混合污染物聯(lián)合毒性評價模型曲線和實際濃度效應(yīng)曲線之間交叉現(xiàn)象的研究進展

潘永正，孫昊宇，王大力，林志芬，印春生,*，巫曉丹

1. 上海海洋大學海洋生態(tài)與環(huán)境學院，上海2013062. 污染控制與資源化研究國家重點實驗室，同濟大學環(huán)境科學與工程學院，上海200092

混合污染物聯(lián)合毒性評價模型曲線和實際濃度效應(yīng)曲線之間交叉現(xiàn)象的研究進展

潘永正1，孫昊宇2，王大力2，林志芬2，印春生1,*，巫曉丹1

1. 上海海洋大學海洋生態(tài)與環(huán)境學院，上海2013062. 污染控制與資源化研究國家重點實驗室，同濟大學環(huán)境科學與工程學院，上海200092

許多研究在使用評價模型進行混合物聯(lián)合作用模式判別時發(fā)現(xiàn)，混合污染物的評價模型曲線和濃度效應(yīng)曲線之間存在交叉的現(xiàn)象，表現(xiàn)為聯(lián)合作用模式隨混合物濃度發(fā)生變化。雖然交叉現(xiàn)象不斷被報道出來，但是該現(xiàn)象形成機制的研究卻非常欠缺。本文系統(tǒng)分析了文獻中出現(xiàn)的交叉現(xiàn)象，探討了交叉現(xiàn)象可能的形成原因和機制，提出了化合物的hormesis效應(yīng)是導(dǎo)致交叉現(xiàn)象的關(guān)鍵因素：混合組分中某些化合物在低濃度時會對受試生物的某些蛋白、基因等的表達量產(chǎn)生刺激作用，影響其他化合物對機體產(chǎn)生的效應(yīng)，從而改變混合組分的聯(lián)合作用模式。該研究不僅為交叉現(xiàn)象形成機制的進一步探索提供了理論依據(jù)，還為混合物的生態(tài)毒理評估和環(huán)境風險評價提供理論指導(dǎo)。

混合污染物；交叉現(xiàn)象；聯(lián)合作用模式；評價模型；濃度效應(yīng)曲線；Hormesis效應(yīng)

Received18 January 2017accepted13 March 2017

Abstract: Previous studies have found that there is a cross phenomenon between evaluation model curve and concentration-response curve of mixture pollutants when using the evaluation model to judge the joint toxic action of mixtures, which is characterized by the joint toxic action varying with the concentration of mixtures. Although cross phenomenon has been reported in many researches, the mechanistic investigation on this phenomenon is extremely limited. This study systematically analyzed the cross phenomenon reported in studies and discussed the potential mechanism, which found that hormesis might be the key factor resulting in cross phenomenon: some components in mixtures might cause the stimulatory effect on the expression of certain proteins or genes at low concentration that would change the effect of other components on the test organism. This study not only provides a basis for the further mechanistic exploration on cross phenomenon, but also provides theoretical guidance for ecologically toxicological evaluation and environmental risk assessment of mixture pollutants.

Keywords: mixture pollutants;cross phenomenon; joint toxic action; evaluation model; concentration-response curve; hormesis

近50年來，人們對單一污染物的理化性質(zhì)及環(huán)境行為進行了相當詳細的研究，并取得了許多相應(yīng)的成果，為污染治理和環(huán)境保護提供了大量的基礎(chǔ)資料和科學依據(jù)[1]。然而隨著科學和經(jīng)濟的發(fā)展，人們對生存環(huán)境質(zhì)量的要求越來越高，強烈地意識到全球化學污染的今天，生物體常常更多地、也更普遍地暴露于多組分污染物存在的復(fù)雜體系中，很少僅受到單個化學污染的作用[2]。種類繁雜的污染物往往會產(chǎn)生各種不同的聯(lián)合作用模式，比如協(xié)同效應(yīng)和拮抗效應(yīng)[3-6]。這種聯(lián)合作用模式的不確定會對生態(tài)環(huán)境和人體健康構(gòu)成潛在的威脅[7]。此外，有研究表明，有些化合物即使在濃度極低的情況下混合存在時，也可能產(chǎn)生極強的協(xié)同效應(yīng)，導(dǎo)致較大的聯(lián)合毒性[4]，如果僅僅關(guān)注化合物的單一毒性而忽視其聯(lián)合毒性，就會導(dǎo)致低估污染物的環(huán)境風險和潛在威脅[8]。因此，關(guān)注更為接近環(huán)境現(xiàn)實的混合體系的聯(lián)合作用模式可以更為全面客觀地評價污染物對環(huán)境和生態(tài)的潛在威脅[9-10]。

