常見環境污染物致斑馬魚機體氧化應激的研究進展＊

郭子毓 徐玉艷 代恒美 王 敏 潘 莎

（貴州醫科大學公共衛生與健康學院，環境污染與疾病監控教育部重點實驗室，貴陽，550025）

近年來，隨著我國城市化和工業化進程的快速發展，各種環境污染物的排放量急劇增長，致水環境中污染物的種類和數量也持續增加.水環境質量的不斷惡化，給水生生態系統帶來不良影響，同時對人類健康構成潛在威脅，嚴重制約著社會經濟的可持續發展.

研究發現，氧化應激是機體受到有害因素作用后的共同反應機制，許多疾病的發生與機體的氧化應激有關[1].生物體在一些環境污染物（如重金屬、農藥、持久性有機污染物、納米粒子、藥物和個人護理用品等）短期脅迫下便可使體內活性物質（reactive species,RS）產生增多，當過量的RS 超過了機體抗氧化防御系統的清除能力時，會引起機體產生氧化應激反應，造成DNA/RNA、蛋白質等生物分子的氧化損傷，從而導致機體代謝紊亂，誘發疾病[2?3].因此，利用氧化應激評價環境污染物的毒性影響，有助于深入了解環境污染物的致病機理，為污染物的監控預警以及疾病的預防提供科學依據[4?5].

斑馬魚（Daniorerio）屬輻鰭亞綱（Actinopterygii）、鯉科（Cyprinidae）、短擔尼魚屬（Danio），繁殖力強，繁殖周期短，對毒物的刺激十分敏感，具有高度保守的基因組和信號傳導通路，與人類基因高度同源[6?7]，目前已被廣泛應用于生態毒理學相關研究領域，同時也是分子遺傳學、發育生物學中常用的模式生物[8?9].本文基于重金屬、農藥和新興污染物等常見環境污染物對斑馬魚引起的氧化應激反應進行綜述，并對該領域未來的研究方向進行展望.

1 抗氧化防御系統/氧化應激對環境污染物脅迫的響應（Response of antioxidant defense system/oxidative stress to environmental pollutants stress）

機體在正常新陳代謝過程中會產生一定量的活性氧（reactive oxygen species,ROS）和活性氮（reactive nitrogen species,RNS）.ROS 是一類較基態氧活潑的含氧基團，包括自由基如羥基（OH·）、超氧陰離子（O2·－）以及非自由基如過氧化氫（H2O2）.RNS 是一氧化氮（NO）與ROS 反應產生的一類具有高度氧化活性的自由基和硝基類衍生物，包括 NO、氮氧陰離子（NO?）等[10].適量的ROS 和RNS 在生物體內發揮著重要作用，如細胞信號傳遞和機體免疫，但過量的ROS 和RNS 會造成機體損害.

抗氧化防御系統是為了清除體內過量ROS 和RNS 而自發形成的一種解毒機制，使得ROS 和RNS 的產生和清除處于動態平衡狀態，其主要由抗氧化酶（如超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、谷胱甘肽過氧化物酶（GPx）、過氧化物酶（POD）等）以及抗氧化小分子（如還原型谷胱甘肽（GSH）、β-胡蘿卜素（維生素B）、抗壞血酸（維生素C）等）構成[11].SOD 是抗氧化防御系統的第一道防線，對ROS 具有高親和力，能使O2·－轉化為O2和H2O2.根據不同的金屬輔助因子，SOD 可分為Cu/Zn-SOD，Mn-SOD 和Fe-SOD 等，它們有助于防止金屬催化的OH·的形成.CAT 可以催化H2O2分解反應生成H2O 和O2，每分鐘可以分解約600 萬個H2O2分子.迄今為止，CAT 已受到廣泛研究，包含300 多種類型，如單功能過氧化氫酶、雙功能過氧化氫酶和含錳過氧化氫酶等.GPx、POD 是生物體內重要的抗氧化酶，均可清除體內的H2O2，在保護機體免受自由基損傷（尤其是脂質過氧化）方面發揮重要作用.GSH 是一種水溶性的低分子量抗氧化劑，可維持機體的正常免疫功能，其含量是衡量機體抗氧化能力大小的重要因素.同時，不同抗氧化酶和抗氧化小分子之間存在聯合作用，機體對氧化脅迫的響應是抗氧化系統各成分共同作用的結果，如CAT 與GPx 可共同作用清除H2O2、并相互影響，具有一定的互補性；GSH 可與谷胱甘肽硫轉移酶（GST）相互協調以有效清除生理性或病理性的氧自由基[12?13]（圖1）.

