|
; c w5 b2 |/ n1 N0 x$ k0 K$ d% p
加州大学圣地亚哥医学院的研究人员从一项已有近百年历史的海洋浮游生物调查中提取了样本，他们认为，在世界部分海洋中发现的人造化学物质水平不断上升，可能用于监测人类活动对生态系统健康的影响，并可能有一天被用来研究海洋污染与儿童和成人慢性病的陆基发病率之间的联系。 c5 m7 E# D& D* D8 Z' V5 _3 V( J
这一发现发表在2023年1月6日的《全环境科学》杂志上。
P# q/ H0 k! x - B' g5 e+ @+ r1 W0 \
“这是一项试点研究，旨在测试使用连续浮游生物记录（CPR）调查中的浮游生物存档样本来重建海洋污染在空间和时间上的历史趋势的可行性，”资深作者Robert K.Naviaux（医学博士、博士）说，他是加州大学圣地亚哥医学院医学、儿科和病理学系的教授。
! Z7 r; t' a/ G! K “最近的研究强调了海洋污染与人类健康之间的紧密联系。在这项研究中，我们提出了一个问题：浮游生物暴露量（衡量一生中所有暴露量）的变化是否与生态系统和渔业健康相关？
) A! ~; I- @4 g6 @- c$ z* | “我们还想为提出第二个问题打下基础：浮游生物中的人造化学物质是否可以作为衡量全球化学层变化的晴雨表，而这些变化可能会导致儿童和成人疾病？换句话说，我们想测试一个假设，即浮游生物的快速周转和对污染的敏感性可能会使它们成为海洋版的金丝雀。”他是煤矿工人。" / [* o; ?$ S- h6 a) x$ C# P: q
CPR调查总部位于英国，是世界上持续时间最长、地理范围最广的海洋生态调查。自1931年以来，近300艘船只行驶了超过720万英里，拖曳着采集浮游生物的采样设备，在世界所有海洋、地中海、波罗的海和北海以及淡水湖进行环境测量。 ' T3 t: K8 _ v9 }, j0 S
' |# D* Q1 W' w
这项工作与其他地方的补充计划一起，旨在记录和监测海洋的总体健康状况，以海洋浮游生物的健康状况为基础。海洋浮游生物是一种通常是微小生物的多样集合，为许多其他水生生物提供食物，从软体动物到鱼类到鲸鱼。
" ?' n# m9 P$ b! k “海洋浮游生物存在于所有海洋生态系统中，”该研究的合著者、太平洋CPR前协调员、北太平洋海洋科学组织现任执行秘书索尼娅·巴滕博士说。“浮游生物创造了构成食物网基础的复杂群落，在维持海洋健康和平衡方面发挥着重要作用。浮游生物通常寿命很短，对环境变化非常敏感。” i% _+ r$ a( Y) x4 D5 k" H4 |
Naviaux的共同通讯作者李克峰（Kefeng Li，PhD）是Naviaux实验室的一名项目科学家，他和同事们评估了2002年至2020年间不同时间从北太平洋三个不同地点采集的浮游生物样本，然后使用各种技术评估了他们对包括药物在内的不同人造化学品的接触情况；工业化学品等持久性有机污染物；杀虫剂邻苯二甲酸酯和增塑剂（源自塑料的化学品）；以及个人护理产品。 " W+ g& v1 }( U& J9 E
研究人员表示，在过去二十年中，这些污染物中的许多已经减少，但并不是普遍减少，而且往往以复杂的方式减少。例如，分析表明，过去20年来，北太平洋地区的持久性有机污染物和常见抗生素阿莫西林的水平普遍下降，部分原因可能是联邦法规的增加以及美国和加拿大抗生素使用总量的减少，但俄罗斯和中国的使用量同时增加，这一结果令人困惑。 8 O+ E% \% _1 V( d- N% ?
