利用无脊椎动物细胞系（C6/36）对废水出水和受污染地表水的首次评估

《Aquatic Toxicology》：First assessment of wastewater effluent and contaminated surface waters using the invertebrate cell line (C6/36)

　　

水生环境中化学混合物的日益复杂性，特别是来自废水处理厂（WWTP）的出水，推动了对灵敏、伦理且高效的毒性评估工具的需求。尽管使用鱼类和哺乳动物细胞系的体外方法已成熟，但无脊椎动物细胞系尽管具有生态相关性，却仍未得到充分利用。本研究旨在比较一种无脊椎动物细胞系（C6/36，白纹伊蚊 Aedes albopictus）与两种常用鱼类细胞系（RTgill-W1 和 PLHC-1）在三个毒理学终点上的敏感性：细胞毒性、氧化应激和遗传毒性。研究人员使用一套体外试验测试了24种环境相关化学物质和五个全水样本（四个WWTP出水和一处受污染地表水）。C6/36细胞表现出比鱼类衍生细胞系更高的敏感性，对大多数化学物质和水样本观察到较低效应浓度。C6/36细胞显示出最高的总体敏感性，在细胞毒性试验中71%的化学物质观察到可测量效应，在氧化应激试验中为25%，在遗传毒性试验中为63%。此外，C6/36细胞在所有终点上均比RTgill-W1细胞更敏感，并且在三个试验中的两个（细胞毒性和活性氧（ROS））中比PLHC-1细胞更敏感。当应用于全样本时，C6/36细胞在较低浓度下检测到效应，导致更高的毒性单位和更早的检测潜力。这些发现支持将无脊椎动物衍生细胞系，特别是C6/36，整合到更广泛的水质监测框架中，并强调了它们在识别复杂污染物混合物造成的生态风险方面的价值。

**论文解读：利用无脊椎动物细胞系（C6/36）评估废水出水和受污染地表水的毒性**

**研究背景与问题**
全球水体中化学混合物日益复杂，其中废水处理厂（WWTP）出水是主要点源污染。传统毒性评估依赖鱼类或哺乳动物细胞系的体外方法，但无脊椎动物在生态系统中占主导地位，其细胞系却极少被用于毒性测试。现有研究多聚焦单一化合物对陆生昆虫细胞的影响，缺乏对水生无脊椎动物细胞系（如C6/36）在复杂混合物（如废水出水）中的系统性评估。因此，亟需比较C6/36细胞系与常用鱼类细胞系（RTgill-W1和PLHC-1）的敏感性，以验证其在水质监测中的潜力。该研究发表于《Aquatic Toxicology》。

**研究方法概述**
研究人员采用三种体外生物试验，分别评估细胞毒性（resazurin还原法，基于代谢活性）、氧化应激（通过羧基-H₂DCFDA荧光探针检测活性氧（ROS））和遗传毒性（高通量自动微核试验，HiTMiN）。试验对象包括24种环境相关化学物质（如杀虫剂、金属、药物等）和五个全水样本（来自澳大利亚东海岸四个WWTP出水及一个受污染地表水样Loders Creek）。所有样本经分级过滤（2.0 μm至0.22 μm）后无菌处理，化学物质按浓度梯度进行4点4倍稀释，每个试验至少重复两次，当相对标准偏差>20%时进行第三次重复。数据通过非线性回归计算效应浓度（EC10或IR1.5），并转换为毒性单位（TU，即1/EC10或1/IR1.5），使用重复测量方差分析（RM-ANOVA）和Tukey事后检验比较细胞系敏感性。

**研究结果**
**3.1 单一化学物质**
C6/36细胞在三个终点上总体最敏感，对71%的化合物（24种中17种）在细胞毒性试验中产生可测量效应，显著高于鱼类细胞系（PLHC-1: 46%，RTgill-W1: 54%）。C6/36对神经毒性杀虫剂（如联苯菊酯、毒死蜱）特别敏感，而鱼类细胞系在测试浓度下无反应。

**3.1.1 细胞毒性（resazurin试验）**
C6/36细胞敏感性显著高于两种鱼类细胞系（Tukey检验p<0.001），且对毒死蜱等杀虫剂的毒性最强。该差异部分归因于C6/36细胞代谢率高（最佳检测时间6小时 vs 鱼类细胞24小时）及组织来源差异。

**3.1.2 氧化应激（ROS试验）**
仅少数化合物引起ROS增加，C6/36细胞有6种（25%）化合物产生效应，鱼类细胞系仅3种（13%）。但统计上无显著差异（p=0.055），且部分化合物因细胞毒性超过50%阈值而无法量化ROS。

**3.1.3 遗传毒性（HiTMiN试验）**
C6/36和PLHC-1细胞敏感性相似（分别63%和54%化合物产生效应），显著高于RTgill-W1（24%）。氟虫腈和佳乐麝香为最强遗传毒物，其效应浓度与体内数据（如鲤鱼、彩虹鳟）一致，表明体外微核试验可反映生物体效应。

**3.2 全水样本**
C6/36细胞在细胞毒性和氧化应激试验中表现出最高敏感性（显著高于RTgill-W1，p<0.05），在较低相对富集因子（REF）下即可检测到效应，产生更高毒性单位。地表水样本（Loders Creek）的细胞毒性强度与WWTP出水相当，提示城市径流是重要污染源。遗传毒性试验中三细胞系无显著差异（p=0.416），但C6/36和PLHC-1检测到3个样本阳性，RTgill-W1仅2个。

**讨论与结论**
讨论部分指出，C6/36细胞的高敏感性与其在体内对污染物的响应（如Daphnia magna毒性数据）一致，并强调了多细胞系、多终点综合评估的必要性。鱼类细胞系对部分污染物（如神经毒性物质）敏感性不足，可能低估环境风险。研究还建议未来拓展至更多水样类型、新兴污染物（如PFAS）以及额外终点（如内分泌干扰）。

**结论翻译**：
本研究首次使用无脊椎动物细胞系C6/36评估受污染水样，并比较了三种细胞系（PLHC-1、RTgill-W1和C6/36）在细胞毒性、遗传毒性和氧化应激试验中的敏感性。总体而言，C6/36细胞在所有终点上持续表现出最高敏感性，能检测更多活性化学物质，并在更低浓度达到检测阈值。这些发现表明，水生无脊椎动物衍生细胞系C6/36是一种有前景且此前未被充分利用的工具，可补充并改进现有鱼类细胞生物测定用于水质监测。C6/36细胞不仅比两种鱼类细胞系更敏感，且前期研究已显示其体外响应与体内Daphnia毒性高度相关。而PLHC-1和RTgill-W1细胞虽对部分污染物有响应，但其性能常因终点或化合物而异。这些结果重申了采用多细胞系、多终点方法全面评估化学污染对多样物种生态系统影响的重要性，凸显了将无脊椎动物细胞系纳入环境毒理学的实用性和相关性。