下游药物:大型制药公司面临的大麻烦

这个故事最初出现在Ensia．

没办法，头条新闻让人不安。它们不是来自小报或吸引点击的博客，而是来自发表在科学期刊上的论文。他们描述了鱼类和鸟类对环境中发现的浓度的抗抑郁药物、糖尿病药物和其他精神活性或激素活性药物的行为和生殖系统的反应。

他们报告了在经过处理的饮用水中发现的阿片类药物、安非他命和其他药物;地下水中的抗生素能够改变自然发生的细菌群落;以及在市政垃圾填埋场的水蛭中发现的非处方药和处方药。

这些只是最近许多研究的一部分，研究的是科学家们在环境中寻找的无数药物。

到底有多少药物在使用，又有多少药物在环境中可以检测到，这是很难确定的。但根据美国疾病控制和预防中心(U.S. Centers for Disease Control and Prevention)的数据，美国的医疗保健提供商订购或提供服务数以百万计的药物每年。

2002年，美国总问责局(U.S. General Accountability Office)估计，仅动物使用的活性药物成分就售出了1300多万磅。根据一项分析，美国食品和药物管理局已经批准了大约1500种药物自1938年成立以来。由美国地质调查局(U.S. Geological Survey)最近的研究发现了许多药物在地表水采样,和美国地质调查局正在测试水从38流在24个州以及波多黎各的存在约200药物或其代谢物(化合物药物变成通过身体)。

包括美国环境保护署、食品和药物管理局和世界卫生组织在内的监管和卫生当局注意到，通过环境测量的单个药物化合物的水平——通常是在水中——尚未显示对人类健康有害。

但许多科学家个人以及欧盟委员会和其他团体都对环境中存在的药用化学物质混合物的潜在影响表示担忧。其他一些人，包括美国地质勘探局的研究人员，他们从20世纪90年代就开始研究药物，他们也表达了对长期低水平暴露于被检测到的各种化合物对植物、动物、自然产生的细菌以及人类健康的后果的担忧。

环境中发现的大约90%的药物都是经过排泄后到达那里的。这些化合物是从哪里来的?我们如何知道它们是否对人类或我们所依赖的自然系统构成危害?我们采取了哪些措施来解决环境中无处不在的药物问题?

处方的麻烦

关于环境中90%的药物(PDF)排便后到达。其中，考虑到抗生素耐药性的增加，抗生素是一个特别令人日益担忧的来源，该组织协调员安娜·佐泽特(Anna Zorzet)说欧洲的反应这是一个由瑞典乌普萨拉大学(Uppsala University)主办的提高抗生素耐药性意识和倡导组织。

最近人类和牲畜使用抗生素的迅速增加降低了这些药物的有效性，因为细菌进化到可以耐受经常使用的抗生素，而环境中抗生素的存在可能会加剧这个问题。

强生环境、健康、安全和可持续性毒理学研究员丹·考德威尔解释说，环境中其余的药物来自制药工厂的废弃药物和废水排放。竞彩足球app怎么下载许多废弃物和大部分废水最终也进入了水中——要么是垃圾填埋场的径流，要么是工厂的排放。

虽然世界上大多数城市废水都进入了处理厂，但典型的废水和饮用水处理方法并不是为了去除药物。在2011年的一份报告中，世卫组织估计，根据方法的不同，传统的水处理厂可能会从任何地方移除不到20%到90%存在的药物化合物。

在美国，处理厂不以药物为目标实际上并不奇怪，因为那里没有药品的饮用水质量标准。大约有10种药物被列入了环保局的名单“污染物候选人”正在考虑可能加以管制的污染物清单。

但目前尚无规范，这意味着对饮用水中的安全水平没有设定限制。这使得当当地的自来水公司报告他们在他们的系统中发现的药品时(很多人都这样做)，很难知道报告的真正含义，或者(如果有的话)应该做些什么。

复杂的测试

随着药物在世界范围内的使用增加，我们在环境中发现更多的药物也就不足为奇了。但使用量的增加并不是检测增多的唯一原因。

近年来，随着越来越复杂的环境检测方法的出现，被称为微污染物和新兴污染物(包括药物)的污染物开始得到更精确的检测。

考德威尔说:“分析化学已经从探测百万分之一到十亿万分之一到千万亿万分之一的能力取得了进步。”

