作者:段磊、張一哲、王斌、余剛、高健發、葛亮、黃存瑞、翟南南
通訊單位:清華大學環境學院
合作單位:清華蘇州環境創新研究院、深圳大學化學與環境工程學院、清華大學萬科公共衛生與健康學院、SCIEX(中國)
論文DOI:10.1016/j.watres.2022.118321
【圖片摘要】
【成果簡介】
近日,清華大學環境學院余剛教授團隊及其合作者在Water Research (IF: 11.236)上發表了題為“Wastewater surveillance for 168 pharmaceuticals and metabolites in a WWTP: Occurrence, temporal variations and feasibility of metabolic biomarkers for intake estimation”的論文,研究應用污水流行病學思路,通過分析污水廠進水中168種藥物及其部分代謝物,揭示其污染特征,提出了代謝物作為消費量反算標記物的可行性評估框架,為污水流行病學的應用提供了數據支撐,對污水流行病學應用于城市公共衛生與健康評估具有重要意義。
隨著城市的發展,城市公共衛生與健康受到了廣泛關注。城市污水,因其匯集有城市區域人群排泄物,包含有大量關于化學品攝入、暴露、排泄與代謝的生物化學信息,污水流行病學(Wastewater-based epidemiology, WBE)應運而生。目前,大量研究證實了WBE作為一種客觀、實時且方便的工具,可以估計藥物消費、化學品暴露、病毒危害等方面信息,在此過程中,合適生物標記物的選擇對得到可靠信息具有重要意義,尤其對代謝物標記物的判斷。因此,在WBE研究中,需要引入多種生物標記物(特別是代謝物),以全面反映研究區域的化學品消費量,并為代謝物生物標記物的可行性評估提供數據支撐。
本研究方法基于課題組前期在三重四極桿液質聯用質譜SCIEX Triple Quad™ 4500系統上開發的對168種藥物及其代謝物快速靈敏的分析方法(DOI:10.1016/j.envpol.2020.114113),通過采集北京某污水廠三個連續時間段的污水樣本開展。在168種目標化合物中,149種化合物被檢出,94種化合物在三次采樣中均被準確定量。消化系統類藥物西咪替丁(<MDL∼672 ng/L)和合成代謝類固醇群勃龍(<MDL∼53 ng/L)僅在假期時間段檢出;一些慢性病藥物和指示生活習慣的化合物(如抗精神類藥物、降固醇酸、咖啡因和尼古丁代謝物等)則表現出了一定的通勤特征。此外,本研究提出了基于代謝物/母體物質比值的反算標記物評估框架,強調了對于同類型藥物,結合臨床用藥數據可對標記物的判斷提供參考信息,并基于該思路,提出抗癲癇類藥物母體物質左乙拉西坦相較其代謝物左乙拉西坦酸更適合作為反算生物標記物。關于這類物質的下水管道穩定性仍需要進一步研究。
本項目得到了國家自然科學基金重大項目(52091544)和國家水體污染控制與治理科技重大專項(2017ZX07202006)的資助。
【作者簡介】
段磊,清華大學環境學院博士研究生在讀,研究方向為污水流行病學、水環境中新污染物分析。
王斌(通訊作者),清華大學環境學院副研究員。主要從事新污染物風險評價與控制研究,承擔國家自然科學基金、863重大項目、國家水專項、國家土專項等20余項課題,發表SCI 論文180篇,SCI 總引8200余次,H 指數48;主(參)編專著6部,參編3部國家標準和3部團體標準,授權知識產權(專利和軟件著作權)15項。研究成果獲國家自然科學二等獎1 項、教育部自然科學一等獎2 項,曾獲得中國環境科學學會青年科技獎和優秀科技工作者獎,進入“全球頂尖前10萬科學家”榜單。兼任中國環境科學學會持久性有機污染物專業委員會秘書長,擔任SCI期刊Frontiers of Environmental Science and Engineering(FESE)青年編委和Water編委,擔任Environment International、FESE、Emerging Contaminants等期刊“新污染物”??妥幬?/p>
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