环境毒理学

首先：要研究不同的环境因子与机体的交互作用，人的疾病／健康状态在本质上是由环境因素、遗传因素、个体的机能状态，通过复杂的相互作用而决定的。美NIEHS 1998年确立环境基因组计划(EGP)，着重研究环境与机体交互作用的十大类200余种环境反应基因，以促进识别不同环境暴露后决定疾病危险差异的环境反应基因的结构与功能上的多态性，加强疾病病因学中基因一环境相互作用的流病调查。多水平上开展损害(以致癌效应为主)机理的研究：基因水平上，应以癌前病变为主，寻找相关基因的标志物，为癌变早期诊断预测提供依据；识别反应基因结构与功能的多态性，阐明个体对环境暴露做出不同反应的遗传学基础一遗传易感性，更好地预测高危人群的危险度及易感个体的判定，协助管理机构发展环境保护政策疆日胞水平上．进行环境因子的细胞信号转导的研究，弄清产生某一效应的通路具
毒理学在我国环境卫生领域的应用
环境毒理学是成用毒理学观点和方法研究人类生活环境(空气、水、土壤、家用化学物品等)中已存在的有毒化学物质及其转化产物对人体健康的有害作用及其作用规律的一门科学，它既是环境卫生学的一个重要组成部分，又足毒理学的一个分支学科。根据人体接触环境化学物的方式、条件及其后果，环境毒理学研究具有下列特点：(1)研究的对象比较广泛，涉及空气、水、土壤及家用化学物品中的有毒化学物质；(2)它不仅研究环境毒物对机体偶然的急性危害，还重点研究其低浓度、长时间反复作用下对机体产生的慢性危害，包括致突变、致癌、致畸等对机体本身及其后代的潜在影响；(3)研究环境毒物通过不同途径对人体产生的综合影响。我国环境毒理研究工作始于20世纪60年代初，当时开展了环境污染的毒性研究工作，制定了一批大气中有害物质卫生标准和地面水中有害物质卫生标准。80年代以来，环境毒理研究工作得到迅速发展：在研究内容上涉及环境污染的各个侧面，重点研究低浓度环境污染物(金属和稀有金属、石化、农药、烃及多环芳香烃等)对机体的危害；在研究方法上除一般毒性研究外，更广泛地开展了遗传毒性、生殖毒性、免疫毒性研究，还开展了整体动物的长期慢性致癌研究。近年来，又先后开展了分子生物学水平的研究。人才培养上，在预防医学专业开设r卫生毒理学课程，设立了毒理学硕士及博士学位，培养了一大批毒理学硕士和博上，增添了新生力量。同时许多环境毒理学者前往欧、美、日本等国学习考察，进行学术交流或科研合作，引进毒理学研究新技术、新方法，大大提高了国内毒理学研究水平。本文仅就国内有代表性和具有特色的环境毒理研究工作作一概述。
1979年北荚成立了“环境毒理和化学学会”。lO年后在欧洲有了分支学会。
1988年在丹麦的哥本哈根举行r第1届欧洲生态毒理学术研讨会，并一直延续至今。
1989年“生态毒理和环境安全学会”在部柏林举行了首次单独以“生态毒理学”为主题的国际会议。
1990年以来，生态毒理学研究重点集中予：微量毒物的长期效应、生态系统健康和生态风险评价三个方向。
生态毒理学是环境科学中的前沿分支，进入上个世纪90年代后异军突起，其特征是将宏观生态理论与微观机理研究结合起来。生态毒理学的主要发展历史如下：
1969年法国科学家Rene TI-uhaut首次提出“生态毒理学”概念。
1972年“等：态毒理和环境安全学会”在欧洲成立，成员包括欧洲、远东和北美等围。
1972—1985年在日本、德国、法国、奥地利、丹麦和意大利举行了一系列与生态毒理学相关的学术研讨会。
有重要的理论与现实意义。开展细胞增殖、分化及凋亡的调控研究，是研究细胞变化的重要课题。整体水平上，现代科技对人类生存环境全方位地渗透，使人类承受着越来越复杂及强烈的应激，导致机体多方面的机能紊乱(如海湾战争原因不明病)。因此研究应激对精神和行为，大脑功能、神经内分泌、免疫系统等的影响，特别是应激对下丘脑一垂体一肾上腺(HPA)轴反馈功能的调控的研究应列为重要的研究课题。
