农药残留对肠道微生物群系和人类健康的影响

19 FOOD 安全和质量 系列 ISSN2415-1173 农药残留对 肠道微生物与人类健康 食品安全视角 农药残留对肠道微生物和 人类健康 食品安全视角 2023年联合国罗马食品和农业组织 所需引文： FAO。2023。农药残留对肠道微生物组和人类健康的影响-食品安全观点。食品安全与质量系列，第19号。 Rome。https://doi.org/10.4060/cc5306en 本信息产品中使用的名称和材料的表示并不意味着联合国粮食及农业组织(粮农组织)对任何国家、领土、城市或地区或其当局的法律或发展状况，或对其边界或边界的划定表示任何意见。提及特定公司或制造商的产品，无论这些公司或产品是否已获得专利，并不意味着这些公司或产品已得到粮农组织的认可或推荐，而不是未提及的类似性质的其他公司或产品。 ISSN2415-1173[打印] ISSN2664-5246[在线] ISBN978-92-5-137810-6 ©粮农组织，2023年 保留一些权利。这项工作是根据知识共享归因-非商业-共享3.0IGO许可证（CCBY-NC-SA3.0IGO;https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/igo/legalcode）提供的。 根据本许可证的条款，只要适当引用该作品，可将其复制、重新分发和改编用于非商业目的。在使用这项工作时，不应建议粮农组织认可任何特定的组织，产品或服务。不允许使用粮农组织徽标。如果作品被改编，则必须在相同或同等的知识共享许可下获得许可。如果创建了该作品的翻译，则必须包括以下免责声明以及所需的引用：“该翻译不是由联合国粮食及农业组织（FAO）创建的。粮农组织对本翻译的内容或准确性概不负责。原英文版为权威版。” 根据许可证产生的不能友好解决的争议，将通过许可证第8条所述的调解和仲裁解决，除非另有规定。适用的调解规则将是世界知识产权组织的调解规则http://www。wipo.INT/amc/e/mediatio/rles，任何仲裁将根据联合国国际贸易法委员会(贸易法委员会)的仲裁规则进行。 第三方材料。希望重新使用此作品中归因于第三方的材料（例如表格，图形或图像）的用户负责确定该重新使用是否需要许可并获得版权所有者的许可。由于作品中任何第三方拥有的组件的侵权而导致的索赔风险完全由用户承担 。 销售、权利和许可。粮农组织信息产品可在粮农组织网站（www.fao.org/publications）上找到，可通过publications-sales@fao.org购买。商业用途的请求应通过以下方式提交：www.fao.org/contact-us/license-request。有关权利和许可的查询应提交至：copyright@fao.org。 封面照片[从左到右]： ©粮农组织/MichaelTewelde；©粮农组织/亚历山德拉·贝内代蒂；©Bibbidistudio/Shutterstock.com设计和布局：工作室PietroBartoleschi CONTENTS INTRODUCTION1 方法7 微生物组和微生物组宿主关系的研究-方法403 农药混合物、农药制剂和共同接触与其他外源性物质44 改变与微生物组和微生物组的相关性农药暴露引起的宿主47 农药分类94 Figures 1.胃肠道环境和微生物生态位2 2.肠道微生物群分类组成的例子3 3.评估/重新评估农药的风险分析过程5 4.文章选择过程的图形表示文献综述11 5.不同研究中使用的实验农药剂量相对到他们相应的ADI36 TABLE 1.