《Journal of Hazardous Materials Advances》：Microplastic-metal interactions and their toxicological effects in fish: A comprehensive review
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本综述系统梳理了2016-2025年间154篇文献，首次聚焦微塑料（MPs）与金属在鱼类体内的联合毒性效应。文章揭示了MPs作为“特洛伊木马”可显著增强重金属（如Cd、Cu、Pb、Hg）的生物富集，并协同诱发氧化应激、细胞凋亡、免疫紊乱及组织损伤等系列毒性反应。作者指出，当前研究在分子机制、长期生态风险及真实环境暴露场景模拟等方面存在显著空白，呼吁未来研究应采用组学技术等先进方法，开展更具生态相关性的综合风险评估，以指导有效的污染防控策略制定。
1. 引言
快速工业化和人口增长加剧了全球水环境污染，对生物多样性和人类健康构成严重威胁。微塑料（MPs）和金属作为主要污染物，可在水生环境中相互作用形成毒性混合物，并通过水生食物链放大其危害。鱼类作为水生态系统中的重要组成部分和人类重要的蛋白质来源，尤其面临风险。然而，目前对MPs和金属联合效应的认识仍十分有限。多数研究聚焦于单一污染物在人工条件下的毒性，且方法不一，对长期影响或分子机制的关注不足，这阻碍了准确的风险评估。
1.1. 文献检索策略
为全面评估MPs与金属对鱼类的联合毒性效应，研究团队在2016年1月至2025年5月期间，对ScienceDirect、Google Scholar、Web of Science、PubMed和Scopus五个主要科学数据库进行了系统的文献检索。关键词组合包括“微塑料”、“金属”、“鱼”以及特定的生物学和毒理学终点，如“行为”、“生物富集”、“血液学”、“氧化应激”、“生化指标”、“细胞死亡通路”和“组织病理学”。经过严格筛选，最终有154篇文献符合纳入标准并被本综述采纳。分析显示，该领域的研究兴趣在近十年（2016–2025年）呈显著增长趋势，反映出对水生生物复合污染生态影响的日益关注。
1.2. 塑料污染：范围与来源
塑料污染因其在自然生态系统中的广泛存在和持久性，已成为一个普遍的环境问题。塑料由合成聚合物组成，因其耐用性、多功能性和成本效益而被广泛使用。然而，其抗生物降解性导致在陆地和水生环境中大量积累，构成严重的生态和健康风险。据估计，每年有超过800万公吨的塑料垃圾进入海洋，其中很大部分来自陆地源，如城市径流、工业排放和废物管理系统不完善。水生环境中的塑料尺寸各异，从大塑料（>25毫米）到微塑料（<5毫米），其中MPs因其高生物利用度和吸附有毒化学物质的能力而备受关注。MPs可分为初生MPs（ intentionally manufactured for use in personal care products and industrial applications）和次生MPs（由较大塑料碎片通过光化学、机械和生物过程降解产生）。这些持久性颗粒甚至在极地和深海沉积物等偏远地点也被检测到，凸显了塑料污染的广泛性和长期环境影响。
MPs也可根据其聚合物组成进行分类，这影响了它们在环境中的归宿、毒性及与污染物的相互作用。常见的类型包括广泛用于包装和塑料袋的聚乙烯（PE）、存在于瓶盖、容器和绳索中的聚丙烯（PP）、用于管道、医疗器械和合成革的聚氯乙烯（PVC）、存在于一次性餐具和泡沫制品中的聚苯乙烯（PS）以及常用于饮料瓶和合成纤维的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）。这些聚合物在密度、降解行为和浸出添加剂或吸附环境污染物的能力上各不相同，从而影响其生态风险。
1.3. 塑料污染的生态和生物学影响
