镉（Cd）是一种具有高生物毒性和环境持久性的重金属，广泛来源于工业电镀、矿山径流和农业淋溶（El-Saadani et al., 2022; Zulfiqar et al., 2022）。在海洋环境中，Cd 很容易被生物同化，并通过营养级发生生物放大（Sun et al., 2020）。既往毒理学研究已确立，Cd 暴露会诱导严重的氧化应激、DNA 损伤和器官功能的系统性损害（Genchi et al., 2020; Peana et al., 2022）。此外，其较长的生物半衰期增加了其在海洋食物网中生物积累的可能性，从而提高长期生态风险。
当纳米塑料（NPs）和 Cd 在同一栖息地共存时，NPs 由于其化学活性表面，可作为载体吸附大量的游离 Cd 离子（Foroutan et al., 2020; Safari et al., 2022）。关于这种“载体效应”在生物毒理学中的表现，仍存在显著的学术分歧（Ma et al., 2022; Trevisan et al., 2022）。一种观点认为，NPs 增强了重金属的细胞内递送效率，导致载体介导的毒性增强（Panzarini et al., 2018; Schrand et al., 2010）。相反，另一种观点认为，颗粒表面的重金属螯合可能会降低其生物利用度，从而在一定程度上缓解直接的离子毒性（Iddrisu et al., 2024; Khare et al., 2024）。这种模糊性表明，简单地将个体效应相加不足以完全解释共暴露的机制，需要从分子相互作用的角度进行深入分析（Chattopadhyay et al., 2025; Martin et al., 2021）。此外，NPs 在海水中的动态物理化学变化，如聚集、表面电荷改变和冠层形成，可能进一步影响这些金属–颗粒相互作用。
厚壳贻贝（Mytilus coruscus）是沿海生态系统中关键的滤食性无脊椎动物，由于其卓越的过滤能力，是环境健康监测的理想模式生物（Br?te et al., 2018; Li et al., 2019）。在贻贝的生理结构中，消化腺被认为是毒物代谢和生物转化的中枢（Musella et al., 2020）。作为营养同化的主要场所，它还富含高密度溶酶体和解毒酶系统，从而促进外源毒物的处理和排泄（Mony et al., 2016; Virkel et al., 2009）。研究表明，消化腺对外部胁迫高度敏感，其代谢谱的改变往往先于宏观组织损伤（Kiralj et al., 2025）。然而，尽管其重要性如此，对于纳米颗粒–金属共暴露如何重塑贻贝细胞内代谢网络的机制理解仍然有限。虽然以前的研究探讨了微塑料或重金属对贻贝的单独影响，但关于 NPs 通过改变细胞内代谢景观操纵免疫信号通路的机制的研究仍然稀缺。具体而言，在联合胁迫条件下，能量代谢的重分布如何与级联免疫反应相互作用，缺乏全面的实验证据。
聚苯乙烯是全球生产和消耗最广泛的合成聚合物之一（Geyer et al., 2017），也是海洋碎片和沿海水域中最常检测到的聚合物类型之一（Erni-Cassola et al., 2019）。由于其化学稳定性和抗环境降解性，聚苯乙烯颗粒可以在海洋环境中持久存在很长一段时间（Andrady et al., 2011），并很容易被滤食性生物摄入（Browne et al., 2008），这使得聚苯乙烯成为纳米塑料暴露的环境相关模型。从实用角度来看，具有确定尺寸的均一 PS-NPs 可商业获得且表征完善，聚苯乙烯是纳米塑料毒性研究中使用频率最高的聚合物（Barría et al., 2020）。
为了解决这一知识空白，本研究旨在构建一个严格的涉及聚苯乙烯纳米塑料（PS-NPs）和 Cd 的共暴露模型，以调查厚壳贻贝（M. coruscus）消化腺中的协同毒性机制。我们利用综合分析方法，包括非靶向代谢组学、生化酶活性监测和实时定量 PCR。通过分析共暴露下消化腺从能量代谢紊乱到氧化还原失衡的演变，本研究试图阐明脂质介质在激活 Toll 样受体（TLR4）信号通路中的核心作用。这种整合策略提供了更深入的见解，了解在联合污染物胁迫下，代谢紊乱如何与免疫激活在机制上相关联。这一研究轨迹不仅有助于解读 NPs 作为化学载体对生物稳态的影响，而且通过代谢组学、生化和分子数据的逻辑关联，为评估新兴污染物和遗留污染物在海洋环境中共存的生态风险提供了坚实的科学基础。最终，这些发现有助于更全面地理解海洋生物中的多污染物相互作用。