手稿编码9 AI.1PubMed的初始搜索查询术语和结果，WebofScience和Scopus67 AI.2搜索农药主要用途的查询术语和结果 来自PubMed，WebofScience和Scopus68 AI.3搜索特定农药的查询术语和结果PubMed和WebofScience71 AI.4搜索农药混合物的查询术语和结果PubMed和WebofScience74 AI.5搜索农药化学品类型的查询术语和结果PubMed和WebofScience75 AII.1报告2,4-D影响的实验研究摘要 肠道微生物组及其对宿主健康的影响78 AI.2报告痛灭威影响的实验研究总结 肠道微生物组及其对宿主健康的影响78 AII.3多菌灵影响的实验研究总结 关于肠道微生物组及其对宿主健康的影响79 AI.4报告毒死蜱影响的实验研究摘要 肠道微生物组及其对宿主健康的影响80 AI.5报告溴氰菊酯影响的实验研究摘要 关于肠道微生物组及其对宿主健康的影响84 AI.6报道二嗪农影响的实验研究摘要 关于肠道微生物组及其对宿主健康的影响85 AI.7报告硫丹影响的实验研究摘要 关于肠道微生物组及其对宿主健康的影响85 AI.8报告环氧环唑影响的实验研究总结 关于肠道微生物组及其对宿主健康的影响86 AI.9报告草甘膦影响的实验研究摘要 关于肠道微生物组及其对宿主健康的影响86 AI.10报告伊玛唑影响的实验研究摘要 关于肠道微生物组及其对宿主健康的影响88 AI.11报告马拉硫磷影响的实验研究摘要 关于肠道微生物组及其对宿主健康的影响89 AI.12报告久效磷影响的实验研究摘要 关于肠道微生物组及其对宿主健康的影响89 AI.13报告戊康唑影响的实验研究摘要 关于肠道微生物组及其对宿主健康的影响89 AI.14报道氯菊酯影响的实验研究摘要 肠道微生物组及其对宿主健康的影响90 AI.15报告普帕莫威影响的实验研究摘要 肠道微生物组及其对宿主健康的影响91 AI.16报告影响的实验研究摘要 磷酸二乙酯（非特异性有机磷鼠疫苷）肠道微生物组及其对宿主健康的影响92 AI.17报告农药代谢物或副产物p，p'-二氯二苯基二氯乙烯（p，p'-DDE）影响的实验研究摘要β-六氯环己烷(β-HCH）开 肠道微生物组及其对宿主健康的影响92 AII.18报告农药影响的实验研究摘要 肠道微生物组的混合物及其对宿主健康的影响93 ACKNOWLEDGEMENTS 该出版物的研究和起草工作由CarmenDiaz-Amigo（粮农组织食品系统和食品安全司[ESF] ）和SarahNajeraEspinosa（ESF）在高级食品安全官CatherineBessy的技术领导和指导下进行。 在出版物开发的整个过程中，高级食品安全官（ESF）MarkusLipp的支持和指导以及食品安全官VittorioFattori（ESF）提供的技术投入和见解得到了充分的认可。 粮农组织感谢MarkFeeley专家（加拿大顾问）为改进草案提出了有见地的意见和建议。 最后，特别感谢治理和政策支持股首席经济学家KarelCallens高级顾问（粮农组织DDCG ）和科学政策顾问FanetteFontaine（DDCG），感谢他们在粮农组织采取的先驱举措，引起了人们的关注，并开始了关于微生物对粮食系统影响的对话。 ADC释灭威 ADI可接受的每日摄入量ARfD急性参考剂量 汽车组成型雄甾烷受体 CAS化学摘要服务CBZ多菌灵 cRfD慢性参考剂量CPF毒死蜱 滴滴涕二氯二苯基三氯乙烷 DLM溴氰菊酯DWEL饮用水当量水平 DZN二嗪农ENS硫丹EPX环氧康唑 战争遗留爆炸物电化学还原水 FAO联合国粮食及农业组织FDA美国食品和药物管理局GLY草甘膦 GWI海湾战争疾病HCH六氯环己烷IARC国际癌症研究机构 ICR癌症研究所IMZimazalil JECFA粮农组织/世卫组织食品添加剂联合专家委员会JMPR农药残留联席会议MAIT粘膜相关不变T细胞MCP久效磷 MLT马拉硫磷MRL最大残留限值 NOAEL没有观察到的广告效果水平PCR聚合酶链反应 PERM氯菊酯 PIC事先知情同意PMB普帕莫威PND产后一天PNZ戊康唑POP持久性有机污染物 SCFA短链脂肪酸TDI每日耐受摄入量 TMDI理论每日最大摄入量USDA美国农业部WHO世界卫生组织 WT野生型 viii ©AlexWebb/粮农组织的Magnum照片©IAEA/LouisePotterton 执行摘要 肠道微生物组是由细菌，病毒，真菌和古细菌组成的微生物群落，它们共同生活在动物的胃肠道中，并在消化和免疫反应等多种生理功能中与宿主相互作用。