圖1 抗氧化防御系統對環境污染物脅迫的響應Fig.1 Response of antioxidant defense system to environmental pollutant stress

當體內ROS 和RNS 的產生清除失衡，機體便會出現氧化應激，導致中性粒細胞炎性浸潤，蛋白酶分泌增加，產生大量強氧化性中間產物，引發脂質過氧化、基因突變、蛋白質失活等損傷.

生物膜上的不飽和脂肪酸極易被氧化，當ROS 和RNS 攻擊生物膜時，會引起脂質過氧化反應.MDA 是脂質過氧化作用最常見的降解產物之一，能與蛋白質和DNA 等大分子形成共價加合物，在糖尿病和神經退行性疾病等多種疾病的發生中發揮作用.此外，MDA 的產生可影響線粒體呼吸鏈復合物及線粒體內關鍵酶活性、加劇膜的損傷、放大ROS 的作用，因而MDA 可以反映機體脂質過氧化速率和強度，是反映氧化損傷最常用的指標之一[2,14].

DNA 與ROS 的相互作用可引起DNA-蛋白質交聯、糖和堿基修飾產物的形成、鏈內和鏈間交聯、單鏈或雙鏈斷裂，造成DNA 損傷，進而增加機體患癌癥、心血管疾病和神經退行性疾病等多種疾病的風險.在 DNA 堿基中，鳥嘌呤因其最低的氧化還原電位和最高的氧化性而對氧化敏感，當ROS 攻擊鳥嘌呤堿基第8 位碳原子時，可生成8-羥基脫氧鳥苷（8-OHdG）.8-OHdG 目前已成為DNA 氧化損傷中最有效的生物標志之一[3,15].

蛋白質因其在細胞、血漿和組織中的豐富性以及與各種氧化劑的高反應速率而成為ROS 的重要靶標.蛋白質與ROS 的相互作用可導致氨基酸側鏈或蛋白質骨架的氧化、羰基衍生化合物的形成以及蛋白質-蛋白質交聯.其中，蛋白質羰基常被用作蛋白質氧化損傷的生物標記物[15].

機體內的抗氧化防御系統在保護機體免受氧化損傷的過程中起著重要作用.為了維持機體的正常生理功能，抗氧化防御系統通過阻止或延緩相關底物發生不必要的氧化從而嚴格控制RS 的量，確保機體中“氧化還原穩態”的保持[16?17].在環境污染物脅迫下，當機體抗氧化防御系統無法控制RS 的過量產生時，機體內氧化和抗氧化平衡態被打破，進而引起生物體發生氧化應激，抗氧化系統各成分和氧化代謝產物可以作為氧化應激的生物標志物利用，用以評價機體的健康狀況及獲得對環境風險的早期預警信號[18?19].

2 重金屬與斑馬魚機體氧化應激（Heavy metals and oxidative stress in zebrafish）

重金屬污染較為隱蔽，且周期長，大多具有不可逆性.當河流、湖泊和海洋等水體受到重金屬污染時，會使水質劇烈惡化，對水生動物造成巨大威脅，并可通過生物富集和生物放大作用對人類健康帶來嚴重損害[20].研究表明，多種重金屬可誘導斑馬魚機體氧化應激的發生，本文主要介紹了環境中較普遍、毒性較強的幾種重金屬或類金屬（鎘、鉛、汞、砷、鉻）[21?22].

