综述:动物源性食品中的兽药残留:将药代动力学、加工变化及检测方法与全球食品安全治理联系起来

时间:2026年5月15日
来源:Food Safety and Risk

编辑推荐:

摘要:动物源性食品中的兽药残留物,包括抗菌剂、抗寄生虫药、非甾体抗炎药和激素类药物,对食品安全、人类健康以及抗菌素耐药性的控制构成了重大风险。持续性的污染源于物种间药代动力学的差异、未遵守停药期规定以及分析基础设施的不足,尤其是在低收入和中等收入国家。现有的检测技术如液相色谱法结

广告
   X   

摘要:动物源性食品中的兽药残留物,包括抗菌剂、抗寄生虫药、非甾体抗炎药和激素类药物,对食品安全、人类健康以及抗菌素耐药性的控制构成了重大风险。持续性的污染源于物种间药代动力学的差异、未遵守停药期规定以及分析基础设施的不足,尤其是在低收入和中等收入国家。现有的检测技术如液相色谱法结合串联质谱法和酶联免疫吸附测定法仍是监管监测的基础,而新兴工具如CRISPR-Cas生物传感器、基于纳米材料的电化学检测方法和人工智能辅助的光谱系统虽然具有潜力,但大多仍处于概念验证或研究阶段,尚未在监管执法中得到常规应用。热处理、发酵和储存可以改变药物的稳定性,产生降解产物,并改变其毒理学特性,但这些变化很少被纳入监测策略或最大残留限量(MLR)的确定中。本文从“同一健康”(One Health)和食品安全风险评估的角度,综合了药代动力学因素、加工引起的残留物变化、分析技术创新和国际监管框架的相关证据。文章认为,整合经过加工调整后的暴露数据、协调不同地区的最大残留限量政策以及加强资源有限环境下的分析能力,对于实现公平的食品安全治理和可持续的动物生产系统至关重要。

背景:动物源性食品中兽药残留物的持续存在是一个涉及食品安全、毒理学和全球贸易的关键且复杂的挑战。在多种生产系统中,肉类、牛奶、鸡蛋、鱼类和蜂蜜中经常检测到抗菌剂、抗寄生虫药、非甾体抗炎药和激素类药物的残留,这反映了食品动物中这些药物的广泛使用且往往监管不足(Mesfin等人,2024年;Khalifa等人,2024年)。当这些化合物的残留量超过规定的最大限量时,可能会引发过敏反应、内分泌紊乱、突变或致癌效应,并加剧全球抗菌素耐药性的危机(Arsène等人,2022年;Ghimpețeanu等人,2022年)。即使是在低于治疗剂量的情况下,也可能对微生物种群产生选择压力,促进耐药菌株在人类、动物和环境中的传播,从而加剧“同一健康”风险(Manyi-Loh等人,2018年;Bacanlı,2024年)。除了毒理学后果外,兽药残留物还给食品安全和国际贸易带来了重大的经济和监管负担。具有严格残留标准的国家经常拒绝不符合规定的进口产品,导致贸易中断和经济损失(Treiber和Beranek-Knauer,2021年)。对于低收入和中等收入国家而言,有限的实验室能力和受限的监管监督阻碍了常规监测和认证,削弱了其在全球市场中的竞争力(Mesfin等人,2024年)。随着对动物源性食品需求的增加,特别是在发展中国家,确保符合安全标准已成为公共卫生的优先事项,也是可持续农业增长的决定因素。