為了對混合物的聯(lián)合毒性進行探究，毒理學家研發(fā)了很多混合物毒性評價方法，主要分為指標法和模型法兩大類。指標法主要包括TU(toxicity unit)法[11-12]、AI(addition index)法[13]、MTI(mixture toxicity index)法[14]、λ法[15]、FE(factor of error)法[16]和ERR(effect residual ratio)法[17]等，其中TU法應(yīng)用最為普遍；模型法主要包括CA(concentration addition)模型[18]、IA(independent action)模型[19-22]、TSP(two step prediction)模型[23]和IFCA-IA(integrated fuzzy concentration addition and independent action)模型[24]等，其中CA模型及IA模型應(yīng)用較為廣泛。指標法可以判別混合物某一固定濃度點的聯(lián)合作用模式，模型法可以從整個濃度區(qū)間上對混合物的聯(lián)合作用模式進行判別。然而很多研究發(fā)現(xiàn)，當使用模型法對混合物的聯(lián)合作用模式進行判別時，出現(xiàn)了混合物預(yù)測模型曲線穿過了濃度效應(yīng)曲線(concentration-response curve, CRC)的現(xiàn)象，而這一現(xiàn)象在用指標法進行判別時并沒有觀察到，因此指標法的局限性就得以顯現(xiàn)出來。但目前該現(xiàn)象尚未引起人們的重視。

Sun等[25]在探究磺胺類抗生素(SAs)和紅霉素(ERY)對大腸桿菌的聯(lián)合效應(yīng)時，首次將混合物的濃度效應(yīng)曲線穿過預(yù)測模型曲線的現(xiàn)象定義為“交叉現(xiàn)象”。交叉現(xiàn)象是一種非常直觀、但產(chǎn)生機理卻非常復(fù)雜的一種現(xiàn)象。這也是目前混合物聯(lián)合毒性研究中的問題和難點所在。對交叉現(xiàn)象的研究可以幫助研究者在研究混合物聯(lián)合作用模式出現(xiàn)交叉現(xiàn)象時更全面地分析混合物的聯(lián)合毒性，同時了解不同化合物在不同濃度范圍時可能存在的相互作用，為相關(guān)的生態(tài)風險評估提供理論指導(dǎo)。

本文對現(xiàn)有文章中出現(xiàn)的交叉現(xiàn)象進行了系統(tǒng)地分析，旨在理論基礎(chǔ)上找出交叉現(xiàn)象形成的原因和機制，同時該研究也將為生態(tài)毒理評估和環(huán)境風險評價提供可靠的依據(jù)。

1 交叉現(xiàn)象研究的由來(Generation of cross phenomenon)

以混合物聯(lián)合作用模式研究中最常用到的TU50法和CA模型為例，對交叉現(xiàn)象的由來進行介紹。TU50的值可以由以下公式計算而來[26-28]：

(1)

其中CA和CB分別表示二元混合物中組分A和B產(chǎn)生50%效應(yīng)時的濃度，EC50A和EC50B分別表示化合物A和B單獨作用時產(chǎn)生50%效應(yīng)時的濃度，CA模型可以定義為[29-31]：

(2)

其中Ci表示混合物產(chǎn)生x%效應(yīng)時組分i在混合體系中的濃度，ECxi表示組分i單獨作用產(chǎn)生x%效應(yīng)時對應(yīng)的化合物濃度，n表示混合物中的組分數(shù)目。由公式可知，TU50法的計算值僅僅為CA模型曲線中的一個點。如圖1(a)所示，使用這2種方法對同一混合組分的聯(lián)合毒性進行評價時，如果混合物的實際濃度曲線和CA曲線相交，那么TU50法僅能判別混合物在50%效應(yīng)濃度點時的聯(lián)合作用模式(協(xié)同)，而用CA模型對混合物的聯(lián)合作用模式進行判別時卻出現(xiàn)了聯(lián)合毒性效應(yīng)隨時間發(fā)生變化的現(xiàn)象，即交叉現(xiàn)象。

