(生物学)生物标志物与危险度评定
毒理学基础复习资料
第一章 绪论 毒理学 研究外源性化学物质对生物机体的损害作用的学科(传统定义) 。
现代毒理学：研究所有外源因素（如化学、物理和生物因素）对生物系统的损害作用、生物学机制、安全性评价)与危险性分析的科学。
机制毒理学：1、在危险度评定中，可用于验证与人类直接相关的试验动物中所观察到的某种不良结局。
2、亦可用于排除试验动物有害反应发生于人类的可能性。
3、有助于设计和生产较为安全的化学品以及合理治疗化学中毒和其他疾病。
4、有助于准确了解人类与试验动物间毒性反应的差异，识别和保护遗传上易感的个体免遭因环境暴露引起的危害，并可依据个体遗传特征制定个体化预防措施和针对性的药物治疗方案，以提高疗效降低毒性。
第二 毒理学基本概念 毒物：是指在一定条件下，以较小剂量进入机体就能干扰正常的生化过程或生理功能，引起暂时或永久性的病理改变，甚至危及生命的化学物质 毒性：指化学物质引起有害作用的固有能力。
剂量相同时，对机体损害能力越大的化学物质，毒性越高。
相对于同一损害指标，需要剂量越小的化学物质，其毒性越大。
中毒：是指生物体受到毒物作用而引起功能性或器质性改变后出现的疾病状态。
毒效应：又称为毒作用，是化学物质对机体所致的不良或有害的生物学改变。
毒效应是化学物质或代谢产物在作用部位达到一定数量并停留一定时间，与组织大分子成分互相作用的结果。
当改变暴露条件时，毒效应会相应改变。
毒性是一种能力，中毒是一种状态，毒效应是种表现 损害作用：指影响机体行为的生物化学改变，功能紊乱或病理损害，或者降低对外界环境应激的反应能力。
非损害作用：机体发生的生物学变化应在机体适应代偿能力范围之内，机体对其他外界不利因素影响的易感性也不应增高。
选择毒性：一种化学物质只对某种生物产生损害作用，而对其他种类生物无害；或只对机体内某一组织器官发挥毒性，而对其他组织器官不具毒作用。
选择性毒性产生的原因： （1）物种和细胞学差异 （细菌、青霉素） （2）不同组织器官对化学物质亲和力的差异（百草枯、肺） （3）不同生物或组织器官对化学物质生物转化过程的差异（ 磺胺类药物的发明） （4）不同组织器官对化学物质所致损害的修复能力的差异（肝、肾再生能力强，脑、神经再生能力弱）靶器官：外源化学物可以直接发挥毒作用的器官就称为该物质的靶器官。
生物标志物在环境污染评估中的应用
生物标志物在环境污染评估中的应用随着社会的发展和经济的增长，环境污染问题日益严重，给人类和生物带来了巨大的危害。
环境污染的种类繁多，包括水、空气和土壤等多个方面。
而要对这些污染进行准确评估，传统的监测手段往往昂贵且耗时，很难实现对环境多样性和生态系统复杂性的全面监测。
然而，生物标志物（biomarkers）作为一种新的评估工具，正逐渐受到广泛关注并应用于环境污染评估中。
生物标志物是指在生物体内或体外受到污染或其他环境变化后，能够作为衡量生物体健康状况和环境风险的指标。
它可以是分子、细胞、组织或整个生物个体的某种生理、生化或行为的特征。
生物标志物的选择应具备以下特点：特异性、敏感性、可重复性、可测量性和可证实性。
首先，生物标志物在环境污染评估中的应用主要集中在水体污染方面。
水是人类生活和生物生存的基本需求，然而水源的污染程度一直是个令人关注的话题。
生物标志物的应用可以帮助我们了解水质受到的污染程度、污染源和其对生物体的影响。
例如，水中的激素残留物和重金属元素可以通过测量鱼类或水生生物中的生物标志物来评估水体质量。
这些生物标志物的变化可以帮助我们了解水体内的污染源以及是否对生物个体的繁殖和生长产生了负面影响。
其次，生物标志物还在土壤污染评估中发挥重要作用。
土壤是农业生产和生态系统的重要组成部分，然而，土壤的污染问题严重影响着作物生长和生态系统的健康。
生物标志物的应用可以帮助我们快速、准确地评估土壤中的有害物质含量以及其对土壤生态功能的影响。
例如，通过测量土壤中微生物群落的多样性和活性代谢物的变化，可以判断土壤是否受到了污染物的影响，进而采取相应的治理措施。
此外，生物标志物还可以应用于空气污染评估。
空气污染对人们的生活和健康造成了严重影响，但是常规的空气污染监测手段往往需要高昂的费用和复杂的设备。
生物标志物的应用可以提供一种更加便捷和经济的空气污染评估方法。
例如，通过测量城市中居民的呼吸系统和皮肤表面的生物标志物，可以判断空气污染对人体的潜在影响，以及不同污染源之间的差异。
生物安全危险评估程序
生物安全危险评估程序