2.1 鎘（Cd）

Cd 是一種生物毒性極強的重金屬元素，半衰期長，可在生物體內大量蓄積.較低濃度Cd 暴露對成年斑馬魚便具有急性致死效應（96h-LC50為5 mg·L?1）.亞致死濃度的Cd 暴露可致使斑馬魚大腦、卵巢和肝臟中多種抗氧化酶活性改變，造成脂質過氧化，破壞細胞膜結構[23].有研究報道，Cd 引起的生物氧化應激可能是由轉錄因子2（Nrf2）/抗氧化反應元件（ARE）和金屬硫蛋白轉錄因子1（MTF-1）/金屬反應元件（MRE）調控[24].斑馬魚肝細胞系（ZFL）是體外檢測和細胞成像的模型細胞系，能準確評估潛在污染物的風險，已被廣泛應用于水環境Cd 污染的監測評估中.Morozesk 等[25]采用ZFL 探索了Cd 暴露對機體氧化應激的效應，發現Cd 暴露使ZFL 中CAT 及GST 活性降低，金屬硫蛋白含量和脂質過氧化程度加劇，并引起遺傳損傷.Kwok 等[26]研究發現，Cd 暴露使ZFL 中谷胱甘肽還原酶（GR）活性上調，MDA 含量增加，并引起細胞凋亡.

在抗氧化物對Cd 毒性干預作用研究中，鋅（Zn）被認為是重要的抗氧化劑，Zn 能在Cd 誘導的機體氧化應激中發揮保護作用，進而降低Cd 毒性[27?28].Chouchene 等[29]發現，在Zn 干預后，Cd 暴露下斑馬魚胚胎表現出的形態異常，生長延遲及高死亡率均有所下降，推測Zn 通過影響機體氧化應激反應發揮保護作用.Wang 等[30]將斑馬魚置于0 和200 mg·L?1Zn 溶液中預暴露8 周，然后分別轉移至不同濃度的 Cd 溶液中繼續暴露4 d，發現Zn 預暴露通過增強機體抗氧化防御能力顯著降低了Cd 暴露造成的脂質過氧化.Zn 暴露對于生物體的保護作用提示在進行包括Cd 在內的重金屬毒性評價時，生物體的過往抗氧化物暴露史是需考慮的因素.

2.2 鉛（Pb）

Pb 廣泛存在于環境中，難以降解，可造成生物體血液、腎臟及神經系統損害[31].Pb 暴露可導致生物體內ROS 過量產生，從而誘導氧化應激，這被認為是Pb 對生物體產生神經毒性、肝毒性、腎毒性等多種毒性的重要機制之一[32].Park 等[33]采用斑馬魚研究了溫度改變對Pb 暴露毒性的潛在影響，發現在熱應激（34 ℃）條件下Pb 顯著誘導抗氧化系統相關基因（SOD、CAT）表達上調，并加重細胞損傷.因此，在研究水體污染物的生物毒性影響時，應考慮氣候變化（特別是溫度）對水環境中污染物毒性的潛在影響.

此外，由于Pb2+很難從體內完全清除，且目前的主要治療方法（使用乙二胺四乙酸二鈉鈣、二巰基丁二酸等的螯合療法）存在較為嚴重副作用，尋找能減輕或消除Pb2+毒性的藥物或補充劑尤為重要.有研究發現菊苣酸對斑馬魚發育初期的Pb2+毒性具有較強保護作用，這主要是通過減輕Pb2+引起的氧化損傷，恢復BV-2 細胞的細胞周期而實現[34].

2.3 汞（Hg）

Hg 是一種廣泛而持久存在的有毒重金屬污染物，可對人體的神經系統、腎、肝臟等產生嚴重的損害作用.水環境中的Hg 可通過抑制水生動物抗氧化酶活性來影響其防御系統，引起機體損傷[35].Zhang 等[36]發現Hg 暴露可對斑馬魚胚胎抗氧化酶（CAT、GST、GPX）活性、GSH、MDA 含量以及編碼抗氧化蛋白（cat1、sod1、gstr、gpx1a、nrf2、keap1）的mRNA 水平等構成影響，引起死亡率和畸形率增加、體長縮短和孵化延遲等發育損傷，并誘導免疫毒性.同時，Hg 對生物抗氧化系統的影響存在性別差異.Hg 暴露可誘導成年雄性斑馬魚睪丸中SOD 和CAT 活性，上調sod1和cat1的表達水平，并引起脂質過氧化以及病理學損傷，而雌性斑馬魚卵巢中SOD、CAT 活性及其mRNA 表達則相對穩定，提示雄性斑馬魚可能比雌性斑馬魚更易受到Hg 污染威脅[37].