Jim等[32]在用CA模型對10種有著不同作用機制的農(nóng)藥對費式弧菌的聯(lián)合作用模式進行判別時，發(fā)現(xiàn)了圖1(b)所示的交叉現(xiàn)象，即混合物展現(xiàn)出了低濃度協(xié)同、中濃度相加和高濃度拮抗的聯(lián)合作用模式。張瑾等[33]在用IA模型對離子液混合組分對青海弧菌Q67的聯(lián)合作用模式進行判別時，也發(fā)現(xiàn)了混合物的聯(lián)合作用模式隨濃度的增加發(fā)生變化的交叉現(xiàn)象，如圖1(c)所示。

2 交叉現(xiàn)象的現(xiàn)實存在(Cross phenomenon occurred in present studies)

本文對現(xiàn)有研究中出現(xiàn)的交叉現(xiàn)象進行了匯總，具體信息見表1。根據(jù)不同的判別模型將交叉現(xiàn)象分為3類：濃度加和模型下的交叉現(xiàn)象、獨立作用模型下的交叉現(xiàn)象和兩步預(yù)測模型下的交叉現(xiàn)象。

(1) 濃度加和模型下的交叉現(xiàn)象

濃度加和模型的概念由Loewe和Muischnek[34-35]提出，主要用于評價具有相似毒性作用方式的混合體系，根據(jù)公式(1)的定義，可以將其重新改寫為[19]：

(3)

式中：Pi表示混合物中組分i的濃度比例，ECx,mix表示混合物的毒性效應(yīng)為x%時對應(yīng)的混合體系的濃度，n表示混合物中的組分數(shù)目。

Zhang等[36]在用CA模型對離子液和殺蟲劑之間的聯(lián)合作用模式進行判別時，發(fā)現(xiàn)混合物展現(xiàn)了低濃度拮抗、中濃度相加和高濃度協(xié)同的交叉現(xiàn)象，如圖2(a)所示。González-Pleiter等[37]在用CA模型對紅霉素、左氧氟沙星和四環(huán)素的聯(lián)合作用模式進行判別時，發(fā)現(xiàn)紅霉素和左氧氟沙星的聯(lián)合作用模式展現(xiàn)了與圖2(a)類似的交叉現(xiàn)象，如圖2(b)所示；紅霉素和四環(huán)素的聯(lián)合作用模式呈現(xiàn)了相反的交叉現(xiàn)象：表現(xiàn)為低濃度協(xié)同、中濃度相加和高濃度拮抗，如圖2(c)所示。張瑾等[33]在用CA模型對離子液混合組分的聯(lián)合作用模式進行判別時發(fā)現(xiàn)了低濃度和中濃度拮抗、高濃度相加的交叉現(xiàn)象，如圖2(d)所示。張亞輝等[38]在用CA模型對3種氯酚化合物的聯(lián)合作用模式進行判別時發(fā)現(xiàn)了低濃度拮抗、中濃度相加和高濃度協(xié)同的交叉現(xiàn)象，如圖2(e)所示。Christen等[39]在判別鄰苯二甲酸類混合物對抗雄激素活性的聯(lián)合作用模式時發(fā)現(xiàn)了圖2(f)和圖2(g)的交叉現(xiàn)象，圖2(f)展現(xiàn)了低濃度協(xié)同、中濃度相加和高濃度拮抗的變化的聯(lián)合作用模式；圖2(g)展示了低濃度和中濃度協(xié)同、高濃度相加的聯(lián)合作用模式變化趨勢。Thorpe等[40]在用CA模型判別污水中的雌性激素類化合物對虹鱒魚的聯(lián)合作用模式時，發(fā)現(xiàn)了圖2(h)所示的低濃度協(xié)同、中濃度相加和高濃度拮抗的交叉現(xiàn)象。

圖1 (a)利用TU50法和濃度加和(CA)模型判別混合物的聯(lián)合作用模式；(b)CA模型在對10種有著不同作用機制的農(nóng)藥對費式弧菌的聯(lián)合作用模式進行判別時出現(xiàn)的交叉現(xiàn)象；(c)獨立作用(IA)模型在對離子液混合組分對青?；【鶴67的聯(lián)合作用模式進行判別時出現(xiàn)的交叉現(xiàn)象注：CRC為濃度效應(yīng)曲線。Fig. 1 (a)Using TU50 method and concentration addition (CA) model to judge the joint toxic action of mixtures;(b)Cross phenomenon appeared when using CA model to judge the joint toxic action of 10 pesticides with different action mechanisms to Vibrio fischeri;(c)Cross phenomenon appeared when using Independent action (IA) model to judge the joint toxic action of ionic liquid mixture to Vibrio qinghaiensis sp. -Q67Note: CRC stands for concentration-response curve.

