S9代谢整合CALUX?技术揭示中国富营养化湖泊沉积物中隐匿的内分泌干扰活性

针对传统CALUX?检测技术因代谢能力不足导致环境样品评估偏差的问题，研究人员创新性整合大鼠肝脏S9代谢系统，优化建立0.01 mg/mL蛋白浓度的S9-CALUX?联合检测平台，系统评估太湖和阳澄湖沉积物的雌激素(ERα)、抗雌激素、雄激素(AR)及抗雄激素活性。研究发现S9代谢可显著降低沉积物雌激素/雄激素活性但维持抗雄激素活性，为环境污染物代谢转化风险评估提供新范式。

　　

随着工农业快速发展，中国淡水湖泊正面临严峻的内分泌干扰物(EDCs)污染威胁。这些能干扰生物体内分泌系统的化学物质，即便在纳克级浓度也可能导致水生生物性别畸变、繁殖障碍等严重后果。太湖和阳澄湖作为长江三角洲重要水源地，其沉积物因吸附特性成为EDCs的"汇"，但传统检测方法因忽略代谢转化过程，可能严重低估或高估实际风险。

为突破这一技术瓶颈，同济大学等机构的研究团队在《Ecotoxicology and Environmental Safety》发表创新成果。研究团队通过将大鼠肝脏S9代谢系统与CALUX?(化学激活荧光素酶报告基因)检测技术联用，建立了一套能同时评估污染物原型及其代谢产物活性的检测体系。研究人员系统优化了S9蛋白浓度（0.01-0.1 mg/mL），发现0.01 mg/mL在保证代谢效能的同时避免细胞毒性，并成功应用于太湖和阳澄湖12个沉积物样品的多端点评估。

关键技术包括：(1)采用中性红(NR)保留实验评估细胞毒性；(2)建立ERα/AR CALUX?检测体系，分别以苯并[a]芘(B[a]P)/他莫昔芬和双氢睾酮(DHT)/氟他胺作为参比物；(3)创新三板操作设计解决96孔板间变异问题；(4)通过标准曲线转换实现±S9条件下数据可比性。

【S9代谢整合CALUX?体系的建立】
通过测试0.01-0.1 mg/mL S9浓度对四种参比物的影响，发现0.01 mg/mL可使B[a]P的ERα活性EC₅₀降低3倍，DHT的AR活性EC₅₀升高126倍，且无显著细胞毒性。该浓度下，他莫昔芬抗雌激素活性和氟他胺抗雄激素活性的检测窗口分别达72.11%和112.38%，显著优于更高浓度S9组。

【沉积物毒性特征】
中性红实验显示：阳澄湖取水口(SIP)沉积物细胞毒性最强（表层5 cm样品活力仅5.1 mg SEQ/mL），其次为太湖蟹塘(CF)，太湖取水口(WU)因定期清淤毒性最低。值得注意的是，S9代谢可使多数样品细胞活力提升1.2-1.5倍，提示代谢解毒作用。

【内分泌活性分布规律】
无S9激活时，所有样品均检出雌激素(0.09-1.18 ng E2当量/g)和抗雄激素活性(4.88-18.59 μg氟他胺当量/g)，阳澄湖SIP位点污染最重。引人关注的是，S9激活后雌激素活性降低2.43-10.44倍，雄激素活性降低3.19-6.73倍，但抗雄激素活性仅变化0.78-1.55倍，表明此类污染物具有代谢抗性。

【垂直分布特征】
各点位均呈现表层沉积物毒性及内分泌活性更高的规律：阳澄湖SIP位点中层(-5--10 cm)污染峰值显著；太湖WU位点随深度增加活性递减；而CF位点0-18 cm层活性是深层(18-36 cm)的3-5倍，反映历史养殖活动的污染累积。

这项研究首次系统揭示了代谢转化对中国富营养化湖泊沉积物EDCs活性的调控作用：虽然S9代谢可降低多数雌激素/雄激素活性，但抗雄激素化合物的持久性更值得警惕。方法学上，0.01 mg/mL S9-CALUX?体系的建立为环境样品代谢风险评估提供了标准化工具，其创新性的三板操作设计有效解决了传统96孔板的检测变异问题。

从生态风险角度看，抗雄激素活性在代谢后仍维持高水平的发现尤为关键。这类物质可能通过食物链在阳澄湖大闸蟹等经济物种中富集，最终威胁人类健康。研究建议将S9代谢整合检测纳入湖泊沉积物常规监测，特别关注水产养殖区历史污染沉积物的生态风险。未来研究需结合非动物源代谢系统(如ewoS9R)和更全面的相II代谢评估，以进一步提升检测体系的预测准确性。