2.4 砷（As）

As 是一種廣泛分布于自然界中的有毒類金屬元素.環境中的As 暴露可通過以下方式引起機體發生氧化應激：（1）As 代謝產生的ROS 誘導機體出現氧化應激；（2）As 與GSH 結合，谷胱甘肽二硫化物（GSSG）含量增加，耗盡機體內源性抗氧化劑，導致氧化應激[38].長期以來，As 介導的氧化應激被認為是As 毒性的重要機制[39].Delaney 等[40]發現，亞砷酸鈉能同時誘導斑馬魚機體氧化應激和內質網應激，并認為兩種應激相關通路之間的相互干擾是亞砷酸鈉誘導肝毒性的基礎.

世界衛生組織規定飲用水的As 標準限制為10 mg·L?1，然而，在許多發展中國家，50 mg·L?1的As 被認為是飲用水的可接受水平[41].有研究表明，即使是50 mg·L?1的As，其毒性也足以在斑馬魚中引起顯著的氧化應激[42].近年來，水環境中低劑量的As 暴露毒性受到廣泛關注.Sun 等[43]發現，低濃度（≤150 mg·L?1）的As2O3可誘導斑馬魚胚胎SOD 活性升高，影響Cu/Zn-SOD 和Mn-SOD 的mRNA 轉錄水平，斑馬魚胚胎進而通過調節金屬硫蛋白1（MT1）和熱休克蛋白70（HSP70）的轉錄水平以對抗由As2O3引起的氧化應激，但低濃度的As 仍可造成脂質過氧化等氧化損傷.Dong 等[44]發現，暴露于低濃度的As2O3中不僅會誘導斑馬魚胚胎出現氧化應激，還可進一步損害斑馬魚的生長發育，誘導細胞凋亡.

2.5 鉻（Cr）

Cr 及其化合物被廣泛應用于皮革、印染和不銹鋼等工業生產中，是重要的環境污染物之一.Cr 在自然界中主要以三價鉻（Cr（Ⅲ））和六價鉻（Cr（Ⅵ））存在.Cr（Ⅲ）毒性較小，是人體代謝所必須的元素，而Cr（Ⅵ）對肝、腎、神經系統等具有廣泛毒性作用[22]，氧化應激被認為是Cr（Ⅵ）毒性作用的關鍵環節之一.Cr（Ⅵ）暴露引起的持續氧化應激在多個轉錄因子（NF-κB、AP-1、p53 和HIF-1）的激活、細胞周期的調節和細胞凋亡的誘導中起關鍵作用，進而導致肝、腎毒性[45].近年來，Cr（Ⅵ）誘導的神經毒性、免疫毒性與氧化應激的相關性在斑馬魚模型得到初步證實.Shwa 等[46]發現環境相關濃度（2 mg·L?1）的Cr 可造成斑馬魚腦中CAT 活性上升，GSH 和MDA 含量升高，誘導神經毒性，抗氧化相關蛋白（Nrf2,NQO1,HO-1）的表達表明其毒性機制可能與Nrf2-ARE 信號通路有關.Jin 等[23]發現斑馬魚胚胎暴露于Cr（Ⅵ）后，影響斑馬魚胚胎SOD、GPx 和GST 的活性及相關基因的轉錄水平，出現脂質過氧化，造成免疫毒性.雖然目前初步證實氧化應激是Cr（Ⅵ）誘導多種毒性的關鍵機制，但仍需進一步尋找相關的毒性靶點.重金屬致斑馬魚機體氧化應激的研究匯總見表1.

表1 重金屬致斑馬魚機體氧化應激的研究Table 1 Studies on oxidative stress of zebrafish by heavy metals

3 農藥與斑馬魚機體氧化應激（Pesticides and oxidative stress in zebrafish）

我國目前是全球最大的農藥生產國和使用國，農藥污染形勢極為嚴峻.農藥可通過干濕沉降、地表徑流、土壤淋溶等多種途徑進入水環境，對水生生態系統造成嚴重破壞.目前，關于農藥脅迫對斑馬魚氧化應激的研究主要集中于殺菌劑、殺蟲劑、除草劑（表2）.