一旦进入水生系统，塑料会与生物和非生物成分相互作用，造成物理和化学危害。水生生物，包括浮游动物、软体动物、鱼类和鸟类，常误食塑料颗粒，导致物理损伤、肠道阻塞、摄食减少甚至死亡。此外，塑料可作为微生物定殖的基质，形成通常被称为“塑料圈”的生物膜，这可能改变微生物群落的结构和功能。塑料污染的一个特别隐蔽的方面是它作为其他污染物的载体。由于其疏水性和大比表面积，MPs容易吸附持久性有机污染物（POPs），包括多氯联苯（PCBs）、多环芳烃（PAHs）、有机氯农药和金属。这些携带污染物的塑料随后被水生生物摄入，从而使有害化学物质进入水生食物网，并可能通过海产品消费到达人体。
1.4. 水生系统中的金属污染
与塑料威胁并行，镉（Cd）、汞（Hg）、铅（Pb）、铬（Cr）、砷（As）和铜（Cu）等金属是水生环境中的一类主要环境污染物。与MPs不同，金属的人为或自然释放、扩散和积累可能导致大规模的生态破坏。即使在低环境浓度下，这些有毒物质也能在淡水生物（如鱼类、底栖动物和浮游动物）中生物积累和生物放大。通过营养级传递，受污染的鱼类可对人类健康构成显著风险。它们的主要来源包括工业废水、采矿活动、农业径流（尤其是化肥和农药）、化石燃料燃烧以及电子和危险废物的不当处置。
一旦进入水生环境，金属可以以多种形式存在——溶解离子、与有机和无机配体的复合物，或与颗粒物结合。其生物利用度和毒性取决于若干因素，包括pH、温度、氧化还原电位以及其他离子或有机物的存在。通过生物积累和生物放大等过程，金属进入水生生物并在较高营养级浓缩，导致氧化应激、DNA损伤、免疫抑制、内分泌干扰以及生长和繁殖受损等不利影响。鱼类作为水生食物链的重要组成部分和人类重要的蛋白质来源，特别容易受到金属毒性的影响。
2. 水生生态系统中塑料-金属相互作用的环境和生物学意义
塑料和金属在水生环境中的共存是一个紧迫的环境和公共卫生问题。这些污染物 individually recognized for their persistence and toxicity, may act synergistically when co-present, leading to amplified ecological and biological impacts. 它们的同时存在威胁水生生物多样性，破坏生态系统功能，并改变淡水和海洋系统内的能量和营养循环。
一个主要的关注途径是生物积累，特别是在作为许多人群重要蛋白质来源的商业重要水生物种（尤其是鱼类）中。大量研究表明，由于MPs表面的官能团和老化过程（增加表面粗糙度和氧化功能性），它们可以从水中吸附金属离子。水生食物网被塑料和金属污染不仅危及水生生物，也对人类消费者的食品安全构成严重风险。此外，在饮用水、海产品甚至食盐等家用物品中检测到MPs和金属污染物，突显了其普遍存在性和慢性人类暴露的潜力。金属暴露与严重的健康后果相关，包括神经毒性、肾毒性、心血管损伤和发育异常。与此同时，尽管MPs的健康影响仍在研究中，但已有报道称它们会引起炎症、细胞损伤、氧化应激和激素干扰。
塑料和金属通过多种人为和自然途径进入水生系统。基于陆地的来源，如城市径流、管理不善的固体废物、工业废水、农业径流和废水排放，贡献了约70-80%的塑料污染。河流是关键的运输载体，将陆地塑料带入海洋生态系统，而海洋来源，如废弃的渔具和船舶产生的碎片，占剩余的20-30%。海上活动，包括渔具丢失、防污涂料浸出和与船舶相关的塑料碎片，是直接的海洋来源。来自塑料地膜和金属农用化学品的农业径流也将污染物引入淡水系统。一旦进入环境，塑料通过光降解、机械力和微生物作用降解成MPs（1 μm–5 mm）和纳米塑料（<1 μm），从而增加了其流动性和生物积累的潜力。
