環境內分泌干擾物對魚類脂質代謝的影響： 回顧與展望*

孫勝香 杜震宇

(華東師范大學生命科學學院水生動物營養與環境健康實驗室 上海 200241)

環境內分泌干擾物(EDCs)是一類存在于自然環境中的具有類激素效應的化學物質，對生物體內源激素的合成、分泌、轉運和降解過程具有干擾作用，進而損傷生物體的生殖發育、免疫、內分泌和神經系統，甚至導致其后代的內分泌代謝失衡(Cabanaet al,2007; Triet al,2016)。當前，EDCs主要來源于工農業生產和民眾日常生活產生的廢氣、廢水和廢渣，常見的包括多氯聯苯(PCBs)、多環芳烴(PAHs)、二噁英、有機氯殺蟲劑(OCPs)、雌二醇和雙酚A(BPA)以及Cd、Pb、Hg等重金屬等。大量文獻表明，當前全球主要水體中均已含有多種EDCs。由于水體的流動性較強，EDCs可以隨水體流動進行長距離的擴散污染，因此，EDCs對水生動物的暴露毒理效應已經成為一個受到廣泛關注的全球性環境問題(Huanget al,2012)。相應地，EDCs對水生動物的生態和生理毒性及其生物學機制也成為近年來學界的研究熱點。目前，EDCs對水生動物的毒理效應研究主要集中于EDCs對水生動物生長發育和生殖性能的損傷機制研究。已知水環境中的雌激素能夠誘發魚類性腺在發育的過程中產生畸形(Bernetet al,2008)，降低魚類的生殖能力(Milestoneet al,2012)，誘導雄魚性逆轉成為雌雄同體甚至是雌魚(Baroilleret al,1999; Kiddet al,2007)。而PCBs可以誘發魚類腎細胞形狀生長異常，腎小球毛細血管擴張，腎小球間質水腫，進而降低魚體的免疫功能(Koponenet al,2001)。水體沉積物中PAHs的濃度為0.5～10 μg/g dw(干重)時，可顯著降低水體中魚類胚胎的孵化率和成活率，降低幼魚的生長速率，并且造成DNA的損傷和破壞(Le Bihanicet al,2014)。然而，與生長發育和生殖過程相比，人們對EDCs如何影響水生動物代謝過程卻知之甚少。

在當前的水產養殖中，魚類的代謝性疾病十分普遍，尤其體現在魚體的脂肪過度沉積，包括脂肪肝和腹腔脂肪嚴重沉積等(杜震宇,2014)。大量研究表明，魚體脂肪過度沉積，不僅對魚體自身的生長發育產生不利的影響，造成養殖魚類抗應激能力下降，同時也降低水產品品質，增加食品安全的風險(黃春紅等,2014)。目前，一般認為造成魚類脂肪嚴重沉積的主要因素包括：能量攝入過度、營養素攝入不均衡、魚體的生理和物種差異、遺傳和基因突變以及養殖環境中污染物的代謝干擾(杜震宇,2014)。其中，環境污染物影響魚類脂質代謝的研究相對較少。然而，近年來，隨著環境水體的污染日益嚴重，養殖水體中的環境污染物對養殖魚脂肪沉積的影響也引起了研究者的重視。當前，研究者已經在持久性有機污染物(POPs)、重金屬和環境雌激素對魚類脂質代謝的影響方面取得了諸多研究進展。但是，至今尚無人對這一領域的研究進展進行綜述。為了總結該領域的研究進展，并進一步推動相關研究，本文回顧并總結了主要的環境污染物影響魚類脂質代謝的生理表型與可能機制，并對本領域今后的研究方向提出了建議。

1 持久性有機污染物在魚體中的沉積及其對魚類脂質代謝的影響

持久性有機污染物(POPs)包括PCBs、OCPs、二噁英、呋喃和PAHs等，主要來源于工業生產和農業殺蟲劑的大規模使用。POPs在生物體內難以被降解代謝，是一類對動物體和環境產生嚴重危害的天然或者人工合成的有機污染物。POPs可以通過大氣和海洋的流動進行全球性的遠距離遷移，并通過食物鏈產生生物放大和生物富集效應(Larssonet al,1996; Wania,2003)。目前，全球各主要水域都已檢出濃度不等的POPs殘留。研究表明，中國東部沿海PCB和滴滴涕的濃度范圍分別為1.23～16.6 ng/L和0.28～13.4 ng/L(Linet al,2012; Liuet al,2015; Tanget al,2013; Zhanget al,2011)。此外，中國內陸水域中的POPs殘留濃度為0.395～5290 ng/L(曹秀芹等,2016; Liuet al,2012; 劉艷霖,2008; Wanget al,2010)。盡管當前大部分國家已經開始針對某些POPs采取了強制性的限用、禁用和消除措施，但由于POPs的難降解性、生物蓄積性和高毒性，殘留在水體中的POPs依然對水生動物造成持久而嚴重的危害(Trudeauet al,2007)。