许多兽药残留物在食品加工过程中会发生化学或酶促转化,评估分析检测方法如何捕捉这些改变的形式对于准确评估暴露量至关重要(Tian等人,2017年;Rana等人,2019年)。热处理、发酵和储存条件可以改变分子的稳定性,降低母体化合物的浓度,或产生具有不同毒理学特性的降解产物(Tian等人,2017年;Rana等人,2019年)。尽管有这些证据,残留物监测计划和最大残留限量的确定通常仍依赖于来自原始组织的消耗数据,而没有充分考虑加工引起的变化。本文通过整合药理学、技术和监管方面的证据,阐明了残留物动力学、加工效应和检测策略如何相互作用,从而影响实际暴露风险。由于影响积累和消耗的多因素决定因素,控制药物残留物仍然具有挑战性。物种、组织和生理状态之间的药代动力学差异会影响吸收、分布、代谢和排泄,进而影响残留物的持久性(Mund等人,2017年)。不遵守停药期规定、超说明书用药和不当的给药方式进一步增加了超过监管阈值的可能性(Arsène等人,2022年)。此外,分析基础设施的差异限制了资源受限环境下的监管机构进行系统监测和验证定量方法的能力(Ghimpețeanu等人,2022年)。分析化学的最新进展提高了检测能力。高分辨率色谱技术(如液相色谱法结合串联质谱法)以及基于纳米材料的生物传感器和便携式诊断系统,在复杂基质中提供了更高的灵敏度和快速的多残留物筛查能力(Mesfin等人,2024年;Bacanlı,2024年)。然而,《食品法典》(Codex Alimentarius)、欧盟、美国和中国之间的最大残留限量规定存在差异,继续使结果解释和跨境监管一致性变得复杂(Treiber和Beranek-Knauer,2021年)。

本文结构安排旨在探讨残留物积累的药代动力学和生产相关决定因素、影响残留物稳定性和生物利用度的加工引起的变化、国际最大残留限量框架的差异、新兴的色谱和生物传感器检测技术(包括人工智能辅助平台),以及这些因素对食品安全治理的更广泛影响。通过整合这些维度,本文提出了一个基于加工信息和分析基础的框架,以促进食品安全的监管协调和消费者健康的保护。

兽药残留物在动物源性食品中的积累和持久性取决于药代动力学过程、环境条件和生产实践之间的相互作用。这些决定因素影响残留物的数量和消耗动力学,从而影响超过最大残留限量的可能性,并决定消费者的暴露风险(Canton等人,2021年;Rana等人,2019年)。生物系统和农场管理背景的差异使得预测残留物行为变得复杂,并挑战了监管合规性(Mund等人,2017年;Ghimpețeanu等人,2022年)。理解这些驱动因素的机制对于设计有效的缓解策略和加强食品安全的监管协调至关重要(Treiber和Beranek-Knauer,2021年)。兽药残留物来源于食品生产动物中的治疗、预防或促进生长应用。吸收、分布、代谢和排泄的差异决定了组织分布和消除速率。即使给予相似剂量,不同物种在胃肠道生理学、组织灌注和代谢酶表达方面的差异也会产生不同的生物利用度模式(Canton等人,2021年)。四环素和大环内酯类由于亲脂性和蛋白质亲和力而具有强烈的组织结合能力,因此在脂肪组织中的持久性比在血浆或肌肉中更长(Rana等人,2019年)。β-内酰胺类抗生素和磺胺类药物的代谢受到细胞色素P450介导途径的影响,这些途径因物种而异,并受年龄、营养状况和生理压力的影响(Sanders等人,2016年)。这种药代动力学异质性使得统一停药建议变得复杂,并导致田间条件下的残留物变化。

