揭示拟除虫菊酯诱导鱼类多系统毒性：途径、驱动因素与应对策略综述

《Aquatic Toxicology》：Unraveling Pyrethroid-Induced Multisystem Toxicity in Fish: A Review of Pathways, Drivers, and Countermeasures

　　

摘要

拟除虫菊酯类农药广泛应用于农业和公共卫生领域，但由于其亲脂性和生物累积潜力，经常污染水生生态系统，对硬骨鱼类构成重大风险。本综述综合了近年来关于拟除虫菊酯在硬骨鱼类中诱导的多系统毒性研究进展，涵盖通过电压门控钠通道破坏引起的神经毒性、心血管功能损害、生殖和内分泌干扰、免疫毒性以及代谢功能障碍。氧化应激是这些效应中常见的介导因素。毒性受非生物因素（温度、盐度、沉积物有机质）、生物因素（物种、发育阶段、性别）以及与其他污染物共同暴露的影响。解毒策略包括物理/化学修复、微生物降解以及营养或免疫调节干预，以增强内源性抗氧化防御。尽管取得了进展，关于慢性低剂量暴露、代谢物毒性、代际表观遗传效应以及气候变化交互作用等关键知识缺口仍然存在。未来研究应整合分子、个体和环境数据，以开发预测性风险评估框架和田间适用的缓解措施，确保拟除虫菊酯的可持续使用，同时保障鱼类健康和水生生物多样性。

引言

拟除虫菊酯类（PYs）农药是天然除虫菊素的合成类似物，后者提取自除虫菊（Chrysanthemum cinerariaefolium），已在全球范围内广泛用于农业害虫防治、公共卫生干预和家庭卫生实践（Tewari, 2024; Zhan et al., 2020）。其受欢迎的原因在于其高杀虫活性、低哺乳动物毒性以及相对于有机氯和有机磷农药而言较短的环境持留期（Farina et al., 2016; Wang et al., 2016）。然而，拟除虫菊酯的广泛且无管制使用导致其在水生生态系统中普遍存在——通过农业径流、喷洒漂移和国内污水排放——对非靶标水生生物包括淡水和海洋鱼类构成重大威胁（Antwi & Reddy, 2015; Halstead et al., 2015; Yao et al., 2024）。

硬骨鱼类作为水生食物网的重要组成部分和环境质量的重要生物指标，由于其与水环境的密切接触以及这些农药的亲脂性质，特别容易受到拟除虫菊酯的暴露，这促进了农药在鱼类组织中的生物累积（Brander et al., 2016a; Sinha & Shrivastava, 2024; Werner et al., 2021; Xie et al., 2022）。在过去十年中，关于拟除虫菊酯对硬骨鱼类毒理学效应的理解取得了重大进展，新出现的证据凸显了超出经典神经毒性的复杂生理损害（Alkan ?eki? et al., 2025; Selvi et al., 2013; Yang et al., 2020）。此外，可食用鱼类组织中的拟除虫菊酯残留对人类消费者构成潜在食品安全危害（Fang et al., 2024; Xie et al., 2022）。水柱中的暴露通常是脉冲式和间歇性的，因为溶解的拟除虫菊酯迅速消散，而沉积物结合的残留物可以对底栖物种和摄食沉积物的物种造成慢性暴露。因此，研究养殖硬骨鱼类中的拟除虫菊酯毒性对于保障水产养殖和公共卫生的可持续性至关重要。同时，对硬骨鱼类解毒途径的特征表征揭示了物种特异性适应机制，这些机制调节着对农药的敏感性（Ji et al., 2021; Lidova et al., 2019）。

