综述：四环素对鱼类的毒性：关于其生理和健康影响的最新研究进展

《Aquatic Toxicology》：Tetracycline toxicity in fish: recent insights into physiological and health implications

四环素类抗生素（TCs）对鱼类健康及水生生态系统具有多维度危害，包括呼吸系统损伤、肠道萎缩及氧化应激引发免疫抑制等。其持久性及生物累积特性易造成食物链传递，加剧耐药基因扩散。研究强调需强化抗生素监管与高效降解技术。

　　

迪普·穆克吉（Dip Mukherjee）| 普兰达达尔·萨卡尔（Purandar Sarkar）| 苏拉吉特·戈什（Surajit Ghosh）| 艾哈迈杜尔·霍克·曼达尔（Ahamadul Hoque Mandal）| 苏塔帕·萨尼亚尔（Sutapa Sanyal）| 萨乌拉布·查克拉博蒂（Saurabh Chakraborti）| 尼迈·钱德拉·萨哈（Nimai Chandra Saha）| 保罗·帕斯托里诺（Paolo Pastorino）| 舒巴吉特·萨哈（Shubhajit Saha）

印度西孟加拉邦加尔各答盐湖城第一区EB-2号比丹纳加尔学院（Bidhannagar College）动物学研究生部，邮编700064

摘要

四环素（Tetracyclines，简称TCs）是一类广谱抗生素，在水产养殖中得到广泛应用。由于其环境持久性和在水生系统中易生物累积的特性，它们对鱼类健康构成重大威胁。本文综述了四环素对主要鱼类物种（如Danio rerio和Cyprinus carpio）的毒性作用。四环素通过鳃片融合降低呼吸效率，引发肠道萎缩和炎症，并改变血液学指标，从而影响氧气运输和免疫功能。从生化角度来看，它们会破坏抗氧化防御机制，导致广泛的氧化应激。在分子层面，四环素具有基因毒性。在早期生命阶段，它们还会导致发育毒性（例如脊柱畸形）。从免疫学角度来看，四环素会抑制吞噬活性和细胞因子释放，增加感染风险。此外，它们还会干扰骨骼矿化并导致肌肉退化。总体而言，四环素污染对鱼类健康和水生食物网构成了严重威胁，因此需要更严格的监管和更有效的清除策略。

引言

抗生素能够治愈曾经危及生命的细菌性疾病，这是医学史和人类健康的重要里程碑，其全球影响难以估量（Adedeji, 2016; Kassa et al., 2023）。在抗生素时代之前，许多常见疾病（包括肺炎）是导致死亡的主要原因。青霉素等抗生素的出现彻底改变了医疗实践，显著降低了与细菌感染相关的发病率和死亡率（Muteeb et al., 2023）。如今，抗生素仍是治疗链球菌性咽炎和中耳炎等常见感染的主要手段，对于败血症和细菌性脑膜炎等严重疾病也至关重要（Spoial? et al., 2021）。抗生素在兽医领域同样不可或缺（Zhi et al., 2020）。它们被广泛用于治疗牲畜的呼吸系统和胃肠道感染，从而提高饲料效率和生长速度（Lianou and Spoial?, 2022）。在一些国家，特别是在孵化场和高密度养殖系统中，预防性使用抗生素仍然很普遍（Manyi-Loh et al., 2018）。在犬猫等伴侣动物中，抗生素用于治疗皮肤、泌尿道和牙齿感染，并在术后护理和慢性疾病管理中发挥重要作用（Zhi et al., 2020）。在水产养殖中，抗生素用于控制细菌性疾病并防止其在集约化养殖条件下的传播（Hossain et al., 2022）。

然而，抗生素的广泛使用导致其进入水生环境，可能产生有害影响（Manyi-Loh et al., 2018; Bilal et al., 2020; Nateq et al., 2024）。农业径流、废水排放以及直接应用于鱼类养殖是抗生素进入地表水的主要途径（Dong et al., 2021）。由于许多抗生素具有持久性，先进的传感器已证实其残留物的积累（Ajami et al., 2014），这可能破坏水生生态系统（Akhter et al., 2024; Singh et al., 2024）。高浓度的抗生素可能抑制或刺激鱼类的生理反应，导致生长、繁殖和行为改变（Bojarski et al., 2020）。它们还与氧化应激、肝毒性和肾毒性以及内分泌紊乱有关（Yang et al., 2020）。此外，抗生素污染促进了耐药细菌和耐药基因的产生和传播，这些基因可以水平转移到其他微生物中（Yuan et al., 2023）。这一过程加速了全球抗生素耐药性的扩散，使鱼类疾病管理变得更加复杂，并对水生动物健康和公共健康构成日益严重的威胁（Manyi-Loh et al., 2018; Ahmad et al., 2023）。除了进行毒性评估外，进一步研究四环素暴露对水生生物的毒理学影响也至关重要。这项研究将有助于我们更好地了解四环素相关的环境风险，为关键模式鱼类和商业鱼类物种（包括Danio rerio、Oreochromis niloticus、Salmo salar、Cyprinus carpio和Pimephales promelas）的全面生态和健康风险评估提供理论基础。

