沈阳市安宁医院在顶级期刊《Water Research》发表重要成果

近日，沈阳市安宁医院情志病研究中心在二甲双胍消毒副产物毒性评价及其痕量检测技术领域取得重要研究成果，相关成果以“Disinfection by-products of metformin in the environment: a systematic toxicity evaluation on gut-liver-brain axis homeostasis and establishment of a detection method based on NiFe-LDOs/N-BC composite（环境中的二甲双胍消毒副产物：肠-肝-脑轴系统的毒性评价及建立基于NiFe-LDOs/N-BC的检测方法）”为题在环境科学领域顶级期刊《Water Research》上发表。沈阳市慢性病病源与药物发现重点实验室（沈阳市安宁医院）为通讯作者单位。Water Research为国际水协会（International Water Association, IWA）会刊，创刊于1967年，是环境科学与生态领域中科院一区Top期刊（期刊分类排名1/100），也是纳入自然指数（Nature Index）统计的82种最高水准的期刊之一，目前期刊最新影响因子为11.5。

二甲双胍（Metformin）是治疗2型糖尿病的一线药物，其消耗量巨大，中国地区每年的用量在800吨以上。由于二甲双胍在体内不与血红蛋白结合，几乎以原型药的形式随尿液和粪便排除体外，最终进入地表水环境中。近年来，二甲双胍作为一种新兴污染物已成为在水环境中可被检测到的浓度最高的药物之一。在自来水消毒过程中，水中的二甲双胍与氯化消毒剂反应生成化合物Y（C4H6ClN5），和C（C4H6ClN3），其中化合物C广泛存在于自来水中，其最大检测浓度可达9.7 ng L-1。目前，这两种消毒副产物的毒性评价尚属空白。基于此，本研究首先完成了化合物Y和C的毒性预测，结果显示两种消毒副产物具有潜在的肝毒性并可以透过血脑屏障发挥作用。进一步毒性验证工作结果显示：化合物C的急性毒性存在性别差异，对雄性和雌性小鼠的LD50分别为253.269 mg kg-1和728.908 mg kg-1。通过肠-肝-脑轴研究其亚急性毒性机制，表明化合物C可引起肝和脑组织的损伤、改变肠菌道群的组成、影响短链脂肪酸的水平、干扰小鼠体内胆汁酸和氨基酸代谢。由于化合物C含量较低，现有检测技术以采用液相色谱质谱联用仪为主开展分析工作，导致检测成本过高。因此，本研究采用水热法和煅烧法合成了类脑神经元状磁性氮掺杂生物炭(NiFe-LDOs/N-BC)，优化后的d-MSPE-HPLC-UV方法可用于实际水样中化合物C的痕量检测，将普通高效液相色谱法检测的灵敏度提高了近百倍，并且极大的降低了检测成本。本研究深入地探究二甲双胍消毒副产物化合物C和Y在生物体内的毒性特征、作用机制，并且建立化合物C的高效、灵敏、低成本的检测方法，对于精准评估其环境健康风险、构建科学有效的风险管理策略以及维护生态系统与公众健康安全，具有不可或缺的关键意义与深远价值。

沈阳市安宁医院是国内第一家以中西医结合治疗为特色的大型公立三级精神心理专科医院。沈阳市安宁医院情志病研究中心成立于2024年，中心依托我院在情志病中西医结合诊疗的优势及特色开展系统理论科学研究工作。其中，健康风险评估方向为中心特色研究领域，主要开展导致情志病、老年病等多种疾病发生的外源性物质致病因素分析及机制研究，为公众健康安全提供理论参考。