近期，上海交通大学公共卫生学院栾洋研究员团队在环境科学领域权威期刊Environmental Pollution上发表题为High-throughput neurotoxicity study of neonicotinoids in C. elegans: Oxidative stress and serotonergic neuronal damage as key mechanisms最新研究成果。该研究利用团队自主研发的高通量毒性筛选技术，系统揭示了多种常用新烟碱类农药可通过诱导氧化应激与损伤血清素能神经元，对非靶标生物产生显著的神经毒性。这项研究为评估此类农药的生态环境与健康风险提供了重要科学依据。

新烟碱类农药广泛应用，生态与神经健康风险引关注

新烟碱类农药是全球使用最广泛的杀虫剂之一，因其高效、低成本而主导市场数十年。然而，其高水溶性和环境持久性导致残留物广泛分布于土壤、水源乃至大气中，并通过食物链传递。已有大量报道指出，新烟碱类农药对蜜蜂、蚯蚓等非靶标生物造成严重威胁，并已在全球多地的人体尿液、血清和头发样本中检出。

尽管早期认为其对哺乳动物相对安全，但越来越多的动物实验和流行病学调查表明，新烟碱类农药可能与哺乳动物的认知功能障碍、运动行为异常以及人体神经系统症状（如记忆减退、头痛）相关。面对日益增长的暴露水平与潜在健康风险，全面、快速地评估这类农药的毒性机制，已成为环境毒理学领域亟待解决的关键问题。

自主研发高通量平台，实现农药神经毒性高效筛查

传统毒性评估方法耗时耗力，难以应对市场上大量农药品种的快速筛查需求。为解决这一瓶颈，研究团队依托上海交通大学医工交叉项目，与微米纳米加工技术全国重点实验室陈翔教授团队合作，共同开发了一套基于秀丽隐杆线虫的高通量、自动化毒性筛选平台。该平台整合了微流控分装、自动成像与远程监控等先进技术，能够高效、精准地评估化学物质对生物体的多维度毒性效应。

锁定四种高风险农药，揭示氧化应激与神经元损伤共性机制

利用这一先进技术，研究团队对八种常见新烟碱类农药进行了系统性筛查。结果发现，其中四种农药——啶虫脒（ACE）、呋虫胺（DIN）、噻虫胺（CLO）和噻虫啉（THI）——对线虫的运动神经行为具有显著抑制作用。深入机制探索揭示了啶虫脒、噻虫胺和噻虫啉会在线虫体内引发氧化应激，并特异性地损伤调控运动的血清素能神经元的结构完整性；呋虫胺则主要干扰神经递质乙酰胆碱的正常水平，通过另一条途径破坏神经系统功能。

研究发现噻虫胺长期暴露后，线虫脑中血清素能神经元（下图白色箭头所示）的荧光信号显著减弱，直观证实了神经元结构的损伤。

啶虫脒、噻虫胺和噻虫啉会在线虫体内引发氧化应激。如下图所示，噻虫胺长期暴露的线虫体内报告基因gst-4的表达水平显著升高（绿色荧光），直观证实了农药诱导的氧化应激反应。

该研究不仅验证了高通量线虫平台在神经毒理学研究中的高效性与可靠性，还明确了多种新烟碱类农药的神经毒性潜力与作用机制差异，为优先管控高毒品种提供了科学依据；揭示了氧化应激与血清素能神经元损伤是此类农药神经毒性的共同通路，为后续毒理机制深入研究与监管政策制定提供了理论依据。

论文的第一作者为公共卫生学院的吴佳颖，栾洋研究员为通讯作者。