肠道微生物组是高度动态的，对许多物理化学因素敏感，包括pH，氧分压和饮食组成。这些因素会影响微生物组的多样性，组成和功能，从而影响微生物组的健康状况以及与宿主的相互作用。尽管对相关术语“健康微生物群”和“肠道生态失调”没有一致的定义，但它们通常分别用于解释肠道微生物组在健康和疾病中的潜在作用。 由于膳食组成强烈影响微生物组，人们担心长期接触农药残留对微生物群落的影响，进而对人类健康和非传染性疾病的影响。本系统综述收集了2019年9月至2020年5月之间关于这一主题的现有研究，分析了与农药残留-肠道微生物组-人类健康相关的证据，并评估了这些研究中报告的微生物组数据用于农药残留风险评估的潜在用途。 考虑到现有农药的数量众多，只有少数在肠道微生物组中得到了评估，草甘膦和毒死蜱受到了最多的关注。大多数研究使用啮齿动物模型(小鼠和大鼠)使用不同的设计和分析方法在体内进行。这里还报道了一些体外模型。为慢性研究选择的实验剂量通常比已建立的ADI高几倍，通常用作基于健康的参考指导值（例如ProcedreNOAEL)、MRL和环境或职业暴露。这种高剂量往往具有有限的相关性，因为它们不代表长期饮食暴露于农药残留。大多数微生物组分析都集中在通过对16SrRNA基因（通常是V3-V4高变区）进行测序来评估多样性和结构，从而在用不同农药处理后导致组成或多或少的明显变化。评估多剂量的少数研究报告了剂量效应反应。仅在有限数量的研究中解决了功能性微生物组，主要集中在短链脂肪酸 ，主要是乙酸，丙酸和丁酸的产生。关于宿主，大多数研究集中在代谢的评估（多菌灵，毒死rif，咪唑，久效磷，戊康唑，普罗莫威，p，p'-DDE），免疫反应（多菌灵，溴氰菊酯，草甘膦，磷酸二乙酯），肠道稳态（毒死蜱，草甘膦，咪唑，氯氰菊酯，或其他功能 ： ©FAO/IsharaKodikara 草甘膦;神经和行为改变：毒死rif，草甘膦，氯菊酯;内分泌功能：毒死rif，磷酸二乙酯 ），在大多数情况下和高剂量下，导致观察到的不同程度的变化以及微生物紊乱。关注母体暴露的研究报告说，在生命早期观察到的微生物组改变增加了患2型糖尿病或运动障碍等疾病的易感性或风险。大多数研究的作者讨论了观察到的健康结果与微生物组改变之间的关联 ，通常没有提供机械支持或因果关系的证据。只有两项研究进行了改变微生物群的粪便移植 ，以在无菌或抗生素治疗的小鼠中重现宿主效应。 ©FAO/RiccardoGangale 尽管大多数研究报告了农药暴露后一定程度的微生物干扰和宿主改变，但在解释研究结果和使用这些数据进行风险评估时，应注意一些重要的局限性。其中包括统计能力低（样本量小），缺乏标准化模型和标准化分析方法，以及对混杂因素的考虑和控制有限，这些因素通常未在出版物中报告。所有这些缺点都挑战了研究的可重复性和不同研究结果的比较。此外 ，从报道的研究中得出的其他重要限制也可能延迟将微生物组数据纳入风险评估。这些包括缺乏关于超出统计意义的观察到的紊乱的生理相关性的一般性讨论，缺乏确定何时应考虑微生物组紊乱的标准以及旨在确定因果关系和潜在机制的有限研究。值得关注的另一点是在动物中观察到的与微生物组相关的结果对人类环境的可翻译性，以及当前使用的安全因素对得出参考剂量的适用性。 xii ©FAO/BalintPorneczi CHAPTER1 INTRODUCTION 联合国粮食及农业组织（粮农组织）和世界卫生组织（世卫组织）在其出版物《国际农药管理行为守则》中将农药定义为“旨在驱除，破坏或控制任何害虫的任何物质或化学或生物成分的物质混合物，1或调节植物生长”（粮农