美国环境保护署认可制药和个人护理产品(PPCPs)[1]是一个类的一部分的材料称为“新兴污染物”。新兴污染物[2]可以人造或天然化合物,最近被发现有毒,或者明显在当地环境中对生物有害的影响。

药物以来,已普遍的认可,在中世纪,也可以说是第一种大规模的医药市场是美国内战期间[3]对防腐剂和止痛药已经飙升的需求。有了这样一个历史悠久,似乎奇怪,PPCPs可以列为新兴污染物。事实是,尽管数百年的药物开发研究,调查药品对环境的影响是一个年轻得多的领域。

PPCPs的环境风险

PPCPs的污染特性和健康风险仍在使用的过程中被完全理解。然而,众所周知,PPCPs可以作为一个对于海洋生物的内分泌干扰物[4]长期低剂量辐射后,被认为有可能做同样的事情在人类如果污染物在体内积累到足够高的水平。内分泌干扰物的摄入会导致荷尔蒙失调[5]可导致不孕等问题[6],卵巢或前列腺癌[7],增加患自身免疫性疾病的风险[8]。

PPCPs可以进入环境在许多方面[9]。从生产植物合成制药废水通常含有微量的PPCP材料。此外,水源也可以成为污染通过人类和动物的排泄物PPCPs使用。一旦这些PPCPs供水他们可以挑战删除使用传统的水处理方法。如果没有有效的治疗,有可能PPCP污染影响农业产业通过受污染的水供应。

制药的污染土壤和作物

世界各地的许多国家经常受到干旱的时期在其漫长的夏天。与这些干旱的水资源短缺意味着成为惯例使用处理的废水来灌溉作物种植在这些地区。认识到PPCPs依然存在于废水处理,从苏丹卡布斯大学一个研究小组在阿曼进行的一项研究[10],目的是评估的程度的土壤和作物是PPCP-spiked废水处理污染物的影响。

集团确定了四种常用的医药产品在阿曼(阿莫西林,磺胺甲恶唑、甲氧苄氨嘧啶和布洛芬)和上升的两个水店,一个低浓度的1 mg / l,和一个更高水平的5 mg / l。水的商店被用于种植两个批次的萝卜。另外两个批次种植使用地下水和工业废水处理进行比较。分析了土壤和植株材料用液相色谱串联质谱(质/ MS)检测任何医药产品的存在。

研究发现没有迹象表明任何药品的土壤样本的四个批次。这被认为是失踪退化由于药品的土壤中生物半衰期短。或者,可能是因为消失的混合药物的吸收的植物和土壤的采样深度以外的药品浸出。

质/女士测试外,很明显从一个简单的目视检查的四个批次的萝卜植物受到药物的存在。植物暴露于pharmaceutical-spiked水失去了他们的一些成熟的叶子,和少量的植物到期没能活下来。中使用的两个药品上升水、磺胺甲恶唑,阿莫西林,发现萝卜芽和根的植物。有趣的是,药物进行了易位植物叶子的一次足够的药物积累在植物的根。

Mushtaque艾哈迈德教授,该研究的作者之一,认为进一步调查PPCPs农业土壤系统的行动是必要的,以确定是否存在一个重大的健康风险从PPCP-containing污水的使用。

他解释说,“我觉得用于农业、制药和个人护理产品在废水处理不是应该担心我们目前太多。然而,它可能是一个问题如果处理废水是水培系统中直接使用,不使用土壤。”

“我们需要更多的研究在各种条件下,虽然有挑战,比如我们的技术能力来衡量PPCPs等少量的水,土壤和植物。”

PPCP处理受污染的土壤

知道PPCPs可以扩散到植物根和叶通过使用PPCP污染水,重要的是,研究建立如何最好地处理这个未来潜在的健康危害。新的研究[11]由科学家在圣路易斯华盛顿大学医学院的可能导致潜在的土壤中抗生素药品的补救方法。具体来说,变形菌门的小组研究了青霉素的新陈代谢土壤,目的是创建一个专门的菌株对抗生素的清理。