抗菌剂是全球监测中最常检测到的残留物,因为它们被广泛用于治疗和预防。四环素、磺胺类药物和大环内酯类在肉类、牛奶和鸡蛋中普遍存在(Ángeles-Hernández等人,2025年)。抗寄生虫药如伊维菌素和阿苯达唑由于亲脂性和储存效应而在反刍动物组织中持续存在,导致消除期延长(Rana等人,2019年;Parmar等人,2021年)。非甾体抗炎药如双氯芬酸和氟尼辛与组织持久性相关,并有记录显示具有生态毒性,这加剧了监管审查(Parmar等人,2021年)。激素类药物如雌二醇因其潜在的内分泌干扰作用和在组织中的长期滞留而引起关注(Leeuwen,2019年;WHO和FAO,2020年)。监测数据显示,这些类别占国际报告的残留物超标情况的很大比例(Sin等人,2023年)。农场管理实践进一步影响残留物结果。在兽医监管有限的生产系统中,超说明书用药和预防性用药仍然普遍存在,特别是在资源受限的环境中(Okocha等人,2018年;Mouiche等人,2024年)。体重估计不准确、治疗方案不完整以及不遵守停药期会增加屠宰时或采集牛奶和鸡蛋时残留物持续存在的可能性(Arsène等人,2022年)。连续分泌的基质如牛奶和鸡蛋有利于系统循环化合物的转移,而水产养殖物种可能会从药物饲料和水中暴露积累残留物(Okocha等人,2018年;Robles-Jiménez等人,2021年)。这些生产层面的决定因素与药代动力学差异相互作用,决定了最终的残留物浓度。

药物的物理化学性质和基质特性决定了其消耗行为。亲脂性化合物倾向于在脂肪组织中积累,而亲水性分子则通过肾脏途径更有效地消除(Rana等人,2019年)。肝脏结合反应、肠肝循环和血浆蛋白结合调节消除动力学,半衰期从几小时到几天不等,具体取决于物种和组织(Sanders等人,2016年)。环境因素(包括温度和饲料组成)可以改变代谢率和残留物稳定性,从而影响持久性模式(Ángeles-Hernández等人,2025年)。表1总结了代表性的药物类别、它们在可食用组织中的大致药代动力学特性以及残留物持久性的关键决定因素。