美国地质勘探局水文学家Dana Kolpin研究环境中的药物已经超过15年，她解释说，早期，科学家只能在1升的水样本中测量大约19种药物。今天，他说，“我们使用一个15毫升的小瓶，现在我们可以在更敏感的水平上测量110种药物。”

麦吉尔大学化学工程副教授Viviane Yargeau和他的同事们在加拿大饮用水水源中发现了“非法药物”，包括安非他命、甲基苯丙胺、可卡因和处方阿片类药物，其含量为毫微克/升(万亿分之一)。Yargeau说，这些浓度“非常小”，这些特殊化合物对野生动物和其他生物的影响还有待确定。

在环境中测量的小浓度药物在受控实验中测试时可能产生生物效应。

“它们存在的事实不应该引起恐慌，”考德威尔说，在不同的水源中发现了这种水平的药物。

然而，越来越多的研究发现，微小程度的影响。在环境中测量的小浓度药物在受控实验中测试时可能产生生物效应。

例如,威斯康星大学的研究人员最近发现这种抗糖尿病药物二甲双胍的水平与环境导致雄性黑头鲦鱼发育双性性腺的水平相当。英国科学家发现，在环境样本中发现了抗抑郁药氟西汀(以各种名称出售，包括百忧解)的浓度椋鸟行为的改变在一项实验研究中。瑞典的其他研究也发现了类似的结果，当鱼类暴露在另一种精神活性药物oxazepam的水平时，废水样本的水平。

尽管监管机构强调，缺乏证据表明这种浓度会严重损害人类健康——强生公司的考德威尔也指出了这一点——但包括Kolpin和Yargeau在内的一些科学家指出，监测低浓度药物对了解可能的长期影响很重要。

Kolpin说:“我们希望尽可能降低测量值，因为这对了解长期暴露趋势很重要。”他解释说，即使生物体看起来很健康，但当你开始检查它们的组织和行为时，接触化学物质的“更微妙的影响”可能会变得明显。拥有尽可能多的详细数据将帮助科学家弄清楚在种群水平上可能发生的事情，而不仅仅是孤立的个体。

Yargeau说，这种关于个别药物的详细信息还将有助于确定要移除的目标药物。她解释说，还需要更多的研究来指导监管机构改进监测和治疗。“如果我们不做点什么，情况可能会变得更糟，”她说。

问题有多严重?

我们需要的部分内容是更全面地了解到底存在什么问题，以及各种药物对人类和环境健康的影响有多大。

自然资源保护委员会2009年白皮书(PDF)在美国，这一领域存在巨大的数据缺口——使用的药物的确切数量、人类和牲畜的相对贡献，以及对环境中有哪些药物的全面统计。许多研究记录了药物的存在，但到目前为止，在美国还没有数据得出一个整体的图景。美国地质勘探局和环保署即将进行的新研究可能会填补这些空白。

当评估一种药物对环境的影响时，事情可能会变得复杂。为了了解某一特定药品可能对环境和健康造成的影响，美国和欧洲的监管机构都依赖于制造商提供的信息。FDA药物评估和研究中心的高级毒理学家Raanan Bloom解释说，在美国，制药商必须将这些信息提交给FDA，作为药物注册过程的一部分。

这种环境评估——在欧洲被称为环境风险评估——包括关于药物在不同浓度下的生态毒性及其对各种水生生物的影响的信息。然后，这些信息与制造商的生产、销售和使用量预测相关联，以估计潜在的环境影响。

瑞典和英国研究人员的一项研究发现，83%的电子逆向反应是在2011年和2012年产生的缺乏数据或不完整．

瑞典战略环境研究基金会刚刚发布了一份报告对环境风险评估极为不满制药商提交给欧盟当局。该报告还批评了这些评估中有关需要保密某些信息的说法——这也是药品制造商提交给FDA的环境评估的一个特点——并呼吁让公众可以获得这些评估。

