人类正向地球的水道中投放药物，反过来威胁自身健康

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药品既是减轻人类痛苦的化学制剂，也可能是重要的污染物，其有效成分经常从人体中排出，进入水循环系统。然而，这种污染的强度及其影响还没有得到很好的研究。6月发表的一项研究分析了100多个国家的水路沿线1000个地点的样本，寻找61种活性药物成分（API）。他们的结果表明，在全球近40%的测试地点，至少有一种API的浓度超过了水生生物的安全水平。

一些药品是内分泌干扰物（EDC），它模仿激素，对各种生物体的内分泌系统进行有害干扰，而其他药物则与抗微生物药物耐药性（AMR）有关，后者被认为是当今人类健康和福祉的最大威胁之一。

尽管科学家们的认识不断提高，但并没有系统地报告药品对水道的污染，或对生态健康的影响。目前，许多人类排放的药品直接进入水道，或通过现有的废水处理设施。解决这个 问题将是非常昂贵的。

2020年，随着COVID-19大流行病消耗了人类的注意力，人类用了4.5万亿剂量的各类药品。仅在印度，扑热息痛——一种用于治疗某些COVID-19症状的止痛药——到2021年的销量就达到35亿片。新冠疫情推动大药厂超速发展的时候，各公司竞相开发成功的疫苗并投放市场，在创纪录的时间内发放了超过126亿剂的疫苗。

但早在COVID-19袭击之前，新的和现有的药物就在以惊人的速度涌现出来，这一趋势在未来肯定会激增。健康研究公司IQVIA预测，在未来五年内，制药商可能推出300种新药。然而，药物——即使是救命的药物——在错误的剂量和错误的排放下，也会成为污染物。这些进入人类血液并减轻了许多人类痛苦的化学混合物最终也会渗入地球的血管——进入河流、湖泊和河口——而我们的科学家们对于这个弊病基本上一无所知。

一家健康研究公司预测，在未来五年内，制药商可能会推出300种新药。虽然这些新药可能会就其对人类的副作用进行严格测试，但它们对环境的影响却很少得到评估/图源：Mongabay。

评估药品污染

2022年发表的一项全球研究发现，各地的河流，包括南极洲的河流，都被药品污染了。Alistair Boxall和他的同事分析了来自100多个国家的1000个地点的样本，寻找61种活性药物成分（API），这些核心成分将平凡的化合物变成药物。今天有超过4000种活性药物成分在使用。所有这些都是旨在唤起生物反应的化合物，以操纵生物体的功能。仅仅这一事实就意味着释放到水道中的活性药物成分有可能对环境造成伤害。

Boxall团队的初步研究结果表明，在四分之一的研究地点，至少有一种活性药物成分的浓度超过了水生生物的安全水平。2022年6月的一项后续研究表明，如果考虑更广泛的影响，这个数字可能更高，接近40%。英国约克大学的环境科学教授Boxall说，这些统计数据表明了一个惊人的科学疏忽。他说令他感到气愤的是，许多药物在已经被广泛使用几十年后的今天，仍然被贴上了“新兴污染物”的标签。他说：“只是在过去的10到20年里，我们才开始认识到药品会损害环境。

印度兴顿（Hindo）河的污染：工业化程度较低的国家正在迅速增加药品的使用，但其往往缺乏先进的废物处理系统来控制这些污染物/图源：Hridayesh Joshi

药品在水道的扩散：以二甲双胍为例

在被评估的61种活性药物成分中，有一些不断地重复出现。在世界水道中最普遍的是卡马西平，用于治疗癫痫；以及日常兴奋剂咖啡因；还有二甲双胍，这是治疗2型糖尿病的一线药物，全世界的病人都在使用。

Mongabay决定只研究这三种药物中的一种。选择二甲双胍，并不是因为它是一种特别危险的污染物，而是因为它的环境途径和我们对其生态影响的不了解，可以作为常用处方药品中的典型范例。

大约90%被诊断为糖尿病的人患有2型糖尿病，身体逐渐丧失了使用胰岛素的能力，胰岛素是一种由胰腺产生的激素。胰岛素通常帮助细胞从血液中吸收葡萄糖形式的糖。但胰岛素抵抗会导致高血糖水平。随着时间的推移，血液中过多的糖分会损害肾脏等重要器官，削弱神经，在极端情况下会导致失明或截肢。