加工引起的变化和残留物的生物利用度:食品加工通过热降解、酶活性和复杂食品基质中的物理化学相互作用显著影响兽药残留物的浓度和毒理学特性(Tian等人,2017年;Rana等人,2019年)。烹饪、发酵和储存过程中的残留物稳定性决定了它们在消费产品中的持久性,并影响了仅基于原始商品测量的暴露评估的有效性(Planche等人,2022年;Tian等人,2017年)。因此,准确的风险评估需要同时评估母体化合物和加工过程中形成的生物活性降解产物(Tian等人,2017年;Rana等人,2019年;Bacanlı,2024年)。热处理是影响残留物稳定性最广泛研究的干预措施。煮沸、烘烤、油炸和巴氏杀菌会促进多种抗生素类的水解、氧化和结构重排(Tian等人,2017年)。β-内酰胺类抗生素在超过100摄氏度的温度下表现出明显的热不稳定性,主要通过β-内酰胺环的开裂而降解(Tian等人,2017年)。四环素在加热过程中会发生异构化和脱水反应,产生4种异构体和无水衍生物,这些衍生物可能保留部分抗菌活性(Rana等人,2019年)。磺胺类药物相对耐热,但在高温下会通过键断裂途径降解,从而降低抗菌效果(Planche等人,2022年)。氟喹诺酮类的稳定性各不相同。恩诺沙星在常规烹饪条件下降解较少,但在长时间或高温暴露下可能会发生氧化转化(Rana等人,2019年)。大环内酯类如泰乐菌素具有中等的热稳定性,但在pH值降低的加工食品中仍易受酸催化降解(Tian等人,2017年)。亲脂性抗寄生虫药如伊维菌素在烹饪过程中由于在富含脂质的基质中隔离而持续存在,表明降解是特定于化合物和基质的(Rana等人,2019年)。对于磺胺类药物和四环素而言,研究表明,在热处理过程中形成的生物活性降解产物并不意味着母体化合物浓度的降低一定对应于生物风险的消除(Planche等人,2022年)。发酵引入了影响残留物命运的独特生化途径。用于乳制品和肉类发酵的乳酸菌可以通过代谢和酶促过程降低某些抗菌剂的浓度(Alenezi等人,2024年)。发酵过程中的酸化会加速某些β-内酰胺类的降解,而其他化合物的稳定性则取决于pH值依赖的溶解度和结合特性(Tian等人,2017年)。在奶酪生产过程中的分配行为导致亲脂性药物在凝乳部分优先分布,而更亲水性的化合物则更容易转移到乳清中(Rana等人,2019年)。这种重新分布改变了最终产品中的残留物分布,相对于原始牛奶而言。发酵食品中存在的微生物生态系统也可能与残留的抗菌剂发生相互作用,这引发了关于抗性选择动态的关注,这些动态在监测文献中有描述(Manyi-Loh等人,2018年)。除了抗生素之外,其他类别的兽药在食品加工过程中也表现出不同的稳定性特征。非甾体抗炎药(NSAIDs)如双氯芬酸和氟尼辛预计比许多β-内酰胺类抗生素更耐热,但长时间加热仍可能导致其活性结构部分分解,目前关于NSAID残留物在加工肉类生产过程中如何减少或转化的系统化、经过同行评审的证据很少(Hsieh等人,2018年)。亲脂性抗寄生虫药如伊维菌素在热处理过程中往往能够持续存在,因为它们被隔离在脂肪基质中,减少了母体化合物与水分解条件的接触,研究表明即使在标准烹饪后,其浓度也仅有有限的减少(Rana等人,2019年)。激素类药物如雌二醇和孕酮在食品制备过程中的热稳定性各不相同。尽管高温烹饪会导致部分降解,但由于其强亲脂性以及优先分配到脂肪组织中,这些化合物仍能在煮熟的动物产品中留下可测量的残留物,尤其是在脂肪含量高的产品中。现有证据表明,热处理并不能均匀消除这些化合物,然而描述常见加工和烹饪过程中激素残留物行为和转化的系统化、与食品相关的数据仍然有限。因此,需要进一步的有针对性的研究来明确它们的热命运及其对食品安全风险评估的影响,正如关于煮熟牛肉中β-雌二醇的实验发现所展示的那样(Braekevelt等人,2011年)。这些观察结果表明,加工效应是特定于化合物的,不能仅从抗生素的数据中得出一般性结论,而且法规中的最大残留限量(MRL)推导应结合来自加工食品的特定类别稳定性数据。储存条件会影响残留物的降解动力学。冷藏和冷冻通常会减缓化学反应并延长许多兽药的稳定性,尽管有报道称四环素和磺胺类药物在长时间冷冻储存过程中会逐渐降解(Rana等人,2019年)。光照会加速氟喹诺酮类和四环素的光降解,产生结构改变的衍生物(Tian等人,2017年)。储存肉类中的脂质氧化过程可能会与某些药物类别发生进一步相互作用,从而改变富含脂肪的基质中的稳定性(Planche等人,2022年)。供应链中温度控制和储存时间的差异强调了针对特定条件的监测策略的重要性。将与加工相关的转化数据纳入法规残留物评估的工作仍然有限。大多数MRL是根据在原始组织中进行的消耗研究得出的,而没有系统地调整加工引起的变化(FAO 2004;WHO和FAO 2020)。将食品化学研究与毒理学评估相结合将改善暴露建模,并支持基于风险的MRL修订,以符合实际消费模式。