金属通过自然（如火山活动、土壤侵蚀）和人为来源（如采矿作业、化石燃料燃烧、金属加工工业和农业投入）进入水生环境。这些金属通过地表径流、大气沉降和废水排放进行运输，根据其物理化学特性在沉积物中积累或保持溶解状态。污水处理厂（WWTPs）是MPs和溶解金属的关键点源，因为常规处理过程仅能部分去除这些污染物。
一旦进入水生环境，塑料通过由聚合物特性和环境因素控制的吸附过程与金属相互作用。常见的聚合物，如PE、PP、PS和PVC，表现出疏水性和静电活性表面，通过离子交换、范德华力以及与表面官能团的络合来吸附金属。环境条件，如pH、盐度和溶解有机质，进一步调节金属的吸附和解吸动力学。例如，酸性环境增强金属解吸，增加生物利用度，而碱性条件可能通过带负电的位点促进吸附。盐度影响结合位点的离子竞争，温度可以加速吸附动力学。此外，塑料表面被微生物生物膜定殖可以根据生物膜的组成和结构增强或抑制金属结合。
塑料在水生生态系统中作为金属的动态运输载体，促进其在环境分区（水层和底栖环境）之间的横向和垂直运动。漂浮的MPs或因生物膜形成而下沉的MPs可以将吸附的金属分布在浮游和底栖栖息地。沉积过程将塑料-金属复合物封存到底栖带，形成长期污染物库。这些库可能因风暴、疏浚或生物扰动等再悬浮事件而重新活化，将污染物重新引入水柱，增加生态暴露风险。
重要的是，塑料-金属复合物的营养级传递已在水生食物网中得到证实。被浮游动物和底栖无脊椎动物摄入的MPs可以在捕食性鱼类中生物积累和生物放大，在较高营养级观察到污染物负荷增加。纳米塑料（NPs）由于其尺寸小和表面活性高，可能穿透生物膜并易位到敏感器官甚至跨代传递，引发对发育毒性和跨代效应的关注。一旦被水生生物内化，携带金属的塑料可能导致比单个污染物效应总和更大的联合毒性效应，可能加剧应激反应和生理紊乱。在生物体内，摄入携带吸附金属的塑料会改变金属的生物利用度和毒代动力学。消化道内酸性、富含酶的环境有利于金属解吸，增加其溶解度和系统吸收。这种“特洛伊木马”机制可能导致比单独通过水或饮食暴露发生的更大的金属内暴露。此外，塑料颗粒本身会释放危险的添加剂，如邻苯二甲酸盐、双酚A、阻燃剂和稳定剂，这些添加剂可能产生内分泌干扰、遗传毒性和细胞毒性效应。这些化学浸出物可能与金属产生叠加或协同作用，进一步损害生殖、免疫功能和细胞稳态等生理过程。
综上所述，水生环境中的塑料不仅是持久性污染物，而且是化学毒性的移动载体和二次来源。它们与金属（包括非必需高毒性金属（Cd、Pb、Hg）和必需微量金属（Cu、Zn））的相互作用，通过调节污染物分布、生物积累和跨多个生物组织水平的毒性，构成了显著的生态和健康风险。
3. MPs和金属对鱼类的联合效应
3.1. 生物富集
生物富集评估是生态毒理学中至关重要的一环，它能深入揭示污染物从环境到生物系统的内部负荷程度及其可能导致的长期生理紊乱。考察MPs和金属联合暴露的研究显示，在多种鱼类中均观察到加剧的生物富集模式，MPs作为载体促进了金属的吸收和在靶组织内的分布。例如，Lu等人（2018）观察到，在PS微珠和Cd的联合水暴露下，斑马鱼（Danio rerio）鳃中的Cd积累显著升高。类似地，Chen等人（2022c）报道，斑马鱼幼虫在同时暴露于PS-MPs和Cd时，对金属的吸收增加。这种现象扩展到多种物种和金属污染物。Barboza等人（2018b）记录了在联合暴露于荧光聚合物微球和Hg后，欧洲海鲈（Dicentrarchus labrax）幼鱼肝脏中Hg的生物富集增加。此外，Yan等人（2020）证明，在同时暴露于PS和金属（Cd、Pb、Zn）后，黑腹青鳉（Oryzias melastigma）的肠道、肝脏、性腺和大脑中Cd、Pb和Zn含量升高。其他淡水物种也显示出类似趋势。Habumugisha等人（2024）和Bhagat等人（2022）分别报告了在草鱼（Ctenopharyngodon idellus）和斑马鱼幼虫的肠道和全身，Cd与Al2O3或CeO2的联合暴露增强了Cd的摄取。