盐酸二甲双胍是当今处方中最多的糖尿病药物。它降低葡萄糖水平的确切机制尚不清楚。最新的研究表明，它通过触发肝脏中限制葡萄糖形成的酶来发挥作用，并增加肠道中的葡萄糖吸收。像许多药物一样，它有一连串的副作用，因患者而异。

盐酸二甲双胍片剂，二甲双胍只是进入世界水道的众多药物之一，其影响很大/图源：Mongabay。

二甲双胍于1922年在都柏林的一个实验室中被合成，但直到1957年，法国医生让-斯特恩才首次报告了其降糖的特性。20世纪40年代至60年代，它的药用价值在全球范围内激增，与新药上市的爆炸性增长相一致，包括抗生素的大规模分销。

当其他国家批准二甲双胍用于治疗糖尿病时，美国直到20世纪90年代中期才这样做。在另一种糖尿病药物苯乙双胍（phenformin）的失败之后，监管当局才谨慎地给予批准。苯乙双胍与严重的乳酸性酸中毒（或血液中的酸性物质堆积）有关，在20世纪60年代和70年代，在美国导致了数千人死亡。

可以理解的是，对人类安全的关注仍然是药物开发的核心。但是在全球范围内，对生态环境的关注在二甲双胍的审批中并不突出，而且今天在大多数国家，环境危害很少成为新药审批的障碍。

这一现实现在让科学家们提出了一个问题：任何一种药物，或这些污染物的组合，有多少可能导致河流系统的药物过量？答案是，我们根本不知道，数据仍然严重缺乏。尽管其范围是全球性的，但Boxall团队的原始调查仅捕获了4.71亿人的活性药物成分足迹，而没有评估任何具体的危害。地球上生活的有近80亿人，每年都有新的药物流入市场和水道。

在印度的制药业中的足迹

自第二次世界大战以来，人口的飙升已转化为全世界对药物的更高需求，特别是在最近收入增加的国家。这导致了药品污染的增加，包括在曾经纯净但新晋城市化的地区。污染加剧的其他共同点包括在全球范围内容易获得和广泛接受药品。

例如，按产量计算，印度现在是世界第三大制药国，因此被称为 "世界药房"。特别是，它是仿制药生产的中心（取代不再受专利保护的更昂贵配方的版本）。由此产生的更便宜的药品在印度国内市场上很容易买到，同时也被运往世界各地。根据一项估计，在美国销售的 大约40%的非专利制剂是由印度提供的。

虽然大多数人将医疗废物与医院联系在一起，但事实上，医疗机构并不是医药污染的最主要来源。尽管药品生产厂确实会产生含有活性药物成分的废物，但到目前为止，家庭才是医药污染物的最大来源。

依然以二甲双胍为例。印度是仅次于中国的第二大糖尿病患病国家，患者总数高达8000 万——比法国的全部人口还要多。在印度首都德里，这个拥有近2000万人口的城市，估计有25-33%的居民患有糖尿病，而且许多人肯定是二甲双胍的使用者。那些服用无处不在的糖尿病药物的人在不知不觉中污染了他们的重要水源：亚穆纳河。这是恒河的一条支流，灌溉着印度北部的大部分农作物。

Boxall解释说："一个社会使用药物的任何变化都会影响我们在河流中看到的情况。这是因为许多药物化合物，包括二甲双胍，在通过人体时不会失去其效力，也不会被完全代谢掉。事实上，超过三分之二的二甲双胍剂量可能最终会完整地进入尿液或粪便。”

生活污水排入亚穆纳河，研究人员在印度德里国家首都地区收集的亚穆纳河流经的河水样本中检测到22种API的混合物，包括二甲双胍 图源Kathuria Films Production

药物扩散与污水处理厂

根据印度主要污染控制机构的说法，污水是印度水道的主要污染物。该国努力确保家庭废水接受初级处理。较大的城镇每天产生约30亿升（7亿加仑）的污水。只有大约五分之一得到净化。

在这方面，德里是一个例外，该城市有能力处理80%的废物。然而，根据政府数据，截至 2021年，34个首都污水处理厂中有24个没有达到废水处理的标准。亚穆纳河接收了这座巨型城市的大部分废水。