POPs具有親脂疏水特性，主要累積在生物體的脂肪組織中，這也是POPs影響魚類脂質代謝的物質前提。研究發現，在不同魚種中，體脂含量較高的大西洋鮭魚(Salmo salar)和鯡魚(Clupea harengus)與體脂含量較少的鱸魚(Perca fluviatilis)和鱈魚(Gadus morhua)相比較，前二者體內的四氯聯苯和OCPs污染物積累較多(Ewaldet al,1994)。在同一魚種中，如大西洋鮭魚，在其遠距離遷徙時，體內脂肪含量會產生較大的波動，而PCBs在其體內的積蓄亦會隨著體脂的變化，與體脂含量間呈現正相關性(Hamelinket al,1971; Larssonet al,1996; Sunet al,2018)。因此，目前學界普遍認為魚體POPs積累水平與其脂肪含量，尤其是與甘油三酯(TG)含量間密切相關(Jorgensenet al,1997; Hardellet al,2010; Liet al,2018)。但也有少量研究表明，POPs在魚體中的沉積量并非完全取決于體脂含量。比如，湖鱒(Salvelinus namaycush)不同亞種的肌肉脂肪含量存在顯著差異，但是不同亞種體內的PCBs含量卻無明顯差異(Milleret al,1992)。同樣，處于非產卵期的鱒魚體內脂肪含量與體內PCBs的沉積亦無相關性(Stowet al,1997)。另有一些研究的結果表明，魚體中POPs的沉積與魚類的營養狀態有關，并存在組織分布的特異性。比如，當鰨目魚(Solea solea)饑餓后，雖然組織和器官中的脂肪含量降低，但PCBs含量卻出現上升的趨勢，且其肝臟中的PCBs含量比腦中的PCBs含量高3～4倍(Boonet al,1985)。Bruner等(1994)認為，不同類型和分子大小的POPs與脂肪分子的結合能力存在差異，這種差異可造成不同POPs在脂肪組織間分配效率的不同。Bruner等(1994)研究表明，不同PAHs種類間，分子量較小的PAHs與脂肪分子的結合能力不夠穩定，比較容易在機體中被清除，因此，其體內濃度與體脂含量的相關性較弱。在野外水環境的污染物研究中發現，水體中殺蟲劑DDTs、林丹(γ-HCH)、七氯、Aldrin和Endrin的濃度與魚體殺蟲劑的累積量呈現正相關(Liuet al,2012)。同樣，來自于不同水域的魚體POPs沉積量亦存在差異，如中國南海、渤海、東海和黃海中魚體的PCBs平均含量分別為2、62.8、520和1008 ng/g ww(濕重)。其中，東海和黃海中魚體PCBs沉積量顯著高于南海和渤海(Liuet al,2011)。在加拿大Detroit河中，藍鰓魚(Lepomis macrochirus)體內的PCBs含量隨著季節更替而發生變化，在夏季，魚體PCBs沉積量逐漸增加；在冬季，魚體PCBs含量則維持穩定狀態(Mcleodet al,2014)。由此可見，水域和氣候等環境因素同樣影響魚體POPs的沉積狀態。綜上，如圖1所示，盡管POPs在大部分魚類中的積累與體脂含量存在正相關，但也和魚的品種、發育階段和營養狀態等因素有關。

