近二十年来,水体中近千种化合物被证明可以与人类及动物的内分泌系统相互作用,进而导致生殖、免疫和神经系统异常,这些物质被称为内分泌干扰物(Endocrine Disrupting Chemicals,EDCs),然而环境中尚有大量物质内分泌干扰活性不明,复合污染水体关键EDCs的鉴别成为研究热点。化学分析、毒性评价与计算毒理相结合的方法为水体内分泌干扰效应评估与关键致毒物鉴别提供了新思路。本研究利用人类细胞简化转录组技术评价了长三角地区25个典型水源水与地表水对50个人体通路的活性效应,结果表明核受体介导内分泌干扰效应检出率高、敏感性强,覆盖了85%以上点位的最敏感活性终点。为进一步揭示广泛检出的核受体介导内分泌干扰效应的产生机制,研究将分子毒理实验与理论计算相结合,研究了不同结构EDCs产生核受体介导内分泌干扰效应的分子启动机制与构效关系。首先利用反向对接技术建立了EDCs与39个人类核受体的敏感性筛选系统,阐明了敏感受体和活性化合物间的双向竞争结合机制,筛选出雌激素受体(ER)、甲状腺激素受体(TR)等16个蛋白为敏感核受体。在此基础上,利用分子动力学技术研究EDCs与敏感受体蛋白间的相互作用和蛋白质变构过程,揭示了第12号螺旋的重定位对污染物活性产生的关键作用,分别阐明了EDCs引起激活、积极拮抗与消极拮抗的分子变构机制,明确了EDCs与干扰效应间的定性构效关系。最后,利用MD模拟研究敏感核受体对共因子的招募过程,揭示了受体、化合物、共因子三者共同作用下的相互作用机制,表明共因子的结合可实现对化合物拟性与抗性的定量预测,明确了基于不同效应机制的EDCs与干扰活性间的定量构效关系。研究将构效关系引入化学分析与毒性测试,建立了基于效应测试的EDCs目标/非目标鉴别方法,揭示了水源水/地表水中引起内分泌干扰效应的原因物质。本研究基于目标污染物,建立了针对不同核受体的毒物质谱指纹-毒性当量数据库,其中包括毒物一级、二级谱图与毒性当量信息,在此基础上构建了利用概率密度函数评估毒性贡献率的软件,可实现360种EDCs的快速定量识别与近千种EDCs定性筛选。对于非目标干扰物,通过七条黄金法则的建立,实现了质谱指纹的识别与分子式的筛选,基于保留指数与化合物分子式的相关关系实现了色谱指纹识别与结构式筛选,-在此基础上构建了基于构效关系与多元变量分析(MVA)的致毒结构虚拟筛选技术,实现了EDCs的高通量识别。进而将此技术引入实际污染水体,揭示了邻苯二甲酸二异丁酯、烷基酚、菊酯农药、毒死蜱等为内分泌干扰活性的主要贡献来源,自来水处理过程中的活性炭吸附工艺可导致毒性和毒物的去除,进而通过连续三年的现场研究,证明了水体富营养化过程导致持久性EDCs沉降和不稳定干扰物的降解,是水体内分泌干扰效应变化的重要驱动机制。本研究为复合污染水体中关键EDCs的识别与优先控制污染物的筛选提供了可靠的技术支撑。