在联合MPs和金属胁迫下，Cu和Pb也主要被发现在肝脏和肌肉中积累。例如，先前的研究记录了淡水和海水物种在联合暴露后肝脏和肌肉中Cu、Pb和Zn的升高。此外，Li等人（2024b, 2025）证明，老化的PS和PVC-MPs在与Cd或Cu共存时，增强了肝脏中的金属滞留。Kim等人（2024）在经口和水浸暴露场景下也证实了这一现象，斑马鱼全身Cu含量升高。总之，这些研究强调了一个共同模式：无论物种、暴露途径或MPs特性如何，在联合暴露于MPs和金属时，金属的生物富集均增强。这突显了MPs作为水生食物链中金属污染物的载体和浓缩器所起的潜在作用，从而对淡水和海洋生物构成复合生态风险。
3.2. 血液学效应
血液学参数被广泛认为是评估暴露于环境毒物的鱼类生理紊乱和系统应激的敏感生物标志物。基于血液的指标提供了一个早期预警系统，在明显的组织损伤发生之前反映了对异生素暴露的即时反应。在MPs和金属联合暴露的背景下，血液学谱的改变已成为体内稳态被破坏的一致指标。 across various species and exposure conditions, combined MP–metal exposure resulted in notable declines in red blood cell (RBC) counts, hemoglobin (Hb) levels, and hematocrit (Ht), indicating anemia and impaired oxygen transport capacity. 同时，观察到红细胞指数如平均红细胞体积（MCV）、平均红细胞血红蛋白量（MCH）和平均红细胞血红蛋白浓度（MCHC）的变化，反映了红细胞生成或红细胞形态的改变，特别是在胡子鲇（Clarias gariepinus）和欧洲海鲈（Dicentrarchus labrax）中。白细胞反应同样显著，总白细胞计数（WBCs）经常升高，提示免疫刺激或全身性炎症。白细胞分类计数揭示了中性粒细胞、单核细胞和嗜酸性粒细胞的增加，以及某些情况下的淋巴细胞减少，进一步强调了免疫系统的扰动。这些发现支持了血液学生物标志物作为水生态毒理学一线评估工具的有效性，特别是在MPs可能增强金属生物利用度和毒性的联合暴露场景下。尽管个体毒性效应的证据不断增长，但MPs和金属对鱼类血液学的联合影响在很大程度上仍未得到探索。这一研究不足的领域代表了一个关键空白，解决它对于揭示复合污染物复杂的相互作用毒理学机制和评估其在水生环境中造成的真实生态风险至关重要。
3.3. 遗传毒性
遗传毒性终点是毒理学评估的关键组成部分，提供了在应激条件下基因组不稳定性的敏感测量。虽然大量研究记录了MPs和金属在单独暴露下的遗传毒性潜力，但反映更真实环境场景的联合暴露研究仍然相对稀少。有限的数据突显了这一知识空白。这些研究采用了成熟的遗传毒性试验，如微核试验（检测染色体断裂或有丝分裂纺锤体破坏）和彗星试验（单细胞凝胶电泳，在单个细胞水平上定量DNA链断裂）。具体而言，在Prochilodus lineatus中联合暴露于PE-MPs和Cu，以及在Clarias gariepinus中联合暴露于PS-NPs和硒（Se），被发现会加剧红细胞和其他细胞类型中的DNA损伤、微核形成和核异常。这些报告表明，在联合暴露条件下可能存在遗传毒性效应的协同或叠加作用，尽管需要更多的研究来完全解决水生生物中此类组合相关的机制和风险。
3.4. 行为效应