正因為POPs積蓄與魚體脂肪含量間具有相關性，使得POPs對魚體脂質代謝產生了較大的影響。一些研究發現，POPs可對魚體的脂質代謝過程產生干擾作用，飼料中添加POPs可促進魚體的脂肪積累。如用含有250 mg/L Aroclor 1248飼料分別投喂鯉魚(Cyprinus carpio) 7、14和21 d，可顯著增加魚體TG、總膽固醇、游離膽固醇和游離脂肪酸含量(Itoet al,1974)。相應地，在銀鮭(Oncorhynchus kisutch)、三刺魚(Gasterosteus aculeatus)和藍鰭金槍魚(Thunnus thynnus)中發現，以含500和50 mg/kg PCBs的飼料養殖銀鮭，體內積累的PCBs可顯著增加魚體肝臟中的脂質含量，但軀殼中脂質含量與對照組相比顯著降低(Leatherlandet al,1979; Maisanoet al,2016)。用含有多溴聯苯醚(PBDEs)、多氯化萘(PCNs)、PCBs和壬基酚(NP)的飼料分別養殖雌性三刺魚3.5月和海鯛(Sparus aurata) 21 d，所有POPs處理組魚體肝臟中均可觀察到顯著的脂滴積累現象，并且上調NP處理組魚體肝臟脂合成相關的脂肪酸合成酶(fas)和過氧化物酶增殖物激活受體γ(pparγ)的基因表達(Holmet al,1993; Camevaliet al,2017)。除了飼料暴露之外，水體POPs暴露亦可對魚體脂質代謝產生影響。如用0.1、0.2、0.5和1 mg/L殺蟲劑Aldrin分別暴露胡子鯰(Clarias batrachusL.) 12、60和132 h后發現，隨著暴露濃度的增加和暴露時間的延長，魚血液中膽固醇的含量逐漸升高，但肝臟中的膽固醇含量則逐漸降低。在1 mg/L濃度132 h處理組中，膽固醇含量在血液中最高，在肝臟中最低。由此推測，在胡子鯰體內，Aldrin可顯著提高膽固醇從肝臟向血液的轉運效率(Bano,1982)。在另一項類似的研究中，分別用2和 8 mg/L的γ-BHC有機氯殺蟲劑，以及1和4 mg/L的Malathion有機磷殺蟲劑水體暴露胡子鯰4周后發現，Malathion可提高雄性胡子鯰肝臟脂質含量，γ-BHC則降低肝臟中磷脂合成。這2種殺蟲劑均可抑制磷脂、脂肪酸和甘油酯從肝臟向性腺的轉運功能，且在不改變膽固醇合成的前提下，均可降低酯化膽固醇向游離膽固醇的轉化效率，以及降低游離脂肪酸向甘油酯的轉變(Lalet al,1987)。綜合上述研究可知，不管是飼料暴露還是水體暴露，POPs均能對魚體脂質代謝造成負面影響，往往導致體內甘油三酯的積累或磷脂含量的降低。由于脂質是魚類性腺發育成熟過程中的重要營養素，因此，脂質代謝的紊亂和脂質組成的不合理，很可能導致魚類生殖系統發育障礙，這或許是POPs造成水生動物生殖發育障礙的原因之一。

圖1 魚體POPs沉積的影響因素 Fig.1 Influence factors of POPs accumulation in fish

在哺乳動物的研究中，POPs中的三丁基錫(TBT)和三苯基錫(TPT)可特異地結合細胞核受體，如類視黃醇X受體(RXRs)和過氧化物酶體增殖物活化受體γ(PPARγ)。其中，RXRs和PPARs在細胞脂質代謝中具有重要作用，POPs與RXRs結合后，促進RXRs下游的脂合成基因固醇調節元件結合蛋白(srebp1)、脂肪酸轉運蛋白(fatp)和fas的mRNA表達(Grünet al,2006)；而POPs與PPARγ結合后，通過調節RXR-PPARγ通路刺激脂肪細胞3T3分化，進而促進細胞內脂肪的積累和儲存(Kanayamaet al,2004)。亦有研究表明，TBT通過激活腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)代謝通路進而調節脂質代謝(Nakatsuet al,2008; Grünet al,2009)。但在魚類中，POPs影響脂質代謝的分子機制尚未得到完全闡明。

2 重金屬對魚類脂質代謝的影響

重金屬是被研究較多的環境污染物，然而，多年以來，研究者針對重金屬對水生動物的毒理效應研究多集中于生殖、發育和器官畸形等方面，而重金屬對魚類內分泌與代謝，尤其是脂質代謝的影響研究則相對較少。近年來，一系列研究表明，重金屬對水生動物的內分泌和代謝系統同樣存在顯著影響。因此，重金屬也越來越多地被研究者認定為一類環境內分泌干擾物(Kattiet al,1984; Koppet al,1982; Richettiet al,2011; Tulasiet al,1992)。