生物安全危险评估程序是一种系统性的方法，用于评估生物安全领域中的生物危险性。
该程序通常包括以下步骤：
1. 风险识别：确定可能存在的生物危险源和潜在的风险。
这包括确定可能导致生物安全事故或传播疾病的生物物质、实验室或生产设施使用的生物材料和技术。
2. 危险评估：评估确定的生物危险源的潜在风险。
这包括评估生物物质的病原性、传播途径、传播能力、潜在危害和可能的后果。
3. 风险等级划分：根据危险评估结果，将生物危险源划分为不同的风险等级。
常见的风险等级划分包括低风险、中风险和高风险。
4. 风险管控：基于风险等级，制定相应的风险管理措施。
这包括实施相应的生物安全措施、制定操作规程、培训员工、监测和报告风险等。
5. 风险通报：及时向相关方面通报风险评估结果和风险管理措施，以确保透明度和协同作用。
6. 风险监测和评估：定期进行风险监测和评估，以确保风险控制措施的有效性，及时调整和改进措施。
通过实施生物安全危险评估程序，可以有效识别和控制生物危
险源，保护人类和环境的安全。
这在实验室、医疗机构、农业和食品加工等领域都非常重要。
食品毒理学期末重点试题
1. 食品毒理学:是借用基础毒理学的基本原理和方法，研究食品中有毒有害物质的性质、来源及对人体损害的作用与机制，评价其安全性，并确定这些物质的安全限量以及提出预防管理措施的一门学科。
2.3R原则:优化实验方法和技术，减少受试动物的数量和痛苦，取代整体动物试验的模式。
3.毒性作用的分类:①变态反应②特异体质反应③速发与迟发作用④局部与全身作用4.生物学标志(生物学标记或生物标志物):针对通过生物学屏障进入组织或体液的化学物质及其代谢产物，以及他们所引起的生物学效应而采用的检测指标。
可分为暴露生物学标志、效应生物学标志和易感性生物学标志。
5.剂量-效应关系:不同剂量的毒物与其引起的量化效应强度之间的关系。
6.烃类烷烃与其同系物相比，碳原子数越多，毒性越大，但当其碳原子数超过七至九个时，毒性反而下降。
同系物碳原子数相同时，支链的毒性的更大成环的毒性更大。
不饱和度越高，化学性质越活泼，毒性越强。
碳链长度相同时，炔烃的毒性更强。
7.脂/水分配系数:化学物在脂(油)相和水相中的溶解分配率达到动态平衡时的浓度比。
一种化合物的脂水分配系数较大，表明它易溶于脂，反之表明易溶于水，而呈现出化合物的亲脂性或疏脂性。
化合物的脂水分配系数大小与其毒性密切相关，它涉及化合物的吸收，分布，代谢和排泄。
8.电离度:许多外源化学物是弱有机酸或有机碱，在溶液中以非电离或电离形式存在。
以非电离形式存在的弱有机酸和有机碱具有一定的脂溶性，易通过生物膜，且其转运的速率与其脂溶性大小呈正相关。
9.最小致死剂量或浓度MLD, LD01:指一组受试物实验动物中，仅引起个别动物死亡的最小剂量或浓度。
绝对致死剂量或浓度LD100:指引起一组受试实验动物全部死亡的最低剂量或浓度半数致死剂量或浓度LD50:引起一组受试实验动物半数死亡的剂量或浓度。
观察到有害作用的最低水平LOAEL 未观察到有害作用水平N0AEL 观察到作用的最低水平LOEL 未观察到作用水平NOEL 慢性作用带Zch 急性毒作用带Z ac 暴露范围MOE10.生物转运:外源化学物的吸收、分布和排泄的过程。
最新生物安全实验室病原微生物实验活动危险度评估精品课件
第十三页，共31页。
病原微生物危害评估(pínɡ ɡū)的 要素
3）自然传播途经。
4）病原微生物在环境(huánjìng)中的稳定性。
5）病原微生物的宿主。
6）从动物研究和实验室感染报告或临床报告中得到 的信
息。
7）当地是否能进行有效的预防和治疗
2、拟从事实验活动的危险分析：
4.2.3血清学检测：血清未灭活前，检测麻疹 病毒抗体，需在BSL-2实验室内进行；血清
第二十二页，共31页。
麻疹病毒危害评估(pínɡ ɡū)报告
4.3 拟从事实验活动的危险性分析(fēnxī) 及相应的预防措施
4.3.1 标本采集
4.3.1.1 咽拭子：采集时近距离接触患者， 可能通过空气、飞沫传播而引起感染， 操作者必须加强个人防护（工作服、口 罩、帽子、一次性乳胶手套等）。
B类：其它危害程度二类病原菌的样本和 第十一页，共31页。
有关细菌、放线菌、衣原体、支原体、立克次氏体、螺旋体、真菌 (zhēnjūn)的说明
三、其它说明：
1、一般情况下对现场和临床的未知样本检测应 在二级以上生物安防
护级别的实验室进行，但此项工作仅限于对样本中 病原菌的初步分离鉴
定，一旦病原菌初步明确，应按病原菌的危害类别 将转移至相应级别的