几篇权威综述已经针对鱼类中拟除虫菊酯毒性的特定维度进行了讨论：内分泌干扰效应由Brander等人（2016a）进行了全面综述；氧化应激机制由Yang等人（2020）和Ullah等人（2019）进行了系统分析。然而，这些专注的综述在设计上并未解决需要跨学科综合的关键问题。鉴于这些关切，本综述综合了最新研究以解决四个核心目标：(1)拟除虫菊酯农药的特征及其对硬骨鱼类的暴露途径；(2)拟除虫菊酯对硬骨鱼类的毒性效应和机制；(3)影响拟除虫菊酯对硬骨鱼类毒性的因素；(4)硬骨鱼类中拟除虫菊酯的解毒途径。通过整合分子、细胞和个体水平的数据，本工作旨在提供一个更新的框架，用于评估拟除虫菊酯的生态风险并指导制定有针对性的缓解策略。

章节摘要

化学性质与环境分布

拟除虫菊酯类（PYs），如氯菊酯、氰戊菊酯、溴氰菊酯、炔菊酯、苯甲硫磷菊酯、氟氯菊酯、联苯菊酯、胺菊酯和氰氟菊酯，是具有环丙烷羧酸基基本结构的酯类化合物（Ferroni et al., 2015; Gammon et al., 2019; Park et al., 2020; Qi et al., 2020; Tang et al., 2020）。它们被分为I型（缺乏氰基，如氯菊酯、联苯菊酯）和II型（在α位含有氰基，如氰戊菊酯，

拟除虫菊酯对硬骨鱼类的毒性效应和机制

拟除虫菊酯对硬骨鱼类的毒性效应和机制涵盖多个生理系统，包括神经系统、免疫系统、生殖系统和代谢系统，在I型和II型亚型之间观察到细微差异（Farag et al., 2021）。这些多系统毒性影响最终损害鱼类生存、生长表现和生殖适应性，对鱼类种群的可持续性构成长期影响（图1，表3）。

影响拟除虫菊酯对硬骨鱼类毒性的因素

拟除虫菊酯对硬骨鱼类的毒性受到一系列生物和非生物因素的调节，这些因素可以增强或减轻其有害效应。了解这些因素对于准确的风险评估和制定特定情境下的缓解策略至关重要。

水产养殖中拟除虫菊酯的解毒策略

拟除虫菊酯偶尔被滥用在水产养殖中以控制体外寄生虫，尽管它们对水生生物具有高毒性（Li et al., 2025）。由于其高毒性，即使微量残留也会对养殖鱼类造成严重后果（Shi et al., 2024）。因此，有效的解毒策略对于减轻风险和确保水产养殖实践的可持续性至关重要（图2）。

研究空白与未来方向

虽然前面的章节已经编录了大量拟除虫菊酯毒性的证据，但由于重大知识缺口，它们用于风险评估的效用受到限制。以下，我们超越单纯的缺陷列举，提出具体假设和实验策略，这些策略可以将当前的描述性毒理学转变为预测性框架。

结论

本综述系统综合了当前证据，表明拟除虫菊酯在硬骨鱼类中诱导多系统毒性，涵盖通过电压门控钠通道破坏引起的神经毒性、心血管功能损害、生殖和内分泌干扰、免疫毒性以及代谢功能障碍，氧化应激是这些效应中常见的介导因素。毒性关键地受非生物因素（温度、盐度、沉积物有机质）、生物变量（物种，

资助声明

本研究由浙江省领军人才培养计划（编号：2024C02012）资助。

伦理声明

由于本研究完全基于已发表的文献，因此不需要伦理审批和同意。

利益冲突声明

作者声明无利益冲突。

作者贡献

徐萌：撰写-初稿。 舍思怡：撰写-初稿。 杨顺：撰写-审阅和编辑。 费辉：概念化；监督；撰写-审阅和编辑；项目管理。

未引用参考文献

（Vieira and dos Reis Martinez, 2018, Dangi and Gupta, 2012）

CRediT作者贡献声明

徐萌：撰写-初稿。 舍思怡：撰写-初稿。 杨顺：撰写-审阅和编辑。 费辉：撰写-审阅和编辑，监督，项目管理，概念化。

徐萌 | 舍思怡 | 杨顺 | 费辉

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