最大残留限量的制定是国际食品安全治理的核心,因为这些限定了动物源性食品中兽药残留物的法律允许浓度(FAO 2004;WHO和FAO 2020)。MRL是根据结构化的毒理学风险评估程序制定的,旨在保护消费者同时促进公平贸易(Kim等人,2022;CAC 2024)。确定MRL首先需要估计可接受日摄入量,即一生中每天可以摄入的该物质的数量而不会对健康造成明显风险,以及急性参考剂量,用于处理短期暴露(FAO 2004;WHO和FAO 2020)。这些值是使用实验毒性数据、药代动力学建模和考虑种间变异性和敏感人群的不确定性因素来确定的。然后在生产食品的动物中进行的残留物消耗研究用于定义特定组织的限值,同时考虑饮食消费模式和安全边际(Kim等人,2022)。尽管MRL推导背后的科学原理大致相同,但不同监管机构的实施方式有所不同。食品法典委员会提供了由联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)联合专家委员会通过风险评估制定的国际公认的参考标准,这些标准成为参与全球贸易的许多国家的基准(CAC 2024;WHO和FAO 2020)。欧盟通过欧洲药品管理局(EMA)和欧洲食品安全局(EFSA)采取预防性方法,对被认为具有遗传毒性的化合物(包括氯霉素和硝基呋喃类)维持严格的限值和零容忍政策(EMA 2023;Leeuwen 2019)。美国由食品药品监督管理局(FDA)和农业部(USDA)管理基于容忍度的系统,根据毒理学等效性和可执行性制定特定物种和组织的容忍度(FDA 2016)。中国和一些新兴经济体将食品法典指南与国内农业优先事项相结合,这可能导致不同商品和执法辖区之间的差异(USDA 2019)。监管系统之间的差异反映了不同的风险管理理念、经济考虑和分析能力。由于存在遗传毒性的证据,欧盟和许多工业化国家禁止使用氯霉素和硝基呋喃类,但报告显示在亚洲和非洲的部分地区仍偶尔检测到这些化合物,那里的成本和获取限制仍然存在(Leeuwen 2019;Léger等人,2019)。重组牛生长激素在欧盟被禁止,但在美国和其他地区仍被允许使用,这反映了在动物福利和人类健康风险方面的不同解读(WHO和FAO 2020)。氟喹诺酮类的限值在不同辖区也有所不同,导致出口的禽类和水产品合规结果不一致(CAC 2024;EMA 2023)。这种差异导致了贸易争端和不符合某一监管框架的货物被拒收的情况,给出口商带来了经济损失和声誉损害(Léger等人,2019;WTO 2018)。监管差异给依赖畜牧业和水产出口的低收入和中等收入国家带来了巨大负担。有限的实验室基础设施、不充分的认证系统以及无法获得经过验证的多残留物分析平台限制了他们遵守严格进口标准的能力(Okunola等人,2025;FAO 2004)。与欧盟或美国限值不符的边境拒收情况继续影响资源受限环境中的生产者,减少了市场准入并削弱了食品安全目标(WTO 2018)。尽管世界贸易组织的卫生与植物卫生协议通过符合食品法典标准来促进协调,但不均匀的实施和相互认可的局限性仍然是一个持续存在的挑战(WTO 2018;CAC 2024)。分析能力的差距进一步影响了监测系统的可靠性。高收入国家维护着由经过验证的液相色谱串联质谱(LC–MS/MS)和高分辨率光谱方法支持的结构性风险监测程序,而许多低收入和中等收入国家则依赖于间歇性筛查,没有系统的确认测试(FAO 2004;CAC 2024)。检测灵敏度和报告阈值的变化可能导致残留物普遍性的低估,特别是对于多残留物抗菌剂和抗寄生虫药物。监管机构之间数据共享的有限也阻碍了对污染事件的协调响应,并降低了进口控制的效率(WHO和FAO 2020)。

表2展示了主要监管系统之间选定的MRL差异。根据食品法典和欧盟框架,鸡肉肌肉组织中的恩诺沙星容忍度设定为每千克100微克(EU 2010),而美国允许更高的特定物种容忍度(CAC 2024;EMA 2023;FDA 2016)。对于牛肝中的伊维菌素,欧盟的MRL为每千克100微克(EU 2010),中国根据GB 31650—2019设定了每千克100微克的同等限值,食品法典也规定了每千克100微克;美国的容忍度同样为每千克100微克,这表明这种化合物在肝组织中的限值有广泛的趋同。四环素的情况则显示出差异,欧盟在牛肌肉中应用了更严格的每千克100微克的限值,而食品法典、美国和中国的框架允许每千克200微克。这些对比展示了毒理学解释、预防性导向和贸易优先事项如何塑造国家残留物政策。

