手性農(nóng)藥的環(huán)境行為及毒理學(xué)研究進(jìn)展

郭遠(yuǎn)選，王 靜，周 佳，馬 慧，彭 姣，卓海華，金士威*

1. 中南民族大學(xué)催化轉(zhuǎn)化與能源材料化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，催化材料科學(xué)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430074；2. 臨海市工投產(chǎn)業(yè)服務(wù)有限公司，浙江 臨海 317000；3. 生態(tài)環(huán)境部長(zhǎng)江流域生態(tài)環(huán)境監(jiān)督管理局生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)與科學(xué)研究中心，湖北 武漢430010

隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的不斷發(fā)展，大量不同種類的農(nóng)藥被用在農(nóng)作物的生長(zhǎng)過程中。農(nóng)藥的施用，能夠有效防治病蟲害的發(fā)生，提高作物產(chǎn)量。但是，農(nóng)藥的大量施用不僅會(huì)導(dǎo)致土壤板結(jié)、病蟲對(duì)農(nóng)藥的抗藥性增加，還會(huì)導(dǎo)致農(nóng)藥在土壤、水體、農(nóng)作物等環(huán)境介質(zhì)中殘留，最終進(jìn)入人體內(nèi)，威脅人體健康。手性農(nóng)藥作為一類具有特殊結(jié)構(gòu)的農(nóng)藥，一般在生物活性、生態(tài)毒性和環(huán)境行為等方面表現(xiàn)出對(duì)映選擇性差異［1］。

在20 世紀(jì)，手性農(nóng)藥常常被視作單一的化合物進(jìn)行分析研究，但由于立體性是構(gòu)成世界生命活動(dòng)的重要性質(zhì)，世界上大部分的參與生命活動(dòng)的高聚分子都會(huì)存在著手性特征，比如核酸、蛋白質(zhì)和多糖等大分子，在自然界的活動(dòng)中（正常生長(zhǎng)和代謝的過程中），參與活動(dòng)的分子會(huì)逐漸在自然界的選擇中向其中的某一種構(gòu)型發(fā)生累積和轉(zhuǎn)變。而且越來越多的研究表明，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的過程中，殘留在自然界的手性農(nóng)藥會(huì)逐漸進(jìn)入各種生命體內(nèi)，在生命體的代謝過程中，這些手性農(nóng)藥的對(duì)映體會(huì)經(jīng)過各種介質(zhì)，存在著不同的降解和富集方向。而不同的手性對(duì)映體藥物，在生命活動(dòng)過程中與生物體內(nèi)的各種酶或其他介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，在反應(yīng)過程中手性農(nóng)藥對(duì)映體會(huì)與介質(zhì)發(fā)生不同的代謝反應(yīng)，具有不同的藥理性和生理作用。立體選擇性會(huì)存在于生命活動(dòng)的過程中，是必然存在的過程。由于手性農(nóng)藥在自然界中的對(duì)映體分布不同，由此可以推斷手性農(nóng)藥對(duì)映體會(huì)被自然界中的生命體選擇性地吸收、代謝和降解。而且手性農(nóng)藥對(duì)映體會(huì)存在著不同的致畸、致癌、致突變等不同的潛在生物效應(yīng)。由于評(píng)估和限制與接觸手性農(nóng)藥相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)的必要性，該領(lǐng)域的研究在過去幾年中有所增長(zhǎng)，手性農(nóng)藥被認(rèn)為是新興污染物［2］。

手性農(nóng)藥對(duì)映體在藥理作用中，一般表現(xiàn)為某個(gè)對(duì)映體對(duì)靶標(biāo)物有著高效作用，而其他的對(duì)映體則作為干擾雜質(zhì)，或者更加低效、無效甚至有害地作用存在于手性農(nóng)藥外消旋體中［3］。由于這些干擾物質(zhì)的存在，手性農(nóng)藥外消旋體在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中的作用被降低，并且一定程度上給環(huán)境帶來了負(fù)擔(dān)。一般手性農(nóng)藥在環(huán)境中的含量較低，并且在不同的環(huán)境介質(zhì)中會(huì)持續(xù)向著不同的對(duì)映體轉(zhuǎn)變。在長(zhǎng)期的低水平暴露下，手性農(nóng)藥對(duì)動(dòng)物或人體具有潛在毒性。目前擬除蟲菊酯、有機(jī)磷、有機(jī)氯、苯氧丙酸及咪唑啉酮類農(nóng)藥引起的非靶標(biāo)毒性都呈現(xiàn)不同程度的對(duì)映體選擇性。手性農(nóng)藥可以通過各種模式進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)，手性農(nóng)藥殘留及其代謝物在溫和條件下具有很強(qiáng)的生物抗逆性和穩(wěn)定性，而在常規(guī)條件下不能有效降解，因此在環(huán)境中存在手性農(nóng)藥殘留及其代謝物已被廣泛報(bào)道［4］。