有关细菌放线菌衣原体支原体立克次氏体螺旋体真菌zhnjn的说明1一般情况下对现场和临床的未知样本检测应在二级以上生物安防护级别的实验室进行但此项工作仅限于对样本中病原菌的初步分离鉴定一旦病原菌初步明确应按病原菌的危害类别将转移至相应级别的2霍乱属甲类传染病霍乱弧菌流行株按第二类管理其菌株或活菌培养物运输包装分类属a类
1、生物安全实验室正式启用前 2、收集的资料(zīliào)表明所从事的病原微 生物
生物标志物在危险度评价中的
3．1．2抗氧化酶类
Байду номын сангаас 2.3 易感性生物标志物
• 易感性标志物是指当生物体暴露于某种特定的外源化合物时，由 于其先天遗传性或后天获得性缺陷而反映出其反应能力的一类生 物标志物，可指示生物个体对污染物的敏感性。在污染物与生物 体相互作用过程中，机体因素是很重要的，性质与剂量相同的污 染物对不同的个体可能出现迥然不同的反应，这取决于受作用个 体的敏感性一。 • 一般地各个层次的生物组织，小到微观分子，大到生态系统，在 污染物的作用下，都有各自相对应的污染效应及相应的生物标志 物。如水藻的种类、数量、结构等可以指示水体污染程度。但生 物标志物的研究多集中于分子或细胞水平，种群、群落和生态系 统层次上的生物标志物正处于研究的初始阶段。
生物标志物在危险度评价中的 应用
Applications of Biomakers in the Risk Assessment
生物标志物概述
• 1987年美国国家科学院首先将生物标志物定义为 由生物体或样品可测出由外来化合物导致的细胞学或 生物化学组份或过程、以及结构或功能的变化。 • 最初只是将耐污的生物物种称为指示生物(Indicator species或Bioindicator)，随着污染生态学的野外研究和 实验室毒性试验研究，逐渐将生物指示物的应用范围 扩大至污染生态学的不同生物学组织层次，小至分子 水平，大至生态系统结构与功能，包括发生在分子、 生物化学、生理、病理组织、生物个体、种群、群落 和生态系统等不同生物学组织水平上的生物学效应， 从生物学的角度为环境质量的监测和评价提供依据。
生物学生物标志物与危险度评定
暴露生物标志物 Biomarkers of exposure
暴露生物标志物指机体内可测量的外源性物质、 代谢产物、外源性物质或其代谢产物与靶分子或 靶细胞相互作用的产物。
暴露生物标志物与内剂量（internal dose）生物指 标本质上意义相同，后者更强调其与重要器官或 组织有害作用（adverse effects）间的关系。
cadmium in blood or adducts to DNA and haemoglobin for electrophilic compounds or metabolites 4. Very long: heavy metals in bone.
效应生物标志物 Biomarkers of Effects
种属间或种属内，个体间相同效应生物标志物改变所需要接触剂量的 差异，可以用来估算种属间和种属内毒代动力学差异带来的不确定因 素的水平，从而降低种属间外推时，毒代动力学差异导致的不确定因 素。
可以降低高剂量向低剂量外推导致的不确定因素 通过导致早期效应的机制可以推断低剂量时剂量—反应（效应）关 系曲线的形状 直接研究一般人群暴露水平下（低暴露）的剂量—反应（效应）关 系曲线
4A-Hb加合物与红细胞的生命周期一致，可 以在体内存留4个月；
4A－Hb 加合物结构鉴定； 发现4A－Hb与工人的接触剂量密切相关； 脱离TNT接触两个月后，其体内4A－血红
蛋白加合物仍维持在相当的水平 。
TNT接触水平与 4A-Hb之间 的接触-效应关系
对112名接触不同水平TNT 作业工人的研究发 现，在高暴露的装药、过筛、球磨和压药等工 种中的4-A血红蛋白加合物水平明显高于包装 和维修等低暴露工种。
暴露生物标志物
降低外暴露评价导致的不确定因素 减少了种属间外推时毒代动力学差异导致的
生物学标志物
如何进行工作？
1、标志物的筛选： 能反映疾病的进程； 特异性高、稳定性好； 检测方法灵敏、特异、快速方便。 2、标本采集与储存：无污染；不变质； 标本档案材料要齐全。
3、检测技术要合适。 （1）DNA水平：PCR、SSCP、测序 Southern Blot （2）RNA水平：RT-PCR、Northern Blot （3）蛋白质水平：Western Blot、组化 （4）功能水平：酶学、机能学