精确检测兽药残留物对于确保遵守最大残留限量和保护消费者健康至关重要(Majdinasab等人,2017;Wang等人,2021a,b)。用于残留物监测的分析方法涵盖了从成熟的监管参考技术到快速筛查工具和实验研究阶段的平台。清楚地了解每种技术类别的作用和准备程度是必要的,以避免高估新兴方法的能力,特别是对于实验室资源有限的国家。

传统的监管分析方法是全球官方残留物监测的基础。液相色谱与串联质谱(LC–MS/MS)是国际公认的多残留物分析确认方法,能够在不同药物类别和食品基质中提供高特异性、重现性和纳克级水平的灵敏度(Majdinasab等人,2017;Wang等人,2021a,b)。高效液相色谱(HPLC)结合紫外或荧光检测为单一类别的分析提供了成本较低的替代方案。酶联免疫吸附测定(ELISA)和其他免疫化学方法是部署最广泛的商业筛查工具;它们相对便宜,不需要复杂的仪器,并且可以高效处理大量样本批次,因此在LC–MS/MS访问受限的环境中尤为重要(Pratiwi等人,2023;Dai等人,2025)。薄层色谱在资源有限的环境中仍作为一种低成本的初步筛查工具具有实用性。这些成熟的方法构成了大多数监管机构的国家监测程序的基础,并构成了国际贸易中合规决策的基础。

快速筛查技术为现场或初步评估提供了补充工具。侧向流动免疫测定可以在几分钟内定性或半定量检测牛奶、肉类和鱼类中的抗生素和抗寄生虫残留物,适用于加工厂和边境检查(Dai等人,2025)。典型的侧向流动免疫测定检测限对于主要抗生素类别为每千克1至10微克,这足以进行初步筛查,但需要LC–MS/MS确认才能做出监管决策(Majdinasab等人,2017;Pratiwi等人,2023)。比色测定和微孔板免疫测定试剂盒提供了中等成本的常规筛查选项。

用于兽药残留物检测的生物传感器技术包括多种类型的换能器和纳米材料平台,所有这些都必须与常规监管工具明确区分开来。电化学生物传感器通过分析物-电极相互作用产生的电流或电位变化来测量,从而选择性地检测磺胺类和氟喹诺酮类(Majdinasab等人,2017)。光学换能器,包括表面等离子体共振和基于荧光的平台,通过折射率或发射强度等光属性的变化来检测残留物结合事件,提供无标记检测能力和在受控实验室环境中的高灵敏度(Tao等人,2020)。质量敏感换能器,如压电石英晶体微天平装置,通过表面结合时共振频率的变化来量化残留物分析物,为抗生素和抗寄生虫化合物提供了另一种检测方式(Wu等人,2016)。需要强调的是,这些生物传感器类别目前尚未经过常规监管使用的验证;它们仍处于概念验证阶段,没有进一步的标准化和实验室间验证就不能应用于国家监测程序(Pratiwi等人,2023)。包括金纳米颗粒、石墨烯和磁性纳米复合材料在内的纳米材料表现出高表面积和催化活性,能够在实验室环境中在非常低的分析物浓度下放大信号(Wu等人,2016;Tao等人,2020)。基于金纳米颗粒的生物传感器利用局部表面等离子体共振产生光学或电化学信号,而石墨烯修饰的电极支持在复杂食品基质中的多分析物同时检测(Liu等人,2024)。纳米酶系统在优化实验室条件下实现了纳克级检测限(Huang等人,2025)。然而,这些基于纳米材料的平台主要仍处于研究阶段,面临重大部署障碍,包括仪器复杂性、制造成本、信号重现性挑战以及缺乏标准化的验证协议。实验室基础设施和培训人员有限的国家目前还不能依赖这些技术来替代或大幅补充基于LC–MS/MS的监测。