2.1 Hg在魚體中的沉積及對魚類脂質代謝的影響

Hg是環境中毒性最強的重金屬之一，甲基汞(MeHg)是Hg在水環境中主要的存在形式，同時也是對動物和人體毒性最大的汞化物。目前，Hg已廣泛存在于全球各大水體，中國東部沿海水體Hg含量為0.004～2.4 μg/L(李磊等,2011; 張亞南等,2013)，中國內陸淡水水域的Hg含量則在0.19～36 ng/L不等(Guoet al,2008; Wanget al,2013)。水產養殖中，歐洲鱸魚(Dicentrarchus labrax)肌肉中Hg含量最大值可達0.021 mg/kg ww(萬慧珊等,2017)。在關于MeHg暴露與2種印度鯰魚(Wallagoo attu,Mystus aor)體脂質代謝關系的研究中發現，魚體中富含脂肪的腹部肌肉可大量積累MeHg；隨著魚體脂肪含量的逐漸增加，體內腹部肌肉中MeHg的含量也隨之提高，由此該研究提出MeHg在魚體內的蓄積與魚體脂肪含量具有顯著的相關性(Palet al,2013)。但另一項對藍鰭金槍魚(Thunnus maccoyii)的研究結論則與之相反，此研究提出Hg在機體中的結合位點位于蛋白質片段上，當魚體的蛋白含量下降時，與Hg結合的位點亦會隨著蛋白質含量的下降而減少，因此，體內的Hg積累量會出現下降的趨勢。而此時脂肪含量的增加會產生對Hg積蓄濃度的稀釋效應，從而可能出現魚體中脂肪含量較高，但Hg積蓄量卻較低的現象(Balshawet al,2008)。綜合上述研究，魚體中的Hg積累是否與脂肪含量相關，至今在學界尚無明確定論。但已有研究表明，水環境中Hg對魚體脂質代謝的影響較大。有研究表明，在水體中用0.2 mg/L氯化汞分別暴露印度囊鰓鯰(Heteropeneustes fossilis) 10、20和30 d，Hg處理組魚腦中脂肪含量下降，但肝臟和肌肉中的脂肪含量增加，尤其在暴露20和30 d時，肌肉和肝臟中的脂 肪含量分別達到最大值。此項研究中，Hg不僅改變了印度囊鰓鯰各組織中的脂肪含量，而且隨著Hg暴露時間的延長，魚體各組織中的磷脂和膽固醇含量與比例均發生明顯變化，魚腦、肝臟和肌肉出現顯著的脂質過氧化現象(Banoet al,1989)。由于磷脂在腦中具有十分重要的地位，又是細胞膜的主要成分之一，Hg對磷脂結構和成分的影響，以及所誘發的脂質過氧化，無疑是對魚類腦部結構的破壞，這或許是Hg造成腦神經障礙的原因之一。

2.2 Pb對魚類脂質代謝的影響

Pb因其熔點較低、伸展性好及抗氧化性強等特性，已被大量使用在工業和制造業上，這也使得Pb成為在自然界分布最為廣泛的重金屬之一。中國東部沿海Pb含量為0.02～4.58 μg/L(孫維萍等,2009)，渤海和黃海的Pb含量平均值為2.62 μg/L(Konget al,2015)。Pb不屬于動物的必需金屬元素，長期高量暴露能夠干擾動物的正常代謝和生殖發育(Rosen,1989; Stoweet al,1971)。在Pb影響胡子鯰脂質代謝的研究中發現，用5 mg/L的硝酸鉛水體暴露胡子鯰150 d，Pb能夠顯著降低精巢、卵巢和腦中的脂肪和膽固醇的含量，但肝臟中的脂肪和膽固醇含量則顯著增加(Kattiet al,1983)。相應地，在與之類似的研究中，用5 mg/L硝酸鉛水體暴露攀鱸(Anabas testudineus) 30 d后發現，Pb暴露降低肝臟和卵巢中的脂肪、磷脂和膽固醇含量，但提高了肝臟和卵巢中游離脂肪酸含量和脂肪酶的活性，同時，顯著提高血液中總脂、磷脂、膽固醇和游離脂肪酸含量(Tulasiet al,1992)。與Hg的影響類似，高濃度的Pb暴露亦可造成脂質過氧化現象。研究表明，用50 μg/L的Pb水體暴露鏡鯉(Cyprinus carpio) 30 d，可導致鏡鯉腦中脂質過氧化水平升高至正常水平的225%(Shafiq Ur,2003)。由此可見，Pb對魚體各組織的脂肪含量和脂質代謝穩態造成干擾，并可能通過對性腺和腦中磷脂含量的影響損害魚體的性腺發育和腦神經功能。此外，Pb暴露造成性腺中膽固醇含量的降低，也提示以膽固醇作為前體的魚體激素合成與分泌會受到Pb暴露的影響，從而影響魚類的生長、發育和性成熟(Singhet al,1979)。