(2) 獨立作用模型下的交叉現(xiàn)象

獨立作用模型也稱效應(yīng)加和模型。與濃度加和模型不同，獨立作用模型適用于評價具有不同毒性作用機制的混合體系。這一概念是由Bliss[5]率先提出，其數(shù)學表達式為：

(4)

式中：E(cmix)表示混合物的聯(lián)合毒性效應(yīng)(范圍0～1，即x%)，cmix表示混合物的總濃度，ci表示混合物產(chǎn)生x%效應(yīng)時對應(yīng)的組分i在混合體系中的濃度，E(ci)表示組分i單獨作用產(chǎn)生x%效應(yīng)時對應(yīng)的濃度。

Payne等[41]在用IA模型對4種有機氯類化合物的聯(lián)合作用模式進行判別時發(fā)現(xiàn)了圖3(a)和圖3(b)的交叉現(xiàn)象，圖3(a)展示了低濃度相加、中濃度協(xié)同和高濃度拮抗的變化的聯(lián)合作用模式；圖3(b)展現(xiàn)了低濃度拮抗、中濃度相加和高濃度拮抗的交叉現(xiàn)象。Richter和Escher[42]在用IA模型對親電試劑混合組分的聯(lián)合作用模式進行判別時發(fā)現(xiàn)了低濃度和中濃度相加、高濃度拮抗的交叉現(xiàn)象，如圖3(c)所示。González-Pleiter等[37]在用IA模型對紅霉素、左氧氟沙星和四環(huán)素的聯(lián)合作用模式進行判別時，發(fā)現(xiàn)紅霉素和左氧氟沙星展現(xiàn)了低濃度拮抗、中濃度相加和高濃度協(xié)同的的交叉現(xiàn)象，如圖3(d)所示；紅霉素和四環(huán)素的聯(lián)合毒性呈現(xiàn)了低濃度協(xié)同、中濃度相加和高濃度拮抗的交叉現(xiàn)象，如圖3(e)所示。陳浮等[43]在用IA模型對咪唑離子液對螢火蟲的聯(lián)合作用模式進行判別時發(fā)現(xiàn)了低濃度相加、中濃度和高濃度協(xié)同的交叉現(xiàn)象，如圖3(f)所示。張晶等[44]在用IA模型對離子液體與樂果的聯(lián)合作用模式進行探究時發(fā)現(xiàn)了低濃度和中濃度相加、高濃度拮抗的交叉現(xiàn)象，如圖3(g)所示。Backhaus等[45]在用IA模型對14種有著不同作用機制的混合物的聯(lián)合作用模式進行判別時，發(fā)現(xiàn)了如圖3(h)所示的交叉現(xiàn)象，表現(xiàn)為低濃度拮抗、中濃度相加和高濃度拮抗。

圖2 CA曲線和CRC交叉現(xiàn)象Fig. 2 Cross phenomenon between CA curve and CRC

(3) 兩步預(yù)測模型下的交叉現(xiàn)象

為了克服濃度加和和獨立作用模型的局限性，Junghans[23]等發(fā)展了兩步評價法。TSP模型可以用來判別既含有相同又含有不同作用方式的污染物組成的混合體系的聯(lián)合作用模式，TSP模型的基本原理是分步應(yīng)用CA和IA模型進行聯(lián)合毒性的預(yù)測。模型操作的第一步，將所研究的混合體系中具有相同作用方式的化合物歸到一組，這樣混合體系根據(jù)作用方式的不同分成了若干組，應(yīng)用CA模型對各組組內(nèi)的聯(lián)合毒性進行預(yù)測，自然各組之間的作用方式是不同的；第二步，應(yīng)用IA模型對具有不同作用方式的各組組間的聯(lián)合毒性進行預(yù)測。這樣，就完成了對混合體系聯(lián)合毒性的預(yù)測[46]。把CA和IA模型組合到一個公式，進行聯(lián)合作用模式的判別，如下所示：