3.1 殺菌劑

三唑類殺菌劑是一類有機雜環類化合物，具有廣譜性，高效性，內吸傳導性強等特點，既能防病治病，又能調節作物生長，是目前使用面較廣的一類藥劑[47].典型的三唑類殺菌劑有戊唑醇、丙環唑和苯醚甲環唑等，因其具有低生物降解性和易在環境中轉移等特點，能在環境中長期存在，對生態環境系統和人類健康構成嚴重威脅.Li 等[48]發現，在低濃度戊唑醇脅迫下，成年斑馬魚肝臟中的多種酶活性（SOD、CAT、POD 和GST）均顯著增加，凋亡基因（bax,caspase-8）表達上調，導致肝損傷.Zhao 等[49]發現，丙環唑誘導斑馬魚氧化狀態失衡，胚胎中ROS 含量上升，GPx 和CAT 活性顯著上調，造成脂質過氧化和細胞凋亡.Zhu 等[50]發現，苯醚甲環唑造成了斑馬魚體內ROS 的過度積累和抗氧化酶（SOD、CAT 和GST）的抑制，觸發細胞凋亡，誘發心血管毒性；抗氧化劑 N-乙酰-L-半胱氨酸可以顯著逆轉氧化應激并減輕苯醚甲環唑誘導的心血管異常.

甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑是繼三唑類殺菌劑后又一廣泛使用的殺菌劑.甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑對細菌毒性機制主要是通過結合在線粒體復合體Ⅲ的細胞色素Qo 位點來阻斷電子傳遞鏈，抑制線粒體的呼吸，從而導致ATP 合成的損失，造成氧化損傷[51].Li 等[52]將斑馬魚胚胎暴露于三種甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑（吡唑醚菌酯，肟菌酯和啶氧菌酯）中96 h，發現3 種甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑均誘導斑馬魚體內ROS 和MDA 含量增加，抑制了SOD 活性和GSH 含量，同時改變Mn-SOD的mRNA 水平，誘導胚胎發生氧化應激并引起免疫毒性.Han 等[53]將斑馬魚暴露于甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑嘧菌酯中，發現ROS 在斑馬魚肝臟中積累顯著增多，肝臟SOD，CAT 和GST 活性受到誘導，脂質過氧化程度加??；并且不同性別斑馬魚表現出不同的敏感性，與雄性斑馬魚相比，雌性斑馬魚表現出更高的ROS 敏感性，這可能與雌激素通過增強抗氧化酶相關基因的表達來發揮保護作用有關.因此，應用斑馬魚評價甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑的氧化應激效應時，應考慮性別差異.Mao 等[54]在開展甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑吡唑醚菌酯對斑馬魚毒性影響研究時發現，除性別差異外，吡唑醚菌酯殺菌劑對斑馬魚不同生命階段的氧化應激效應也有差異，對成年斑馬魚的潛在不利影響相對較低，對斑馬魚胚胎/幼魚的影響更為顯著.

3.2 殺蟲劑

氯氰菊酯（CYP）是一種擬除蟲菊酯類殺蟲劑，被廣泛應用于害蟲防治，是淡水生態系統中常見的污染物[55].Paravani 等[56?57]發現CYP 可使斑馬魚鰓SOD 和CAT 活性顯著上升，引起Mn-sod-cat基因mRNA 水平顯著上調，并出現DNA 損傷.高效氯氰菊酯（β-CYP）是CYP 的一種高效異構體，對多種生物具有潛在的免疫毒性及神經毒性，且具有顯著的對映選擇性[58].Mu 等[59]研究將成年斑馬魚分別置于β-CYP 對映體和β-CYP 外消旋體中，結果表明在0.1 mg·L?1濃度下，1R-cis-aS和1R-trans-aS對映體及β-CYP 外消旋體能顯著誘導肝臟脂質過氧化，但只有1R-cis-aS引起腦脂質過氧化；而暴露于1S-cisaR和1S-trans-aR對映體的斑馬魚則未觀察到明顯的氧化應激.因此，在進行β-CYP 環境風險評估時，β-CYP 對成年斑馬魚氧化應激影響應考慮該農藥的對映選擇性.

在殺蟲劑造成氧化應激的干預保護研究中，Han 等[60]發現褪黑素（MLT）能通過抑制殺蟲劑介導的斑馬魚氧化應激來有效的保護斑馬魚免受殺蟲劑誘導的發育神經毒性和細胞凋亡.