2.3 Cd對魚類脂質代謝的影響

環境中的Cd污染主要來源于有色金屬開采和金屬冶煉。中國東部沿海Cd含量為0.001～0.6 μg/L(方濤等,2012; 李磊等,2011)，而在湘江流域中檢測到的Cd含量可達5.21 mg/L(劉韻琴等,2013)。黃渤海中的舌鰨(Cynoglossus robustus)和藍點馬鮫(Scomberomorus niphonius)體內的Cd與其他重金屬相比，含量最高，可達0.2 mg/kg ww(韓丹丹等,2018)。研究表明，Cd暴露可影響魚類的生長發育，并造成組織器官損傷(Baiset al,2012; Ismailet al,2011)。在Cd對魚類脂質代謝影響的研究中，用5 μg/L的Cd對歐洲鰻(Anguilla anguilla)進行水體暴露30 d后發現，Cd暴露組中，魚體肌肉和肝臟中的脂肪含量雖然沒有發生變化，但與脂肪合成與分解相關的酶類，包括葡萄糖六磷酸脫氫酶(G6PD)、六磷酸葡萄糖脫氫酶(6PGD)、蘋果酸酶(ME)、異檸檬酸脫氫酶(ICDH)與脂肪組織脂肪酶(ATGL)，其活性和相關基因的表達水平均顯著上調。其中，與脂質降解相關的基因atgl表達水平比正常水平上調130倍(Pierronet al,2007)，表明較低濃度的Cd暴露對歐洲鰻的脂質代謝調控體系產生了顯著的影響，尤其可能增加脂肪的分解機能。在較低濃度Cd暴露研究中發現，用0.68 mg/L的氯化鎘水體暴露線鱧(Ophiocephalus striatus) 96 h，可導致線鱧肝臟中的脂質總含量顯著降低(Baiset al,2012)。而用較高濃度Cd對魚類進行水體暴露時，則往往導致體脂增加。如用6.8 mg/L氯化鎘暴露印度囊鰓鯰30 d后發現，Cd可導致魚體肝臟中的脂肪顯著積累(Sastryet al,1979)；用 50 mg/L的氯化鎘對胡子鯰進行水體暴露135 d后發現，Cd導致胡子鯰肝臟中的脂肪和膽固醇的含量顯著提高，但在腦、卵巢和精巢中，脂肪和膽固醇含量均下降(Kattiet al,1984)。由此可見，不同濃度的Cd暴露對魚體脂質代謝存在不同的影響。低濃度下，短期Cd暴露可上調魚體脂肪降解能力，從而降低脂肪積累；而高濃度長期的Cd暴露則增加魚體肝臟中的脂肪積累。多項Cd對水生動物的毒理研究表明，高濃度Cd暴露會損傷細胞線粒體的正常結構(張娜娜等,2008)。由于線粒體是負責魚體脂肪酸β-氧化分解的主要細胞器(Ninget al,2016)，高濃度Cd對魚線粒體的破壞，就將顯著降低魚體的脂肪分解能力，從而導致脂肪嚴重積累。

2.4 Cu對魚類脂質代謝的影響

與前述Hg、Pb、Cd相比，Cu是魚類必需微量元素之一，環境水體中也普遍含有Cu元素。中國東海海水中 Cu含量平均值為4.6 μg/L(王長友等,2009)，長江口和杭州灣進?？诤Ｋ蠧u濃度為0.13～2.72 μg/L(孫維萍等,2009)。然而，近年來已有不少文獻報道，水體中的Cu亦會對魚類脂質代謝造成顯著影響。如在矛尾復蝦虎魚(Synechogobius hasta)的研究上，用低于55 μg/L梯度濃度的Cu分別暴露30和60 d后發現，在30 d時，Cu可顯著促進肝臟中脂肪積累，上調脂肪合成相關的脂肪酸合成酶(FAS)、蘋果酸酶、異檸檬酸脫氫酶活性與過氧化物酶增殖物激活受體γ基因(pparγ)的表達，并降低脂肪分解相關的atgl基因表達；在60 d時，Cu則通過抑制魚體脂肪合成，促進脂肪分解途徑，最終降低肝臟中的脂肪含量(Huanget al,2014)?；诓煌瑵舛忍荻鹊腃u暴露的研究表明，用2、24、71和198 μg/L Cu水體暴露黃顙魚(Pelteobagrus fulvidraco) 42 d后，高濃度的Cu暴露可降低黃顙魚肝臟脂肪合成酶活性和基因的表達，但顯著提高脂蛋白水解酶(LPL)的活性及其mRNA水平；隨著Cu暴露濃度的逐漸增加，肝臟和腹腔脂肪組織中的脂肪含量逐漸減少(Chenet al,2013)。綜合上述2項研究結果可知，魚體肝臟中的脂肪含量受到水體中Cu濃度與暴露時間的影響，高濃度Cu的長期暴露，會嚴重干擾魚體的脂肪代謝。研究也發現，不僅水體中的Cu暴露可對魚體脂質代謝造成影響，飼料中過高的Cu含量亦對魚體脂質代謝產生干擾。用含有92.45 mg/kg的過量Cu的配合飼料投喂黃顙魚8周，肝臟中脂肪酸合成酶FAS酶活性下降，pparγ、atgl等與脂肪合成和分解相關基因的mRNA表達顯著下調，同時肝臟脂肪顯著降低；而在肌肉和腹腔脂肪組織中，高Cu飼料則不影響脂肪積累，且此兩組織中的脂肪生成酶活性、脂肪合成與分解基因的表達亦無明顯變化差異(Chenet al,2015)。綜合上述水體暴露和飼料暴露2種不同暴露方式的研究可見，不同Cu暴露方式對魚體脂質代謝均會產生明顯影響，但其作用效果有所不同，猜測與Cu經鰓、皮膚或消化道進入體內的效率差異有關，但其真正的機制尚待進一步探索。

