项目名称：藻类及其毒素污染对健康的潜在影响研究

完成单位：复旦大学

完成人：屈卫东、朱惠刚、张东、周晓燕、张志红、王霞、田大军、蒋颂辉

一、项目概况：

项目起止时间：自2003年1月1日至2005年12月31日

项目资助：863重大专项太湖流域饮水安全保障技术－饮用水安全评价（2002AA601130）

国内外研究进展：

我国主要水系和湖泊富营养化状态极为严重。太湖、巢湖、鄱阳湖、昆明滇池、定山湖、东湖等淡水湖泊都曾发生过大规模水华，长江、松花江、黄浦江等河流也发现大规模藻类爆发。藻类及其毒素污染不仅严重的影响了水体生态环境，城镇供水水质，对人群健康也造成重要威胁。以往流行病学研究显示饮水毒素污染是肝癌等消化道肿瘤高发的重要危险因素。藻毒素以具有肝毒性的微囊藻毒素和神经毒性的类毒素－A为代表。以往藻类及其毒素研究主要从生态学层面研究其产生和降解规律；毒素研究和暴露监测则关注有国家标准的MC－LR，且多采用ELISA方法，不能确定毒素的类型；毒理学研究关注藻毒素单独作用，很少关注藻类毒素与有机污染物的联合作用。忽视了藻细胞在水处理中将被释放，而现有工艺对毒素去除有限，毒素可与水中其他污染物共同暴露于人群。而研究显示藻毒素纯品的致突变性检测呈阴性，但以藻类毒素的粗提取物研究则结果为阳性，提示藻类毒素与其他污染物共同作用则具有致突变作用。研究藻类及其毒素污染状况和其有害效应对于认识藻毒素的健康效应，建立相应的防控策略具有重要价值。

研究目的与方法

本研究在对藻毒素的富集提取方法有效优化的基础上，建立肝藻毒素和神经毒素的检测方法和评价其毒理学效应。

本研究一方面研究了水体藻类污染的种属特征；通过优化藻毒素的富集洗脱方法，建立基于HPLC技术的三种毒性最大的微囊藻毒素MC＿LR/RR/YR的检测方法，研究了不同水体和饮用水藻类毒素的水平；基于溶解性藻类毒素在制水工艺不易去除，藻类毒素可与消毒副产物与藻毒素产生联合作用，从水中富集藻毒素和有机提取物，研究藻毒素在体外条件下对V79（HPRT＋/HPRT－）细胞间代谢协同作用和SHE细胞周期及相关基因表达的影响，并运用Ames实验、微核实验（MN）、程序外DNA合成试验（UDS）和V79细胞HPRT基因正向突变实验等配套的致突变组合实验，对自来水有机提取物的致突变性检测。在运用SHE细胞体外转化实验研究藻毒素和自来水有机提取物对细胞转化作用的同时，以自来水有机提取物为启动剂，藻毒素为促进剂，利用solt－farber模型研究二者的联合作用，通过病理形态学检查、运用核酸原位杂交、RT－PCR、免疫组化和Western－blot等方法检测肿瘤发生发展过程中肝细胞p－ELK－1、c－fos、c－jun和GSTPi等基因表达活性的改变，用凝胶移动试验检测肝细胞核蛋白、AP－1/DNA结合能力，并对其相互关系进行比较和分析。

二、项目研究结果和结论：

研究发现藻毒素能够诱导SHE细胞c－fos和c－jun基因表达增加并促进细胞增殖。首次发现ANTX－A可引起动物空间学习记忆功能的损伤，钙调信号传导通路和活性氧可能参与了中毒调控；从钙调信号传导系统和活性氧两方面研究ANTX－A刺激神经元烟碱受体激活和脱敏的调控机制，发现烟碱受体激活和脱敏调控机制的不同。基于人群可从饮水中同时藻类毒素和多种污染物，利用V79细胞HPRT基因正向突变实验等配套的致突变筛选实验，对饮用水水有机提取物的致突变性进行系统研究；运用SHE细胞体外转化实验研究藻毒素和消毒后的饮用水有机提取物对细胞转化作用；以饮用水有机提取物为启动剂，藻毒素为促进剂，构建大鼠肝肿瘤促进模型，证实藻类毒素为促癌剂；藻毒素单独作用不能诱导GSTPimRNA表达，但能够促进DEN诱导产生的肝GSTPimRNA表达增强；藻类毒素能促发消毒后饮水有机提取物诱发的肝癌。

三、项目推广应用情况：

藻类毒素的检测方法和健康效应评估方法在上海、宁波和绍兴等自来水公司的生产实践中加以应用，为原水藻类污染特征描述、水源选择和饮用水加工过程中藻类毒素和有机污染物的处理效果评估发挥了重要作用，有效支持了饮用水加工工艺升级和饮用水安全保障。

本项目在权威、核心、SCI、EI期刊发表论文20余篇，成果被部分教科书所采用。