行为反应已成为水生态毒理学评估中敏感且早期的预警指标，反映了污染物如何干扰水生生物精细调节的生物学系统。虽然关于MPs和金属对鱼类行为联合影响的研究仍然有限，但现有研究表明，MPs和金属的联合暴露显著损害了鱼类的行为功能，其影响程度和性质受颗粒大小、浓度、金属类型和暴露持续时间的影响。在斑马鱼（Danio rerio）中，成年和幼体阶段在经水联合暴露于MPs和Cu 14至30天后，均表现出显著的运动和焦虑相关行为改变。这些行为转变包括总移动距离减少、不活动时间增加以及社会间距被打乱，提示运动和社交凝聚力均受到干扰。在饮食暴露场景中，摄入PE-MPs连同Cd 21天诱导了更高的焦虑样行为，包括不动性增加、逃离庇护所延迟以及在社交区域时间减少。急性暴露也产生了快速的行为后果。斑马鱼暴露于纳米PS和Cu 4小时，显著降低了平均游泳速度和聚集时间，凸显了即使在短期应激下神经行为反应的高度敏感性。在河口物种中，Pomato schistus microps在暴露于PE-MPs和Cd 96小时后表现出捕食性能受损，表明对觅食能力有直接影响。类似地，在欧洲海鲈（Dicentrarchus labrax）中，联合暴露于聚合物微球和汞96小时导致游泳速度降低，可能损害其躲避捕食者和探索栖息地的能力。总之，这些观察表明，当MPs与金属共存时，可以放大毒性负荷，并深刻干扰鱼类的关键行为，范围从摄食、社会互动到游泳表现和风险规避。
3.5. 生化效应
越来越多的文献强调了MPs（特别是与金属共存时）损害淡水和海水鱼类健康的复杂机制。联合暴露通常会加剧毒性效应，反映出一种协同作用，其影响远超出每种应激源单独作用的总和。这种协同作用主要通过增强的氧化应激表现出来，其特征是活性氧（ROS）产生增加、脂质过氧化（LPO）以及关键抗氧化酶活性的改变——共同扰乱了细胞稳态和生理机能。对于许多物种，如乌鳢（Channa argus）、鲫鱼（Carassius auratus）和斑马鱼（Danio rerio），MPs和金属的组合导致ROS过量产生，超过了抗氧化防御系统清除这些活性分子的能力。过量的ROS主要源于线粒体电子传递链中断和金属离子催化的类芬顿反应，它们攻击细胞组分——过氧化膜磷脂、使蛋白质失活并使DNA突变，从而共同破坏正常的细胞生理机能。这一现象通常通过丙二醛（MDA）和LPO的升高反映出来，这是膜损伤和氧化应激的直接指标。与此模拟一致，Prochilodus lineatus、Carassius carassius和Gambusia holbrooki在联合暴露后显示出LPO和MDA的显著上升，反映了活性分子产生与解毒机制之间的失衡。同时，抗氧化酶网络，包括超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）和谷胱甘肽（GSH），通常在初始阶段通过上调其活性来应对氧化应激，试图清除过量的ROS并维持氧化还原稳态。然而，在持续应激下，这种适应性反应常常被压倒或破坏，表现为酶活性降低和GSH耗竭。此外，联合暴露会影响乙酰胆碱酯酶（AChE），这是神经元信号传递中的一种关键酶，通过抑制其活性导致神经毒性和行为异常。应激信号也影响代谢酶活性。在联合暴露后，血清和组织中的天冬氨酸转氨酶（AST）、丙氨酸转氨酶（ALT）、乳酸脱氢酶（LDH）和碱性磷酸酶（ALP）水平经常升高，反映了细胞损伤和膜功能障碍。此外，这些酶活性的改变可能破坏能量产生、生物合成途径和整体代谢健康。GSH/GSSG比率、总抗氧化能力及相关参数在联合暴露下经常被扰乱，反映了细胞环境向更氧化状态的转变。重要的是，这种氧化相关应激不仅直接损伤大分子，还作为第二信使，触发信号级联和应激反应，例如上调或下调保护性基因，从而影响生长、发育和生存。这一系列事件突显了一个关键的毒性机制：MPs作为金属的载体或浓缩器，将其直接递送到组织内部，在金属挑战之外增加了物理应激。这种组合导致效应复合，造成的损害超过任一应激源单独作用的结果。
3.6. 分子反应