1 手性農(nóng)藥的環(huán)境行為

目前有關(guān)于手性農(nóng)藥在水體環(huán)境中的選擇性行為的研究主要集中于有機(jī)氯類農(nóng)藥。在環(huán)境污染監(jiān)測(cè)中，有機(jī)氯類農(nóng)藥是被監(jiān)測(cè)研究最多的環(huán)境污染物，由于有機(jī)氯類的農(nóng)藥在環(huán)境中危害較大，在早年間已經(jīng)被禁止使用，但由于之前被大量施用，使得它們時(shí)常會(huì)在生態(tài)系統(tǒng)食物鏈中被檢測(cè)出來。在擬除蟲菊酯類手性農(nóng)藥中部分品種也具有手性特征。苯氧羧酸類手性農(nóng)藥的活性主要集中在R-對(duì)映體上，體現(xiàn)出了高度的立體選擇性。而對(duì)于酰苯胺類手性農(nóng)藥對(duì)映體一般是作為內(nèi)吸型的高效抑菌劑，有著預(yù)防和治療霜霉目真菌病害的作用，但是對(duì)該類手性農(nóng)藥的研究很少涉及在對(duì)映體水平。

1.1 手性農(nóng)藥在水體中的環(huán)境行為

1.1.1 手性農(nóng)藥在海水中的環(huán)境行為 早期于1991 年，用毛細(xì)管氣相色譜法測(cè)定了北海海水中的α-六六六，證明了該手性污染物在環(huán)境中存在著選擇性降解行為，隨后在波羅的海和德國(guó)灣中的海水檢出的對(duì)映體比率（enantiomeric ratio，ER）值為0.85，證明了在該區(qū)域水體中，（-）-α-六六六被優(yōu)先降解［5］。α-六六六在楚科奇海和白令海的水中的（-）-α-六六六會(huì)被優(yōu)先降解，而在格陵蘭海和北冰洋的水中則與之相反［6］。敵百蟲在海水中的不同存在條件下會(huì)向著不同的方向降解［7］，其對(duì)映體在光照、黑暗及自然培養(yǎng)模式下均是S體構(gòu)型被優(yōu)先降解，但在去光滅菌條件下未觀測(cè)到選擇性降解現(xiàn)象。