此外，斑馬魚抗氧化活性系統在吡蟲啉[61]、毒死蜱[62]等殺蟲劑農藥毒性評價中也得到廣泛的應用，這些農藥均可對斑馬魚抗氧化酶產生誘導或抑制效應，造成氧化損傷，且肝臟是主要的靶器官.

3.3 除草劑

百草枯是一種速效觸殺滅生性除草劑，易溶于水，有腐蝕性，毒性強，除草效果極佳，是世界上使用最廣泛的除草劑之一，被認為是一種典型的氧化應激觸發物[63].Wang 等[64]將斑馬魚暴露于百草枯后，發現斑馬魚體內MDA 含量和CAT 活性顯著上升，抗氧化酶相關基因（sod1、sod2等）及Nrf2 信號通路被激活，并認為斑馬魚是研究百草枯誘導氧化應激機制和篩選有效抗氧化劑的有效模式生物.

乙草胺是我國用量最大的農藥之一，具有較高的水溶性，在水環境中被廣泛檢出，研究表明，乙草胺能顯著激活生物體肝臟氧化應激[65].Zhang 等[66]研究發現長期高劑量乙草胺暴露可降低斑馬魚卵巢的抗氧化能力，破壞卵巢的功能；乙草胺濃度越高，暴露時間越長，斑馬魚抗氧化能力越差；誘導氧化應激可能是乙草胺影響魚類卵巢發育的機制之一.農藥致斑馬魚機體氧化應激的研究匯總見表2.

4 新興污染物與斑馬魚機體氧化應激（Emerging pollutants and oxidative stress in zebrafish）

新興污染物（emerging contaminants,ECs）是指尚未受到相關政策法規限制，濃度普遍較低且監測方法有限，對環境和人類健康具有潛在嚴重危害的污染物[67].新興污染物的環境污染及生態毒理效應已成為全球所面臨的重大環境問題之一.近年來，在環境污染物脅迫對斑馬魚氧化應激效應的研究領域，研究者們不再局限于重金屬、農藥等常見的環境污染物，開始關注持久性有機污染物、納米粒子、藥品及個人護理品等新興污染物的毒性影響[68]（表3）.

表3 新興污染物致斑馬魚機體氧化應激的研究Table 3 Studies on oxidative stress of zebrafish by emerging pollutants

4.1 持久性有機污染物

POPs 是具有持久性、生物積累性和高毒性，能夠進行長距離遷移并對人類健康和生態環境具有嚴重危害的有機污染物[69].水體是POPs 在環境中遷移轉化的重要介質，水環境中的POPs 可對水生生物產生毒害作用[70].

多氯聯苯（PCBs）又稱氯化聯苯，是斯德哥爾摩公約優先禁止的持久性有機污染物之一，是水環境中廣泛分布的典型持久性有機污染物[71].PCBs 暴露能夠引起機體氧化應激的產生.Liu 等[72]將斑馬魚胚胎暴露于3,3',4,4',5-五氯聯苯中，發現斑馬魚體內MDA 含量增加，抗氧化酶（Cu/Zn-Sod、CAT、GPx）活性下降.PCBs 暴露誘導的氧化應激被認為與芳烴受體（AHR）的激活有關，AHR 激活后可導致細胞色素P4501A（CYP1A）的表達增加，從而誘導ROS 產生[73].

有研究發現，機體暴露于PCBs 后，維生素E 的細胞水平會降低，維生素E 作為抗氧化物質可對PCBs 造成的毒性損傷具有保護作用[74].Na 等[75]將斑馬魚胚胎暴露于3,3',4,4',5-五氯聯苯中，并使用維生素E 進行干預，發現維生素E 能通過誘導熱休克蛋白（HSC70）和SOD2 的表達并抑制芳烴受體 2（AHR2）和 CYP1A 的表達有效發揮抗氧化作用.

