《Environmental Pollution》：Aquaculture-relevant florfenicol exposure causes hepatopancreatic bioaccumulation and metabolic-immune toxicity in the mud crab
Scylla paramamosain
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摘要广谱抗生素氟苯尼考（FF）的过度使用及其在沿海底栖环境中的残留，对海洋甲壳类动物构成了毒理学风险。作为具有重要经济价值的底栖物种，泥蟹容易受到FF污染胁迫的影响，但其毒理学反应及潜在机制尚不明确。因此，本研究探讨了FF暴露后泥蟹肝胰腺的生理、生化及转录组学响应。健康的泥蟹
摘要
广谱抗生素氟苯尼考（FF）的过度使用及其在沿海底栖环境中的残留，对海洋甲壳类动物构成了毒理学风险。作为具有重要经济价值的底栖物种，泥蟹容易受到FF污染胁迫的影响，但其毒理学反应及潜在机制尚不明确。因此，本研究探讨了FF暴露后泥蟹肝胰腺的生理、生化及转录组学响应。健康的泥蟹被分为一个对照组和三个FF暴露组（5、50和500 μg/L），暴露时间为10天。结果表明，FF在肝胰腺中以浓度依赖的方式积累，显著降低了体重增长率和肝体指数，并诱导了明显的组织病理学变化。此外，FF胁迫显著升高了MDA含量，扰乱了抗氧化和解毒系统（包括SOD、CAT、GST、GSH和T-AOC）的稳态，并诱导了氧化应激。转录组学分析和基因集富集分析（GSEA）显示，FF主要通过抑制PPAR信号通路以及脂肪酸的合成和降解来损害脂质代谢。FF暴露还与黑色素生成相关通路的持续下调有关，表明先天免疫相关功能可能存在潜在损伤。这些变化可能是FF胁迫下泥蟹生长抑制的原因。加权基因共表达网络分析（WGCNA）与蛋白-蛋白相互作用（PPI）分析鉴定出HSPA8和phc-2为候选核心基因，可能分别与补偿性解毒和表观遗传生长限制有关。这些发现阐明了FF诱导肝胰腺损伤的分子调控网络，为泥蟹养殖中抗生素残留的环境风险评估和毒理学评价提供了有价值的证据。
引言
氟苯尼考（FF）是一种合成的广谱抗生素，由于其卓越的抗菌效果，在水产养殖中被广泛用于防治细菌性疾病（Zhang等，2020）。随着集约化水产养殖的快速发展，FF在水产动物疾病管理中的使用量和应用频率不断攀升（Van Boeckel等，2017）。然而，由于给药不规范及其较高的物理化学稳定性，大量残留药物饲料、动物排泄物和未完全代谢的药物持续进入并在养殖水体和沉积物中蓄积（Barreto等，2018；Guo, Xingying等，2024；WANG等，2009）。例如，韩国沿海养殖区水体中FF的峰值浓度据报道可达1600 ng/L（Choi等，2020），而中国某些海洋养殖场周边的最大残留浓度可高达390.6–11,000 μg/L（Zong等，2010）。这种高浓度、长期的环境暴露使养殖生物承受持续的FF残留胁迫。既往研究表明，FF暴露可在水产动物中诱导严重的生理和代谢紊乱以及组织病理学损伤。例如，FF暴露会引发尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）的肝脏氧化应激和组织病理学病变（Bardhan等，2022），显著抑制南美白对虾（Penaeus vannamei）的生长并破坏其肠道结构和微生物稳态（Wang等，2026），并扰乱三疣梭子蟹（Portunus trituberculatus）的抗氧化和解毒系统，导致大分子损伤（Ren等，2017）。然而，尽管FF对各种养殖物种的毒性效应已有充分记录，关于FF暴露对泥蟹健康影响的研究仍十分匮乏。
