《Environmental Research》：Widespread neonicotinoid exposure in companion dogs reveals an emerging risk in urban chemical landscapes
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随着气候驱动的蜱虫种群扩张加剧了全球范围内基于新烟碱类的兽医产品的使用，伴侣动物内部暴露的程度及相关健康风险仍然知之甚少。本研究测量了从47只伴侣犬收集的尿液样本中9种新烟碱类杀虫剂及其8种代谢物的浓度。结果显示，在97%的样本中检测到了新烟碱类杀虫剂及其代谢
随着气候驱动的蜱虫种群扩张加剧了全球范围内基于新烟碱类的兽医产品的使用，伴侣动物内部暴露的程度及相关健康风险仍然知之甚少。本研究测量了从47只伴侣犬收集的尿液样本中9种新烟碱类杀虫剂及其8种代谢物的浓度。结果显示，在97%的样本中检测到了新烟碱类杀虫剂及其代谢物。检出频率最高的化合物是去甲基噻虫胺（clothianidin-desmethyl, 51%）、烯烃吡虫啉（imidacloprid-olefin, 43%）和吡虫啉（imidacloprid, 34%）。烯烃吡虫啉的浓度最高（383 ng/mL），其次是5-羟基-吡虫啉（5-hydroxy-imidacloprid, 44 ng/mL）。尿液中新烟碱类杀虫剂的浓度与性别、体重或年龄没有显示出一致的关联，表明化学品使用模式可能是比个体特征更具影响力的暴露因素。研究人员估计烯烃吡虫啉的慢性每日摄入量（CDI）最高（28.6 μg/kg BW/day），其次是5-羟基-吡虫啉（2.67 μg/kg BW/day）和N-去甲基-噻虫嗪（N-desmethyl-thiamethoxam, 1.84 μg/kg BW/day）。虽然中位危害商（HQ）值保持在1以下，但烯烃吡虫啉的最大HQ达到0.47，鉴于人类衍生参考剂量的不确定性，这一水平值得警惕。多种化合物的广泛共检出表明存在慢性共同暴露，并引起了对未明确的混合效应的担忧。它们的广泛使用和环境释放突显了更好地了解城市生态系统中同居者和非目标生物的潜在二次暴露的必要性。
研究背景、问题与意义
气候变化正在重塑虫媒疾病的流行病学特征，通过扩大吸血节肢动物（包括蜱虫和蚊子）的地理范围并延长其活跃季节。蜱虫种类向高纬度和高海拔扩张，导致莱姆疏螺旋体病、蜱传脑炎和严重发热伴血小板减少综合征等蜱传疾病在全球温带地区增加。伴侣动物，特别是犬类，是携带蜱传病原体蜱虫的重要宿主，并可能将这些媒介引入家庭环境。这些流行病学压力加速了兽医杀体外寄生虫药的采用，其中通过滴剂和杀虫项圈形式释放的新烟碱类杀虫剂已成为伴侣动物控制蜱虫和跳蚤的前线工具。尽管新烟碱类杀虫剂占全球杀虫剂市场约30%的份额且在兽医应用中持续增长，但关于接触这些产品的伴侣动物内部全身性暴露情况知之甚少，对同居者或非目标城市野生动物的潜在二次暴露研究也很缺乏。新烟碱类杀虫剂是作用于昆虫中枢神经系统的全身性杀虫剂，此前因其对哺乳动物烟碱型乙酰胆碱受体的低结合亲和力及有限的血脑屏障穿透能力被认为相对安全。然而，越来越多证据表明，哺乳动物长期暴露会引起神经毒性、肝毒性等不良影响。在哺乳动物中，该类杀虫剂在细胞色素P450酶介导下发生代谢转化，部分代谢物仍具有生物活性甚至毒性更强。伴侣犬与人类共享居住环境，可作为监测环境化学暴露的哨兵物种。在韩国，气候相关的环境变化导致蜱虫数量增加，可能增加了基于新烟碱类杀虫剂的兽医产品需求，且韩国伴侣动物饲养率显著上升。然而，目前韩国尚未开展针对伴侣动物新烟碱类杀虫剂暴露的生物监测研究。针对这一空白，研究人员开展了相关研究，量化了韩国伴侣犬尿液中新烟碱类杀虫剂及其代谢物的浓度，以表征暴露水平并评估潜在健康风险。研究得出结论，新烟碱类杀虫剂及其代谢物在伴侣犬尿液中广泛存在，尽管估计的个体暴露水平不太可能造成重大的慢性健康风险，但多种化合物的频繁共检出凸显了考虑累积暴露的重要性。该研究提供了重要的基线生物监测数据，填补了犬类农药污染知识的空白。本论文发表在《Environmental Research》上，对于理解城市生态系统中伴侣动物的化学暴露风险及其对同居者的潜在影响具有重要意义。
