第九章军事卫生毒理学的应用 第一节在卫生学上的应用 、在军事环境安全性与危险度评价中的应用 随着工业特别是化学工业的发展,比如食品的产量、质量的改进使大量化学物质随着 食品进入机体。世界上市售的化学物质已达到5万多种,每年进入市场的新化学物质约 l00-1000种。高新武器和技术装备的增多,军事作业中的有害因素环境越来越广泛。人类 长期接触这些化学物质后可能引起的毒性(包括“三致”)反应已引起广泛的关注。对这些 化学物质进行安全性和危险度评价是卫生毒理学的一项极为重要的任务之 (一)安全性评价 安全性评价是利用毒理学的基本手段,通过动物实验和对人的观察,阐明某 化学物的毒性及其潜在危害,以便为人类使用这些化学物质的安全性作出评 价,为制订预防措施特别是卫生标准提供理论依据。我国现颁布实施的法规有“农 药安全毒理学评价程序”、“食品安全性毒理学评价程序”、“新药(西药)药 理、毒理学研究指导原则”、“化学品测试准则”、“化妆品安全性评价程序 和方法”及“食品功能毒理学评价程序和检测方法”等。我军也制订了一些与军 事作业环境密切相关的“国军标”和规定。 1、设计毒理试验的原则一个完整的系列毒性试验程序,包括对受试物进行 各种毒性作用检测的一系列试验。毒性实验程序一般都是分阶段进行:由急性毒 性试验到亚急性毒性试验或亚慢性毒性试验,最后为慢性毒性试验;由一般毒性 试验到特殊毒性试验:根据受试化学物与人接触的密切程度、接触方式,有重点 地增减某些项目等。同时,毒性试验前应了解化学品的基本数据,如化学结构式、 纯度、杂质含量、沸点、蒸气压、水中溶解度等理化性质,以便预测毒性,搞好 实验设计。实验应分阶段进行,选择试验周期短、花钱少、预测价值高的试验优 先安排;投产或申请登记前,必须进行第一、第二阶段的试验。我国、我军首创 的、产量大、使用面广、摄入机会多的,必须进行第四阶段的试验。新型技术装 备和高新武器在定型前甚至在研制计划中也应含有卫生学安全评价的内容 对化学物的毒性鉴定,目前已不仅是识别这些化学物对人类的潜在危害,而 且要同时考虑它对环境和生态的潜在危害影响。许多国家已明确规定新上市的化 学物要有生态毒性的研究资料:同时,对一些已上市的有毒性试验的化学物,由 于受当时科学认识和技术水平的限制,也需要进行一些补充测试或研究。 2、毒理试验程序分段实验的基本内容和要求如下 (1)第一阶段急性试验主要测定LDa,确定急性毒性的等级,作为进一步 试验的取舍和剂量设计的参数。经口LDo<0.5mg/kg,说明毒性太大,一般认
第九章 军事卫生毒理学的应用 第一节 在卫生学上的应用 一、在军事环境安全性与危险度评价中的应用 随着工业特别是化学工业的发展，比如食品的产量、质量的改进使大量化学物质随着 食品进入机体。世界上市售的化学物质已达到 5 万多种，每年进入市场的新化学物质约 100-1000 种。高新武器和技术装备的增多，军事作业中的有害因素环境越来越广泛。人类 长期接触这些化学物质后可能引起的毒性（包括“三致”）反应已引起广泛的关注。对这些 化学物质进行安全性和危险度评价是卫生毒理学的一项极为重要的任务之一。 （一）安全性评价 安全性评价是利用毒理学的基本手段，通过动物实验和对人的观察，阐明某 一化学物的毒性及其潜在危害，以便为人类使用这些化学物质的安全性作出评 价，为制订预防措施特别是卫生标准提供理论依据。我国现颁布实施的法规有“农 药安全毒理学评价程序”、“食品安全性毒理学评价程序”、“新药（西药）药 理、毒理学研究指导原则”、“化学品测试准则”、“化妆品 安全性评价程序 和方法”及“食品功能毒理学评价程序和检测方法”等。我军也制订了一些与军 事作业环境密切相关的“国军标”和规定。 