2.5 重金屬對魚類脂質代謝的復合干擾效應

當前，大部分研究重金屬干擾魚類脂質代謝的工作都聚焦于單一金屬的代謝干擾效應，但是，在自然水體中，各類重金屬是同時存在的。因此，在真實的水域環境中，重金屬對水生動物的內分泌干擾效應必然是來自于多種物質的復合效應。在一項有關Cu和Cd對矛尾復蝦虎魚的復合內分泌干擾效應研究中，用Cu(77 μg/L)和Cd(79 μg/L)復合暴露矛尾復蝦虎魚30 d后，結果顯示，Cu-Cd復合暴露與單獨Cu或Cd暴露相比，前者可更大程度地提高肝臟中的脂肪積累，并更顯著地上調葡萄糖六磷酸脫氫酶、六磷酸葡萄糖脫氫酶、蘋果酸酶、異檸檬酸脫氫酶與脂肪酸合成酶活性(Songet al,2014)。遺憾的是，多種重金屬對魚類代謝的復合干擾效應研究至今仍極其匱乏，當前的研究成果仍無法真實地評估實際水體中的重金屬污染對水生動物的代謝干擾效應。

3 環境雌激素對魚類脂質代謝的影響

環境雌激素是一類具有雌激素活性的化學物質，主要包括天然雌激素和人工合成的雌激素物質。天然雌激素來源于人和家畜的排泄物，全世界70億的人口可以排出大約30,000 kg/年的雌激素，但家畜的雌激素排放量更為驚人，可達到83,000 kg/年(Shresthaet al,2012)。這些含有大量雌激素的排泄物或直接進入廢水河流中，或作為天然有機肥料在農業上被使用。人工合成的雌激素包括炔雌醇(EE2)、雙酚A(BPA)和壬基酚(NP)等，主要來源于殺蟲劑和增塑劑等化學品的生產過程、人用和獸用激素類藥物，以及人類的日常生活用品。這些天然或人工合成的雌激素通過各種途徑最終匯集到水環境中，進而影響人類飲用水質量和水生動物的生長發育。在中國的31個主要城市采集到的62個飲用水樣品中，檢測到的17β雌二醇(17β-E2)的最高濃度可達1.7 ng/L(Fanet al,2013)。BPA在國內外主要河流中的最高濃度為21 μg/L,在垃圾處理滲液中的濃度可達到1.3～17200 μg/L(平均為 269 μg/L)(Crainet al,2007; Kanget al,2007; Yamamotoet al,2001)。目前已有多項研究表明，環境中的雌激素能夠通過食物鏈的富集作用，最終對人體健康造成嚴重的危害，包括誘發心血管疾病、女性乳腺癌和男性前列腺癌癥等(Linet,2008; Nelleset al,2011; Woc?awekpotockaet al,2013)。

在生態毒理領域，水體中的環境雌激素對水生動物生殖和發育的影響已有較多研究報道。當水中的雌激素含量在低濃度(0.3～10 ng/L)時，雄魚精巢變小，精子數量下降(Roseet al,2013)，并同時提高卵黃蛋白原(vtg)的表達量，進而影響雄魚的生殖能力，導致雄魚發生雌性化現象(Larsenet al,2008; Parrottet al,2005; Xuet al,2008)。水體雌激素含量過高時，甚至可能改變水生動物種群結構，威脅種群的生存(Blanchfieldet al,2015; Kiddet al,2007)。然而，環境雌激素對水生動物脂質代謝的研究仍然較少。