1环境毒理研究在阐明病因学中的作用
原中国预防医学科学院卫生研究所环境毒理研究室研究人员，在对云南省宣威地区居民肺癌高发原因研究中，应州环境毒理研究方法对当地燃煤烟尘和燃柴烟尘进行了长时间(10余年)的系列研究“1，他们采用了一整套毒理学的试验方法，包括对当地燃煤和燃柴的烟尘、可吸人坐和不同粒径(7～1．1 pm)颗粒物分别进行了致突变性试验(Ames试验、cHO—scE试验)、两阶段小鼠皮肤致癌试验、整体动物长期致癌试验小鼠皮下注入致癌试验、大鼠气管染毒致癌试验和动物现场吸入暴露试验)、以及小鼠肺组织B(a)P，DNA共价结合物等试验，研究结果均阐明了当地燃煤烟尘具有很强的致突变性和致癌性，为宣威肺癌高发病因提供了重要的实验证据。再结合环境流行病学研究结果以及环境化学分析结果，最后阐明了宦威燃煤空气福染是当地居民肺癌高发的主要原因，该项研究成果在国内外具有相当影响。近年来他们又测定了当地(宣威)肺癌病人(实验组)和非当地肺癌病人(对照组)纤维支气管镜剥落细胞的PAH—DNA加合物水平B1，发现实验组PAH—DNA加合物水平远远高于对照组。此外，还用PcR。ss(：P筛选K_ras基因突变率及其突变特性⋯，同样发现实验组病人K-ras基因突变率(25％)明显高于对照组人群(10％)，而且实验组病人的K—ras基因突变特征也不同f对照组人群。上述研究工作进一步从分子水平证明了宣威燃煤污染与肺癌高发有直接联系。环境毒理学在此作出了重要贡献。
1992年英、美部分科学家首次提出“分子生态学”概念，将生态学研究基础从宏观拓展到微观。
1995年c弘国毒理学。幻
1997年在法国召开了第一届欧洲分子毒理学大会。
1998年在我国召开了有关的国际生态毒理学专题研讨会。
2002年生态毒理专业委员会召开第2届全国生态毒理学研讨会
本世纪环境科学中留下的许多问题，如化学品的安全性、生物降解问题、污染与健康问题在一
定程度上都是由于生态毒理学的两类技术没有融合贯通引起的“漏洞”(gag))所致。进入90年代，欧美料学家中的一些人已预感到在这个“结合部”(宏观与微观技术)的突破不仅可以把环境科学推向新高峰而且会解决目前人类遇到的许多环境难题。从分子生态学到分子生态毒理学的提出都足在生态毒理学框架内在“结合部”实施突破的尝试。当然，这些学科都不是成熟的学科，随着时间的推移在它们中间必然会“分久必合，合久必分”这也是科学发展的规律，但是它们所发展的科研方法、技术体系无疑会保持下去和完善起来，并成为生态毒理学的理论和方法的一部分。因此现在评述这些学科在自然科学中的地位可能为时尚早，但对它们涉及的研究方法和新的技术作出评述是很有价值的。
1992年De Kirnijf将生态毒理学定义为用多学科理论(生理、生态、化学和毒理学)解释自然界中污染物的作用过程和暴露风险。它不仅是一门科学而且是污染防治中应用性强的一种工具，用于支持环境政策、法律、标准和污染控制。生态毒理学的技术方法按1998年出版的专著Ecotoxicology明显分为两大类技术即宏观分析技术：生物个体水平以上的生物组成对污染的响应，以及微观分析技术：细胞水平以下对污染的响应。宏观技术以生态学理论为基础，以生物个体为基本单位，研究污染对生态系统中各层次(个体、种群、群落)的影响。微观技术以细胞生物学(90年代以前)为理论基础，研究污染对单细胞、染色体及蛋白质、核酸等遗传物质的效应。显然生态学和分子生物学的研究由于对象、手段的不同，在对问题解释的角度上是有很大差异的。到目前为止，在生态毒理学中这两类研究的发展是并行的，有时会有交叉，但并末融合。但是各自都对环境科学作出，重大贡献。生态学在宏观工业污染控制、温室效应和生物多样性、臭氧层保护等方面取得的进展是有目共睹的，细胞、分子生物学在遗传修饰微生物的污染治理、DNA的损伤机制、突变检测等方面的突破性进展将环境科学立足点提高到污染问题的本质层次上，而且在污染问题的发现与产生的研究及污染控制中微观技术所显示的潜能是如此巨大，以至可以肯定地说，以分子生物学为基础的生态毒理学微观分析技术在下个世纪至少在环境科学中将扮演一个重要的角色。