泥蟹是一种在全球海洋养殖业中具有显著经济和营养价值的高质量甲壳类动物。由于其典型的底栖生活方式，泥蟹持续栖息于水-沉积物界面，使其极易受到沉积污染物（如抗生素）毒性的影响（Leoville等，2021）。肝胰腺是甲壳类动物中的核心功能枢纽，整合了消化、代谢、解毒和免疫等多种生理过程。它不仅调控营养吸收和能量稳态，而且是外源物质生物蓄积和毒性作用的主要靶器官（Vogt，2019，2020）。因此，其结构完整性和功能状态常被用作评估环境毒理学效应的关键指标（Cheng等，2021；Chiodi Boudet等，2015）。更重要的是，肝胰腺是泥蟹供人类食用的主要可食用部分（Wang, F.等，2021）。因此，阐明FF胁迫下泥蟹肝胰腺的毒理学效应和药物残留分布特征，不仅为保护水产动物健康提供了理论见解，而且对于保障公共食品安全也具有深远的实践意义。
转录组测序能够在全基因组表达水平上阐明生物体对环境胁迫的分子响应模式，是研究水产动物毒理学机制的重要工具（Qian等，2014）。因此，本研究旨在通过整合生长性能、残留分析、组织病理学、生化标志物和转录组学分析，确定不同浓度氟苯尼考暴露后泥蟹的生物蓄积和肝胰腺毒理学响应。我们假设，氟苯尼考在肝胰腺中的生物蓄积将扰乱氧化还原和脂质代谢稳态，并改变先天免疫相关通路，从而导致肝胰腺损伤和生长抑制。本研究成果填补了关于广谱抗生素残留在泥蟹中生理和分子水平系统性毒理机制的知识空白，从而为底栖甲壳类动物的环境毒理学提供了新的见解。
章节摘要
化学品和蟹类养殖
氟苯尼考（纯度≥98.0%）购自阿拉丁生化科技有限公司（上海，中国）。将FF粉末溶解于二甲基亚砜（DMSO，索莱宝，北京，中国）中配制10 g/L的储备液。实验时，将储备液用海水稀释至目标暴露浓度，确保各组暴露液中DMSO的最终浓度维持在0.01%（v/v）以下。对照组给予等体积
氟苯尼考胁迫对泥蟹生长性能、肝体指数和生物蓄积的影响
经不同浓度氟苯尼考（FF）暴露后，泥蟹的生理参数和肝胰腺药物生物蓄积均受到显著影响。与对照组（CK）相比，所有FF处理组的体重增长率（WG）和肝体指数（HSI）均显著降低（P < 0.05）。具体而言，FF5组的WG和HSI出现明显下降，而在FF50和FF500组中进一步降至最低水平（图1B-C）。
讨论
泥蟹是全球海洋养殖业中重要的商业甲壳类动物。广谱抗生素氟苯尼考在水产养殖中的过度使用和环境污染残留对甲壳类动物构成了潜在的毒性威胁（Guo, Xingying等，2024）。然而，其在泥蟹中的系统性毒效应和潜在分子机制尚不清楚。本研究整合了生理参数评估、组织病理学观察和转录组学分析
结论
本研究首次全面探讨了氟苯尼考暴露对泥蟹的系统性毒性及其潜在分子机制。结果表明，FF在肝胰腺中的剂量依赖性生物蓄积触发了毒理学级联反应。过量的FF残留引发了大量氧化应激，压垮了抗氧化防御系统，并转化为严重的组织病理学病变。在分子水平上，FF通过其系统性毒性
CRediT作者贡献声明
程昌宏：方法论，数据整理。廖敏泽：写作-审阅与编辑，写作-初稿，监督，软件，方法论，调查，形式化分析，概念化。郭志勋：写作-审阅与编辑，资源，项目管理，资金获取。李盛康：写作-审阅与编辑，资源。冯娟：验证，数据整理。刘新健：监督，资源。陈志龙：监督，资源。刘广新：可视化，
未引用参考文献
GB-31656.16，2022；Guo等，2024；Guo等，2024；Wang等，2021；Yang等，2022。
伦理声明
本研究按照ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南进行。本研究经中国水产科学研究院南海水产研究所批准。
数据可用性
本研究中产生的RNA-seq数据集已提交至NCBI序列读取库（SRA），BioProject登录号为PRJNA1475716。
利益冲突声明
? 作者声明不存在可能影响本论文所述工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
致谢
本研究得到以下项目资助：广东省现代农业产业技术体系创新团队建设专项（2024CXTD25）、广东省基础与应用基础研究基金（2024A1515240032）、广东省科技成果引进县镇促进城乡和区域协调发展专项项目（2025B0202010002）、CARS-48-21专项经费，科技计划
廖敏泽|程昌宏|马红玲|刘广新|范斯刚|邓怡勤|冯娟|李盛康|陈志龙|刘新健|郭志勋
农业农村部南海渔业资源开发与利用重点实验室，中国水产科学研究院南海水产研究所，广东广州 510300