基于适体的生物传感器使用单链核酸,这些核酸可以折叠成特定的三维构象,提供比传统抗体更高的亲和力和稳定性(Jia等人,2020)。CRISPR-Cas系统,包括Cas12a和Cas13a,已被用于高度特异性的残留物检测,通过附带切割机制产生荧光信号(Liu等人,2025)。这些CRISPR-Cas平台在研究环境中实现了非常低的检测限,并可以集成到便携式或纸质格式中(Maashi 2023;Xu等人,2024)。分子印迹聚合物通过在合成受体基质中复制目标药物分子的结构特征提供了进一步的选择性(Dai等人,2025)。尽管CRISPR-Cas和基于适配体的系统在分析方面具有巨大潜力,但它们仍处于实验室阶段,需要经过广泛的验证、获得监管机构的认可,并建立相应的设备基础设施,才能对食品安全监测计划产生实质性贡献,尤其是在低收入和中等收入国家。数字技术和人工智能辅助检测方法可以纠正光谱和电化学数据集中的干扰,提高分类准确性(Yang等人,2024年)。高光谱成像与深度学习的结合使得在肉类和乳制品中非侵入性地识别残留物相关光谱模式成为可能,从而支持设备齐全的设施中的自动化质量控制(Wang等人,2025年)。将人工智能分析与基于区块链的可追溯性系统相结合,可以创建从农场到餐桌的透明监测框架(Yin等人,2025年)。这些数字工具是对现有分析方法的补充,但不能替代经过验证的化学检测方法。它们的应用需要数字基础设施、数据管理能力和算法专业知识,而这些在许多监管环境中仍然有限。

对于资源有限的环境而言,上述大多数生物传感器、基于CRISPR的技术以及集成人工智能的技术在短期内无法使设备较差的国家显著改善对动物源性食品中兽药残留的控制。主要障碍不仅在于设备成本或实验室基础设施,还在于这些技术仍处于概念验证阶段,尚未得到监管机构的认可或标准化,因此无法纳入国家监测计划。没有达到监管要求的验证数据、实验室间性能标准和国际公认的协议,这些平台无论资源水平如何都无法被纳入可执行的监测方案。因此,在高收入国家,这些技术同样不能替代经过验证的参考方法,直到获得正式的监管认可。因此,短期内加强ELISA和LC–MS/MS能力、开展培训项目以及建立区域实验室网络仍然是改善资源受限环境中残留物监测的最可靠和有效的策略。

动物源性食品中的兽药残留是一个复杂的“同一健康”(One Health)问题,涉及动物健康、人类健康和环境可持续性(Alhassan和Ahmad,2025年;Sikder等人,2024年)。这些残留物在食物链和生态系统中的持续存在反映了药理学监管、农业管理和食品治理方面的系统性缺陷(Okocha等人,2018年;Mouiche等人,2024年)。残留物通过食物消费、粪便施用和水污染在牲畜、环境区域和人类群体之间传播,加剧了相互关联的暴露途径(Wu等人,2023年;Dong等人,2025年)。有效的缓解措施需要整合技术创新、监管协调以及食品科学和公共卫生系统之间的跨部门合作(Manyi-Loh等人,2018年;Arsène等人,2022年)。