污染最严重的样本取自离人类活动最近的近岸地区，并受到陆地径流和水产养殖等现象的影响。在这些地方，生活在这些近岸环境中的浮游生物类群中发现了更高水平和更多数量的不同化学物质。 3 T, \$ `/ V7 _" y& K3 |
3 i& ?& Y/ r9 Z `
作者们表示，他们的试点项目为后续研究指明了方向，旨在检查浮游生物暴露、捕食关系和受影响的渔业之间的相关性。 2 S! B' k0 m8 j; H* ^
Naviaux说：“流行病学家和海洋生态学家需要进行后续研究，以测试浮游生物暴露是否以及如何与附近人群的重要医学趋势相关，如婴儿死亡率、自闭症、哮喘、糖尿病和痴呆症。”。 4 j; R8 U/ ^' d; F! w$ L$ C
Naviaux指出，这些发现为解释许多慢性疾病的性质提供了新的线索，在这些疾病中，细胞危险反应（CDR）的阶段持续存在，从而导致慢性症状。 4 K2 S7 b+ c+ k5 n/ o# R6 A
十多年来，Naviaux和他的同事们一直认为，不断积累的数据表明，从自闭症谱系障碍等神经发育障碍和ALS等神经退行性疾病到癌症和严重抑郁症，许多疾病和慢性疾病至少部分是导致不完全愈合的代谢功能障碍的结果，被称为CDR。 + ^* P4 S5 d$ ^, P8 Z+ q; `
Naviaux就这一主题发表了大量文章，包括CDR如何受到导致代谢功能障碍和慢性疾病的环境因素的影响。 7 u/ E3 q$ C( j5 C. w# f" t
Naviaux说：“CDR的目的是帮助保护细胞，并在受伤后启动愈合过程，使细胞硬化其膜，减少并改变其与邻居的相互作用，并重新引导能量和资源用于防御，直到危险过去。”。 , f4 i. q6 p* g( ?
“但有时CDR会卡住。这阻止了自然愈合周期的完成，改变了细胞对世界的反应方式。当这种情况发生时，细胞的行为就好像仍然受到伤害或处于迫在眉睫的危险之中，即使伤害或威胁的原因已经过去。我们已经了解到，许多环境化学物质、创伤、感染或其他类型的压力都会导致细胞死亡。”延迟或阻断愈合周期的完成。当这种情况发生时，会导致慢性病的症状。" 7 }" n3 p. L1 g6 p. {& J5 |
“CDR是一个从线粒体和细胞开始的全身过程。线粒体是细胞中的细胞器，充当生物哨兵，不断监测细胞及其周围环境的化学。线粒体调节能量和运动所需的代谢活动、先天免疫、调节微生物组的健康以及制造所需的构建块。”用于损伤后的组织修复。" % q, w" N$ c6 m( [4 x
在海洋浮游生物研究中，Naviaux和共同作者发现，全氟烷基物质（从包装到服装到炊具，常用于增强各种日常产品的耐水性的化学物质）在浮游生物暴露中表现突出。 - R* m0 Y3 |% L
已知这些物质会抑制一些线粒体蛋白，包括一种用于调节皮质醇代谢和生物体对压力的反应的重要酶。发现的其他化学物质包括塑料和个人护理产品中的邻苯二甲酸酯，如乳液和洗发水。邻苯二甲酸盐是一种内分泌干扰化学物质，20多年来在浮游生物接触中不断增加，对线粒体有直接和间接影响。 3 Z. n5 ~+ k1 e7 E2 U
Naviaux说：“浮游生物对暴露环境中的化学物质做出反应，部分原因是它们自身线粒体的变化改变了它们的生物学。”，“我认为，人类也是如此。我希望世界各地的研究小组使用我们的方法将加强生态系统健康与人类健康之间的联系，并提供新的工具来监测人类化学足迹在过去一个世纪中的变化。
. z% \# C# H4 L+ o6 _ “如果发现两者之间的联系足够紧密，未来可能会利用世界各地观测站的浮游生物暴露数据来追踪和控制导致人类疾病的污染。”
/ B) k' A/ P6 ]6 X+ U 共同作者包括：Jane C.Naviaux、Sai Sachin Linganpelly、Lin Wang和Jonathan M.Monk，他们都在加州大学圣地亚哥分校；以及海洋生物协会的克莱尔·M·泰勒和克莱尔·奥斯特。
F0 L$ |+ Z' w# L/ D 这项研究的资金部分来自北太平洋海洋科学组织（North Pacific Marine Science Organization）的资助者财团，该组织由北太平洋研究委员会、埃克森瓦尔迪兹漏油管理委员会（Exxon Valdez Oil Spill Trustee Council）、阿拉斯加海湾观察组织（Gulf Watch Alaska）、加拿大渔业和海洋部以及海洋生物协会组成；加州大学圣地亚哥分校Christini基金会和Lennox基金会
. v9 x8 Q1 J c/ v, }# v0 S Historical biomonitoring of pollution trends in the North Pacific using archived samples from the continuous plankton recorder survey. Science of The Total Environment, 2022;
' g. k, t6 U4 T, o# u7 V
! k0 M0 a& r* Y1 N+ S
; T8 q. L5 u3 }( t o5 P$ _/ E' U, m- k1 S+ K$ }- M8 F# k; c
' E4 r- p/ e3 R$ c- H& I; F | 