1.1.2 手性農(nóng)藥在淡水中的環(huán)境行為 在1995 年于北極Amituk 湖中的淡水里也發(fā)現(xiàn)了α-六六六存在著立體選擇性降解，ER 值為0.77［8］。在我國(guó)首次檢測(cè)了新港港灣水域和海河河口中α-六六六的ER 值，在新港港灣水體中（+）-α-六六六被優(yōu)先降解，而海河河口水中α-六六六的ER 值近似為1［9］。表明同一種手性農(nóng)藥在不同的環(huán)境水體中存在著不同選擇性降解行為。Huang 等［10］在珠江三角洲流域的城市污水及河流中進(jìn)行了手性農(nóng)藥的分布監(jiān)測(cè)，其中發(fā)現(xiàn)了3 種咪唑類（益康唑、酮康唑、咪康唑）及1 種三唑類（戊唑醇），其監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，在該次研究的手性農(nóng)藥在原水中一般以外消旋體的形式存在，其對(duì)映體組成和餾分（enantiomeric compositions and fractions，EF）值為0.450～0.530，而戊唑醇在河流中基本上以非外消旋體的形式存在，尤其是夏季的河流中會(huì)存在較多的（+）-戊唑醇構(gòu)型。不同種類的手性農(nóng)藥也會(huì)產(chǎn)生不同的選擇性降解行為。如Zipper 等［11］利用氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)測(cè)定了地下水中的2-甲-4-氯丙酸對(duì)映體，并且定量檢測(cè)其含量，結(jié)果表明在瀝出液中該手性農(nóng)藥以外消旋體的形式出現(xiàn)，而在下游的地下水中的ER 值增加?？梢酝茰y(cè)出是2-甲-4-氯丙酸在環(huán)境水體中存在選擇性的生物降解。Sun等［12］監(jiān)測(cè)等馬拉硫磷在上莊水庫(kù)水、京密引水渠水以及其地下水和河水等水體中的降解行為，結(jié)果表明S-（-）-馬拉硫磷降解快于R-（+）馬拉硫磷，其對(duì)映體R 構(gòu)型在研究區(qū)域中相對(duì)富集，并且同時(shí)還證明了馬拉硫磷對(duì)映體之間是相互轉(zhuǎn)化的。吡氟禾草靈對(duì)映體不同的水體條件下，會(huì)有著不同的選擇性降解行為，例如水體的pH 等條件［13］，在自然界中的條件下，其S-毗氟禾草靈構(gòu)型會(huì)被優(yōu)先降解，而在其他條件水樣中，研究人員尚未觀測(cè)到吡氟禾草靈的對(duì)映選擇性降解行為。氟蟲睛對(duì)映體在通過沉積物-水模擬系統(tǒng)研究［14］中發(fā)現(xiàn)R-氟蟲腈優(yōu)先降解，表明其對(duì)映體在水中存在顯著的選擇性降解行為?？梢酝茰y(cè)出，大部分的手性農(nóng)藥在環(huán)境水體中存在一定程度的立體選擇性降解行為。

1.1.3 手性農(nóng)藥在飲用水中的環(huán)境行為 環(huán)境水體中存在的手性農(nóng)藥，最終會(huì)出現(xiàn)在各類飲用水中被人類攝入。孫彥［15］檢測(cè)了市政自來水、桶裝水和瓶裝水3 種不同類型的飲用水中的6 種手性農(nóng)藥，其結(jié)果表明檢出的手性農(nóng)藥在不同類型飲用水中其對(duì)映體選擇性一致，但不同類型飲用水中對(duì)映體選擇性程度有一定的差異。腈菌唑在三類飲用水中的EF 均值均為0.57。而已唑醇、戊唑醇以及甲霜靈在其檢測(cè)的3 種水體中的對(duì)映體分布程度存在明顯的差異，結(jié)果表明檢出的對(duì)映體選擇性程度與飲用水類型有關(guān)。甲霜靈在桶裝水中的對(duì)映體選擇性不明顯，但R-甲霜靈在自來水中相對(duì)較多，相對(duì)而言，手性農(nóng)藥中S-甲霜靈對(duì)人體的危害更大［16］。

1.2 手性農(nóng)藥在土壤中的環(huán)境行為

1.2.1 手性農(nóng)藥在不同物理性質(zhì)土壤的環(huán)境行為土壤存在著能量交換和物質(zhì)循環(huán)的發(fā)生，也存在著農(nóng)藥分解的現(xiàn)象。公開數(shù)據(jù)顯示，農(nóng)藥施用之后，其80%以上會(huì)以不同的形式進(jìn)入土壤。土壤中的理化性質(zhì)較為復(fù)雜，針對(duì)于不同物理性質(zhì)土壤對(duì)手性農(nóng)藥的影響的研究也陸續(xù)地開展。Qin等［17］對(duì)氯菊酯在兩種不容類型的土壤及一種沉積物中的立體選擇性降解的探究中發(fā)現(xiàn)，R-對(duì)映體的降解速率都明顯高于S-對(duì)映體。Liu 等［18］對(duì)加州苗圃地土壤中順式-聯(lián)苯菊酯和順式-氯菊酯的降解研究情況中可以發(fā)現(xiàn)，土層的深度影響著手性氯菊酯的降解方向，表層土壤的氯菊酯對(duì)映體未發(fā)生明顯的立體選擇性降解行為，而隨著手性農(nóng)藥在土壤中的深度的增加，不同的對(duì)映體會(huì)呈現(xiàn)出顯著的立體選擇性降解行為。以上研究表明，手性農(nóng)藥在土壤中一般均會(huì)有選擇性降解行為，但是卻存在較多的可能性因素影響其對(duì)映體立體選擇性降解行為。