在野外的生態調查中發現，加拿大圣克萊爾河中檢測到的圓頭紅馬吸口魚(Moxostoma macrolepidotum)體內EE2含量與體脂含量之間存在明顯的正相關(Al-Ansariet al,2010)。研究發現，用100 μg/L的BPA暴露成年斑馬魚(Danio rerio) 60 d，可導致斑馬魚肝臟脂肪含量顯著升高(Ngoet al,2017)。用22 μg/L的17β-E2暴露虹鱒(Oncorhynchus mykiss) 21 d，可誘發魚體的總脂肪及肝臟中的TG顯著積累(Cakmaket al,2006)。相應地，研究壬基酚(NP)對魚類脂質代謝的影響時發現，用低于660 μg/L的不同梯度濃度的NP暴露虹鱒14 d，NP處理組的虹鱒肝臟中TG運輸受阻，肝臟中積累大量的脂肪，導致嚴重的脂肪肝(Cakmaket al,2003)。以上研究表明，環境雌激素對魚類脂質代謝產生影響，主要表現為環境雌激素可誘發魚體組織中的脂肪發生積累。但環境雌激素對魚類脂質代謝的機制調控研究尚未闡明，在哺乳動物的相關研究中發現，雌激素可通過與雌激素受體α(ERα)結合激活信號傳導與轉錄激活因子3(STAT3)和腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)啟動子，進而介導STAT3和AMPK下游脂肪酸代謝相關基因fas、硬脂酰CoA去飽和酶-1(scd1)、乙酰輔酶A羧化酶(acc)和乙酰輔酶A?；D移酶1(acaa1)的mRNA表達變化(Gaoet al,2006; Palmisanoet al,2017; Pedramet al,2013)。環境雌激素亦可與PPARγ相互作用，介導PPARγ下游的脂質代謝基因表達變化(Riuet al,2011)。但在水生動物中，環境雌激素影響脂質代謝的分子機制尚未得到完全闡明。

4 藥物對魚類脂質代謝的影響

越來越多的研究表明，多種藥物都具有對環境生物的內分泌干擾效應。當前，隨著全球藥物消耗量的提高以及不恰當的處理，藥物在海洋、表層水和地下水中的檢出率隨之增加，甚至在一些地方的飲用水中亦可檢測出藥物成分(Daughtonet al,1999; Heberer,2002)。水體中的藥物主要來自于制藥廠、醫院和家庭廢水，并以復合藥劑或機體排出的代謝產物2種形式存在于水環境中(Boundet al,2005)。水中的主要藥物包括β受體阻滯藥、脂質調節類藥、糖尿病治療藥、減輕心絞痛藥以及止痛藥和抗生素類藥物等(Joneset al,2002)。人、家畜和魚類同屬于脊椎動物，在基因同源性、生物體的生理結構和代謝模式上具有很高的相似性，因此，水中存在的多種藥物成分在魚體上同樣具有作用靶點，從而給水生動物的生理和生殖發育帶來不可忽視的潛在危害風險(Fentet al,2006)。Owen等(2007)提出，魚類對某些藥物的敏感性高于哺乳動物，從而導致藥物暴露可能對魚類產生比哺乳動物更加強烈的機體反應。然而，藥物對水生動物代謝的影響仍少有報道，相關數據極其匱乏。

目前，僅有的一些研究主要集中在脂質調節藥物和抗生素對魚類脂質代謝的影響上，其中，貝特類(Fibrates)藥物的研究相對較多。貝特類藥物屬于人用 降脂藥物，是PPARα的激活劑，通過與PPARα結合介導下游的脂肪代謝通路，從而激活過氧化物酶體和線粒體中的脂肪酸β-氧化，促進脂肪分解(Arakiet al,2018; D'costaet al,1975)。Corcoran等(2010)研究表明，貝特藥物在水中的檢出率為0.03～7 μg/L。在貝特類對魚類脂質代謝的研究中發現，虹鱒分別腹腔注射環丙貝特(Ciprofibrate,35 mg/kg魚重)和吉非羅齊(Gemfibrozil,152 mg/kg魚重) 2～3周，肝臟中乙酰輔酶A氧化酶(ACO)活性顯著提高，這表明環丙貝特和吉非羅齊可增加肝臟中過氧化物酶體的脂肪酸β氧化效率(Scaranoet al,1994; Yanget al,1990)。Du等(2008)研究也發現，非諾貝特可降低草魚(Ctenopharyngodon idella)的脂肪合成并提高脂肪酸氧化效率，從而降低血液中甘油三酯和膽固醇濃度，減少全魚和肝臟中的脂肪和高度不飽和脂肪酸(EPA和DHA)的含量。然而，由于貝特類藥物存在多種藥型，它們在各地水體中的殘留量差異較大，對不同魚類的暴露效應也有所差異?？紤]到目前臨床上已有大量不同原理的血脂調節藥物得到廣泛使用，它們對水生動物的內分泌干擾效應仍有大量工作需要開展。