青霉素是最早批量生产的药品之一,但由于不断增加的抗生素耐药性现在更多使用很少。相关的化合物,如阿莫西林、氨苄青霉素仍经常使用,所以了解青霉素仍是工业上重要的新陈代谢。

通过分析变形菌门的行为暴露在青霉素和糖,研究小组发现三组基因,属于β-lactamase家庭,成为活跃时,变形菌门”吃“青霉素,但糖饮食,波澜不兴。这些基因集对应于不同的一步三步代谢途径,建立了青霉素的研究。

指出,研究中使用的变形菌门不是特别健壮或稳定的细菌,因此研究人员还努力创造一个更加工业有用penicillin-metabolizing细菌菌株,可以用于实际应用。要做到这一点,团队转基因的大肠杆菌(大肠杆菌),一个更加稳定和容易处理的细菌,含有青霉素代谢所需的遗传物质,而不是它通常糖饮食。

特伦斯克罗夫茨博士研究论文的第一作者,解释说,“有限的进一步工程,这些菌株可以开发工具原位antibiotic-contaminated土壤生物修复或环境,比如附近的药品制造商。这些环境是重要的司机抗生素耐药性的发展,及其补救可能有助于防止扩散的阻力。”

关于释放大肠杆菌,这是普遍被公众认为危险的细菌,到环境中,克罗夫茨博士解释说,“任何此类未来生物修复计划的好处当然需要权衡风险释放转基因细菌到环境中。“研究小组希望未来类似的其他代谢途径研究PPCPs可能导致简单的生物修复系统的开发,可以使用安全、便宜的农民来抵消PPCP污染的影响。

农业的前景

PPCPs作为一种新兴污染物的分类,进一步研究路线的污染,污染健康风险有关,和潜在的补救措施仍将在科学界的高度重视。工作如上图所示,展示了该领域的研究已经完成PPCP识别和治疗。希望这项工作一天可以结合使用更好的水处理系统的有效去除PPCP污染物从我们的水,我们的农业,和更广泛的环境。

引用

[1]美国环境保护署,新兴关注的污染物包括制药和个人护理产品,https://www.epa.gov/wqc/contaminants-emerging-concern-including-pharmaceuticals-and-personal-care-products,(2018年8月访问)。

[2]索维和m . Desrosiers评估是一个新兴污染物。,化学。分。J。2014、8、15。

[3]制药行业的历史,pharmaphorum.com https://pharmaphorum.com/articles/a_history_of_the_pharmaceutical_industry/(2018年8月访问)。

[4]a . j . Ebele m . Abou-Elwafa Abdallah s Harrad,制药和个人护理产品(PPCPs)在淡水水生环境中,紧急情况。污染。2017 3 1 - 16。

[5]国家环境健康科学研究所,内分泌干扰物简报,2010。

[6]a . Marques-Pinto和d·卡瓦略人类不孕症:内分泌干扰物的责任吗?,Endocr。连接。,2013,2,R15-29。

[7]h .罗什福尔内分泌干扰物(EDs)和激素依赖性肿瘤:相关性或因果关系?c . r .杂志。,2017,340,439 - 445。

[8]1学术界。郭,S.-N。杨,p.l.。郭和学术界。环境内分泌干扰化学物质,免疫调节的影响,高雄j .地中海。科学。2012年,28日,S37-S42。

[9]istc.illinois.edu PPCPs环境中,https://www.istc.illinois.edu/cms/one.aspx?pageId = 446307,(2018年8月5日访问)。

[10]r . Al-Farsi m·艾哈迈德·a . Al-Busaidi和b s Choudri评估药品的存在在土壤和植物灌溉处理废水在阿曼,Int。j . Recycl。Org。浪费阿格利司。,2018,165 - 172。

[11]a . t . s .园地,b . Wang斯t . a . Gianoulis k . j . Forsberg m·k·吉布森洛杉矶Johnsky, s m . Broomall c . n . Rosenzweig e . w . Skowronski h·s·吉本斯·m·o·a·萨默和g . Dantas本人交出密码,共享策略β-lactam土壤微生物分解代谢,Nat,化学。医学杂志。2018年,14日,556 - 564。