尽管已经是印度装备最好的处理废物的设施之一，但首都的污水处理厂并不是为消除药品污染物而设计的。研究人员在首都地区收集的河水样本中检测到了包括二甲双胍在内的22种活性药物成分。在新的研究中，德里的一些活性药物成分的平均浓度是世界上最高的，与埃塞俄比亚的亚的斯亚贝巴、玻利维亚的拉巴斯和巴基斯坦的拉合尔并列。

Boxall 团队发表的研究及其他类似的研究正在填补一项重要的空白。到目前为止，地球上在绘制药物污染地图方面受到关注最少的地区：南美洲、撒哈拉以南非洲和南亚部分地区是受影响最严重的一些地区。

尼日利亚的拉各斯是撒哈拉以南非洲人口最多的城市，它是另一个污染热点，在奥多-伊亚-阿拉罗河中检测到26种药物化合物。“谁都可以开药店，没有任何限制，” 尼日利亚大学的环境生物学家奥宾万内奥科耶解释说。人们可以在没有处方的情况下轻松买到药品。他断言到：“这首先是一个废物管理问题。”在药品使用飞速发展的国家，污水处理系统严重不足。

药品环境影响的证据

使药物在目标生物体（人类或牲畜中）非常有效的同样特性，可以使它们变成危险的生态污染物，特别是在其他用水者接触到它们的水道中。

在德里亚穆纳河的下游，来自非正式定居点的人们将河水用于他们的日常需要，包括在某 些情况下用于饮用。他们还用河水来灌溉农作物，药品可能会污染食品供应。直接接触也会对野生动物造成危险。在临床研究中，褐鳟鱼（Salmo trutta）对甲基苯丙胺（俗称冰毒）表现出类似上瘾的行为。但鱼类对非法药物上瘾并不是唯一的问题。某些药品是被称为内分泌干扰物（EDCs）的更广泛类别的化学品的一个子集，它们模仿激素，干扰内分泌系统。这些化学品存在于从塑料瓶到杀虫剂的所有东西中，并且也被用于药品中。

二甲双胍也可能属于这一类别。尽管这种糖尿病药物在结构上并不像经典内分泌干扰物，但人们越来越认识到“内分泌干扰可能是通过经典的内分泌受体结合以外的机制发生的。”根据一些研究，二甲双胍能够在鱼类、哺乳动物和无脊椎动物中产生 "广泛且未知的变化"。科学家们发现，当胖头鱼（Pimephales promelas）接触到废水中出现的二甲双胍时，雄鱼出现了雌性化的迹象，一些雄鱼的体型异常得小，而且这种药物还影响了鱼的繁殖。然而，许多研究并没有捕捉到该物种的类似影响。

低剂量效应的问题

一些专家坚持认为，当涉及到内分泌干扰物时，更大的剂量并不等于更大的影响。他们说，剂量大小和影响之间没有简单的一对一的关联。因此，确定环境污染物安全限制的传统理由可能不适用于内分泌干扰物。在某些情况下，较低的剂量可以产生与实验室实验中研究的浓度截然不同的效果。

这种低剂量效应还表现在与抗微生物药物耐药性（AMR）有关的另一类药物中。包括细菌、病毒和真菌在内的致病病原体可以在人体内以及在野外进化，以抵制针对它们的抗生素药物。这主要是通过它们接触到为杀死它们而开发的医疗化合物而发生的，幸存的病原体群体中的一个子集更有可能对抗生素产生免疫力，这种进化的特性会传递给后代。磺胺甲恶唑是一种抗生素和牲畜的生长促进剂。它也是一种常见的污染物。今天，它的功效正在被大大削弱，细菌目标变得越来越耐药。重要的是，产生显著的抗微生物药物耐药性并不需要有毒水平的抗生素。即使是较低的剂量——如可能在水道中发现的剂量——也能让微生物有机会熟悉和适应，并产生抗药性。

这种超级细菌的 "无声大流行"正在悄悄地掏空几十年来建立起来的抗生素医疗武器库。英国政府委托的一项研究估计，到2050年，每年因抗微生物药物耐药性感染而死亡的人数可能达到1000万。抗微生物药物耐药性已经在印度造成了破坏性的损失，那里的卫生保健服务很差。那里每年有超过5万名新生儿死于耐药性感染。