流行病学研究设计特点
• 横断面研究：应用生物学标志物的流行 病学研究大多具有横断面的特点 • 病例-对照研究：实质上也为横断面 • 病例-病例研究：将某种疾病病例按标志 物有无分为两组，比较两组间某些因素 的差异 • 队列内病例-对照研究：需要在队列建立 时采取并储存生物标本，如血清
应用生物学标志物的优点
易感性标志物举例标志物暴露疾病抗胰蛋白酶吸烟肺气肿n乙酰转移酶芳香胺膀胱癌芳香烃羟化酶吸烟肺癌生物学反应标志物举例标志物暴露生物学介质染色体致突性化学物质断裂白细胞姊妹染色单体变换白细胞粘膜点突变致突性化学物质次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核苷转移酶白细胞胸苷激酶白细胞癌基因活化化学致癌物组织原卟啉升高红细胞乙酰胆硷脂酶活性降低有机磷杀虫剂血浆因对暴露反应而引起的靶细胞或组织的生物学改变某些疾病的亚临床期标志物标志物疾病血清胎儿蛋白肝癌胃肠疾病胎儿神经管缺陷癌胚胎抗原胃肠癌其它胃肠疾病肿瘤相关抗原多种癌症血清谷丙转氨酶心肌梗塞疾病标志物是一生物学或生物化学事件的指示物它预示着疾病的亚临床期或是疾病自身的一种表现染色体改变
第十章 生物学标志物在流 行病学研究中的应用
(Application of biomarker)
• 2010
学习目标
• • • • 掌握生物学标志物的概念 掌握生物学标志物的分类 理解生物学标志物的用途 理解在流行病学研究中使用生物学 标志物应注意的问题
生物标志物的检测方法及应用
生物标志物的检测方法及应用随着生物医学科学的发展，人们对疾病的认识越来越深刻，对于疾病的预防与诊治也变得越来越细致。
生物标志物是指生物体内的某种化学物质，可用于诊断疾病、监测治疗、评估患者复发和预后等方面。
生物标志物的检测方法也多种多样，如何选择最合适的检测方法，对于准确地使用生物标志物具有关键性意义。
一、生物标志物的分类生物标志物可按其检测原理来分类：（1）基于分子生物学方法，如PCR、RT-PCR、蛋白质组学等；（2）基于免疫学方法，如ELISA、荧光免疫法、放射免疫法等；（3）基于物理化学方法，如电化学法、质谱法、光学传感器等。
生物标志物还可按其生物特性分类：（1）生化标志物，包括血清蛋白、血清酶、神经肽等；（2）细胞标志物，包括肿瘤标志物等；（3）遗传标志物，包括染色体变异、基因突变等。
二、生物标志物的检测方法1.基于分子生物学方法PCR是最常见的一种基于分子生物学的生物标志物检测方法，可以快速高效地检测多种病原体。
PCR法适用于检测DNA、RNA等生物大分子，通常是将生物样本经过简单的提取处理，将其所需的核酸分离出来，再进行PCR扩增。
PCR方法的优势在于可以快速、敏感、特异地检测生物标志物，并且可以在样本中快速筛选出病原体。
不过PCR有一定的局限性，其较大的问题在于对于某些生物体内的标志物不易检测或不适用，比如RNA标志物就需要依靠转录酶反应（RT-PCR）进行扩增检测。
同时PCR需要许多精细、复杂的试剂和设备，具有一定成本，而且还容易出现阳性假阳性等问题，可能会影响检测结果的准确性。
蛋白质组学是一种通过质谱技术鉴定生物物种样本中蛋白质的方法，蛋白质组学可以检测到某些特定的蛋白质标志物，能够提供更全面的疾病信息，但其检测方法有较高的成本、复杂性和技术门槛。
2.基于免疫学方法免疫检测法就是利用抗体与抗原间的免疫偶联反应来检测生物标志物的方法。
免疫学方法通常是将所需的抗体与标准生物标志物做免疫反应，通过抗体与生物标志物的特异性结合从而完成标志物的检测。
危险化学品的生物监测与健康评价
危险化学品的生物监测与健康评价随着工业化的发展和化学品的广泛应用，危险化学品的生物监测与健康评价变得尤为重要。
本文将从生物监测和健康评价两个方面来探讨这一问题。
一、危险化学品的生物监测危险化学品的生物监测是通过对人体、动物或环境进行监测，以评估暴露于危险化学品中的个体或群体的暴露程度和健康风险水平。
常见的生物监测方法包括生物标志物的分析、血液、尿液和脂肪组织的化学物质测定等。
1. 生物标志物的分析生物标志物是在机体内与外源性化学物质接触后产生的物质或变化，可反映个体或群体受到的化学物质暴露水平。
例如，尿液中的代谢产物、血液中的酶活性等都可以用来作为危险化学品暴露的生物标志物来进行监测。
2. 化学物质的测定通过对生物样本中的化学物质进行测定，可以准确评估个体或群体的暴露程度。
血液和尿液是常见的生物监测样本，通过测定其中的危险化学品浓度，可以了解个体的暴露水平和潜在的健康风险。