1、设计毒理试验的原则 一个完整的系列毒性试验程序，包括对受试物进行 各种毒性作用检测的一系列试验。毒性实验程序一般都是分阶段进行: 由急性毒 性试验到亚急性毒性试验或亚慢性毒性试验，最后为慢性毒性试验；由一般毒性 试验到特殊毒性试验；根据受试化学物与人接触的密切程度、接触方式，有重点 地增减某些项目等。同时，毒性试验前应了解化学品的基本数据，如化学结构式、 纯度、杂质含量、沸点、蒸气压、水中溶解度等理化性质，以便预测毒性，搞好 实验设计。实验应分阶段进行，选择试验周期短、花钱少、预测价值高的试验优 先安排；投产或申请登记前，必须进行第一、第二阶段的试验。我国、我军首创 的、产量大、使用面广、摄入机会多的，必须进行第四阶段的试验。新型技术装 备和高新武器在定型前甚至在研制计划中也应含有卫生学安全评价的内容。 对化学物的毒性鉴定，目前已不仅是识别这些化学物对人类的潜在危害，而 且要同时考虑它对环境和生态的潜在危害影响。许多国家已明确规定新上市的化 学物要有生态毒性的研究资料；同时，对一些已上市的有毒性试验的化学物，由 于受当时科学认识和技术水平的限制，也需要进行一些补充测试或研究。 2、毒理试验程序 分段实验的基本内容和要求如下： （1）第一阶段 急性试验 主要测定 LD50，确定急性毒性的等级，作为进一步 试验的取舍和剂量设计的参数。经口 LD50＜0.5mg／kg，说明毒性太大，一般认
为无使用前途,应放弃继续试验。如果作为食品添加剂或残留、接触食品的化学 物质经口LD30<人可能摄入量的10倍,也应放弃。 (2)第二阶段遗传毒性试验包括蓄积、致突变和必要时的神经毒性试验。 A蓄积毒性试验主要是了解受试物在体内的蓄积情况。蓄积试验应注意受 损靶器官的病理组织学检查 B致突变试验首选三个试验①Ames试验,②小鼠骨髓多染红细胞微核试验 或骨髓细胞染色体畸变分析,③显性致死试验或睾丸生殖细胞染色体畸变分析。 三项试验阳性,除非受试物有十分重要的价值,一般放弃继续试验;一项阳性, 再加两项补充试验仍为阳性,一般也予以放弃 C神经毒性试验与具神经毒性的化学结构有关的化合物,必要时需进行代谢和迟发性 神经毒性试验。属于人体正常成分或多数国家已批准使用的农药,在我国使用时,可以暂时 不进行代谢试验 (3)第三阶段亚慢性毒性试验观察受试物较长期染毒对实验动物的毒作用性质和靶 器官,确定最大无作用剂量,了解受试化合物对动物繁殖及子代的致畸作用,为第四阶段试 验提供依据。90天喂养繁殖,致畸试验,可采用同批染毒分批观察:也可根据受试物性质 ,只进行致畸试验。在亚慢性试验获得最大无作用剂量≤人可能摄入量的100倍,说明毒性 较强,一般放弃使用。在最大无作用剂量≥人可能摄入量的300倍时,可不必进行慢性试验 (4)第四阶段慢性和致癌试验由于时间周期长,在实验设计上可以结合进行。慢性 试验所获最大无作用剂量≤人可能摄入量的50倍说明毒性较强,受试物弃用。慢性无作用 剂量≥人可能摄入量100倍时,一般允许用于食品 3、安全性评价方法毒理学研究的主要目的,是通过动物试验观察暴露于化学物质的毒 效,从而评价和预测对人体可能造成的健康危害。一般经常采用的是安全系数法 安全系数( safety coefficient or safety factor, Sc or sf)是依据所得阈剂量或无作 用剂量提出的容许限值,为解决由动物试验资料外推至人体的不确定因素以及解决人群毒性 资料本身所包含的不确定因素所设的外推系数( extrapolation coeficient,EC),也称不确 定系数( uncertainty factor,UF)。 (二)危险度评价 危险度(risk)是指在特定的暴露情况下,被测环境(化学、物理和生物)因素引起个人 或群体毒性效应,产生疾病,甚至死亡的机率。 剂量-反应关系的评定,这是危险度评价的重要核心部分,也是进入定量评价的开始阶 段必需进行的工作。暴露评定( exposure assessment)也是很重要的环节,也是进行危险 度评价的前提。 二、在卫生检测和监测中的应用
