灭多威对太平洋牡蛎（Magallana gigas）的多重毒性：生化、分子及生理反应

《Marine Pollution Bulletin》：Multifaceted toxicity of dimethoate in the Pacific oyster ( Magallana gigas): Biochemical, molecular, and physiological responses

　　

•毒死蜱暴露导致牡蛎鳃组织产生氧化应激和神经毒性。
•毒死蜱通过多种机制损害 AChE 活性
•脂肪酸代谢受到毒死蜱处理的显著破坏。
•AChE 抑制改变宏观生理功能，导致异常的空气中存活反应。
•在高浓度下，毒死蜱在牡蛎血细胞中表现出遗传毒性效应。

引言
全球人口增长和天然鱼类资源的枯竭使得水产养殖成为满足日益增长的海产品需求的关键，在全球食品行业中发挥着至关重要的作用。突尼斯是最早在地中海南部投资该行业的国家之一，专注于在泻湖生态系统上养殖太平洋牡蛎 *Magallana gigas* (Thunberg, 1793) (Bounouh and Crespi, 2019)。此外，由于牡蛎营养价值高且富含必需脂肪酸，特别是众所周知具有健康益处的 omega-3 脂肪酸，它们是人类重要的食物来源 (Rato et al., 2019)。

近年来，有机污染物如农药，主要来自农业径流，日益威胁着养殖这些双壳类的河口和泻湖环境 (Gagnaire et al., 2007)。在此背景下，*M. gigas* 可作为污染监测的宝贵生物指示物 (Kuchovská et al., 2021)。其作为滤食性生物的角色，以及由此产生的积累污染物的能力，使其能够有效检测有机物质的存在。其不动性、丰富性和广泛分布提供了关于水生环境中人为污染的关键见解 (Bayen et al., 2007; Kim et al., 2008)。因此，研究农药对这些双壳类的影响对于评估对非目标生物的毒性风险和了解更广泛的生态后果至关重要。

在农药中，毒死蜱 (DMT) (O, O-二甲基 S-甲基氨基甲酰甲基磷酸二硫代酯) 是一种自 1962 年登记以来全球使用的内吸性有机磷 (OP) 杀虫剂和杀螨剂。在地中海地区，河口附近的农业活动增加了沿海水域受 DMT 污染的风险，因为低土壤有机质含量 (<2%) (Ferreira et al., 2022; Van Scoy et al., 2016) 限制了吸附并增加了淋溶潜力，使其能够到达相邻的水生环境，如水产养殖场。结果，全球地表水和地下水中都检测到了 DMT 残留物，通常超过 WHO 饮用水限值 6 μg.L?1 (WHO, 2025)。报告的环境浓度在地中海高达 39.9 μg L?1 (Hernández et al., 1996)，这一峰值值最近在文献中常被引用为最坏情况基准 (APVMA, 2025; Belhassen et al., 2024; Karleu?a et al., 2025; Zhou et al., 2024)。这些发现导致其被列入 USEPA CCL 3 清单，成为饮用水安全的关注污染物 (United States Environmental Protection Agency, 2009)。因此，由于对环境有害影响，DMT 已在包括欧盟在内的几个地区被禁用 (EU Pesticides Database, 2025)。然而，由于通过乙酰胆碱酯酶 (AChE) 抑制产生强烈的神经毒性作用，从而有效控制广泛范围的害虫，它在突尼斯和其他发展中国家等国家的农业实践中继续使用 (Karleu?a et al., 2025; Silva et al., 2021)。

关于 DMT 在非目标生物中毒性潜力的研究表明，其对 AChE 的抑制作用与其毒性效应之间存在明显的相关性，包括运动活性改变、游泳性能受损和摄食行为紊乱 (Khan et al., 2022; Pandey et al., 2009; Qayoom et al., 2016)。除了行为受损外，DMT 暴露还与生长缓慢 (Andersen et al., 2006) 和生殖紊乱 (Scalisi et al., 2020) 有关。此外，毒理学研究考察了 DMT 的氧化潜力，突出了其在细胞功能障碍中的作用，特别是在线粒体中，这是由于活性氧 (ROS) 的过度产生，尤其是在鱼类中 (Ali et al., 2014; Ansari and Ansari, 2014; Dogan et al., 2011; Serdar, 2019; Shadegan and Banaee, 2018)。这些研究表明，ROS 的过度生成通过与大分子相互作用，威胁正常的细胞功能，从而压倒由超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化氢酶 (CAT) 和谷胱甘肽过氧化物酶 (GPx) 等抗氧化酶定义的抗氧化防御。

膜脂质损伤，特别是脂质过氧化 (LPO)，被确定为 DMT 毒性背后的关键分子机制，(Ali et al., 2014; Dogan et al., 2011; Serdar, 2019; Silva et al., 2021)。然而，很少有研究考察 DMT 对脂质谱和脂肪酸组成的影响，这些研究主要在地中海绿蟹 *Carcinus aestuarii* 等物种上进行 (Belhassen et al., 2023, Belhassen et al., 2024, Belhassen et al., 2025)。脂肪酸 (FA) 是细胞膜的必需成分，并在所有营养级的代谢过程中作为主要能源 (Neves et al., 2015)。它们在维持炎症调节、免疫过程和神经元发育等生理功能方面发挥着关键作用 (Gon?alves et al., 2021; Stillwell and Wassall, 2003)。多不饱和脂肪酸，特别是花生四烯酸 (ARA, C20:4n6)、二十碳五烯酸 (EPA, C20:5n3) 和二十二碳六烯酸 (DHA, C22:6n3)，对于这些功能尤为重要，因为它们是脂质介质如类二十烷酸的前体，在细胞信号传导中发挥着关键作用 (Gon?alves et al., 2021; Innis, 2007; Wang et al., 2006)。牡蛎富含多不饱和 FA，特别是有益的 omega-3 脂肪酸如 EPA 和 DHA，这有助于它们的高营养价值 (Zaid et al., 2025)。这为研究它们的 FA 变化提供了明确的基础。此外，FA 组成的变化越来越被认为是在评估海洋生物营养质量和监测其对化学压力源反应时的可靠生物标志物 (Bejaoui et al., 2020; Belhassen et al., 2025; Ghribi et al., 2023; Gon?alves et al., 2021)。在此背景下，分析 FA 谱提供了一种有前景的方法，以拓宽我们对 DMT 对 *M. gigas* 等关键物种影响的理解。