二、危险化学品的健康评价危险化学品的健康评价是指对暴露于危险化学品的个体或群体进行健康效应的评估。
通过健康评价，可以确定危险化学品对人体健康的潜在风险，并制定相应的控制措施。
1. 急性毒性评估急性毒性评估旨在评估短期接触危险化学品对人体的毒性作用。
常用的评估方法包括LD50实验、急性毒性试验等。
通过这些方法，可以确定危险化学品是否具有急性毒性，以及确定其毒性等级。
2. 慢性毒性评估慢性毒性评估用于评估长期接触危险化学品对人体健康的影响。
常见的评估指标包括致癌性、致畸性、致突变性等。
通过动物实验和流行病学调查等方法，可以确定危险化学品对人体慢性健康影响的可能性和程度。
3. 生态毒性评估生态毒性评估用于评估危险化学品对环境和生物多样性的影响。
通过对水体、土壤、植物和动物等进行监测和实验，可以确定危险化学品对生态系统的潜在风险。
三、危险化学品的监管与管理为了保护人类和环境的健康，危险化学品的监管与管理至关重要。
政府部门应该加强对危险化学品的监管，制定相应的法规和标准，并建立健全的执法机制。
生物标志物
生物标志物（biomarker）思路总结：第一部分：Biomarkers Introduction1.什么是生物标志物？生物标志物是生物体内对于单个或多个环境压力（污染物）和非化学的。
生物标志物反应，因此能够提供不良反应的早期预警。
生物标志物反应通常在亚致命毒性范围内观察到，作为对生长、繁殖和生存影响的前兆。
它们包括正常生理功能的细微变化，如生殖行为、疾病复原力和捕食能力，这些能力会对生物体的长期生存和生殖输出产生深远影响;最终，这些会影响生态系统健康(生物体受到严重损害之前，在不同生物学水平（分子、细胞、个体等）上因受环境污染物影响而异常化的信号指标。
它可以对严重毒性伤害提供早期警报。
这种信号指标可以是细胞分子结构和功能的变化、的变化或生成异常的代谢产物或其含量，可以是某一生理可以是个体表现出的异常现象，可以是种群或群落的异常变化，可以是系统的异常变化。
)2. 生物标志物的选择原则:1) 生物标志物必须能够表明暴露于污染物。
2) 生物标记物的反应必须能够与对个体和生态系统的影响联系起来 3) 必须具有足够的灵敏度，即所选标志物的水平与外接触水平要有剂量-反应关系，在无害效应接触水平下仍能维持这种关系。
3. 生物标志物的具体应用：种群或群体-- 但在这一水平上的影响通常是由于许多个体适应度的变化而产生的。
对于一个个体的有机体来说，接触污染物是有害的，因为它们改变了个体的正常生理，而这些变化通常可以在分子或亚细胞水平上测量。
在分子或亚细胞水平上的损伤是由酶过程、蛋白质表达和功能的变化、突变或Pollutant Exposure MolecularSub-cellular (organelle)CellularTissueSystematic (organ)OrganismPopulationCommunityEcosystem ‘Early’ biomarker signals ( rapid ) ‘Later’ effects ( slow )细胞膜降解导致细胞死亡引起的。
生物标志物
生物标志物生物标志物是指在生物体内特定的分子、细胞或基因，其存在或表达水平可以反映生物体的生理状态、疾病状态或对环境刺激的响应。
目前，生物标志物在医学诊断、疾病监测和药物研发等领域中起着重要作用。
通过检测生物标志物的改变，可以及早发现疾病、评估疗效，并指导个体化治疗的选择。
生物标志物的分类生物标志物可以根据其来源和性质分为不同类型。
根据来源可分为体液标志物、组织标志物和细胞标志物。
体液标志物是指在血清、尿液、唾液等体液中检测的标志物，常用于疾病的筛查和监测。
组织标志物则是指从组织样本中检测的标志物，例如肿瘤组织中的特定蛋白。
细胞标志物是指从细胞中检测的标志物，常用于癌症诊断和监测。
根据性质，生物标志物可分为蛋白标志物、核酸标志物和代谢产物等。
蛋白标志物是最常见的一类生物标志物，可以通过免疫学方法检测。
核酸标志物主要是指DNA和RNA的变异或表达水平，在癌症分子诊断中有重要作用。
代谢产物标志物则反映了细胞代谢的状态，可以帮助了解机体的代谢特征和健康状况。
生物标志物在临床应用中的意义生物标志物在临床应用中发挥着关键作用，可以帮助医生进行早期诊断、评估疾病进展和疗效监测。
以肿瘤疾病为例，许多肿瘤具有特异性的标志物，如癌胚抗原（CEA）、前列腺特异抗原（PSA）等。