(5)

式中：E(Cmix,mix)表示混合物的聯(lián)合毒性，E(Cmix,i)表示混合物中組分i的聯(lián)合毒性，n表示混合物根據(jù)作用模式的不同分成的組分數(shù)。

Wang等[47]在用TSP模型對12種有著不同作用機制的有機混合物間的聯(lián)合作用模式進行判別時，發(fā)現(xiàn)了圖4(a)和圖4(b)的交叉現(xiàn)象，圖4(a)展示了聯(lián)合作用模式隨濃度由低到高表現(xiàn)出從協(xié)同先變成相加，再變成拮抗，然后變成相加，最后變成協(xié)同的交叉現(xiàn)象；圖4(b)展示了低濃度和中濃度拮抗、高濃度協(xié)同的交叉現(xiàn)象。Junghans[23]在用TSP模型對40種污染物質(zhì)組成的混合組分的聯(lián)合作用模式進行判別時，發(fā)現(xiàn)了聯(lián)合作用模式隨濃度由低到高表現(xiàn)出從拮抗先變成相加，再變成協(xié)同，然后變成相加，最后變成拮抗的交叉現(xiàn)象，如圖4(c)所示。Ge等[48]在用TSP模型對咪唑和吡啶的混合離子液的聯(lián)合作用模式進行探究時發(fā)現(xiàn)了低濃度和中濃度相加、高濃度拮抗的交叉現(xiàn)象，如圖4(d)所示。

圖3 IA曲線和CRC交叉現(xiàn)象Fig. 3 Cross phenomenon between IA curve and CRC

圖4 兩步預(yù)測法(TSP)曲線和CRC交叉現(xiàn)象Fig. 4 Cross phenomenon between two step prediction (TSP) curve and CRC

從上面可以看出，交叉現(xiàn)象多出現(xiàn)于利用CA和IA模型對混合物的聯(lián)合作用模式進行判別的過程中，主要有以下2種：低濃度拮抗、中濃度相加和高濃度協(xié)同的交叉現(xiàn)象；低濃度協(xié)同、中濃度相加和高濃度拮抗的交叉現(xiàn)象。

3 交叉現(xiàn)象產(chǎn)生的可能原因(Possible mechanism for cross phenomenon)

一些文章中對交叉現(xiàn)象可能的原因進行了解釋：Zhang等[52]指出離子液與廢水的混合物呈現(xiàn)了明顯的協(xié)同作用，這可能是由于酸性環(huán)境下離子液的水解受阻，導(dǎo)致了其親脂性增加，進而增強了離子液的毒性作用，但毒性相互作用的確切機理尚需進一步的研究才能解釋[33]；據(jù)報道稱：一氯酚和二氯酚化合物的毒性作用方式屬于非特異性毒性作用，而高取代氯酚(三氯酚到五氯酚)為氧化偶聯(lián)呼吸劑，氯酚化合物毒性作用模式不同，可能是造成文中3種氯酚化合物對大型溞的聯(lián)合毒性和CA的預(yù)測曲線不完全吻合的原因之一[38]；陳浮等[43]在研究中指出，混合物的實際劑量曲線和預(yù)測模型曲線的差異主要是由混合組分的結(jié)合模式既有相似性又有相異性導(dǎo)致的；葛會林等[53]在探究多組分苯胺混合物的聯(lián)合毒性時指出，CA和IA模型在低效應(yīng)濃度時都低估了混合物的毒性，可能是因為劑量效應(yīng)曲線(DRC)模型估算低效應(yīng)濃度時偏差較大的緣故；Sun等[25]通過測定的大腸桿菌體內(nèi)關(guān)鍵蛋白含量的變化，在通路水平上驗證了磺胺類(SAs)抗生素和紅霉素(ERY)在低濃度時的拮抗作用是由SAs的hormesis效應(yīng)(是指當化合物作用于受試生物時，先在低濃度下表現(xiàn)出促進作用，隨著混合物濃度的增加，其毒性效應(yīng)會由促進作用逐漸轉(zhuǎn)變成抑制作用的現(xiàn)象)引起的，這是首次利用實驗從機理上對交叉現(xiàn)象進行了解釋。

