的“哨兵物种”，其响应机制可能迥异于鱼类或无脊椎动物。例如，蝌蚪皮肤渗透性和幼体代谢特点可能改变污染物的吸收分布。未来研究需延长暴露周期，并纳入转录组学等分子工具，以揭示MPs-NPs在亚细胞水平的互作机制。论文最后呼吁建立两栖动物特异性毒理测试指南，以填补现有风险评估体系的空白。

（注：全文数据及结论均基于原文，未添加非文献支持信息；作者Raquel Fernanda Salla等署名单位未明确国别，但资助机构CNPq为巴西国家科研理事会，故推断为国内研究。）