通过检测这些标志物的水平，可以实现肿瘤的早期筛查和诊断，指导治疗方案的选择。
另外，生物标志物还可以用于监测慢性疾病的进展情况，例如糖尿病患者的血糖、血脂等生物标志物的测定可帮助医生调整治疗方案，预防并发症的发生。
在药物研发领域，生物标志物的应用也十分重要。
通过研究药物对特定生物标志物的影响，可以评价药物的疗效和安全性，实现个体化治疗的目标。
生物标志物的前景和挑战随着生物技术的不断发展，越来越多的新型生物标志物被发现并应用于临床实践。
例如循环肿瘤细胞、微生物组等新兴生物标志物的研究正在迅速发展，为疾病诊断和治疗带来新的机会。
然而，生物标志物的研究和应用仍面临一些挑战，如标准化、灵敏度和特异性等问题，需要不断完善和改进。
生物标志物与危险
2.生物标志物的分类
• 接触（暴露）生物标志物 （biomarker of exposure）; • 效应生物标志物 （biomarker of effect）; • 敏感性生物标志物 （biomarker of susceptibility）
3.选择生物标志物的原则
• 1）所选择的生物标志物必须具有一定的特 异性。 • 2）所选择的生物标志物必须具有足够的灵 敏度，即所选标志物的水平与外接触水平 要有剂量-反应关系，在无害效应接触水平 下仍能维持这种关系。
• 3）所选择的生物标志物分析的重复性及个 体差异都在可接受的范围内。 • 4）所选择的生物标物要有足够的稳定性， 便于样品的运送、保存、分析。 • 5）取样时最好对人体无损生，能为受试者 所接受。
4.生物标志物的特性
• 1）具有一定的敏感性，敏感性应高于一般 生物检测指标，低剂量下就可测出，可微 量操作; • 2）具有反应的时间效应。反应要有一定的 稳定时间，同时要快速; • 3）效应标志物在分子和生化水平上的效应 要与高级生物学水平上的效应（如生长、 繁殖）紧密相联，各级水平上的效应要有 因果关系;
二、生物标志物在监测环境污染中的应用 • 为了评估污染 物的潜在毒性，探索反应低 浓度 物对 生物早期影响的参 数 ，就需要 发展生物亚致死效应 的生物标志物来更准 确地评估和预测污染物对生物 的危害情况。 所以生物标志物是目前毒理学领域研究的 热点，被称为环境医学发展到分子水平的 重要里 程碑 ，它的研究在分子流行病学、 分子毒理学、劳动卫生学、环境医学等诸 多领域均具有极其重要的价值 。
• 4）具有一定野外应用价值; • 5）要求选取对受试生物损害较小的指标， 技术易于掌握； • 6）具有特异性与预警性
5.生物标志物的应用意义
生物标志物与危险度评价
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. PL 210 生物标志物与危险度评价郑玉新(中国疾病预防控制中心职业卫生与中毒控制所,北京100050)中图分类号:R99 文献标识码:A 文章编号:100223127(2005)032017820121世纪的中国是经济发展最快的发展中国家之一。
快速的工业现代化和城市化已显著地提高了人民的生活水平,但伴随的环境污染问题正引起广泛的关注。
尤其是环境化学物的污染对人体健康带来了多种危害,包括失去了健康和劳动能力乃至丧失生命。
对环境化学物的健康危害加强预防控制,是与我国社会经济的可持续性发展和建设和谐社会密切相关的重大课题之一。
危险度评价在预防和控制化学污染物对健康危害的管理决策中起重要作用。
危险度进行评价的结果为制订化学物环境接触标准、提出预防和干预对策以及评价干预控制效果提供了基础资料和信息。
但是目前的危险度评价过程中还存在着很多不确定因素,其准确度和精密度都还不尽如人意。
生物标志物是指能反映生物体系与环境因子(化学性、物理性或生物性)相互作用所引起的任何可测定的改变。
广义的生物标志物是指生物材料中与接触有关的一切变化,包括生理的、生化的、免疫的、细胞的和分子水平的改变。
对生物标志物的研究是认识接触毒物水平,探讨毒物接触与健康损害关系的一种重要手段。
接触标志物、效应标志物和易感性标志物在危险度评价的4个关键步骤起重要作用。
在危害认定中,应用敏感的、特异的生物标志物,有助于快速、客观地鉴别环境有害因素;在剂量2反应关系评定中,接触、效应和易感性的生物标志物的联合应用在定量化地精确函数关系起重要作用;在接触评定中,生物标志物在降低外暴露评价产生的不确定因素和其他影响因素方面具有独特的优势。
总之,生物标志物在定性和定量表述危险度特征的危险度评价过程中,将扮演重要角色。
生物标志物的发现与诊断应用