1.2.2 手性農(nóng)藥在不同化學(xué)性質(zhì)土壤的環(huán)境行為手性農(nóng)藥的立體選擇性密切相關(guān)包括土壤本身的性質(zhì)（如pH 值等）以及微生物結(jié)構(gòu)等條件。Buser等［19］使用氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)研究甲霜靈在土壤中的降解行為，結(jié)果表明其R-對(duì)映體降解速度快，從而導(dǎo)致了非活性的S-對(duì)映體富集，說明了甲霜靈在土壤中的降解是與土壤中的微生物相關(guān)的；在其后來進(jìn)一步的研究中表明，光學(xué)純單體實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示R-對(duì)映體和S-對(duì)映體之間沒有互相轉(zhuǎn)化，并且甲霜靈在好氧土壤中的選擇性降解與土壤的pH值有直接的關(guān)系。2010 年刁金玲［20］將外消旋乳氟禾草靈在多種不同條件的土壤中進(jìn)行降解模擬，研究外消旋乳氟禾草靈在土壤中有氧或者無氧條件下的選擇性降解情況。在有氧/無氧條件下，S-（+）-乳氟禾草靈均優(yōu)先降解。該手性農(nóng)藥立體選擇性的量度［a measure of enantioselectivity，ES，ES=（kS-kR）/（kS+kR）］值與土壤的有機(jī)質(zhì)無明顯線性關(guān)系而與土壤質(zhì)地和pH 值呈線性相關(guān)，均表現(xiàn)為pH 值越大ES 值越小。

1.2.3 手性農(nóng)藥在不同生物性質(zhì)土壤的環(huán)境行為手性農(nóng)藥不同的對(duì)映體同樣對(duì)土壤的性質(zhì)和土壤中的微生物產(chǎn)生影響［21］。在滅菌條件下，該外消旋乳氟禾草靈在土壤中的降解極為緩慢，并且沒有明顯的立體選擇性行為，說明微生物作用會(huì)對(duì)該手性農(nóng)藥在土壤中的選擇性行為產(chǎn)生影響。在3 種土壤在自然和無菌條件下，吡唑硫磷農(nóng)藥對(duì)映選擇性降解行為，手性吡唑硫磷在自然環(huán)境土壤下的立體選擇性降解行為為S-（+）-吡唑硫磷的半衰期t1/2為2.6、13.4、7.8 d，而R-（-）-吡唑硫磷的半衰期為9.2、9.3 和8.2 d。在滅菌條件下的土壤中，外消旋體吡唑硫磷的半衰期為21.5、55.9 和14.4 d，表明天然土壤中的手性農(nóng)藥降解速率大大提高，說明在土壤中微生物調(diào)節(jié)過程對(duì)降解產(chǎn)生很大的積極作用［20］。同樣的，在未滅菌的土壤樣品中，草銨膦外消旋體在土壤中降解較快，且存在立體選擇性降解，在滅菌的土壤中草銨膦外消旋體降解緩慢且無立體選擇性行為。早期于1991 年，Mueller 等［22］在生產(chǎn)α-六六六的工廠附近的土壤中檢測(cè)到α-六六六存在立體選擇性降解行為，ER值為1.099 9。Falconer 等［23］在菲沙河Fraser 谷地農(nóng)場(chǎng)的腐殖型土壤中檢測(cè)發(fā)現(xiàn)（-）-α-六六六優(yōu)先降解。而Buser 等［24］研究了好氧條件下在污泥中的選擇性降解，發(fā)現(xiàn)（+）-α-六六六降解明顯快于（-）-α-六六六，生物降解是六六六在污泥中的主要降解方式，因此（-）-α-六六六會(huì)在土壤中表現(xiàn)出明顯的富集現(xiàn)象。

