吴连锋|西湖大学吴连锋/鞠峰:“神药”二甲双胍正在变成新兴环境污染源?!

最近 , 西湖大学生命科学学院吴连锋课题组和工学院鞠峰课题组共同在环境健康领域国际期刊Environment International上发表了题为Metformin chlorination byproducts in drinking water exhibit marked toxicities of a potential health concern的最新成果 , 发现糖尿病药物二甲双胍的自来水消毒副产物具有潜在公共卫生安全危害 。
2020 级博士生张润帅、2020 级博士生贺圆珍以及 2018 级博士生姚璐霞为本文的共同第一作者 , 生命科学学院吴连锋博士和工学院鞠峰博士是本文的共同通讯作者 。
吴连锋|西湖大学吴连锋/鞠峰:“神药”二甲双胍正在变成新兴环境污染源?!
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图 3 Y 处理小鼠后的急性毒性造成肠道损伤
这也就是说 , 长期饮用含有副产物 Y 的水会损害小鼠的小肠 。最重要的是 , 如果二甲双胍使用量和水源地残留浓度进一步增加 , 那么其氯化消毒副产物会进一步增加对人类健康的危害 。
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怎么治理?煮沸 + 吸附很有用
上述的研究结果证明 , 次氯酸盐会将二甲双胍转变为了有毒的物质(副产品 Y 和 C) , 而这种物质随着时间的推移 , 会对生命健康造成威胁 , 并且该物质已经在全球数十亿人每天饮用的家庭自来水中被检测到 , 因此十分需要关注氯化饮用水中广泛存在的二甲双胍副产物 。
值得注意的是 , 二甲双胍氯化副产物 Y 和 C 都是高氮物质 , 这是迄今为止确定的膀胱致癌物的典型特征 。这些以前被忽视的二甲双胍副产品是否为潜在的膀胱致癌物 , 或致癌物前体 , 需要进一步的探索 。
既然这些消毒副产物的存在会对人类健康带来潜在的危险 , 那么能否通过一些常规的手段来防止这些消毒副产物的危害呢?
【吴连锋|西湖大学吴连锋/鞠峰:“神药”二甲双胍正在变成新兴环境污染源?!】吴连锋博士和鞠峰博士团队的合作研究证明了煮沸和活性炭吸附是减少水中二甲双胍氯化副产物的可行方案 , 可以有效地减少消毒副产物 Y 和 C 在水中的残留浓度水平 , 从而能及时阻止这些副产物日常暴露对人类和野生动物日益增长的健康威胁 。
另外 , 控制二甲双胍的环境排放和选择更好的药物替代或减少消费二甲双胍 , 对全球饮用水供应的可持续性也有一定重要意义 。
缘起一场 PI 午餐交流会的合作
吴连锋|西湖大学吴连锋/鞠峰:“神药”二甲双胍正在变成新兴环境污染源?!
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吴连锋(左)和鞠峰(右)
来自生命科学学院的吴连锋博士长期利用线虫和小鼠作为模式生物 , 从事探究二甲双胍治疗糖尿病的机制的研究 。他在哈佛大学医学院从事博士后研究期间 , 偶然发现了二甲双胍溶液可以与次氯酸钠反应并产生毒性 。于是 , 探究二甲双胍和次氯酸钠反应生成的物质是否会引起公共卫生安全隐患 , 成为了吴连锋博士最感兴趣的任务之一 。回国加入西湖大学之后 , 他也一直想要继续探究这个有趣的科学问题 。
西湖大学鼓励学科交叉 , 也为西湖大学的 PI 们创造了许多交流的机会 , 这次的合作发生在 2018 年底的一次午餐交流会上 。
同在午餐会上的吴连锋博士与鞠峰博士偶然讨论起这个有趣的课题 , 而来自工学院的鞠峰博士的研究兴趣之一就是研究抗生素耐药性在环境中的产生与传播机制 。此前 , 他在瑞士联邦水科学与技术研究所(EAWAG)从事博士后项目(ResistFlow) , 研发期间探究了城镇污水处理厂二甲双胍等抗菌剂的归趋及与抗生素耐药选择关联问题 (Ju et al.,2019.ISME J) , 因此他很认同这是一个值得深入探究的科学问题 , 于是两个课题组一拍即合 , 开始了这一合作 。

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