分子生物标志物是早期细胞应激、免疫扰动以及由环境污染物触发的凋亡或遗传毒性事件的有力指标。其评估对于理解MP和金属联合毒性的机制基础至关重要，甚至能在组织或系统变化变得明显之前揭示损伤通路。在几种鱼类模型中，MPs和金属的联合暴露激活了典型的应激和凋亡信号通路。例如，在点纹篮子鱼（Channa punctatus）中，联合暴露于PVC和铜导致未折叠蛋白反应（UPR）相关基因（如chop、perk、gadd34、grp78和eif2α）以及促凋亡基因（bax、caspase-9、caspase-3和apaf-1）上调，表明内质网应激介导的细胞凋亡。类似地，斑马鱼（Danio rerio）的多项研究证明了内在和外在凋亡通路的激活，在脑、鳃和脊椎等组织中caspase-3、caspase-8、caspase-9和aif的表达增加。发育毒性在斑马鱼胚胎中也很明显，神经发生和增殖标志物（如sox2、pcna、neuroD和olig2）的表达改变指向神经发育受阻。氧化和遗传毒性反应也有记录。在斑马鱼胚胎中，PS-NPs与nAl2O3和nCeO2联合暴露诱导了p53、gadd45a、xrcc2和rad51的上调，反映了DNA修复和损伤感知通路的激活。类似地，ZnO–PS暴露触发了鳃和食道中nrf2/keap1、p53和GH/IGF的调节，提示氧化还原和内分泌干扰并存。在鲤科鱼类、鲫鱼、草鱼和杂交鳢中，炎症基因表达上调，表现为il-1β、tnfα、il-8、il-10和hsp70的升高，反映了在PS/Cd或PVC/Cu暴露下的免疫激活和氧化应激。同样，斑马鱼胚胎和幼虫在联合暴露于PS MPs和Ag-NPs或Cu后，显示出nfκb、cebp、mt2、mtf-1、il-1β和cox1的显著上调，同时abcb4的下调，表明炎症、金属应激反应和解毒功能受损汇聚在一起。屏障功能在斑马鱼肠道中显著受损，暴露于老化的PS和镉后，ZO-1、occludin和muc2显著下调，表明通透性增加和黏膜损伤。在鲤鱼肠道中的补充结果显示黏蛋白（muc2, muc5）、cyp1a1、lys、def和hsp70的上调，突出了黏膜免疫刺激和异生素代谢。在黑鳃鲷（Pagellus bogaraveo）胚胎中也注意到了神经毒性，ache和pcna的下调反映了神经元信号传递和增殖受损。除了基因水平的变化，MP-金属联合毒性的机制基础涉及复杂、相互关联的应激和细胞死亡通路。联合暴露增强了金属的生物利用度和细胞内积累，放大了ROS的产生。升高的ROS通过BAX和BAK触发线粒体外膜透化，释放细胞色素c并激活caspase-9和caspase-3，从而启动细胞凋亡。死亡受体介导的通过FADD、TRADD、TRAF2和caspase-8的信号传导进一步放大了细胞凋亡，直接或通过tBID介导的与线粒体通路的串扰实现。同时，MPs和金属诱导内质网（ER）应激，激活CHOP、XBP1和pATF6，将未折叠蛋白反应与凋亡信号联系起来。炎症小体通过NLRP3、ASC和caspase-1激活促进IL-1β和IL-18释放，触发焦亡并说明免疫调节效应。坏死性凋亡信号通过RIPK1、RIPK3和MLKL可能与细胞凋亡和焦亡同时发生，突出了程序性细胞死亡通路之间广泛的交叉对话。ROS积累也激活Nrf2依赖性抗氧化防御和NF-κB介导的炎症反应，而受损的解毒和屏障功能障碍加剧了细胞应激。氧化、炎症和凋亡通路之间的反馈回路增强了细胞损伤，表明MP-金属联合毒性不是简单的叠加效应，而是相互连接信号网络的结果。
3.7. 组织病理学效应
组织病理学评估是生态毒理学研究中的关键终点，提供了由环境毒物引起的细胞和组织水平损伤的直接视觉证据。如摘要表所示，大量研究报告了暴露于MPs和金属组合的鱼类出现显著的组织病理学改变，在肝脏、肾脏、鳃、肠道、性腺和皮肤等重要器官中观察到损伤。组织病理学评估一致报告了组织损伤的标志性特征，包括空泡化、坏死、白细胞浸润、上皮增生、细胞结构变性和正常组织结构的破坏。在肝组织中，诸如核固缩、颗粒变性、肥大和胆管变性等发现在联合暴露于Cu和Cd及MPs时反复出现。肠道样本常表现出绒毛融合、肠上皮细胞变性和黏膜完整性丧失，突出了消化系统的脆弱性。