1.3 手性農(nóng)藥在植物體內(nèi)的環(huán)境行為

1.3.1 手性農(nóng)藥在野生植物中的環(huán)境行為 手性農(nóng)藥的立體選擇性行為在自然界中廣泛存在，立體選擇性行為會(huì)存在于植物對(duì)手性農(nóng)藥的吸收、代謝等過程，由于此過程中存在立體選擇性，所以會(huì)有不同濃度的對(duì)映體在植物體內(nèi)累積，手性農(nóng)藥對(duì)植物產(chǎn)生對(duì)映選擇性毒性或生態(tài)毒性，這些手性農(nóng)用化學(xué)品可以被植物吸收和對(duì)映選擇性代謝。在大多數(shù)的闊葉雜草中手性農(nóng)藥2-（2，4-二氯苯氧基）-丙酸和2-（4-氯-2-甲基苯）丙酸的S-對(duì)映體均表現(xiàn)出優(yōu)先降解的現(xiàn)象，導(dǎo)致R-對(duì)映體的相對(duì)累積。在草地早熟禾和高羊茅體內(nèi)乙氧呋草黃對(duì)映體中的左旋體的降解速率大大快于右旋體，最高ER 值達(dá)到3.0 左右［25］。

1.3.2 手性農(nóng)藥在農(nóng)作物中的環(huán)境行為 不同類型的食物中的手性農(nóng)藥代謝降解及殘留的對(duì)映體選擇性規(guī)律也不同。禾草靈在白菜和油菜中也存在著立體選擇性降解，在2 種植物中，該手性農(nóng)藥都是S-對(duì)映體被優(yōu)先降解，同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)禾草靈被代謝之后產(chǎn)生的代謝物的生成與降解也具體由立體選擇性，S-禾草酸的生成與降解速度明顯快于R-禾草酸［26］。

戊唑醇在黃瓜和白菜中均表現(xiàn)為S-對(duì)映體優(yōu)先降解，R-對(duì)映體在植物體內(nèi)相對(duì)累積，而在蘋果中S-對(duì)映體卻相對(duì)富集，在白菜中，具有高毒性低活性的R-氟蟲腈對(duì)映體會(huì)優(yōu)先降解，使得低毒性高活性的S-對(duì)映體在白菜中富集［27］。檢測(cè)白菜中3 種氟蟲腈代謝物結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，氟蟲腈在白菜體內(nèi)主要靠氧化還原光解作用降解［28］，其中該對(duì)映體在白菜中的主要降解原因可能是氧化還原作用。甲霜靈在水稻、番茄、黃瓜、菠菜等植物中的對(duì)映體選擇性也不同，在溫室的黃瓜中R-甲霜靈對(duì)映體降解比S-對(duì)映體快，而菠菜和小白菜中均是S-對(duì)映體優(yōu)先降解［29］，在水稻中EF 值在14 d 的時(shí)候能達(dá)到0.7，而番茄中的EF 值在14 d 時(shí)為0.26［30］；而甲霜靈在甘藍(lán)中并沒有出現(xiàn)其對(duì)映體的立體選擇性降解。以上結(jié)果表明，植物的種類也與手性農(nóng)藥的立體選擇性降解有著一定的關(guān)聯(lián)，同種手性農(nóng)藥在不同植物中可能會(huì)出現(xiàn)相反結(jié)果的立體選擇性行為，同時(shí)手性農(nóng)藥的EF 值在植物體內(nèi)并非固定值，會(huì)隨著其生命活動(dòng)變化。