生物标志物的发现与诊断应用随着科技的不断发展，生物标志物（biomarker）越来越被应用到临床诊断中。
生物标志物指的是作为生物学过程、药物作用或病理过程指标的生物分子，其在身体中的表现（包括血液、尿液、唾液、组织等）可以反映有无疾病，或作为疾病的诊断、治疗的监测手段。
本文将围绕生物标志物的发现与诊断应用展开探讨。
一、生物标志物的发现发现生物标志物是一项艰巨的工作，需要经过大量实验、数据分析和验证，但发现一种良好的生物标志物的意义十分重大。
这对于疾病的早期筛查和预测、疾病的精准诊断和治疗等方面都有着重要的作用。
同时，以生物标志物为依据，还可以对药物的治疗效果进行动态监测和评估，判断病情进展和危险度，为医师提供更好的临床指导。
生物标志物的发现主要包括以下三个方面：1.突破技术瓶颈。
现代生物学技术的快速发展和成熟，包括蛋白质组学、基因组学、代谢组学等，促进了生物标志物的发现。
这些新技术的发展使得研究人员能够以大规模、全面的方式分析生物样本，获得大量数据，挖掘出许多潜在的生物标志物。
2.借助大数据技术。
大数据技术的使用可以解决传统方法解决不了的问题，将大量的研究数据进行整合、清洗、分析和比对，缩小生物标志物的筛查范围，降低了生物标志物筛查的难度和成本。
借助大数据技术，研究人员可以发现那些在常规分析方法中不易发现的新型生物标志物。
3.应用系统生物学。
生物标志物的发现需要多个生物信息层面的结合，取得根本的突破是围绕系统生物学的思路进行研究，最大程度地解析疾病的分子机制。
运用系统生物学的分析方法和软件，可以从基因、蛋白质、代谢物等不同层面上全面分析疾病情况与病理机制，最终为生物标志物的发现提供数据支撑。
二、生物标志物的诊断应用生物标志物作为一种新型的诊断方法，在近年来的临床诊断中发挥着越来越重要的作用。
不同于传统诊断方法，通过生物标志物的检测，我们可以对疾病的发生、发展和转归进行动态监测；根据不同疾病的生物标志物，构建多层次的疾病预测和分型系统，提高了诊断效率和准确性；此外，生物标志物可以用来监测药物治疗的效果，评估疗效和副作用，更好地指导治疗过程。
生物标志物与危险度评定
生物标志物可以用于评估暴露于有害物质后机体的反应，预测个体或人群的疾病风险，以及监测疾病的进展和治 疗效果。
生物标志物的分类
根据来源分类
根据生物标志物的来源，可分为内源性和外源性生物标志物。内源性生物标志物来自机体自身，如血液中的生化指标 ；外源性生物标志物则来自环境中的有害物质，如空气污染物。
大数据和人工智能的应用
大数据和人工智能的应用将有 助于分析和解读大量的生物标 志物数据，提高研究的效率和 准确性。
05
生物标志物研究的伦理问题
隐私保护
生物标志物研究涉及个人隐私，应确保研究过程 中对受试者隐私的保护，避免泄露个人信息。
在收集、处理和存储生物样本和数据时，应采取 加密、匿名化等措施，确保数据安全。
生物标志物可用于疾病的辅助诊 断，提高诊断的准确性和可靠性 。
监测病情
02
03
预后判断
通过监测生物标志物的变化，可 以评估病情的发展和治疗效果， 指导治疗方案调整。
某些生物标志物可以预测疾病的 预后，为制定治疗策略提供参考 。
疾病监测
流行病学调查
01
生物标志物可用于流行病学调查，了解疾病的流行趋势和传播
02
生物标志物在危险度评定中的应用
暴露评估
暴露评估是指对个体或人群接触有害 物质的情况进行量化和定性评估的过 程。生物标志物在暴露评估中发挥着 重要作用，可以提供有关个体接触有 害物质的类型、程度和时间等方面的 信息。
VS
常见的生物标志物包括空气中的污染 物、水中的有害物质、食品中的农药 残留等。通过检测这些物质在个体体 内的代谢产物或与有害物质的结合产 物，可以评估个体暴露于这些有害物 质的风险。
2023年检验科学生物危险性评估报告总结
2023年检验科学生物危险性评估报告总结根据对2023年检验科学生物危险性评估的研究和分析，以下是报告的总结：1. 评估目的本次评估的目的是为了确定检验科学生物的危险性，以便制定相应的安全措施和管理措施，保护相关人员和环境的安全。
2. 评估方法我们采用了综合评估方法，结合相关实验数据和文献资料，对不同类型的检验科学生物进行了危险性评估。
评估方法主要包括了对生物的毒性、感染性、过敏性、致突变性等方面的考虑，以及对接触途径、暴露时间、浓度等因素的综合分析。