鳃作为与水环境的主要界面，显示出片层融合、上皮抬起和丝状增生，表明呼吸功能受损。肾组织同样受到影响，显示肾小球损伤、肾小管坏死、出血和血管周围纤维化，特别是在硒和镉联合暴露下。少数研究也涉及性腺毒性，如在黑腹青鳉（Oryzias melastigma）中，MPs与Cd、Pb、Zn联合诱导了空卵泡、卵泡闭锁和核质聚集，表明生殖功能障碍。此外，采用较长暴露时间（长达60天）的研究报告了进行性的、更严重的改变，包括肝和肾组织中的细胞凋亡和细胞解体。值得注意的是，即使在环境相关浓度的短期暴露（96小时至14天）也足以引发清晰的组织病理学特征。总之，证据强调MP-金属联合暴露在鱼类中引起加剧的组织水平破坏，超过了单个污染物的效应。
3.8. MP-金属联合暴露对鱼类影响的综合综述
关于鱼类MP-金属联合暴露的研究表明，协同相互作用占主导地位，特别是在较高金属浓度、较小MP粒径、较长暴露时间以及高MP吸附亲和力的条件下，这些因素增加了金属的生物利用度和细胞摄取。PS-MPs与Cd或Cu等金属的联合暴露导致肝、鳃、肠道和全身的生物富集增强，超过单独暴露效应的总和，反映了一个统一的“特洛伊木马”机制，即MPs作为载体促进了金属的内化。这一机制也放大了生化和分子反应，包括氧化应激（ROS、MDA/LPO）、改变的抗氧化酶（SOD、CAT、GPx）、神经毒性（AChE抑制）以及凋亡和炎症通路的激活。某些终点，如DNA损伤和免疫调节，表现出叠加效应，即联合反应接近单一应激源效应的总和。拮抗相互作用罕见且具有情境特异性，偶尔观察到caspase激活或炎症基因表达的部分减弱，并受MP类型、颗粒大小、金属特性和暴露持续时间的影响。总的来说，这些发现表明，“特洛伊木马”机制提供了一个连接生物富集、生化和分子终点的机制框架，联合暴露通常产生协同效应，而叠加或拮抗结果则在更有限、依赖于条件的情况下发生。
4. 结论：研究空白与建议
微塑料是塑料的小碎片，现在全球水生环境中普遍存在。由于塑料材料的持续释放和逐渐分解，水体中的微塑料水平预计将进一步增加。随着污染的加剧，鱼类越来越容易受到MPs的毒性影响。研究表明，一旦被摄入，MPs可以在消化系统中积累，并可能转移到其他器官。这种内部积累可能导致各种健康问题，如氧化应激、炎症和正常身体功能的紊乱。
本综述首次批判性地探讨了水生系统中MPs和金属联合毒性这一新兴但研究不足的领域。尽管它们广泛共存，但研究其协同效应的研究仍然稀少，这在环境风险评估中留下了一个关键空白。通过揭示这一空白并综合当前发现，该综述为未来的研究和知情的政策制定提供了路线图。所获得的见解不仅强调了综合污染控制的紧迫性，也强调了恢复水质、保护水生生物多样性以及避免这些持久性和相互作用污染物造成长期生态危害的更广泛环境利益。
在审阅了大量关于MPs和金属对鱼类联合毒性的论文后，我们观察到文献仍然有限且零散。大多数研究侧重于单个污染物，相对较少涉及它们的交互或协同效应。实验方法缺乏标准化，特别是在所使用的塑料颗粒类型、大小和表面特性，以及金属的浓度和形态方面。这种可变性，加上使用不同的测试物种和毒性终点，阻碍了跨研究比较和概括。此外，关于塑料如何通过吸附、解吸和载体介导的运输等过程影响金属生物利用度、吸收和毒性的机制理解仍然很差。许多研究依赖于不现实的高浓度和短期暴露，降低了其生态相关性。联合暴露的长期、慢性和多代效应很少被探索，并且明显缺乏验证实验室发现的实地数据。此外，尽管营养级传递和食物网中的生物积累在生态风险评估中很重要，但对它们的研究不足。其他环境应激源（如温度、pH和盐度）对联合毒性的潜在影响常常被忽视。最后，先进的分子方法，如转录组学、蛋白质组学和代谢组学，很少被采用，限制了对联合污染物细胞和系统反应的认识。总的来说，这些局限性突出了对水生系统中塑料和金属联合效应进行更综合、更生态现实和更机制化研究的迫切需求。