为无使用前途，应放弃继续试验。如果作为食品添加剂或残留、接触食品的化学 物质经口 LD50＜人可能摄入量的 10 倍，也应放弃。 （2）第二阶 段遗传毒性试验 包括蓄积、致突变和必要时的神经毒性试验。 A 蓄积毒性试验 主要是了解受试物在体内的蓄积情况。蓄积试验应注意受 损靶器官的病理组织学检查。 B 致突变试验 首选三个试验①Ames 试验，②小鼠骨髓多染红细胞微核试验 或骨髓细胞染色体畸变分析，③显性致死试验或睾丸生殖细胞染色体畸变分析。 三项试验阳性，除非受试物有十分重要的价值，一般放弃继续试验；一项阳性， 再加两项补充试验仍为阳性，一般也予以放弃。 C 神经毒性试验 与具神经毒性的化学结构有关的化合物，必要时需进行代谢和迟发性 神经毒性试验。属于人体正常成分或多数国家已批准使用的农药，在我国使用时, 可以暂时 不进行代谢试验。 （3）第三阶段 亚慢性毒性试验 观察受试物较长期染毒对实验动物的毒作用性质和靶 器官，确定最大无作用剂量, 了解受试化合物对动物繁殖及子代的致畸作用，为第四阶段试 验提供依据。90 天喂养繁殖，致畸试验，可采用同批染毒分批观察；也可根据受试物性质 ，只进行致畸试验。在亚慢性试验获得最大无作用剂量≤人可能摄入量的 100 倍，说明毒性 较强，一般放弃使用。在最大无作用剂量≥人可能摄入量的 300 倍时，可不必进行慢性试验 。 （4）第四阶段 慢性和致癌试验 由于时间周期长，在实验设计上可以结合进行。慢性 试验所获最大无作用剂量≤人可能摄入量的 50 倍说明毒性较强，受试物弃用。慢性无作用 剂量≥人可能摄入量 100 倍时，一般允许用于食品。 3、安全性评价方法 毒理学研究的主要目的, 是通过动物试验观察暴露于化学物质的毒 效，从而评价和预测对人体可能造成的健康危害。一般经常采用的是安全系数法。 安全系数(safety coefficient or safety factor,SC or SF)是依据所得阈剂量或无作 用剂量提出的容许限值，为解决由动物试验资料外推至人体的不确定因素以及解决人群毒性 资料本身所包含的不确定因素所设的外推系数(extrapolation coeficient, EC)，也称不确 定系数（uncertainty factor,UF）。 （二）危险度评价 危险度（risk）是指在特定的暴露情况下，被测环境(化学、物理和生物)因素引起个人 或群体毒性效应，产生疾病，甚至死亡的机率。 剂量-反应关系的评定，这是危险度评价的重要核心部分，也是进入定量评价的开始阶 段必需进行的工作。暴露评定（exposure assessment）也是很重要的环节，也是进行危险 度评价的前提。 二、在卫生检测和监测中的应用
(一)概念 1、环境卫生监测 环境检测( environmental monitoring)系指对居住环境的本底污染情况进行定期或不 定期、间断性或连续性的卫生调查和采样检测。 2、健康监护 健康监护( health surveillance)是通过评价个体的健康状态,监测环境中 可能存在的早期的可逆有害生物效应,为使这些有害作用不再进展成为明显功能 损害效应,将人群中的个体暴露条件改善的过程 3、环境和职业流行病学调查 在毒理学研究中需采用人群流行病学研究资料,以阐明受试物对人体健康的 危害,作出安全性或危险度的评价。 (二)应用 1、在环境监测中的应用 环境或职业流行病学调查首先需了解环境中有害物质的污染状况,因此可采用前述的现 场生物检测或环境样品的生物测试方法。 环境监测和卫生监测按目的可分为研究性监测、事故性监测和监视性监测三类。①研究 性监测是为特定的目的而进行的监测,如为了研究大气中某种污染物对人体肺癌发生率的影 响,需要调查、检测环境中污染物的存在形式、浓度、进入人体的途径、剂量-反应关系等。 ②事故性监测指环境中因某种污染物浓度急剧增高,对区域内人群健康造成危害等而进行的 临时性监测,借以査明事故原因,为消除事故,提岀改进措施的科学依据。③监视性监测属 常规性监测,即通过对某种或某些污染物进行长期监测,观察在环境中的动态变化趋势。这 种监测在规划、布点、监测方法、数据处理等方面都有较大可比性,它对掌握和了解污染规 律、综合评价治理效果有积极的意义;对研究和验证、修订卫生标准亦有重要意义,如1974 年由联合国环境规划署主持建立的“全球环境监测系统”就是属于这种性质的监测。环境监 测的方法分为三类。 (1)理化分析方法这是传统的环境监测方法。用物理、化学分析方法直接测定工作场 所空气、环境大气、水、土壤和食品等环境介质中污染物的含量。 (2)环境样品的生物测试方法对于收集的环境样品经浓缩、萃取等处理后,采用毒理 学测试方法,评价每种污染物或混合污染物的生物效应。现行毒理学中的各种方法包括整体 动物,体外培养细胞、器官和胚胎等都可用于测试。但对环境污染物致突变性和致癌性的评 价,目前应用最多的是遗传毒理学测试方法,如Ames试验、人体外周血淋巴细胞SCE和染 色体畸变分析、小鼠骨髓微核试验和染色体畸变分析、果蝇伴性隐性致死试验、小鼠特异位 点试验以及DNA损伤修复的试验方法等
（一）概念 1、环境卫生监测 环境检测（environmental monitoring）系指对居住环境的本底污染情况进行定期或不 定期、间断性或连续性的卫生调查和采样检测。 2、健康监护 健康监护(health surveillance)是通过评价个体的健康状态，监测环境中 可能存在的早期的可逆有害生物效应，为使这些有害作用不再进展成为明显功能 损害效应，将人群中的个体暴露条件改善的过程。 3、环境和职业流行病学调查 在毒理学研究中需采用人群流行病学研究资料，以阐明受试物对人体健康的 危害，作出安全性或危险度的评价。 （二）应用 1、在环境监测中的应用 环境或职业流行病学调查首先需了解环境中有害物质的污染状况，因此可采用前述的现 场生物检测或环境样品的生物测试方法。 环境监测和卫生监测按目的可分为研究性监测、事故性监测和监视性监测三类。①研究 性监测是为特定的目的而进行的监测，如为了研究大气中某种污染物对人体肺癌发生率的影 响，需要调查、检测环境中污染物的存在形式、浓度、进入人体的途径、剂量-反应关系等。 ②事故性监测指环境中因某种污染物浓度急剧增高，对区域内人群健康造成危害等而进行的 临时性监测，借以查明事故原因，为消除事故，提出改进措施的科学依据。③监视性监测属 常规性监测，即通过对某种或某些污染物进行长期监测，观察在环境中的动态变化趋势。这 种监测在规划、布点、监测方法、数据处理等方面都有较大可比性，它对掌握和了解污染规 律、综合评价治理效果有积极的意义；对研究和验证、修订卫生标准亦有重要意义，如 1974 年由联合国环境规划署主持建立的“全球环境监测系统”就是属于这种性质的监测。环境监 测的方法分为三类。 （1）理化分析方法 这是传统的环境监测方法。用物理、化学分析方法直接测定工作场 所空气、环境大气、水、土壤和食品等环境介质中污染物的含量。 （2）环境样品的生物测试方法 对于收集的环境样品经浓缩、萃取等处理后，采用毒理 学测试方法，评价每种污染物或混合污染物的生物效应。现行毒理学中的各种方法包括整体 动物，体外培养细胞、器官和胚胎等都可用于测试。但对环境污染物致突变性和致癌性的评 价，目前应用最多的是遗传毒理学测试方法，如 Ames 试验、人体外周血淋巴细胞 SCE 和染 色体畸变分析、小鼠骨髓微核试验和染色体畸变分析、果蝇伴性隐性致死试验、小鼠特异位 点试验以及 DNA 损伤修复的试验方法等
(3)现场环境的生物监测方法应用遗传毒理学方法,采用植物系统进行测试。WHO推 荐:紫露草微核试验、紫露草雄蕊毛突变试验、蚕豆根尖染色体畸变分析、拟南芥基因突变 这四个植物系统的检测方法能有效地检测环境诱变剂。利用这种检测方法已经建立了全球性 的生物监测网,以检测大气和水体的污染。 2、健康监护 健康监护也称之为生物效应的监测( biological monitoring of effects)。但与暴露 的生物监测( biological monitoring of exposure)和环境公害病、职业病的诊断有差别 暴露的生物监测是通过内剂量( internal dose)的测定来评定健康危险度,主要目的是确 保工人现在或以往的暴露是“安全”的,通常是参照生物限值( biological limit values) 评价的。在实际工作中,三种类型的监测(环境监测、暴露的生物监测和健康监护)常常是 同时应用。毒理学在健康监护中的应用主要体现在两方面,一方面是医学检查通常是根据毒 物的毒作用特点和主要靶器官来确定检查项目:第二方面是及时采用毒理学的研究成果,应 用敏感的生物效应指标作为检查项目的内容,其中最重要的就是选择合适的生物标志,以更 好地起到预防的目的。 3、在确定军事、工业毒物或环境污染物对人群危害中的应用 卫生毒理学研究的最终目的是保护人群免遭环境有害因素的危害。在人群流行病学调查 的基础上,进行毒理学的验证研究,以阐明毒作用的危害和作用机制。比如海湾战争中,美 军士兵主要使用了三种化学药剂,保护乙酰胆碱酯酶的溴化吡斯的明、驱蚊用的间甲苯甲酰 二乙胺(DEET)及杀虫用的二氯苯醚菊酯,后两种均为外用。这三种药剂都通过毒理试验和 急性联合毒性作用试验,表明对人安全、无不良反应。但海湾战争结束后,约3万名军人叙 述遭受过怪异的综合征群:呼吸和胃肠道不适、头痛、疲乏、皮疹、肌关节疼痛无力、注意 力不集中等,被称之为“海湾战争综合征”。经对三药单独、二种联合或三种联合给鸡作两 个月的试验,所用剂量大约为海湾战争中士兵估计接触量的3倍。结果,单独用药与目前报 道一致,无明显毒性作用。但两药合用就有明显病变,三药合用则病变极明显,死亡率增加, 呈现明显的神经退行性变。说明了毒理学研究和人群流行病学研究的相关性,实验室的毒理 学研究结果结合人群流行病学研究资料,进行综合分析、判断,才更有实际意义,两者间存 在明显的互补作用。 (三)生物标志 生物标志( biological marker or biomarker)是指机体由于接触污染物而产生的细胞、 生物化学和分子的改变,这些改变在生物介质如人体组织、细胞或体液中可定量测定。反映 内剂量生物标志有大分子加成物( adduct)和排泄物的生物活性两类。 大分子加成物( macromolecular adducts)是一类反映效应物到达靶细胞分子的内剂量 标志,也称为生物有效剂量( biological effective dose,BED)。目前受到注意的大分子加 成物有两种:一种是蛋白质加成物(主要是血红蛋白或血清蛋白加成物),另一种是DNA加 成物。蛋白质加成物可以血红蛋白加成物为代表。它在体内形成数量较多,易于检出,本身 不存在修复系统,一旦形成可在体内长时间存在,一般与血红蛋白更新时间(约120d)相一 致。但它本身不一定是靶分子,因此,有时只能看作是靶分子的替身,单纯反映内剂量。DNA 加成物是当前受到普遍关注的生物标志。现已发现,在动物及人类的观察结果均说明DNA 加成物是可用的反映接触状态的分子标志。如尿中黄曲霉毒素-N7-鸟嘌呤(AFB-1-N-7G)是接