1.3.3 手性農(nóng)藥在同種植物中不同部位的立體選擇性 手性農(nóng)藥的立體選擇性行為在同一植物體內(nèi)也會(huì)有不同的表現(xiàn)。同種手性農(nóng)藥在植株的不同的部位會(huì)有不同程度的立體選擇性，比如氯丹在南瓜植株根系附近土壤中的殘留會(huì)低于非根系土壤，并且氯丹對(duì)映體的EF 值在土壤中未發(fā)生明顯的變化，表明氯丹在被南瓜從土壤中吸收時(shí)并未有明顯的選擇性吸收［31］。而將南瓜的不同部位進(jìn)行分段檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)根部氯丹殘留較多，南瓜果實(shí)氯丹殘留較少，且EF 值有所區(qū)別。手性農(nóng)藥對(duì)映體的選擇性還表現(xiàn)在對(duì)植物生長(zhǎng)的抑制等方面。咪唑乙煙酸R和S對(duì)映體對(duì)水稻根產(chǎn)生較大的抑制生長(zhǎng)的作用，其最大的相對(duì)抑制率分別為80.4%和67.0%，水稻幼苗經(jīng)過R-咪唑乙煙酸對(duì)映體暴露過后，其植株體內(nèi)氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、氧化物酶（peroxidase，POD）、過氧 化 氫 酶（catalase，CAT）活 性 以 及 丙 二 醛（malondialdehyde，MDA）的含量分別是經(jīng)S-咪唑乙煙酸對(duì)映體暴露過的1.8、3.3、1.4 和2.2 倍［32］，以上均表明咪唑乙煙酸的R-對(duì)映體對(duì)水稻的脅迫作用比S-對(duì)映體要強(qiáng)。而R-咪唑乙煙酸對(duì)映體對(duì)玉米幼苗根直徑、體積、側(cè)根數(shù)、根系活力、根毛生長(zhǎng)等的抑制及傷害能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于S-對(duì)映體。而多效唑?qū)τ丑w對(duì)油菜和玉米幼苗具有不同的調(diào)節(jié)作用，其外消旋體和S-對(duì)映體會(huì)使玉米幼苗的莖橫向延伸，而R-對(duì)映體抑制玉米幼苗莖的橫向延伸。多效唑不同的對(duì)映體對(duì)玉米幼苗MDA 含量、蛋白含量、SOD 和POD 酶等的活性的影響也具有選擇性［33］。手性農(nóng)藥在植物體內(nèi)的立體選擇性行為還可以體現(xiàn)在不同的施藥方式上。南瓜在葉面噴施模式下施用氯丹，并未表現(xiàn)出明顯的立體選擇性吸收或降解，而在灌根施藥模式下表現(xiàn)出明顯的立體選擇性降解［34］；而在葉面施藥模式下，黃瓜和番茄中的（-）-RS-啶菌噁唑和（-）-RR-啶菌噁唑會(huì)被優(yōu)先降解，而在灌根施藥模式下，番茄仍舊是其中的（-）-RS-啶菌噁唑和（-）-RR-啶菌噁唑優(yōu)先，在黃瓜中卻是（+）-SR-啶菌噁唑（-）-RR-啶菌噁唑優(yōu)先降解［35］。說明部分手性農(nóng)藥的立體選擇性還與施藥模式存在較大的關(guān)系。

2 手性農(nóng)藥的潛在毒性

2.1 手性農(nóng)藥的慢性毒性

2.1.1 手性農(nóng)藥的神經(jīng)毒性 手性農(nóng)藥一般通過模擬或拮抗內(nèi)源性激素、調(diào)整激素受體水平、改變天然激素的代謝模式和合成等方式產(chǎn)生內(nèi)分泌干擾作用而引起了研究者的廣泛關(guān)注。已公布87 種具有內(nèi)分泌干擾作用的化合物中，有57 種農(nóng)藥，且大部分具有手性中心。手性農(nóng)藥對(duì)映體能夠選擇性引起內(nèi)分泌干擾效應(yīng)，主要是由于作為類雌激素，不同對(duì)映體與雌激素受體結(jié)合時(shí)的親和力具有差異性［36］。同樣的手性農(nóng)藥能夠引起對(duì)映體選擇性的神經(jīng)毒性，手性有機(jī)磷農(nóng)藥誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性，不同對(duì)映體能夠引起遲發(fā)性神經(jīng)毒性的立體選擇性［37］。早于1996 年，對(duì)異馬拉硫磷不同對(duì)映體引起的神經(jīng)毒性進(jìn)行研究，各對(duì)映體對(duì)母雞大腦乙酰膽堿酯酶的抑制作用強(qiáng)弱相差達(dá)到15 倍。甲基氯胺磷的各個(gè)對(duì)映體對(duì)SHSY5Y 神經(jīng)細(xì)胞軸突生長(zhǎng)的半數(shù)軸突抑制在數(shù)量上具有不同的體現(xiàn)，抑制效果相差達(dá)60 倍以上［38］。S-（+）-三氯殺蟲酯比R-（-）-三氯殺蟲酯對(duì)小鼠PC12 細(xì)胞產(chǎn)生更強(qiáng)的細(xì)胞毒性。而神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫網(wǎng)絡(luò)學(xué)說闡明了3 個(gè)系統(tǒng)之間存在著相互調(diào)節(jié)作用，其中某個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生毒理效應(yīng)也可能會(huì)引起其他系統(tǒng)的連鎖效應(yīng)［39］。