全氟辛烷磺酸（PFOS）曾被廣泛應用于紡織、食品包裝及電鍍行業，具有神經毒性、內分泌毒性、和生殖毒性[76].近年來，鑒于對動物和人類的潛在毒性，PFOS 已被許多國家禁止使用，由半衰期相對較短的氯代多氟烷基醚磺酸鹽（F-53B）、全氟壬烯氧基苯磺酸鈉（OBS）等作為PFOS 的替代品.但目前對PFOS 替代品的排放和處置缺乏限制，導致其廣泛存在于水環境中，應充分關注其潛在的生態環境風險[77?78].Wu 等[79]將斑馬魚幼魚暴露于F-53B 溶液中48 h，發現F-53B 對斑馬魚的毒性效應與PFOS 類似，在斑馬魚幼魚中具有生物累積性和持久性，環境相關濃度便可誘導氧化應激反應，CAT、SOD、Cu/Zn?SOD 和GST 活性降低，GPx 活性升高，脂質過氧化程度加劇.Zou 等[80]發現，OBS 對斑馬魚幼魚的氧化應激效應與PFOS 相當，其機制可能均與Nrf2-ARE 信號通路有關.

二噁英化合物屬于典型的持久性有機污染物，其中以2,3,7,8-四氯二苯并二惡英（TCDD）毒性最強.TCDD 暴露能導致生物體內氧自由基的過度生成，出現氧化應激[81].聶芳紅等[82]將斑馬魚暴露于TCDD 中，發現受試斑馬魚受到過多氧自由基的攻擊，肝臟MDA 含量增加，SOD 和GST 活性降低，從而造成機體損傷.

多溴二苯醚（PBDEs）是廣泛用于家具、汽車和建材生產的溴化阻燃劑.Meng 等[83]發現2,2',4,4'-四溴聯苯醚（BDE-47）和2,2',4,4',5,5-六溴二苯醚（BDE-153）能誘導斑馬魚肝細胞SOD 和CAT 活性顯著升高，出現氧化應激并進一步造成DNA 損傷和細胞凋亡.

4.2 納米粒子

現今，納米材料在電子、化工、生物醫藥等諸多領域發揮重要作用，了解其對環境及生物體的潛在安全性變得至關重要[84].相關研究表明，氧化應激可能在納米粒子毒性作用中發揮關鍵作用[85].Tang 等[86]發現長期暴露于二氧化鈦納米粒子（TiO2-NPs）可使斑馬魚肝臟、腸道和鰓中SOD、CAT 和GST 的活性均顯著上升以對抗不良反應，但這些酶活性的上升仍不足以抵消過量的ROS，最終斑馬魚出現氧化損傷，其中以肝臟和鰓更為明顯.這與Sarasamma 等[87]將斑馬魚暴露于C70納米顆粒的毒性研究結果類似.

同時，納米粒子同其他污染物的聯合暴露可能存在協同效應.Du 等[88]發現PFOS 和氧化鋅納米顆粒（ZnO-NPs）聯合暴露導致斑馬魚體內ROS 含量、GPx 活性和MDA 含量明顯升高，氧化應激相關的基因如Cat、Gpx1a和Sod1顯著下調；聯合暴露比單獨暴露可能更易引起嚴重的氧化應激和氧化損傷.

此外，不同粒徑的納米顆粒對斑馬魚氧化應激效應不同.Zhu 等[89]將斑馬魚暴露于不同粒徑的SiO2納米粒子溶液中，發現15 nm 處理組的SiO2積累量明顯高于30 nm 組，且15 nm SiO2比30 nm SiO2對斑馬魚幼魚的ROS 水平、抗氧化系統和脂質過氧化的影響更為顯著，表明小粒徑納米可引起更嚴重的氧化應激.

4.3 藥物和個人護理用品（PPCPs）

PPCPs 主要是指各種常用藥物（如抗生素、結核藥等）與護理用品（如香料、化妝品等）及其代謝產物在內的一系列化學物質，多種PPCPs 在濃度極低時便可對生物產生急性和慢性毒性作用[90].