我們發(fā)現(xiàn)目前對交叉現(xiàn)象的大部分解釋，都僅僅停留在表面的分析和猜測，而Sun等[25]則通過實驗驗證了相關(guān)機制引起的hormesis效應(yīng)是導(dǎo)致交叉現(xiàn)象的主要因素。我們也認為這種機制可能就是解釋交叉現(xiàn)象產(chǎn)生原因的關(guān)鍵所在，因為交叉現(xiàn)象和hormesis效應(yīng)都是效應(yīng)隨化合物濃度發(fā)生變化的現(xiàn)象，交叉現(xiàn)象表現(xiàn)為混合物的聯(lián)合作用模式隨暴露濃度的增加發(fā)生變化，hormesis效應(yīng)表現(xiàn)為化合物的毒性效應(yīng)隨暴露濃度的增加發(fā)生變化。

那么hormesis效應(yīng)是怎么引起交叉現(xiàn)象的呢？Sun等[25]在文章中給出了具體的解釋：高濃度時混合組分形成雙阻斷抑制細菌生長使其聯(lián)合作用模式展現(xiàn)出協(xié)同作用，低濃度時的拮抗作用是由SAs的hormesis效應(yīng)引起的，這種低濃度下的hormesis效應(yīng)是由SAs對大腸桿菌sdiA mRNA表達的促進作用并致使外排泵表達增加，使紅霉素(ERY)外排增加導(dǎo)致的；同時，隨時間變化的hormesis現(xiàn)象也導(dǎo)致了隨時間變化的交叉現(xiàn)象，這也是首次報道出隨時間變化的交叉現(xiàn)象。如圖5所示：隨著化合物暴露時間的增加，hormesis效應(yīng)中的刺激作用的濃度范圍和強度在不斷地發(fā)生變化，最大刺激作用的濃度由T1時的C1轉(zhuǎn)化成T2時的C2，同時包含該化合物的混合組分的交叉現(xiàn)象也相應(yīng)發(fā)生變化，C2濃度時的聯(lián)合作用模式由T1時協(xié)同作用轉(zhuǎn)變成了T2時的拮抗作用；因此可以看出，交叉現(xiàn)象和hormesis在效應(yīng)隨時間的變化上也有著很好的一致性。

其實，有些文獻中已經(jīng)觀測到了hormesis效應(yīng)，卻忽略了從homesis的角度對交叉現(xiàn)象產(chǎn)生的機理進行解釋。陳浮等[43]在用IA模型判別咪唑離子液1-己基-3-甲基咪唑氯和1-辛基-3-甲基咪唑氯的聯(lián)合作用模式時，發(fā)現(xiàn)了低濃度相加、中濃度和高濃度協(xié)同的交叉現(xiàn)象，同時發(fā)現(xiàn)化合物1-己基-3-甲基咪唑氯和1-辛基-3-甲基咪唑氯的濃度效應(yīng)曲線均出現(xiàn)了不同強度的hormesis效應(yīng)，因此，我們認為混合物的交叉現(xiàn)象可能是由兩者的hormesis效應(yīng)共同引起的。Ge等[48]在用TSP模型對咪唑和吡啶的混合離子液的聯(lián)合作用模式進行探究時發(fā)現(xiàn)了低濃度和中濃度相加，高濃度拮抗的交叉現(xiàn)象，同時發(fā)現(xiàn)化合物氯苯、4-硝基苯酚和1,4苯二酚的濃度效應(yīng)曲線出現(xiàn)了hormesis效應(yīng)，因此，混合組分的交叉現(xiàn)象可能是由這3種組分的hormesis效應(yīng)引起的。Hormesis效應(yīng)導(dǎo)致交叉現(xiàn)象的可能機制：混合組分中某些化合物在低濃度時會引起受試生物中某些蛋白或基因等的刺激作用，會影響到其他組分對機體產(chǎn)生的效應(yīng)，從而改變混合組分的聯(lián)合作用模式。

表1 現(xiàn)有文獻中的交叉現(xiàn)象Table 1 Cross phenomenon in previous studies

注：IFCA-IA表示綜合模糊濃度加和-獨立作用；*表示混合物包含的化合物的種類相同，但每種化合物所占的比例不同。

Note: IFCA-IA stands for integrated fuzzy concentration addition-independent action; *means the mixture contains same chemicals but in different ratio.