前路迷茫的药物学未来：我们应该怎么做？

尽管有潜在的危害，但迄今为止，活性药物成分（API）仍未被充分研究和监管。东芬兰大学的环境法专家Mirella Miettinen说："制药污染物是令人关注的化学品的一个例子，它不属于适用于化学品和废物的现有国际条约的范围。"

尽管科学家们的意识越来越强，但没有关于药物对生态健康影响的系统报告。这在药品使 用量稳定增长，同时废物管理不善的国家尤其如此。Boxall说，在欧洲使用的大约2000种药品中，只有不到五分之一有生态效应的数据。瑞典是这方面的先驱者。这个斯堪的纳维亚国家在2005年为医药产品建立了一个环境分类系统。Miettinen指出，欧盟监管机构在授权新医药产品期间所做的风险-效益分析并不考虑环境风险。另一方面，美国食品和药物管理局有权拒绝那些没有提供关于新药环境影响的足够信息的申请人。然而，大量的审批例外的案例似乎意味着环境评估并不是新药申请的标准。

像Miettinen这样的专家认为，监管机构在批准新药时应始终考虑环境影响，并限制使用带有最大环境风险的药品。

同样，过度的处方和不适当的药品使用也需要得到控制。还需要对个别药物和多种药物的 相互作用对全球水道的影响进行更多的研究。但即使知道这些影响是什么也是不够的。以二甲双胍为例。这是一种重要的一线药物，消费者和医疗服务提供者不能轻易用一种 "更环保"的版本来替代它。要做到这一点，一家公司需要发现生产一种同样有效的药物在经济上是有利的，再对其进行安全测试，最后使其上市——这是一个昂贵而漫长的过程。

Miettinen说：“我们需要在不同层面采取各种行动来解决这个问题，包括为开发具有更好的生物降解性的化合物创造激励机制。一旦药品进入市场和我们的身体，保持跟踪就会变得更加复杂。”

监管生产基地的污染是降低风险的关键，而控制工业废物的框架往往包括制药厂。驻印度的环境活动家Gopal Krishna说："制药业是一个严重污染的行业。" 医院需要在活性药物成分流入公共废水之前对其进行处理。目前几种活性药物成分去除技术多数尚在欧洲的医院里接受测试。

但家庭垃圾的处理要棘手得多。对于工业化程度较高的国家来说，这意味着对污水处理基础设施进行全面升级。对于工业化程度较低的国家来说，这个过程需要从废物处理设施的建设开始——建设者要跨越式地安装尖端的水处理技术，有些技术现在被认为甚至对较富裕的国家来说都太昂贵了。

二甲双胍再次提供了一个药物问题的好例子。它在供水中已经无处不在，甚至是英国和美 国这样的发达国家也因为传统的处理方法无法将其去除而难以应对。荷兰的拉德堡德大学医学中心与荷兰公司VitalFluid合作，测试从医院废水中提取药物残留物的方法。他们依靠一种先进的氧化过程，增加活性氧和氮。但事实证明二甲双胍是一种顽固的污染物，难以提取。

“活性炭过滤器或臭氧处理等解决方案将降解更多的药品，”Boxall解释说。问题是它们的成本很高。"规模化地安装这样的系统将大大加重纳税人的负担。十多年前，加拿大一家处理厂仅为处理有机废物和药品而进行的升级改造就花费了3亿多美元。2022年7月，德里政府批准了一项价值185.5亿卢比（2.3亿美元）的计划来清理亚穆纳河。当局设想用这笔钱铺设新的污水管线，建造10个新的污水处理装置，并升级六个现有的污水处理厂。

显然，实现全面评估和有效管理世界医药污染的目标还远在未来。Mongabay联系了在全球销售二甲双胍的制药巨头，包括辉瑞公司、强生公司、默克公司，但截至发稿时没有收到任何回复。

编译：林楷东  审核：Irene  编辑：Irene
—— 译者系中国生物多样性保护与绿色发展基金会（CBCGDF）国际部与北京师范大学-香港浸会大学联合国际学院（BNU-HKBU UIC）全球化与发展（GAD）专业联合发起的“可持续发展人才培养计划”的学生

（注：本文仅供资讯参考，不代表平台观点。）

编译原文：

Humans are dosing Earth’s waterways with medicines. It isn’t healthy (https://news.mongabay.com/2022/09/humans-are-dosing-earths-waterways-with-medicines-it-isnt-healthy/)

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