主要关键技术方法
研究人员招募了来自韩国首尔的家庭饲养的47只伴侣犬作为样本队列，收集其清晨自然排出的尿液样本。主要关键技术方法包括：使用配备反相Atlantis C
18色谱柱的超高效液相色谱-三重四极杆质谱联用仪（UPLC-MS/MS）进行9种新烟碱类杀虫剂及8种代谢物的分离与定量（质荷比m/
z）；采用贝叶斯删失对数正态模型和多变量删失回归模型评估尿液浓度与性别、体重及年龄等变量的关联；通过反向剂量学方法估算慢性每日摄入量（CDI）并计算危害商（HQ）进行健康风险评估。
研究结果
尿液中新烟碱类杀虫剂及其代谢物的浓度
研究人员通过测量47只伴侣犬的尿液样本发现，97%的样本中检测到了新烟碱类杀虫剂及其代谢物。去甲基噻虫胺、烯烃吡虫啉和吡虫啉是最常检出的化合物。烯烃吡虫啉的最高浓度达到383 ng/mL。相关性分析显示，大多数新烟碱类杀虫剂及其代谢物之间的关联性较弱，表明犬类并未持续共同暴露于多种新烟碱类杀虫剂，这可能是因为家庭和兽医化学品通常只含有单一有效成分。与人类的生物监测研究相比，犬类尿液中新烟碱类杀虫剂的浓度分布特征与人类大体一致，特别是吡虫啉代谢物的浓度高于母体化合物，这反映了该类杀虫剂的快速代谢转化。
性别、体型和年龄的影响
研究人员通过多变量贝叶斯删失回归模型评估发现，性别、体重和年龄与尿液中新烟碱类杀虫剂的浓度没有一致的关联。在对错误发现率（FDR）进行校正前，年龄与部分化合物显示出名义上的负相关，但校正后这种关联不再具有统计学意义。这表明化学物质的使用模式可能是比个体生物学特征更具影响力的暴露因素。单次晨尿样本主要反映近期暴露而非长期积累。
新烟碱类杀虫剂的风险评估
研究人员通过反向剂量学方法估算慢性每日摄入量（CDI）并计算危害商（HQ）。结果显示，烯烃吡虫啉的CDI最高。所有化合物的中位HQ值均低于1，表明暴露水平低于相应的参考剂量。但烯烃吡虫啉的最大HQ值达到0.47，鉴于人类衍生参考剂量的不确定性，这一水平值得警惕，表明个体间的暴露存在显著差异。
与犬尿中其他环境污染物的比较
研究人员通过将本研究结果与先前报道的犬尿中其他环境污染物浓度进行比较发现，新烟碱类杀虫剂在检出的污染物类别中浓度通常较低。然而，尽管其尿液浓度相对较低，新烟碱类杀虫剂表现出的风险却高于几种浓度更高的污染物类别，被归类为中等风险。
讨论与结论总结
在讨论部分，研究人员指出本研究存在一定局限性，包括样本量相对较小且仅限于单一城市和采样时期，以及缺乏关于具体暴露途径的详细信息。此外，由于缺乏犬类特异性毒代动力学数据，风险评估依赖于人类衍生的参数，且未能评估混合物的累积风险。因此，研究结果应被视为初步的筛查评估。
最后，研究结论部分翻译如下：在韩国伴侣犬的尿液中广泛检测到了新烟碱类杀虫剂及其代谢物，表明伴侣动物中存在广泛的暴露。在研究人群中，尿液中新烟碱类杀虫剂的浓度与性别、年龄或体重没有一致的关联。尽管个别化合物的估计暴露水平不太可能造成重大的慢性健康风险，但多种新烟碱类杀虫剂及其代谢物的频繁共检出，凸显了在伴侣动物中考虑累积暴露的重要性。本研究提供了重要的基线生物监测数据，并丰富了犬类农药污染方面的有限知识。在解释这些发现时，应考虑到与未确定的暴露源、使用人类衍生的毒代动力学和毒理学参数以及缺乏混合物毒性评估相关的不确定性。未来的研究应侧重于识别暴露途径、完善犬类特异性毒代动力学数据，并开发伴侣动物混合物定量风险评估的方法。