此外，有些研究雖然出現(xiàn)了交叉現(xiàn)象，但在化合物的毒性試驗中并沒有觀察到hormesis效應(yīng)，我們認為可能是由以下因素引起的：(1)實驗過程中設(shè)置的化合物的濃度范圍沒有達到hormesis效應(yīng)出現(xiàn)的要求；(2)實驗條件或是實驗中選擇的受試生物不利于hormesis的出現(xiàn)；(3)實驗選擇的測試指標和hormesis的出現(xiàn)沒有相關(guān)性。

圖5 Hormesis效應(yīng)引起交叉效應(yīng)Fig. 5 Cross phenomenon induced by hormesis effect

4 總結(jié)與展望(Conclusion and prospect)

目前用于判別混合物聯(lián)合作用模式的模型主要有CA和IA這2種。在用預(yù)測模型曲線對混合污染物的聯(lián)合作用模式進行判別時會發(fā)現(xiàn)不同的交叉現(xiàn)象。經(jīng)常出現(xiàn)的交叉現(xiàn)象主要有2種：(1)低濃度拮抗、中濃度相加和高濃度協(xié)同的交叉現(xiàn)象；(2)低濃度協(xié)同、中濃度相加和高濃度拮抗的交叉現(xiàn)象。

通過對現(xiàn)有文章中出現(xiàn)的交叉現(xiàn)象的綜合分析和評價，我們發(fā)現(xiàn)混合物的預(yù)測模型曲線和濃度效應(yīng)曲線之間的交叉現(xiàn)象可能是混合物中某些組分的hormesis效應(yīng)引起的。Hormesis效應(yīng)導(dǎo)致交叉現(xiàn)象可能的機制是：混合組分中某些化合物在低濃度時會對受試生物的某些蛋白、基因等的表達產(chǎn)生刺激作用，影響其他組分對機體產(chǎn)生的效應(yīng)，從而改變混合組分的聯(lián)合作用模式。

但是有關(guān)交叉現(xiàn)象的研究還有待進一步的完善，主要體現(xiàn)在以下2個方面：

(1)加強單一化合物hormesis效應(yīng)的研究。有些研究中沒有觀察到hormesis效應(yīng)，建議選用不同的受試生物和測試終點對化合物的毒性進行測定，同時合理地設(shè)置化合物的濃度范圍是觀察到hormesis效應(yīng)的關(guān)鍵因素。毒性測定的過程中也不能僅僅限定于混合物的種類，更應(yīng)該注意對混合物中的各組分在不同濃度比下的聯(lián)合效應(yīng)進行探索。

(2)從hormesis的角度探究交叉現(xiàn)象產(chǎn)生的機理。目前交叉現(xiàn)象產(chǎn)生的原因還不夠明確，通過對現(xiàn)有文章中交叉現(xiàn)象的綜合分析和評價，我們發(fā)現(xiàn)交叉現(xiàn)象和hormesis效應(yīng)有著很好的一致性，為了進一步解釋交叉現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，我們提出并建議從hormesis效應(yīng)角度對交叉現(xiàn)象產(chǎn)生的機理進行進一步的探究。

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◆

ProgressinResearchesonCrossPhenomenonbetweenEvaluationModelCurveandActualConcentration-responseCurveofMixturePollutants

Pan Yongzheng1, Sun Haoyu2,Wang Dali2, Lin Zhifen2, Yin Chunsheng1,*, Wu Xiaodan1

1. College of Marine Ecology and Environment, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China2. State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse, College of Environmental Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China

10.7524/AJE.1673-5897.20170118002

2017-01-18錄用日期2017-03-13

1673-5897(2017)3-072-14

X171.5

A

印春生(1963—)，男，博士，教授，主要研究方向為海洋化學，發(fā)表學術(shù)論文100余篇。

同濟大學污染控制與資源化研究國家重點實驗室自主研究(重點)項目(PCRRK16007)；國家自然科學面上基金(21377096, 21577105)；同濟大學英才(攀登)計劃(0400219287)；上海市科學技術(shù)委員會(14DZ2261100)；同濟大學污染控制與資源化研究國家重點實驗室開放基金(PCRRF14001)；上海市化學品分析、風險評價與控制重點實驗室開放基金(SCI2016-1)；中國博士后科學基金(2016M600332)

潘永正(1993-)，男，碩士，研究方向為微生物毒理學，E-mail:1634671991@qq.com；

*通訊作者(Corresponding author)， E-mail: csyin@shou.edu.cn

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