Zou 等[91]發現抗結核藥異煙肼能顯著提高斑馬魚幼魚體內ROS 和MDA 的含量，降低SOD 的活性，異煙肼誘導斑馬魚幼魚產生的氧化應激是其具有發育毒性的重要原因之一.Félix 等[92]發現麻醉藥氯胺酮脅迫導致斑馬魚胚胎中SOD、CAT、GSSG 活性均受到影響，Sod1和Cat基因表達顯著上調.氯胺酮主要通過參與斑馬魚胚胎中的p53 依賴性途徑誘導氧化應激，而氧化應激是氯胺酮對斑馬魚具有致畸性的重要原因.Liang 等[93]發現煙酸諾氟沙星（NOR-N）暴露提高了斑馬魚幼魚體內SOD、CAT 和GPx 的活性及MDA 含量，并上調相關基因mRNA 水平，引起發育毒性及免疫毒性.Pavla 等[94]探討了抗生素恩諾沙星對斑馬魚的毒性影響，發現暴露3 d 時斑馬魚體內的GPx 和GST 活性便出現了變化，高濃度組（500 μg·L?1）脂質過氧化程度加??；但暴露7 d 起，所有抗氧化酶活性或脂質過氧化程度趨于正常；暴露14 d 后，抗氧化酶基因的mRNA 表達也恢復正常，這表明斑馬魚幼魚抗氧化防御系統可能有能力在短時間內適應恩諾沙星的脅迫.

三氯生因具有良好的廣譜抗菌性能而被廣泛應用于洗衣粉、肥皂、牙膏等個人護理產品中，常在環境和生物體中被頻繁檢出.Gyimah 等[95]將斑馬魚暴露于三氯生中，發現斑馬魚體內多種抗氧化酶活性顯著降低，MDA、8-OHdG 和蛋白質羰基等氧化損傷標記物的含量顯著增加，腦和肝臟是主要的靶器官.王凡等[96]發現較高濃度三氯生顯著影響了斑馬魚卵巢抗氧化（SOD、CAT、GPx1a 和MT-2）和凋亡（Bcl-2、p53 和Bax）相關基因的表達，從而產生了氧化損傷，加速細胞凋亡的發生.可見，三氯生的潛在生態風險不容忽視.新興污染物致斑馬魚機體氧化應激的研究匯總見表3.

此外，還有研究者對微囊藻毒素、微塑料、內分泌干擾物等其他常見新興環境污染物致斑馬魚氧化應激效應進行了研究，見表4.

表4 其他新興環境污染物致斑馬魚機體氧化應激的研究Table 4 Studies on oxidative stress of zebrafish by other emerging pollutants

5 結語與展望（Conclusion and outlook）

隨著科學技術和社會經濟的快速發展，越來越多的化學物質被人們排放到水環境中，水環境污染問題日趨嚴重，對水生生物和人類健康構成嚴重威脅.氧化應激是水環境污染物致機體損傷的重要機制，通過對水環境污染物致斑馬魚機體氧化應激的研究，有助于早期預警并預防水環境污染物引起的機體損傷，為探索更有效的防治水環境污染物危害的方法和技術奠定基礎.目前，關于環境污染物致斑馬魚機體氧化應激的研究還不夠系統和深入，限制著對環境污染物致病機理的認識，今后可進一步從以下幾方面展開研究：

（1）在當前的環境污染中，環境污染物的暴露往往不是單一出現的，更多是以聯合暴露的形式威脅環境安全和人類健康，目前的研究局限于傳統的環境污染物聯合暴露對機體氧化應激的影響，且聯合暴露的污染物數量種類較少，這與實際情況不符.同時，環境污染物毒性影響易受到環境因素（如溫度、pH 等）的影響，基于斑馬魚機體氧化應激反應關注不同環境因素下的污染效應將更具現實意義.

（2）環境污染物致斑馬魚不同性別、不同器官、不同生長發育階段氧化應激效應的差異目前仍缺乏系統性的研究，同時這些變化趨勢的解釋還局限于推理和猜測，需要開展更多的研究來闡明確切的影響機制.

（3）新興環境污染物在多種環境介質中被廣泛檢出，分析其生物可利用性及在不同條件下的實際暴露水平、探明其對斑馬魚機體氧化應激的效應，尋找有效的監測評價生物標記物，應受到更多的關注.

（4）在抗氧化物質的研究中，Zn、菊苣酸、VC[104]、白藜蘆醇[105]、巖藻多糖[106]等物質雖已明確對斑馬魚機體氧化應激具有保護作用，但作用機制尚不明確.尋求更多、更為有效的抗氧化劑，并明確其作用機制是預防、治療生物體受到氧化損傷的關鍵途徑.