抗生素是人類在臨床和動物養殖中使用最久、最廣的一類藥物。由于早年抗生素在臨床和動物養殖中的濫用，使得抗生素在水體中的殘留成為當前令人關注的全球性環境問題。然而，環境殘留的抗生素對水生動物脂質代謝的影響至今尚未得到研究者的廣泛關注。最近，本實驗室研究表明，作為當前中國環境水體中殘留的主要抗生素，氧四環素和磺胺甲惡唑在環境濃度(420、260 ng/L)以及合法水產治療劑量(80、100 mg/kg/day)下對羅非魚(Oreochromis niloticus)和斑馬魚的12周水體和飼料暴露，足以造成魚體腸道健康、免疫機能和代謝系統的損傷。其中，2種抗生素均能下調羅非魚體內的脂肪含量和脂肪酶活性，降低腸道和肝臟中的脂肪合成關鍵基因fas和脂肪酸分解關鍵基因cpt1的表達水平，顯示這2種抗生素的低劑量長期暴露對魚體的脂肪合成和降解均有抑制作用，并以此進一步影響魚體的代謝與健康(Limbuet al,2018; Zhouet al,2018)。由此可以預料，水體中普遍存在的各類抗生素殘留都可能對魚類代謝存在影響。鑒于抗生素在當前水體環境中的廣泛存在，這一領域的相關研究亟待得到重視，但相關研究仍極其缺乏。

綜上可見，EDCs對魚類脂質代謝具有顯著而復雜的影響，為清晰地展示各種EDCs對魚類脂質代謝表型的影響，本文將目前已知的相關影響總結于表1中。然而，從表1也可看出，大部分涉及環境污染物 對脂代謝影響的研究主要集中于生理生化表型的描述，對其真正的分子調控機制的探索仍然較少；而就大量存在的水體環境污染物種類而言，也仍有大量污染物種類，尤其是新型污染物對魚類代謝的影響，尚無相關研究。

5 展望

5.1 全面開展各類傳統和新型EDCs對魚類脂質代謝的影響研究

本文綜述了已有文獻中關于EDCs對魚類脂質代謝影響的研究，然而，這方面大部分研究仍主要集中在PCBs、OCPs、重金屬等傳統環境污染物上，而對于當前的新型環境污染物的研究較少。事實上，隨著當前新型材料的研發與應用，水體中環境污染物的種類不斷增加，比如自然界分布廣泛的微塑料和納米材料及一些新型代謝調節類藥物和新型抗生素等，都開始進入毒理學家和生態學家的視野。然而，這些新型污染物對魚類代謝的影響研究存在大量空白之處，因此，在進一步闡明傳統EDCs對魚類脂質代謝的作用機制的同時，后續研究也應著力關注當前新型環境污染物對魚類脂質代謝的影響及其內分泌干擾機制，為更準確評價當前的環境健康與水生動物健康提供基礎數據。

5.2 加強開展EDCs在低濃度下的慢性暴露和復合暴露研究

客觀地說，在當前大部分EDCs對水生動物的生態毒理研究中，所采用的實驗濃度往往遠高于實際水環境中的EDCs濃度，采用的暴露周期也相對較短，這并不能反映實際環境的狀態。在實際水環境中的EDCs效應，往往更多來自于低劑量的慢性暴露，然而這方面的實驗室模擬研究仍相對較少。因此，基于EDCs的實際環境濃度開展長期慢性暴露研究需要得到研究者的重視。同時，由于環境中EDCs對魚體的危害不僅僅由單個污染物引發，而往往來自多種污染物的復合效應。因此，研究者在后續研究中，也需要加強研究多種DECs在低濃度的慢性復合效應，以使研究成果更接近真實的生態環境。

5.3 重視開展EDCs影響魚類脂質代謝與關聯生理過程的分子機制研究

從本文綜述可見，大部分的EDCs均會影響魚體中的脂質代謝。目前的研究表明，EDCs往往通過干擾脂肪在魚體器官中的合成、分解效率與轉運效率(Kattiet al,1983、1984)，最終導致肝臟、肌肉等組織器官中的脂肪異常積累，影響魚體健康與食用安全(Cakmaket al,2006; Itoet al,1974; Palet al,2013)。但是，EDCs在魚類脂質代謝和能量平衡調節中的具體作用機制、關鍵作用靶點等尚未得到闡明，這大大限制了人們對EDCs作用原理的理解。此外，EDCs對魚類脂質代謝的影響并非僅僅影響脂質代謝本身，而更有可能介由脂質代謝異常進一步影響魚體的生殖、發育以及抗病免疫過程等。然而，這些相關生理過程的關鍵連接過程、位點和作用機制均尚未闡明。因此，在今后的研究中，研究者應加強利用現代生物學技術，深入探討EDCs影響脂質代謝及其關聯生理過程的分子機制，這既有利于更深入地闡明魚類代謝性疾病的發生原因，也為保障水產品的綠色安全提供重要的參考依據。

表1 EDCs對魚類脂質代謝影響 Tab.1 The effects of EDCs on fish lipid metabolism

(編輯 馬璀艷)