多种类别的抗生素被用于治疗细菌感染，既可用于治疗也可用于预防。四环素（TCs）广泛用于治疗呼吸系统感染、蜱传疾病和痤疮（Zhang et al., 2024）。氨基糖苷类抗生素通常用于治疗严重的、危及生命的感染（Serio et al., 2018）。大环内酯类抗生素对呼吸系统和皮肤感染有效，而氟喹诺酮类抗生素虽然使用受限，但主要用于治疗严重的呼吸系统和泌尿系统感染（Jackson et al., 2016; Pollock et al., 2021）。磺胺类药物用于治疗呼吸系统和胃肠道感染（Ovung and Bhattacharyya, 2021），林可酰胺类抗生素则用于治疗呼吸系统和软组织感染（Spí?ek and ?ezanka, 2017）。

多肽类抗生素如杆菌肽（bacitracin）用于局部治疗，而糖肽类抗生素如万古霉素（vancomycin）则用于治疗危及生命的感染（Hancock and Chapple, 1999; Blaskovich et al., 2018）。苯酚类抗生素用于治疗呼吸系统和胃肠道感染（Dowling and Lardé, 2024），硝基咪唑类抗生素用于治疗原生动物和厌氧菌感染（Patel et al., 2021），离子载体类抗生素在禽类和牛的生产中广泛用作抗球虫剂（Ekinci et al., 2023）。

四环素（TCs），尤其是氧四环素（oxytetracycline），对水生环境的威胁比其他抗生素类别更大。这是因为它们使用量较大，在环境中停留时间较长，并在特定组织中积累（Zhang et al., 2024）。它们通常通过药物饲料给药，未被食用的食物和废物直接沉积在沉积物中（Gonzalez-Gaya et al., 2022）。这与许多窄谱或更不稳定的抗生素不同。它们的化学结构使其非常稳定，能够螯合二价阳离子（如Ca²⁺和Mg²⁺），从而与沉积物和有机物发生强烈相互作用，延长了其环境半衰期，使底栖生物长时间暴露于其中（Ji et al., 2025）。四环素在代谢活跃的组织（如肝脏和肾脏）中大量积累，并因其对钙的亲和力而在钙化结构（如骨骼和鳞片）中持续存在。这导致其清除速率明显低于磺胺类或大环内酯类抗生素（Di Cerbo et al., 2019）。四环素对鱼类肠道微生物组的影响比针对性抗菌剂更为严重和持久，这些变化往往使鱼类更难吸收营养并影响生长（Duan et al., 2022）。从生理学角度来看，四环素会引发氧化应激并更持久地改变代谢酶活性（Nunes et al., 2015）。此外，四环素还被认为会促进水生系统中抗生素耐药基因（ARGs）的出现和持续存在，对全球健康构成重大威胁（Hossain et al., 2022）。四环素常导致骨骼和软骨畸形、孵化率降低以及幼体存活率下降，即使在相同浓度下也比许多其他抗生素更具毒性（Shutter and Akhondi, 2024; Ezraty and Barras, 2016）。这威胁到新个体的补充和整个水生食物网的稳定性（Hu et al., 2023）。

当前研究趋势和文献计量分析

目前我们对四环素如何影响鱼类生理和健康的理解以及主要研究方向仍有限。尽管已有许多研究探讨了抗生素对水生生物的影响，但由于缺乏系统性和综合性的研究，将这些不同的毒理学结果联系起来仍具有挑战性。文献计量分析利用数学和统计技术来评估大量文献

鱼类体内生物累积的四环素的毒性和影响

由于水生环境中四环素的浓度通常较高，鱼类因持续暴露而特别容易发生生物累积。其中，氧四环素是水产养殖中最常用的抗生素（Mog et al., 2020）。这种累积可能导致鱼类组织中四环素浓度升高，从而引发一系列毒性作用（Bojarski et al., 2020）。主要问题之一是正常肠道微生物群的破坏，这可能影响

未来建议

未来应对四环素在水生环境中影响的努力必须采取协调和多层次的策略。尽管四环素在医学、农业和水产养殖中仍必不可少，但其持久性、环境扩散能力和生物累积能力需要更严格的控制和监测。

首先，应加强监管框架，促进所有行业中的负责任使用抗生素，并减少非必要应用（Pinho et al., 2025）。

结论

四环素在水生环境中的广泛使用和持久性对鱼类健康和生态系统稳定性构成了重大且多方面的威胁。其主要毒性作用包括严重的肠道微生物群破坏、肝毒性和肾毒性以及免疫抑制，这些因素直接导致生长减缓、适应性下降和疾病易感性增加。除了对生物体的直接毒性外，四环素污染还促进了耐药性的出现和传播

未引用的参考文献

Pandey and Cascella, 2023; Patel and Hashmi, 2023; Zhang et al., 2021a; Di Cerbo et al., 2019; Krause et al., 2016; Li et al., 2025

CRediT作者贡献声明

迪普·穆克吉（Dip Mukherjee）：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、方法论制定、概念构思。 普兰达达尔·萨卡尔（Purandar Sarkar）：撰写——审稿与编辑、概念构思。 苏拉吉特·戈什（Surajit Ghosh）：撰写——审稿与编辑、概念构思。 艾哈迈杜尔·霍克·曼达尔（Ahamadul Hoque Mandal）：撰写——审稿与编辑、概念构思。 苏塔帕·萨尼亚尔（Sutapa Sanyal）：撰写——审稿与编辑、概念构思。 萨乌拉布·查克拉博蒂（Saurabh Chakraborti）：撰写——审稿与编辑、概念构思。 尼迈·钱德拉·萨哈（Nimai Chandra Saha）：撰写——审稿与编辑、监督。