Environmental Science & Technology综述｜章涛教授团队全面解析了新烟碱农药安全使用的新视角

       近日，我院章涛教授团队在环境领域顶级期刊Environmental Science & Technology (IF=11.3) 发表题为“Transformation Products of Neonicotinoids: A Review of Human Exposure, Toxicity, and Health Risks” 的综述论文。本项工作首次全面解析了新烟碱农药的转化模式、及其转化产物的预测毒性和暴露特征，推动了新型农药的安全使用进程。

       新烟碱农药转化产物（t-NEOs）因其潜在的环境持久性和毒性比其母体化合物（p-NEOs）更大而受到广泛关注。迄今为止，对t-NEOs的系统性综述与p-NEOs相比仍然缺乏。本综述全面总结了目前关于t-NEOs的物理性质、转化模式和预测毒性的知识。系统地采用了人群、暴露、比较和结果（PECO）框架来优化暴露评估的特异性，从而对暴露动态和风险优先级进行新的表征。旨在为t-NEOs毒性制定一个概念框架，并提出风险评估优先排序策略。鉴于所提供的证据，有必要在“One Health”框架内更加重视t-NEOs。

图1（A）吡虫啉（IMI）、（B）啶虫脒（ACE）、烯啶虫胺（NIT）和（C）噻虫啉（THD）的转化谱和预测毒性。

       毒性预测显示，某些t-NEOs，包括of-IMI, THM-urea, CLO-urea, DN-CLO, DIN-G, 和5-OH-FLU，其毒性高于其相应的p-NEO（图1和图2）。相反，其他分子量较低的t-NEOs，如6-CNA、1M3N和3FA，对人类和动物的毒性较低（图1和图2）。结构修饰，包括通过羟基化失去硝基，可能会增强哺乳动物的毒性（图1和图2）。从结构上讲，p-NEOs在生理pH值下保持非质子化状态，其特征是硝基或氰基官能团。然而，t-NEOs的结构修饰会增强其毒性。值得注意的是，t-NEOs的毒理学效应与p-NEOs有很大不同，特别是在去除硝基或氰基的情况下。例如， DN-IMI对小鼠和M10细胞的毒性（基于IC50和EC50值）比IMI高300倍以上。

图2 （A）噻虫嗪（THM）、噻虫胺（CLO）、（B）二硝基呋喃（DIN）、（C）氟啶脲（FLU）、磺氟唑（SUL）和咪唑噻嗪（IMZ）的转化谱和预测毒性。

       t-NEOs在土壤、水生系统和饮用水基础设施中的环境普遍性构成了一个全球性的污染挑战。令人担忧的是，饮用水和自来水中的t-NEOs浓度经常超过其母体化合物的浓度，N-dm-ACE成为多种暴露矩阵中的持久性标志物（图3）。这种污染情况强调了非目标物种长期低剂量暴露导致生态系统不稳定的风险，以及通过多基质暴露放大，特别是通过饮用水和饮食途径对人类健康的威胁。为了有效减轻这些风险，我们的研究结果强调了以下方面的迫切需要：1）加强环境监测，包括非目标筛查，以全面跟踪t-NEOs的发生；以及2）转变和紧急修订目前主要侧重于p-NEOs的监管框架，以明确解决t-NEOs的普遍性和具体危害。

图3 p/t-NEOs对人类的外/内暴露水平。

       论文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.est.5c00372；

       该论文第一完成单位为中山大学农业与生物技术学院。我院章涛教授为唯一通讯作者，我校博士生张继晔为该论文第一作者；中山大学宋世明副教授、硕士生何乐，华南农业大学李晶教授，暨南大学游静教授参与了本项研究。本研究得到了国家自然科学基金和国家重点研发计划项目的资助。

初稿：张继晔   初审：章涛   审核：辛国荣   终审：杨德胜