富马酸二甲酯对光滑双脐螺的多阶段毒性效应:从胚胎发育到成体的生态毒理学研究

【字体: 时间:2025年07月18日 来源:Aquatic Toxicology 4.1

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  本研究针对富马酸二甲酯(DMF)在水生生态系统中的潜在风险,系统评估了其对关键物种光滑双脐螺(Biomphalaria glabrata)的多层次毒性效应。研究人员通过急性/慢性毒性实验、胚胎发育观察和组织病理学分析,发现DMF可显著抑制成体生长繁殖(LC50=35.2 mg/L),导致胚胎死亡率升高(LC50=6.026 mg/L)及发育迟缓,并引发肝胰腺等器官的病理损伤。该研究填补了DMF对腹足类软体动物毒理机制的认知空白,为环境风险评估提供了重要数据支撑。

  

随着富马酸二甲酯(Dimethyl Fumarate, DMF)在食品防腐、医药等领域的广泛应用,这种曾被认定为低毒的有机合成中间体正引发新的环境健康担忧。尽管DMF在治疗多发性硬化症、银屑病等免疫性疾病方面展现出显著疗效,但其代谢产物可能通过废水排放进入水体环境。现有研究多集中于鱼类模型,而对水生生态系统关键指示物种——腹足类软体动物的影响知之甚少。光滑双脐螺(Biomphalaria glabrata)作为血吸虫病的中间宿主和生态环境敏感物种,其种群变化直接影响疾病传播与生态平衡,这使得系统评估DMF对该物种的毒性效应具有双重重要意义。

浙江树人大学等机构的研究团队在《Aquatic Toxicology》发表的研究中,首次揭示了DMF对B. glabrata从胚胎到成体的多阶段毒性作用。研究采用阶梯式实验设计,通过急性毒性测试确定半致死浓度(LC50),结合慢性暴露实验观察生长繁殖参数,运用显微技术分析胚胎发育异常,并通过组织切片评估器官损伤。特别关注了肝胰腺(hepatopancreas)这一解毒关键器官的病理变化。

DMF Exhibited Mild Toxicity to Adult B. glabrata
通过急性暴露实验发现,成体B. glabrata的96小时LC50为35.2 mg/L,属于中等毒性范围。慢性实验显示,亚致死浓度DMF可显著抑制螺体生长速率和产卵量,表明其生殖毒性可能影响种群动态。

胚胎发育毒性
胚胎阶段对DMF更为敏感,120小时LC50低至6.026 mg/L,约为成体敏感度的6倍。暴露组胚胎出现孵化延迟、形态异常等发育障碍,提示DMF可能干扰细胞分化关键通路。

组织病理学损伤
肝胰腺组织出现明显的空泡变性和细胞坏死,这种消化腺与解毒器官的损伤可能削弱生物体的代谢能力。血细胞数量变化暗示免疫系统受到干扰,这与DMF已知的免疫调节作用形成复杂关联。

该研究通过多维度证据链证实,即使低于工业排放标准的DMF浓度,仍可能通过抑制繁殖、干扰发育和器官损伤等途径威胁水生软体动物种群。特别值得注意的是,胚胎阶段的高敏感性意味着短期暴露也可能造成跨代际生态影响。这些发现为完善DMF的环境安全阈值提供了科学依据,对评估医药化学品的水生生态风险具有范式意义。研究建议未来应重点关注DMF代谢产物monomethyl fumarate(MMF)的协同毒性,并开展基于转录组学的分子机制探索。

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