卡洛斯·A·加里塔-阿尔瓦拉多（Carlos A. Garita-Alvarado）|卡琳娜·伊沃内·席尔瓦斯-特鲁希略（Karina Ivone Silvas-Trujillo）|玛丽亚·帕梅拉·贝尔穆德斯-冈萨雷斯（María Pamela Bermúdez-González）|米里亚姆·G·博霍尔赫-加西亚（Miriam G. Bojorge-García）|恩里克·A·坎托拉尔·乌里萨（Enrique A. Cantoral Uriza）
墨西哥国立自治大学（Universidad Nacional Autónoma de México）胡里基利亚分校（campus Juriquilla）理学院（Facultad de Ciencias）多学科教学与研究单位（Unidad Multidisciplinaria de Docencia e Investigación，简称UMDI）地址：胡里基利亚大道3001号，库塞雷塔罗州（Quserétaro），邮编76230，墨西哥
摘要 全球范围内都有报道指出，蓝藻水华期间人类接触蓝藻毒素会对健康产生负面影响。鱼类体内毒素的积累被认为是通过食用受污染的食物将毒素传递给人类的潜在途径。在本研究中，我们测量了墨西哥中部六个水库中微囊藻毒素（MCYSTs）的浓度，以评估人类因食用鱼类而面临毒素暴露的风险。我们分析了九种不同营养习性的鱼类的水样、底泥样本及组织中的物理化学参数、浮游植物组成及MCYSTs浓度。所有水库中均检测到MCYSTs，其中巴坦水库（Batán Reservoir）和卡门水库（Carmen Reservoir）的浓度最高，这两种水库中的优势蓝藻属为微囊藻（Microcystis）。所有鱼类体内都积累了MCYSTs，其中以植食性鱼类Goodea atripinnis 和肉食性鱼类Chirostoma jordani 的内脏和全身组织中的浓度最高。据估计，食用100克受污染鱼类所摄入的MCYSTs量经常超过世界卫生组织（WHO）规定的每日可耐受摄入量0.04 μg/kg体重，这表明对人类健康存在潜在风险。这一发现表明，墨西哥中部的水库中普遍存在具有肝毒性的MCYSTs，这些毒素不仅存在于水中（无论是否出现可见的水华现象），还积聚在底泥中，并进入鱼类体内。本研究首次报告了墨西哥中部不同营养习性鱼类体内的MCYSTs积累情况，强调了持续监测和管理蓝藻毒素的必要性，以降低对水生生态系统和人类消费者的危害。
引言 在全球气候变化背景下，淡水环境中营养物质输入动态的变化被认为是导致蓝藻大规模繁殖（即“蓝藻水华”）的主要原因（Chorus等人，2021；Moreira等人，2022；Song等人，2023；Igwaran等人，2024）。有害蓝藻水华及其产生的蓝藻毒素具有多种危害（Drobac等人，2013；Wood，2016；Zhang等人，2021），不仅直接影响淡水生态系统的平衡（例如由于毒素作用导致生物死亡率增加），还会对社会、经济和管理领域产生负面影响，同时威胁人类健康（Mutoti等人，2022；Sutradhar，2022；Rajput等人，2024）。Humpage和Cunliffe（2021）总结了多起由蓝藻毒素引发的中毒事件。食用积累蓝藻毒素的生物（如农作物、贝类、鱼类）是人们接触蓝藻毒素的常见途径，因为蓝藻毒素会通过食物链传递到更高营养级的生物（Ferrão-Filho和Kozlowsky-Suzuki，2011；Lance等人，2014；Sotton等人，2014；Moustaka-Gouni和Sommer，2020）。在各种蓝藻毒素中，微囊藻毒素（MCYSTs）是研究最为广泛的化合物，主要因其肝毒性而受到关注，但越来越多的证据也表明它们具有神经毒性（Flores等人，2018；Testai等人，2016a，2016b）。鉴于其显著的毒性作用，监管机构制定了限制食物中蓝藻毒素含量的指南标准。世界卫生组织将MCYSTs的每日可耐受摄入量设定为0.04 μg/kg体重（Fastner和Humpage，2021）。安大略省鱼类食用指南也针对孕妇和15岁以下儿童等敏感人群提供了相应的消费建议。尽管有这些监管措施，但关于食用受污染鱼类所涉及的风险评估结果仍存在很大差异，有些评估认为摄入量是安全的，而有些则表明存在较高的暴露风险（Poste等人，2011；Carmichael等人，2001；Mohamed等人，2020；Shahmohamadloo等人，2023a，2023b）。除了对人类健康的威胁外，蓝藻毒素还对水生生物构成严重威胁，最新研究表明，自然暴露于这些毒素的鱼类种群也受到了不良影响（Shahmohamadloo等人，2021，2023c）。 在拉丁美洲，这种通过食物链的毒素传递在人口密集的干旱地区尤为常见，这些地区水资源稀缺，通常被用于多种用途（如灌溉、人类饮用、水力发电、娱乐、渔业/水产养殖），同时多种因素会促进蓝藻生长，例如直接向水体或农田排放污水（Garita-Alvarado等人，2023）。墨西哥中部的干旱地区是一个典型例子，该地区水资源面临多重压力，包括人口密度高、人类活动频繁以及水体动态的改变（Herrera-Pantoja和Hiscock，2015；Pontifes等人，2018；Arévalo-Mejía等人，2020）。