根据美国环境保护署 (EPA)，DMT 被归类为可能的人类致癌物 (EPA, 2024)，而国际癌症研究机构 (IARC) 并未将其归类为此类 (Karleu?a et al., 2025)。尽管如此，来自体外（细胞和 DNA 损伤）和体内（对整体生物体的有害影响）研究的证据指向潜在的致癌和遗传毒性风险。这强调了研究其遗传毒性的重要性，以更好地阐明其致癌潜力，特别是在其使用持续存在的地区。在水生生态系统中，像 DMT 这样的农药可能作为重要的遗传毒性物质，使得使用敏感检测工具至关重要。单细胞凝胶电泳，或称彗星实验，以其灵敏度和可靠性在检测 DNA 链断裂方面被广泛认可，具有速度、简单性和适用于各种真核细胞类型的优势，无论是体内还是体外 (Mitchelmore and Chipman, 1998)。该方法已成功应用于评估暴露于农药的太平洋牡蛎血细胞中的 DNA 完整性 (Anguiano et al., 2007; Vázquez-Boucard et al., 2014)。

因此，本研究旨在提供对 *M. gigas*（一种具有高经济和营养价值的物种）暴露于 DMT 相关健康风险的新颖评估。这在牡蛎养殖与 DMT 集约化农业使用并存的沿海流域中尤为重要 (Guo et al., 2012)。采用综合方法，本研究专注于 DMT 对 FA 组成、氧化应激、神经毒性、遗传毒性和生理反应的影响。具体而言，该研究：(1) 测定鳃组织中的 FA 组成；(2) 通过 ROS 生成（包括过氧化氢 (H2O2) 水平、脂质和蛋白质氧化）以及抗氧化酶活性 (SOD, CAT, 和 GPx) 量化鳃中的氧化应激；(3) 通过量化鳃中的 AChE 活性评估神经毒性；以及 (4) 使用彗星实验检测 DNA 损伤，评估从血淋巴中分离的血细胞中的遗传毒性。此外，还进行了空气中存活测试以评估生理应激反应。此类针对性研究对于支持基于证据的监管决策和帮助防止对海洋生物和人类健康的潜在影响至关重要。

片段
采样程序和实验设计
共采购了 80 只成年 *M. gigas* 样本（规格 T3；总重 66–86 g），来自突尼斯北部的一个商业水产养殖场。到达后，动物在装有天然过滤海水的封闭循环水族箱中适应实验室环境 7 天。在此适应期间，海水每 48 小时部分更新一次，保持恒定条件 (pH = 7.7 ± 0.1; 温度 = 19 ± 1 °C; 盐度 = 35)，以确保农药处理前各组间的均匀性。

结果
毒性实验期间未记录到死亡。

讨论
本研究突出了对一种 OP 杀虫剂 DMT 在 *M. gigas* 样本上生态毒性新型评估的发现。其作为农药的高效力使其成为农民的首选，往往导致以超过推荐水平的浓度施用 (Arena et al., 2018)。尽管如此，其广泛使用增加了附近湿地受污染的风险，特别是泻湖和牡蛎水产养殖区 (Sadhu et al., 2024)。

在本研究中，我们观察到

结论
据我们所知，本研究是对 DMT 对太平洋牡蛎 *M. gigas* 影响的第一个综合评估。暴露于实验 DMT 浓度在 *M. gigas* 中诱导了特定的鳃反应，其特征是由酶活性破坏和生物分子氧化增加导致的氧化损伤。这些效应的强度随浓度变化，影响牡蛎的生理反应。此外，观察到的改变可能具有

CRediT 作者贡献声明
Dalya Belhassen: 写作 – 初稿。Roberto Martins: 监督。Safa Bejaoui: 调查。Diogo N. Cardoso: 方法论。Joana Figueiredo: 调查。Ana Rita R. Silva: 方法论。Rym Baati: 项目行政。Nejla Soudani: 监督。

伦理声明
所有实验均按照《国家研究理事会实验动物护理和使用指南》进行。

利益冲突声明
作者声明，他们没有任何已知的竞争财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作。

致谢
突尼斯 El Manar 大学科学学院的《水生生物生态学、生物学和生理学实验室》支持了这项工作。作者感谢《水生生物生态学、生物学和生理学实验室》的技术员 Hassen MEJRI 先生。
感谢葡萄牙科学与技术基金会 (FCT) 对 CESAM-环境与海洋研究中心的财政支持 (UID/50017/2025 (doi.org/10.54499/UID/50017/2025) 和 LA/P/0094/2020 (//doi.org/10.54499/LA/P/0094/2020))。

Dalya Belhassen|Roberto Martins|Safa Bejaoui|Diogo N. Cardoso|Joana Figueiredo|Ana Rita R. Silva|Rym Baati|Nejla Soudani