环境毒理学是研究环境毒理(污染物)对人类有机体损害作用机理，防治措施，危害评价与管理的一门科学，是生命科学的重要组成部分。20世纪人类创造了前所未有的物质财富，加速推进了文明发展进程，同时又出现了环境污染、生态破坏等重大问题，从而可能威胁全人类未来的生存与发展。环境毒理学面临着严重的挑战。
我国环境污染的特点是：一是污染物以对数增长方式进入环境。二是具有经济发展的特色，如粗放型经济发展方式；煤炭为主的能源结构；臭氧层破坏、温室效应等。三是职业性暴露多属小剂量长期暴露。环境污染物的种类可主要划分为化学类、物理类、生物类，各具有危害的靶点。危害的医学后果可概括为：以致畸、致突与致癌为代表的躯体性效应与遗传性效应，及各种特殊环境引起环境应激医学反应。因此研究环境污染物暴露与人类健康的关系，需要新思路、新方法，采用医学生物学的最新成就开展多层次、多水平的深入研究。
环境毒理学中的营养学问题
营养对疾病进程的影响有着重要意义，已有大量的研究表明营养和心血管疾病、肥胖、糖尿病、高血压、癌症、Alzheimer病等老年性疾病相关。由于过多地摄入高度精制的、高脂肪、高能量的膳食，以及长期坐位的生活方式可以导致老年性疾病提前发生。此外，膳食中缺乏粗纤维、多糖以及抗氧化物和多酚等相关化合物的水果、蔬菜，可使机体氧化和抗氧化能力失衡，机体终生处于持续增高的细胞氧化应激状态可以引发老年性疾病。现代毒理学已经认识到营养与健康和疾病相关，而且新显现问题是营养素可以改变环境毒物的毒性；反之，环境污染物也可以改变营养素的生物活性和代谢过程，具有相同的重要性。由于现代工业的发展，人类接触的环境污染物迅猛增加，同时在人口稠密的居民区分布了大量的工业和生活废弃物排放点，这类环境毒物可以直接或通过食物链影响人类的健康。但要真正了解环境毒物的毒性非常困难，这是由于环境中存在无数的化学物，而且它们对健康的影响方式众多。已有研究提示营养、生活方式、健康状况等个体因素和遗传因素都可明显影响机体对毒性损伤的敏感性和耐受性。作为反映我们对环境毒理和健康关系认识的这些新领域营养学已经开始整合并促进我们对上述概念加以思考。不良的饮食习惯不但使我们更易患上老年性疾病，而且增加对环境毒物的易感性。按美国居民平均膳食，他们食用含有大量亚油酸的植物油，使他们更易患炎症性疾病。最近研究表明多氯联苯可诱发血管细胞氧化应激和炎症，这是动脉粥样硬化的病理过程中的关键步骤，更为重要的是该研究还发现像亚油酸这样的前炎性膳食脂肪可加重多氯联苯的血管毒性。具有抗氧化作用的维生素E可以较好地减轻脂肪类和多氯联苯的细胞毒性。通过对膳食因素和毒物相互作用的研究，可以发展评价人群接触环境污染物的新的生物标志物，如营养性生物标志物血浆维生素E以及特异性不饱和脂肪酸可以同时反映机体营养状态和对环境毒物的易感性。进一步探索环境毒理学中营养的作用，可以完善我们对营养、环境毒物、疾病相互关系的认识。许多环境毒物导致疾病是通过氧化应激敏感的信号转导通路来完成的，因此，引发细胞氧化应激的营养素可以增强环境毒物的毒性；另一方面，具有抗氧化作用的营养素，则能减少和预防相应环境污染物引起的疾病。目前，像基因组学、毒物基因组学、蛋白质组学、代谢组学等新技术的进展以及分子、细胞、生物信息工具和方法学的应用已经积累了大量数据，也为多学科交叉研究提供了机遇，因此，一些营养标志物和新的先进技术等问题具有非常重要的实际意义，因为在制定环境毒物相关疾病的一级预防战略时，营养是最为灵敏而有效的方法。