在河流、湖泊等水域中，抗生素污染正成为威胁水生生物的“隐形杀手”。以常用抗生素氧氟沙星（OF）为例，它有两种“镜像结构”的对映体——左氧氟沙星（LVFX）和右旋氧氟沙星（Dextro-OF）。但长期以来，环境风险评估往往忽略这种“左右手”差异，认为它们毒性相同。近日，我国研究团队发现，这两种对映体对黑斑蛙蝌蚪的影响大不相同：LVFX对蝌蚪生长发育的抑制更强，甚至可能促进肥胖。相关成果发表于《Frontiers of Environmental Science & Engineering》。

两栖动物的“抗生素之困”：被忽视的“手性”差异

氧氟沙星是一种广谱抗生素，广泛用于人类医疗和水产养殖。由于其环境持久性，它在废水、河流中频繁检出，浓度可达数微克每升。但很少有人注意到，氧氟沙星是“手性药物”——就像左右手，两种对映体（LVFX和Dextro-OF）结构镜像对称，却可能有不同的生物活性。

两栖动物（如青蛙）的蝌蚪阶段完全依赖水域生存，对环境污染物极为敏感。全球约40.7%的两栖动物受威胁，化学污染是重要诱因之一。此前研究发现，氧氟沙星会干扰蝌蚪甲状腺发育，导致生长迟缓，但“左右手”对映体的具体差异尚不明确。

实验发现：LVFX对蝌蚪“打击更重”

研究团队将黑斑蛙蝌蚪暴露于1 μg/L（接近环境检出水平）的氧氟沙星（OF，含等量LVFX和Dextro-OF）和单纯LVFX中，持续75天观察。结果显示：

• 生长发育：LVFX组蝌蚪体重（0.597±0.066克）显著低于对照组（0.792±0.068克），发育阶段更滞后（更少蝌蚪进入尾吸收阶段）；OF组的抑制作用弱于LVFX组，说明Dextro-OF的毒性较低。
• 肝脏损伤：对照组肝细胞排列整齐、结构清晰；OF组肝细胞出现空泡（类似“细胞水肿”）、核变形；LVFX组损伤更严重，出现局部组织坏死，细胞排列松散。

机制揭秘：代谢与基因的“选择性反应”

进一步分析发现，LVFX和OF的差异源于对蝌蚪肝脏脂质代谢的“精准打击”：

• 代谢层面：LVFX显著降低肝糖原、甘油三酯水平，升高胰岛素；OF则增加甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇。这意味着，两种对映体虽都可能促进脂肪堆积（潜在致肥胖风险），但路径不同——LVFX抑制脂肪分解，OF则刺激脂肪合成。
• 基因与蛋白：转录组分析显示，LVFX和OF处理组的差异基因主要集中在免疫系统（如细胞因子信号通路），而免疫系统与脂质代谢密切相关（例如，免疫细胞分泌的因子会调控脂肪分解）。
• 分子结合：分子 docking实验发现，LVFX与脂肪代谢关键酶（如乙酰辅酶A羧化酶、激素敏感脂肪酶）的结合能力更强，这可能解释了其更显著的抑制作用。

启示：环境风险评估需关注“手性”

研究指出，传统环境风险评估将氧氟沙星视为单一物质，可能低估其实际生态危害——LVFX的毒性明显强于Dextro-OF。此外，两种对映体均可能通过干扰脂质代谢，增加蝌蚪（甚至更高营养级生物）的肥胖风险。

未来，需进一步研究手性抗生素在环境中的转化、富集规律，并在风险评估中区分对映体差异，为精准管控提供依据。

来源: FESE Message