（3）现场环境的生物监测方法 应用遗传毒理学方法，采用植物系统进行测试。WHO 推 荐：紫露草微核试验、紫露草雄蕊毛突变试验、蚕豆根尖染色体畸变分析、拟南芥基因突变 这四个植物系统的检测方法能有效地检测环境诱变剂。利用这种检测方法已经建立了全球性 的生物监测网，以检测大气和水体的污染。 2、健康监护 健康监护也称之为生物效应的监测（biological monitoring of effects）。但与暴露 的生物监测（biological monitoring of exposure）和环境公害病、职业病的诊断有差别。 暴露的生物监测是通过内剂量（internal dose）的测定来评定健康危险度，主要目的是确 保工人现在或以往的暴露是“安全”的，通常是参照生物限值（biological limit values） 评价的。在实际工作中，三种类型的监测（环境监测、暴露的生物监测和健康监护）常常是 同时应用。毒理学在健康监护中的应用主要体现在两方面，一方面是医学检查通常是根据毒 物的毒作用特点和主要靶器官来确定检查项目；第二方面是及时采用毒理学的研究成果，应 用敏感的生物效应指标作为检查项目的内容，其中最重要的就是选择合适的生物标志，以更 好地起到预防的目的。 3、 在确定军事、工业毒物或环境污染物对人群危害中的应用 卫生毒理学研究的最终目的是保护人群免遭环境有害因素的危害。在人群流行病学调查 的基础上，进行毒理学的验证研究，以阐明毒作用的危害和作用机制。比如海湾战争中，美 军士兵主要使用了三种化学药剂，保护乙酰胆碱酯酶的溴化吡斯的明、驱蚊用的间甲苯甲酰 二乙胺（DEET）及杀虫用的二氯苯醚菊酯，后两种均为外用。这三种药剂都通过毒理试验和 急性联合毒性作用试验，表明对人安全、无不良反应。但海湾战争结束后，约 3 万名军人叙 述遭受过怪异的综合征群：呼吸和胃肠道不适、头痛、疲乏、皮疹、肌关节疼痛无力、注意 力不集中等，被称之为“海湾战争综合征”。经对三药单独、二种联合或三种联合给鸡作两 个月的试验，所用剂量大约为海湾战争中士兵估计接触量的 3 倍。结果，单独用药与目前报 道一致，无明显毒性作用。但两药合用就有明显病变，三药合用则病变极明显，死亡率增加， 呈现明显的神经退行性变。说明了毒理学研究和人群流行病学研究的相关性，实验室的毒理 学研究结果结合人群流行病学研究资料，进行综合分析、判断，才更有实际意义，两者间存 在明显的互补作用。 （三）生物标志 生物标志(biological marker or biomarker)是指机体由于接触污染物而产生的细胞、 生物化学和分子的改变，这些改变在生物介质如人体组织、细胞或体液中可定量测定。反映 内剂量生物标志有大分子加成物（adduct）和排泄物的生物活性两类。 大分子加成物(macromolecular adducts)是一类反映效应物到达靶细胞分子的内剂量 标志，也称为生物有效剂量(biological effective dose, BED)。目前受到注意的大分子加 成物有两种: 一种是蛋白质加成物(主要是血红蛋白或血清蛋白加成物), 另一种是 DNA 加 成物。蛋白质加成物可以血红蛋白加成物为代表。它在体内形成数量较多，易于检出，本身 不存在修复系统，一旦形成可在体内长时间存在，一般与血红蛋白更新时间(约 120d)相一 致。但它本身不一定是靶分子，因此，有时只能看作是靶分子的替身,单纯反映内剂量。DNA 加成物是当前受到普遍关注的生物标志。现已发现，在动物及人类的观察结果均说明 DNA 加成物是可用的反映接触状态的分子标志。如尿中黄曲霉毒素-N7-鸟嘌呤(AFB-1-N-7G)是接