兽药残留带来的风险不仅限于直接的毒理学效应,还涉及生态和微生物后果。即使在低于抑制浓度的情况下,抗菌剂残留也会对动物、土壤和水生环境中的微生物群落产生选择压力,加速抗菌素耐药性(AMR)的出现和传播(Alhassan和Ahmad,2025年;Sikder等人,2024年)。长期低水平暴露会促进共生细菌和病原菌之间的水平基因转移,降低兽医和人类医学的治疗效果(Wu等人,2023年)。粪便和废水中的残留物会污染农业用地和水体,增强耐药性因素的环境储存(Sikder等人,2024年)。长期饮食暴露还与内分泌紊乱、肝毒性、过敏反应和其他累积性健康问题有关,尤其是在脆弱人群中(Dong等人,2025年;Arsène等人,2022年)。将分析创新转化为有效的治理措施需要检测能力和监管应用之间的协调。生物传感器、基于纳米材料的检测方法以及集成人工智能的检测平台在研究中的应用提高了分析灵敏度、速度和便携性(Liu等人,2025年;Zhang等人,2024年)。为了支持监管执行,这些工具需要标准化的验证协议、统一的校准程序和性能基准测试,以确保不同司法管辖区之间的可比性(Wu等人,2023年)。与国际残留物数据库的互操作性可以提高数据共享能力,使便携式技术能够在基于风险的监测框架中补充参考实验室系统。加强技术开发商与监管机构之间的合作可以提高可及性,减少高收入国家与低收入和中等收入国家之间的差距,支持公平的食品安全监督(Mei,2025年)。然而,创新的生物传感器和基于CRISPR的平台目前尚无法解决那些缺乏合格人员和LC–MS/MS基础设施国家的监测挑战。对于这些情况,持续投资于易于获取且经过验证的方法(如ELISA、侧向流动免疫测定和经济的LC–MS/MS系统),结合有针对性的培训和区域实验室网络,仍然是短期内改善食品安全监测的最可靠策略。

强大的国家监测系统对于可持续的残留物控制至关重要。有效的监测计划依赖于实验室能力建设、持续的专业培训以及标准化的采样和分析程序,以确保数据的可靠性(Mader等人,2022年)。将残留物监测与抗菌素耐药性监测相结合,可以建立全面的早期预警系统,同时监测化学污染物和微生物危害(Sikder等人,2024年)。低收入和中等收入国家之间的区域参考实验室和合作网络可以优化资源分配,增强集体韧性(Mader等人,2022年)。数字基础设施,包括电子认证系统和基于云的报告平台,有助于兽医、农业和公共卫生部门之间的协调,提高透明度和可追溯性(Lei等人,2022年)。未来的政策制定应纳入预测分析和透明的可追溯性,以增强预防性治理。人工智能和机器学习模型可以分析监测数据,识别高风险生产区域,根据动态风险指标优先安排检查(Yin等人,2025年)。基于区块链的可追溯性平台可以提供不可篡改的药物使用、撤回合规性和供应链分析验证记录,增强责任感和消费者信心(Lei等人,2022年)。开发兼容的最大残留限量数据库,整合国际标准和国家标准,有助于促进等效性评估,减少因监管差异引起的贸易摩擦(Mei,2025年)。实现这些目标需要持续的政治承诺、科学能力建设以及各地区之间的公平资源分配。分析创新、加工科学和监管协调的结合为建立安全、可持续且响应人类和环境健康优先事项的食品系统提供了途径。

总之,动物源性食品中的兽药残留是一个多维度的食品安全挑战,涉及分析化学、食品加工科学、毒理学和监管治理等多个领域。本综述中的证据表明,残留物的持久性不仅受药代动力学变异性和农场管理实践的影响,还受到加工过程中导致化学稳定性、生物利用度和毒理学特性变化的影响。将热降解、发酵动态和储存稳定性的知识纳入残留物监测框架,可以更准确地评估暴露情况,并基于科学依据确定最大残留限量。液相色谱与串联质谱技术的进步扩大了确认性残留物分析的范围和灵敏度,而基于纳米材料的生物传感器、CRISPR-Cas系统和人工智能辅助分析代表了有前景的研究进展,但其完整的监管适用性仍有待确定。将这些新兴平台转化为常规监测需要广泛的验证、监管机构的认可以及对分析基础设施的大量投资,特别是在低收入和中等收入国家,这些国家更迫切需要加强LC–MS/MS和ELISA等现有方法的基础能力。持续的跨学科合作、对可获取分析能力的投资、基于加工信息的监管科学以及透明的可追溯性系统对于在全球范围内推进公平、有韧性和以健康为中心的食品安全系统至关重要。

生物通微信公众号
微信
新浪微博


生物通 版权所有