在该地区，多个天然和人工湖泊/水库中均检测到了蓝藻毒素的存在（Pérez-Morales等人，2016；Pineda-Mendoza等人，2020；Thomas等人，2024），但关于鱼类体内蓝藻毒素积累的研究较少（Garita-Alvarado等人，2023）。目前仅有三项研究关注墨西哥中部鱼类体内蓝藻毒素的积累情况，分别针对帕茨夸罗湖（Lake Patzcuaro，Berry等人，2011）、桑潘戈湖（Lake Zumpango，Zamora-Barrios等人，2019）和圣卡塔琳娜水库（Santa Catarina Reservoir，Garita-Alvarado等人，2024）。这些研究分析了微囊藻毒素（MCYSTs）或同时分析微囊藻毒素和石房藻毒素（STXs），涉及五种鱼类，包括引入的尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus ）和普通鲤鱼（Cyprinus carpio ），这些鱼类通常是传统渔业和商业渔业的捕捞对象。此外，还研究了本地物种Goodea atripinnis 和Chirostoma jordani，发现本地物种体内的MCYSTs浓度高于引入物种（Berry等人，2011；Zamora-Barrios等人，2019；Garita-Alvarado等人，2024）。作者指出，需要加强对墨西哥中部蓝藻毒素积累情况的监测，以评估其对人类健康的潜在风险，因为目前对于大多数水体和鱼类体内蓝藻毒素的分布和积累量的了解仍然不足。本研究旨在确定墨西哥中部干旱地区水库中不同营养习性鱼类体内MCYSTs的积累情况，从而评估人类通过食用受污染鱼类而面临的风险。为此，我们分析了六个水库的物理化学参数、浮游植物群落以及水样、浮游植物和九种鱼类体内的MCYSTs浓度。
研究地点及水质的物理化学参数 我们选择了位于墨西哥奎雷塔罗州（Querétaro）干旱/半干旱地区的六个水库（仅特波桑水库（Tepozán Reservoir）位于温带湿润区），这些水库属于两个河流流域（图1），它们代表了墨西哥中部大多数水体的典型特征，即氮和磷浓度的变化，这通常由农业径流、直接污水排放以及城镇或城市周边活动引起。
结果 测量得到的物理化学参数在不同水库之间存在差异（表2）。齐马潘水库（Zimapán Reservoir）的某些参数与其他水库相比有显著差异，例如电导率最高，达到1360 ± 10 μS/cm；总溶解固体含量最高（680.0 mg/L）；硝酸盐含量也最高（43.15 ± 0.07 mg/L）；而叶绿素-a含量最低（3.0 ± 1 μg/L），荧光仪甚至无法检测到藻蓝蛋白。此外，还检测到了16种阳离子。
讨论 本研究结果表明，墨西哥中部干旱地区的水库水中、底泥中以及鱼类体内存在具有肝毒性的MCYSTs。同时，蓝藻（尤其是微囊藻Microcystis ）的数量与水中和底泥中的MCYSTs浓度之间存在密切关联，但在鱼类体内并未观察到这种关联。此外，还发现鱼类体内MCYSTs的积累与其营养习性之间存在一定关联。
结论 研究发现，墨西哥中部的水库中普遍存在具有肝毒性的MCYSTs。此外，蓝藻（尤其是微囊藻Microcystis ）的数量与水中和沉积物中的MCYSTs浓度之间存在密切关系。鱼类体内MCYSTs的积累也与它们的营养习性有关。部分鱼类体内的MCYSTs积累量超过了WHO规定的每日可耐受摄入量，这提示了潜在的健康风险。
作者贡献声明 恩里克·阿图罗·坎托拉尔·乌里萨（Enrique Arturo Cantoral Uriza）： 负责撰写、审稿与编辑、项目监督、研究设计及概念构思。米里亚姆·瓜达卢佩·博霍尔赫·加西亚（Miriam Guadalupe Bojorge García）： 负责撰写、审稿与编辑、方法学设计及概念构思。卡洛斯·阿尔贝托·加里塔·阿尔瓦拉多（Carlos Alberto Garita Alvarado）： 负责撰写、审稿与编辑及初稿撰写。卡琳娜·伊沃内·席尔瓦斯·特鲁希略（Karina Ivone Silvas Trujillo）： 负责方法学设计及数据整理。玛丽亚·帕梅拉·贝尔穆德斯·冈萨雷斯（María Pamela Bermúdez González）： 负责撰写、审稿与编辑、方法学设计及概念构思。
未引用参考文献 Buratti等人，2017；Herrera-Pantoja和Hiscock，2015；Sadzikowski和Wallace，1976。
利益冲突声明 作者声明不存在可能影响本研究结果的已知财务利益或个人关系。致谢
我们感谢
UNAM 的博士后奖学金计划（Programa de Becas Posdoctorales）对
CGA 的支持。本研究由UNAM-DGAPA-PAPIIT IN212123项目资助。同时感谢UMDI的Manuel Miranda Anaya提供实验室设备支持，也感谢José María在实验室工作方面的协助以及Luis Hernandez-Luna在野外工作方面的帮助。作者声明不存在任何利益冲突。
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