为了提高理解和防范潜在问题的效率，该研究还建议对类似化合物进行分组风险评估，而不是依赖目前的逐个化合物的方法。它的其他建议包括关于一种药物对抗生素耐药性的潜在贡献的信息。

受到FDA特别关注的药物类别包括激素活性化合物、抗生素和FDA所称的“大剂量”药物——那些经常使用的药物。4月FDA提出的指导方针关于制造商是否需要提交环境评估和有激素影响的新药的申请。布鲁姆说，这“指出了我们对激素活性药物的担忧。”

但目前提出的方案并不一定能阻止这些化合物或它们的分解产物最终进入当地的水源。

我们能做什么?

鉴于已经证明的和潜在的影响，我们能对环境中的药物做些什么呢?

不使用和不需要的药物可以被回收。在欧盟，回收和收集项目是法律规定的。

那里的大部分收藏品都是由药房处理的，大部分收藏品都被焚化了。在美国的许多州，美国药品执法局(Drug Enforcement Administration)每年提供两次收集服务，自2010年以来，已经收集了超过480万磅的处方药。

美国一些州和其他地方政府也有药品回收项目。但是对于接受者和贡献者来说都存在着物流方面的挑战:收集者——通常是医疗机构、药店和执法机构——必须得到DEA的授权，并安排对不需要的药物进行适当处理，而这些设施可能不方便放置不需要的药物。

药物生产为减少药物对环境的释放提供了另一个机会。虽然制造业对药品污染的贡献相对较小，但它可以制造污染的“热点”。例如，在印度海得拉巴附近，有一个仿制药的主要生产基地，研究人员测试污水处理厂的废水发现了几种抗生素的含量，Zorzet称这些抗生素的含量与处方药的含量相当。

制药公司也在努力改善他们的制造过程的环境足迹，不仅在管道末端，而且通过转向“绿色化学解决方案”。为了减少此类排放，制药行业正在努力制定并实施所谓的“生态药物学”指导方针。

考德威尔解释说，他和同事们的目标是与世界各地的设施和供应商合作在最近的一篇论文中写道，“达到‘原料药(活性药物成分)无毒性排放’的一般标准。”

考德威尔和FDA都指出，制药公司也在努力改善他们的生产过程的环境足迹，不仅在管道的末端，而且通过转移到管道的末端“绿色化学”解决方案。这包括更有效的药物生产和设计药物，使其生物降解更有效，或达到预期效果，但将排泄和最终进入环境的副产物最小化。

与此同时，污水处理厂正在探索提高它们从污水中去除药物的能力的可能性。

包括印度在内的制药行业也在进行协调一致的大量工作，以提高生产过程的效率，因为从历史上看，该行业以投入原材料和能源而闻名，其投入的数量远远超过了成品的数量。包括百时美施贵宝(Bristol-Myers Squibb)、礼来(Eli Lilly)、默克(Merck & Co.)和辉瑞(Pfizer)在内的几家制药商赢得了这个奖项美国总统绿色化学挑战赛奖励这些努力。

与此同时，污水处理厂正在探索提高它们从污水中去除药物的能力的可能性。

选择的范围从用臭氧处理水来利用微生物的帮助．但是，正如2011年世卫组织报告所警告的那样，“先进和昂贵的水处理技术不可能在任何时候完全去除所有药物，使其浓度低于最敏感的分析程序的检测限度。”

刚刚开始

所有迹象都表明，我们才刚刚开始了解药物在环境中的存在和重要性，更不用说如何应对它们了。

就在科学家们调查实际情况的同时，制药公司也在努力使药品和药品生产更加环保，废水处理专业人员也在开发更好的方法来去除药品，而且对环境和环境都有好处公共卫生倡导者改变实践活动的工作，在环境中寻找药物的研究不断涌现。

科尔平说，事实上，每年都有数百本书出版。他说，尽管被测量的药物数量非常少，但这一信息很重要，因为它为未来的比较提供了一个基线。

他说:“我们今天认为是安全的东西，10年后我们可能会发现，它有一些我们当时没有意识到的重要影响。”“我们并不是说天要塌下来了。我们正试图用科学的方法来说明一些值得关注的事情。”