随着传统溴系阻燃剂（Legacy Brominated Flame Retardants, LBFRs）的逐步淘汰，新型溴系阻燃剂（Novel Brominated Flame Retardants, NBFRs）的产量与使用量持续增长，导致其在环境中的赋存水平显著上升。尽管LBFRs已在多个国家和地区受到限制，但由于其环境持久性及部分特定用途的豁免政策，该类化合物仍广泛残留于各类环境介质中，与NBFRs形成了新旧污染物共存的复杂污染态势。水环境作为溴系阻燃剂（Brominated Flame Retardants, BFRs）重要的汇与赋存场所，其中残留的BFRs所构成的潜在生态风险不容忽视。因此，系统阐明BFRs的生态毒理效应及作用机制，已成为当前生态毒理学研究亟待解决的关键问题。本研究首先整合Meta分析、机器学习与地理探测器模型（Geographical Detector Model），系统评估了水生动物对BFRs暴露的响应特征，并重点探究了LBFRs（如十溴二苯醚，Decabromodiphenyl Ether, BDE-209）与其替代品NBFRs（如十溴二苯乙烷，Decabromodiphenyl Ethane, DBDPE）对水生动物毒性效应的差异。在此基础上，选择BDE-209和DBDPE为目标污染物，以太平洋牡蛎（Crassostrea gigas）为实验动物，通过整合分析肠道菌群与代谢组，解析了两种BFRs在暴露阶段对宿主造成的生理干扰，阐明了牡蛎在净化阶段的恢复机制，并深入探讨了肠道菌群在BFRs暴露与宿主生理稳态之间的调控作用及其机制。本研究不仅为科学评估BFRs的生态风险提供了依据，还从“宿主-肠道菌群”互作这一视角深入阐明了BFRs的毒性机制。主要研究结果如下：

（1）终点指标与BFRs类型是影响毒性效应的最关键因素且NBFRs的生态风险不容忽视

基于涵盖137篇文献、8009个有效数据点的毒性数据集，本研究系统评估了BFRs对水生动物毒性效应的主要驱动因素。Meta分析结果显示，生物因素（生态位和发育阶段）是决定水生动物对BFRs敏感性的关键因素，尤以成年个体与及底栖动物所表现出的响应最为显著。暴露条件（BFRs类型、暴露时间和暴露浓度）同样是驱动毒性效应的重要变量。已被禁用的LBFRs（如BDE-47（2,2’,4,4’-Tetrabromodiphenyl Ether, 2,2’,4,4’-四溴二苯醚）、BDE-100（2,2’,4,4’,6-Pentabromodiphenyl Ether, 2,2’,4,4’,6-五溴二苯醚）、BDE-209和六溴环十二烷（Hexabromocyclododecane, HBCD））以及慢性暴露（> 14天）所诱导的毒性效应更为突出。此外，在BFRs浓度低于1000 μg L^-1时，其效应强度与浓度之间呈现“倒U型”剂量关系。对各类毒性终点的综合分析表明，细胞毒性（氧化应激、基因组稳定性与程序性细胞死亡）及内分泌干扰（甲状腺内分泌与生殖功能）是BFRs暴露中最为显著的毒性效应指标。为进一步解析多影响因素的相对贡献，本研究采用XGBoost-SHAP（eXtreme Gradient Boosting-Shapley Additive exPlanations）与地理探测器模型分析发现，终点指标和BFRs类型是最重要的影响因素，且各影响因素之间存在普遍的交互增强作用，表明毒性效应由多因素协同驱动。值得注意的是，作为BDE-209的主要替代品，DBDPE在多个毒性终点上表现出与BDE-209相当甚至更强的毒性，且其毒性更易受暴露条件调控，挑战了“新型替代品更安全”的传统认知。

