《Journal of Hazardous Materials》：Derivation of an ecological effect-based trigger value for assessment of androgenic activity in water
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雄激素与雌激素相似，即使在低至几纳克每升（ng/L）的浓度下，也会通过影响生殖和性发育对水生生物构成严重威胁。这些不良效应是通过雄激素受体（AR）介导的，该受体可被天然和合成雄激素激活，这些物质通常以复杂混合物的形式存在。基于效应的监测方法，如体外生物测定，能
雄激素与雌激素相似，即使在低至几纳克每升（ng/L）的浓度下，也会通过影响生殖和性发育对水生生物构成严重威胁。这些不良效应是通过雄激素受体（AR）介导的，该受体可被天然和合成雄激素激活，这些物质通常以复杂混合物的形式存在。基于效应的监测方法，如体外生物测定，能够全面反映已知和未知化学物质的总雄激素活性。为了评估水环境中雄激素的潜在生态风险，研究人员根据生殖毒性文献数据以及在AR EcoScreen GR?KO M1细胞中测定的双氢睾酮（DHT）、雄烯二酮、甲基睾酮和17β?群勃龙的相对效价（REP），推导出了一个基于效应的触发值（EBT）为0.4?ng双氢睾酮当量/L（DHTeq/L）。研究人员测定了瑞典采集的782份各类水样的雄激素活性，并将其与推导出的生态EBT进行了比较。几乎所有的废水进水都检测到了高于EBT的雄激素活性。尽管废水处理厂的去除效率达到79%至100%，仍有16%的出水、5%的受纳水和8%的地表水样本的雄激素活性高于EBT。由于当检测限（LOD）超过EBT时存在假阴性结果的风险，这可能低估了实际情况。受纳水、地表水和原水样本的最大雄激素活性分别为26.4、11.2和3.27?ng?DHTeq/L。文献数据显示，瑞典样本中的雄激素活性与其他地区处于同一数量级。水中雄激素效应主要由未知化学物质贡献，这清楚地表明了在环境监测和雄激素效应评估中需要采用基于效应的方法和EBT。
论文解读：基于生态效应的雄激素活性水体评估触发值推导
研究背景与动机
近年来，水生环境中的内分泌干扰效应日益受到关注，然而现有研究多集中于雌激素化合物，对雄激素潜在效应的调查相对匮乏。雄激素通过雄激素受体（AR）介导，在低浓度（纳克每升级）暴露下即可诱导硬骨鱼类性腺性反转，导致种群性别比例偏雄及繁殖力下降，进而威胁种群存续。传统环境监测依赖于针对特定化学物质的靶向分析，无法涵盖复杂混合物中已知和未知化合物的联合效应。尽管欧盟水框架指令已提出将基于效应的方法纳入监测体系，但目前缺乏针对水环境雄激素活性的基于效应的触发值（EBT），难以区分可接受与不可接受的化学品水质。鉴于此，Agneta Oskarsson、Geeta Mandava及Johan Lundqvist所在的瑞典农业科学大学与BioCell Analytica研究团队，在《Journal of Hazardous Materials》发表了此项研究，旨在通过结合体内生殖毒性和体外生物测定数据，推导首个用于评估水环境雄激素生态风险的EBT，并应用于实际水样监测。
关键技术方法概述
研究人员选取了7种环境中共存且具有鱼类生殖毒性的雄激素化合物，通过查阅文献确定其预测无 adverse 效应浓度（NOAEC）或最低观察 adverse 效应浓度（LOAEC）。利用AR EcoScreen GR?KO M1细胞系，通过测定各化合物相对于参考物双氢睾酮（DHT）的20%效应浓度（EC20），计算相对效价（REP）。结合NOAEC与REP，计算出生物当量浓度（BEQ），并通过基准法确定分布的第5百分位数（HC5）作为EBT。研究采集了瑞典2020年12月至2024年11月间的782份水样，包括废水（进水与出水）、受纳水、地表水、饮用水原水及成品水。样品经固相萃取（SPE）富集后，使用上述生物测定法测定雄激素活性，并将实测结果与推导的EBT进行对比分析。
研究结果详述
1. 测试化合物的REP值
通过对AR EcoScreen GR?KO M1细胞的分析，确定了各化合物的相对效价（REP）。其中17β?群勃龙（17β?TB）的REP最高（0.697），其次为睾酮（T）和甲基睾酮（Me?T），诺孕酯（NGT）的REP最低（0.008）。DHT的log?EC50为?10.16?M，log?EC20为?10.77?M，符合OECD指南要求。不同生物测定体系间的REP存在差异，但本研究所得数据与AR?CALUX等体系具有良好可比性。
2. 生殖毒性研究与预测安全效应浓度确定
文献综述显示，左炔诺孕酮（LNG）的生殖毒性最强，在斑马鱼生命周期试验中，0.47?ng/L即可导致性别比例偏雄。甲基睾酮、17β?群勃龙和诺孕酯的NOAEC分别为3.29、2和3.6?ng/L。DHT在最低测试浓度下即产生 adverse 效应，其LOAEC分别为28.3?ng/L（黑头呆鱼）和60?ng/L（斑马鱼）。雄烯二酮（AED）和睾酮（T）的数据因研究间差异较大，最终预测的“安全浓度”分别为79.6?ng/L和20?000?ng/L。
3. 地表水雄激素效应EBT的推导
依据筛选标准（safe?BEQ/EC50?>?0.001且?
4. 水样雄激素活性及其与EBT的比较
对782份水样的分析显示，94%的废水进水雄激素活性高于EBT，中位值为113?ng?DHTeq/L。废水处理后活性显著降低，但仍有15%的出水和5%的受纳水超过EBT。地表水样本中8%（9/118）超过EBT，最大值达11.2?ng?DHTeq/L。饮用水原水和成品水分别有2%的样本超过EBT，但均未超过人体健康EBT（11?ng?DHTeq/L）。值得注意的是，部分样本的检测限（LOD）高于EBT，可能导致假阴性结果。
5. 检测限对EBT的影响
由于EBT（0.4?ng?DHTeq/L）接近方法的LOD，细胞毒性导致的稀释需求使得部分样本LOD升高，增加了漏检风险。研究指出，在废水受纳水等环境中，可能存在因LOD限制而未检测出的风险。
6. 文献中的水体雄激素活性数据
对比全球数据，荷兰、芬兰、韩国等地的废水及地表水雄激素活性与本研究发现处于同一数量级。多项研究表明，废水中雄激素活性的去除率虽高（中位数98.6%–100%），但残余活性仍具潜在风险。化学分析往往仅能解释极小部分生物测定观测到的活性，表明未知化合物是主要的效应驱动因子。
结论与讨论总结
本研究成功推导了首个基于生态效应的雄激素活性触发值（EBT）0.4?ng?DHTeq/L，并证实体外生物测定可用于评估水体中已知和未知雄激素的总活性。结果显示，几乎所有废水进水均超过EBT，且经过处理后仍有相当比例的出水及受纳水、地表水样本存在超标现象，提示水生生物面临生殖毒性风险。由于不同AR生物测定体系的REP存在差异，该EBT主要被视为特定于本研究所用测定法的阈值。此外，睾酮等关键天然雄激素的生殖毒性数据尚显不足，限制了风险评估的精度。研究者强调，EBT接近当前检测限，可能导致假阴性，建议进一步提升检测灵敏度。该EBT的建立为水环境雄激素效应的常规监测提供了科学依据，填补了现行水质评估标准的空白。