触黄曲霉素B(AFB)的较好标志。AFB1摄入量与尿中AFB-1-N-7G排出量显著相关性。其次 DNA加成物形成数量与诱变效应和致癌作用有密切关系。另外,非靶细胞DNA加成物可以 用作分子剂量标志。如,血液淋巴细胞、脱落细胞、肺吞噬细胞、胎盘、小便检测DNA加成 物含量可作为非靶细胞DNA加成物检测的替身,用于流行病学调查。 另一类反映内剂量的生物标志即排泄物的生物活性。对于一些未知的有害物质或一些成 分复杂的混合物,无法采用常规的化学检测方法确定内剂量。对于这些物质的接触剂量可用 检测排泄物的生物活性予以解决。目前,应用最广泛的是利用Ames试验法等检测尿中诱变 活性。从观察某些毒物活性的角度讲,诱变物活性内剂量测定已成功地用于人群调査,如观 察烤肉、酒类化合物、药物、工业毒物接触所出现的变化。近年来一些广泛受到人们关注的 生物效应标志( biomarkers of effect)主要为: (1)细胞学和细胞遗传学标志如细胞增生、染色体结构或数目异常、姐妹染色体互换 /微核形成等标志已被广泛应用。例如,细胞増殖的观察采用了HˆdR渗入实验,观察增生面 积的变化。用细胞荧光计测定S期细胞所占比例:用免疫组化方法检查进入细胞周围的细胞 群落:用鸟氨酸脱羧酶(ODC)水平反映组织总的増殖活性。细胞分化异常则是细胞学的另 类重要标志。例如肠道上皮细胞粘液图象的变化是分化异常的标志,有人利用0乙酰化唾 液粘蛋白表达低下,预测肠道恶变的发展。细胞分化过程中细胞角蛋白(cyto- keratin)与 中间微丝( intermediate filaments)组成与分布的改变,碳水化合物血型相关抗原 出 现新的抗原决定簇)、细胞对外援凝集素结合能力的变化属于细胞分化的生物标志。近年来 细胞调亡现象受到人们很大关注,认为是早期癌变的一种重要细胞学标志。 (2)DNA氧化损伤及其产物氧化损伤DNA损伤的一种常见的方式。环境中多种化学 物理因素亦可通过形成自由基引起DNA氧化损伤。DM氧化损伤与细胞衰老,老年性退行病 变以及肿瘤形成等有密切关系。研究证明,8-羟基去氧鸟嘌呤(Oh-8-Dg)是一种较好的DN 氧化损伤标志物。它能反映靶细胞受氧化损伤打击的程度,可在血、组织、小便中检出。机 体总抗氧化能力,对于评价和判断机体氧化损伤也受到人们的关注。 (3)癌基因和抑癌基因的改变目前认为,肿瘤形成是一个多阶段、多基因以及多病因 参与的过程。原癌基因活化和抑癌基因失活的改变与肿瘤发生、发展密切相关。检查这些改 变,可能提供有高度特异性的效应标志。目前已知原癌基因的活化主要通过点突变、染色体 重排、基因扩増或非整倍体形成等方式而岀现。例如化学致癌过程最常见的ras基因突变 以H-ras最为常见,K-ras次之。最近有研究资料表明,结肠癌病人通过检查粪便中脱落结 肠细胞K-ras基因发现有特异的突变。同样,抑癌基因的失活或丢失,也可进行检测。如膀 胱癌病人P的改变,通过检查尿中膀胱脱落上皮细胞观察到基因突变,这些基因突变的筛 选可作为肿瘤早期阶段可能的诊断工具 (4)其它的毒性反应除上述外,呼吸、生殖与发育、神经与免疫等系统的毒性,均可 使用不同类型、不同水平的生物标志。如,用肺功能测定仪或其它参数(例如粘纤毛的清除 率)测定肺功能的改变。对女性生殖功能可观察女性血浆、唾液中激素水平、阴道电阻等 三、在制订卫生标准中的应用