（2）肠道菌群的结构和组成可作为BFRs暴露的敏感指标

肠道菌群作为宿主的“第二基因组”，可代谢BFRs等外源污染物，其稳态对宿主健康至关重要。Meta分析表明，肠道菌群对BFRs暴露呈现出较高的响应程度。鉴于该指标下可提取的数据量有限，本研究转而对其进行系统性定性分析。结果表明，BFRs暴露会显著改变肠道菌群的群落结构，具体表现为有益菌如疣微菌门（Verrucomicrobia）、放线菌门（Actinobacteria）及乳杆菌属（Lactobacillus）丰度下降，而潜在致病菌螺杆菌属（Helicobacter）丰度上升。这种菌群结构失衡通常会干扰菌群正常的代谢与免疫调节功能，从而危害宿主健康。因此，未来的研究需阐明肠道菌群的变化如何具体影响宿主的生理稳态。

（3）肠道菌群-宿主代谢互作介导的毒性差异：DBDPE在牡蛎中引发的生理扰动强于BDE-209

本研究以太平洋牡蛎为实验动物，分别将其暴露于1 μg·L^-1与100 μg·L^-1的BDE-209或DBDPE海水中28天。

暴露28天后，DBDPE在牡蛎体内的生物富集量显著高于BDE-209（p < 0.05）。该现象可从三方面机制共同解释：其一，DBDPE分子中稳定的碳-碳键结构赋予其更强的抗脱溴能力，难以被生物降解；其二，暴露期间由肠道菌群紊乱引发的潜在肠道屏障损伤进一步阻碍了DBDPE的排泄过程；其三，ABC转运蛋白基因ABCG2表达的显著下调也可能削弱牡蛎对DBDPE的清除能力（p < 0.05）。

本研究结果验证了肠道菌群定性分析的结论，即BFRs的暴露可改变肠道菌群结构，抑制肠道有益菌生长并促进潜在病原菌增殖，且揭示了DBDPE所引发的菌群扰动强于BDE-209。肠道代谢组分析表明，BDE-209和DBDPE的暴露导致酪氨酸代谢与色氨酸代谢通路显著富集。其中，这些通路中的关键差异代谢物香草扁桃酸与血清素的上调均可影响牡蛎的免疫稳态和能量供给。qRT-PCR分析表明，高浓度DBDPE暴露可诱发更严重的氧化应激反应。此外，本研究发现，高剂量BDE-209与DBDPE暴露的牡蛎肠道菌群代谢产生的吲哚-3-乙酸（Indole-3-Acetic Acid, IAA）和5-甲氧基吲哚乙酸（5-Methoxyindoleacetate，MIA）与芳香烃受体（Aryl Hydrocarbon Receptor, AhR）基因表达水平呈显著正相关，且DBDPE暴露组的IAA与过氧化氢酶（Catalase, CAT）表达水平呈显著正相关，表明肠道菌群可能在BFRs暴露与宿主生理稳态之间起到调控作用。

（4）DBDPE对牡蛎造成的生理扰动比BDE-209更持久

本研究发现，在解除BDE-209与DBDPE的暴露胁迫后，牡蛎的肠道菌群与代谢在14天内呈现出显著的恢复趋势。整合肠道菌群与代谢组发现，各暴露组牡蛎通过增强与代谢及遗传信息处理相关的肠道菌群功能，并伴随嘌呤代谢、ABC转运蛋白等宿主代谢通路的富集，共同促进生理功能的恢复。同时，在净化3天后，ABCG2表达的显著上调促进了牡蛎对BDE-209与DBDPE清除（p < 0.05）。此外，牡蛎抗氧化防御重点也从清除过氧化氢，回归到由SOD主导的基础自由基清除，推动生理稳态恢复。值得注意的是，与基于疏水性的传统预测相反，本研究发现更具疏水性的DBDPE在牡蛎体内的净化速率反而显著高于BDE-209。这可能是因为，BDE-209在牡蛎体内倾向于脱溴代谢，而DBDPE更依赖于直接外排。DBDPE暴露组中疣微菌门丰度增加及甘油磷脂代谢通路富集所介导的肠道屏障功能重建，恰好为DBDPE的外排提供了有利的生理条件。尽管如此，DBDPE暴露诱导的生理紊乱却比BDE-209更为持久，高浓度DBDPE暴露组的代谢紊乱甚至在净化14天后依然存在。

综上所述，DBDPE对牡蛎肠道菌群、宿主代谢及氧化应激水平的影响较BDE-209更强且更为持久，其“安全替代品”的传统定位受到了挑战，提示其潜在的生态风险亟需被重新审视与系统评估。