2.1.2 手性農(nóng)藥的細(xì)胞毒性 針對(duì)于手性農(nóng)藥對(duì)映體選擇性內(nèi)分泌干擾作用的研究始于對(duì)擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的研究。與trans-氯菊酯相比，cis-氯菊酯能夠?qū)訑?shù)量、能動(dòng)性及睪酮水平產(chǎn)生抑制效果，影響外周型苯二氮卓類受體、StAR、細(xì)胞色素P450 側(cè)鏈裂解酶等相關(guān)性激素合成分泌蛋白的基因表達(dá)，氯菊酯的生殖內(nèi)分泌干擾效應(yīng)主要是由于cis 構(gòu)型的作用。將MCF-7 細(xì)胞暴露于聯(lián)苯菊酯和功夫菊酯的對(duì)映體中，相比于其他對(duì)映體，S-cis-聯(lián)苯菊酯和（-）-功夫菊酯可以誘導(dǎo)細(xì)胞增殖、雌激素響應(yīng)蛋白pS2 基因表達(dá)和抑制ERα 基因表達(dá)等方面，具有更高的活性。而手性農(nóng)藥對(duì)映體的選擇性免疫毒性的存在也已經(jīng)得到證實(shí)，三氯殺蟲酯對(duì)映體可以抑制小鼠巨噬細(xì)胞RAW246.7 的生長(zhǎng)，激活p53 介導(dǎo)的凋亡通路引起免疫毒性，并且S-（+）-三氯殺蟲酯具有更強(qiáng)的免疫毒性；（-）-功夫菊酯和1S-cis-聯(lián)苯菊酯相比于另一個(gè)對(duì)映體和外消旋體，能夠更強(qiáng)地誘導(dǎo)免疫細(xì)胞凋亡［40］。

2.2 手性農(nóng)藥的急性毒性

手性農(nóng)藥對(duì)映體在施用過程中，可能會(huì)對(duì)非靶標(biāo)生物造成危害。早期手性農(nóng)藥對(duì)映體的毒理性效應(yīng)研究大多數(shù)以急性毒性為主。研究者主要以斑馬魚、大型蚤等水生生物為主，如表1，大部分手性農(nóng)藥都表現(xiàn)出明顯的急性毒性，各對(duì)映體之間急性毒性存在一定的差異。

表1 手性農(nóng)藥的急性毒性Tab.1 Acute toxicity of chiral pesticides

部分手性農(nóng)藥外消旋體的毒性來自于其某個(gè)對(duì)映體，但是也存在一些農(nóng)藥，如噻唑磷和氯胺磷，相較于對(duì)映體，其外消旋體顯示出更低的毒性，表現(xiàn)出拮抗作用；法莫沙酮對(duì)映異構(gòu)體存在殺真菌活性、生態(tài)毒理學(xué)效應(yīng)和降解行為。也有部分手性農(nóng)藥，如甲基異柳磷、禾草靈、乙螨唑、三唑醇、銳勁特［41］等，在不同的生物中，對(duì)映體的急性毒性強(qiáng)弱不同，體現(xiàn)出手性農(nóng)藥對(duì)映體的急性毒性具有物種選擇性。

3 展 望

環(huán)境中的各個(gè)生物體、介質(zhì)都會(huì)存在手性特征，不同的環(huán)境介質(zhì)和生物體會(huì)對(duì)手性農(nóng)藥對(duì)映體產(chǎn)生不同程度的立體選擇性代謝行為。并且隨著儀器設(shè)備和研究技術(shù)的進(jìn)步，從單一農(nóng)藥對(duì)映體的分析到多種農(nóng)藥對(duì)映體的同時(shí)分析，從簡(jiǎn)單影響因素到復(fù)雜的環(huán)境介質(zhì)，從對(duì)映體的簡(jiǎn)單分離測(cè)定到探究各個(gè)對(duì)映體的代謝途徑及特征均可以逐漸實(shí)現(xiàn)。近年來，公眾愈發(fā)關(guān)注環(huán)境問題，手性農(nóng)藥在環(huán)境中的立體選擇性研究也愈發(fā)的緊迫和關(guān)鍵。并且手性農(nóng)藥對(duì)映體選擇性毒性較為復(fù)雜，同一對(duì)映體對(duì)不同的物種的毒性作用不同，對(duì)同一物種的不同部位也可以產(chǎn)生不同的毒理性效應(yīng)。所以需要將各個(gè)因素綜合全面地評(píng)價(jià)，提供更加有效的理論指導(dǎo)綠色安全農(nóng)藥的研發(fā)。