触黄曲霉素 B1(AFB1)的较好标志。AFB1 摄入量与尿中 AFB-1-N-7G 排出量显著相关性。其次 ，DNA 加成物形成数量与诱变效应和致癌作用有密切关系。另外，非靶细胞 DNA 加成物可以 用作分子剂量标志。如，血液淋巴细胞、脱落细胞、肺吞噬细胞、胎盘、小便检测 DNA 加成 物含量可作为非靶细胞 DNA 加成物检测的替身, 用于流行病学调查。 另一类反映内剂量的生物标志即排泄物的生物活性。对于一些未知的有害物质或一些成 分复杂的混合物，无法采用常规的化学检测方法确定内剂量。对于这些物质的接触剂量可用 检测排泄物的生物活性予以解决。目前，应用最广泛的是利用 Ames 试验法等检测尿中诱变 活性。从观察某些毒物活性的角度讲，诱变物活性内剂量测定已成功地用于人群调查，如观 察烤肉、酒类化合物、药物、工业毒物接触所出现的变化。近年来一些广泛受到人们关注的 生物效应标志(biomarkers of effect)主要为： （1）细胞学和细胞遗传学标志 如细胞增生、染色体结构或数目异常、姐妹染色体互换 /微核形成等标志已被广泛应用。例如，细胞增殖的观察采用了 HTdR 渗入实验，观察增生面 积的变化。用细胞荧光计测定 S 期细胞所占比例；用免疫组化方法检查进入细胞周围的细胞 群落；用鸟氨酸脱羧酶(ODC)水平反映组织总的增殖活性。细胞分化异常则是细胞学的另一 类重要标志。例如肠道上皮细胞粘液图象的变化是分化异常的标志，有人利用 O-乙酰化唾 液粘蛋白表达低下,预测肠道恶变的发展。细胞分化过程中细胞角蛋白（cyto-keratin）与 中间微丝(intermediate filaments)组成与分布的改变，碳水化合物血型相关抗原改变（出 现新的抗原决定簇）、细胞对外援凝集素结合能力的变化属于细胞分化的生物标志。近年来 ，细胞调亡现象受到人们很大关注，认为是早期癌变的一种重要细胞学标志。 （2）DNA 氧化损伤及其产物 氧化损伤 DNA 损伤的一种常见的方式。环境中多种化学、 物理因素亦可通过形成自由基引起 DNA 氧化损伤。DNA 氧化损伤与细胞衰老，老年性退行病 变以及肿瘤形成等有密切关系。研究证明，8-羟基去氧鸟嘌呤（Oh-8-Dg）是一种较好的 DNA 氧化损伤标志物。它能反映靶细胞受氧化损伤打击的程度，可在血、组织、小便中检出。机 体总抗氧化能力，对于评价和判断机体氧化损伤也受到人们的关注。 （3）癌基因和抑癌基因的改变 目前认为, 肿瘤形成是一个多阶段、多基因以及多病因 参与的过程。原癌基因活化和抑癌基因失活的改变与肿瘤发生、发展密切相关。检查这些改 变,可能提供有高度特异性的效应标志。目前已知原癌基因的活化主要通过点突变、染色体 重排、基因扩增或非整倍体形成等方式而出现。例如化学致癌过程最常见的 ras 基因突变， 以 H-ras 最为常见，K-ras 次之。最近有研究资料表明，结肠癌病人通过检查粪便中脱落结 肠细胞 K-ras 基因发现有特异的突变。同样，抑癌基因的失活或丢失，也可进行检测。如膀 胱癌病人 P 53 的改变，通过检查尿中膀胱脱落上皮细胞观察到基因突变，这些基因突变的筛 选可作为肿瘤早期阶段可能的诊断工具。 （4）其它的毒性反应 除上述外，呼吸、生殖与发育、神经与免疫等系统的毒性，均可 使用不同类型、不同水平的生物标志。如, 用肺功能测定仪或其它参数(例如粘纤毛的清除 率)测定肺功能的改变。对女性生殖功能可观察女性血浆、唾液中激素水平、阴道电阻等。 三、在制订卫生标准中的应用