3. 危险性评估结果根据评估结果，我们将检验科学生物的危险性分为以下几个等级：- 非危险性：没有或极低的危险性，对人体和环境安全无威胁；- 低危险性：存在一定的危险性，但通过适当的控制措施可以有效减少危害；- 中等危险性：存在较高的危险性，需要严格的操作和管理措施保护相关人员和环境；- 高危险性：存在严重的危险性，需采取高度警惕和严格的防护措施。
4. 安全建议根据评估结果，我们提出了以下安全建议：- 针对非危险性的检验科学生物，建议继续遵守常规的实验操作规程，保持良好的实验室卫生。
- 针对低危险性的检验科学生物，建议加强实验室操作员的培训，提高操作的规范性和安全性。
- 针对中等危险性的检验科学生物，建议建立完善的实验室管理制度，包括人员培训、实验室设施和装备的管理等。
- 针对高危险性的检验科学生物，建议严格按照国家相关法律法规和标准进行操作和管理，确保实验室安全。
5. 结论本次评估报告对2023年检验科学生物的危险性进行了评估，并提出了相应的安全建议。
这将为相关实验室和科研单位提供指导，以确保人员和环境的安全。
需要注意的是，评估结果仅供参考，具体的安全措施还需根据实际情况进行定制和实施。
以上为本次评估报告的总结。
如有疑问或进一步需要，请及时联系我们。
谢谢！。
生物危险度评估
HIV生物危险度评估1.病原微生物类别：人类免疫缺陷病毒（HIV）属第二类病原微生物，是高致病性微生物2.危险度等级：①HIV抗体检测、抗原检测和相关的免疫学检测应在符合Ⅱ级生物安全实验室（BSL—2）要求的艾滋病检测实验室中进行②HIV分离培养、浓缩、中和试验、细胞培养及研究工作及其他需要应用活病毒的研究工作，应在Ⅲ级生物安全实验室（BSL—3）中进行③HIV核酸提取和检测均应在Ⅱ级生物安全实验室（BSL—2）要求的艾滋病检测实验室中进行④HIV病毒株应保存在在Ⅲ级生物安全实验室（BSL—3）要求的艾滋病检测实验室中；HIV 阳性样品，包括全血、血清、血浆和其他组织(液）、核酸提取物应保存在在Ⅱ级生物安全实验室(BSL-2）要求的艾滋病检测实验室中。
3.致病性:HIV病毒在1984年被认定是造成严重免疫缺陷广泛流行的原因，这种疾病被称为获得性免疫缺陷综合征（AIDS），它是HIV相关条件范围内最严重的表现。
未经治疗的感染者在感染后的最初几年中发展成AIDS的危险性估计每年1％～2％,此后为每年5％左右,最初10年的累计危险性为50％，几乎所有未经治疗的HIV感染者最终都会发展为AIDS。
HIV病毒是高致病性微生物。
4.传播方式:HIV的传染需与含有感染细胞或血浆的体液接触。
HIV可存在于含血浆或淋巴细胞的液体或渗出液中,尤其是血液，精液，阴道分泌液，母乳,唾液或伤口渗出液中。
通过咳嗽或喷嚏产生的唾液或飞沫的传播极其罕见。
5.感染途径:大多数情况下是通过共用注射器或性关系，以及怀孕、分娩和母乳喂养等体液的直接交流而传播的。
6.在环境中的稳定性：对理化因素的抵抗力较弱，容易被多种方式灭活，如56℃30min，0.5％的漂白粉、70%的酒精、0。
3％H2O2或0.5％来苏处理5分钟.7.适宜宿主：人体8.对暴露感染的危险度评估:发生HIV职业暴露后，应报告医院相关部门及市疾控中心，并由相关机构组织专业人员对暴露的级别和暴露源的病毒载量水平进行分析、综合评估HIV感染的危险，必要时邀请省及国家艾滋病专家参加分析和评估。
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Selection of type: risk factor vs. disease surrogate （危险因素vs.疾病的替代物）
Validity of relation to disease（与疾病相关的有效性）
Field methods（现场方法） Dose-response（剂量反应）
暴露生物标志物的类别
根据生物半衰期分为四种主要类型：
1. Very short: phenol for benzene exposure 2. Short: 2,5-hexanedione（2,5-己二酮 ）for hexane
（正己烷) exposure 3. Long: heavy metals such as lead, mercury and
生物标志物的分类
暴露生物标志物 Biomarkers of Exposure
效应生物标志物 Biomarkers of Effects
易感性生物标志物 Biomarkers of Susceptibility
Stages linking exposure to chemicals with clinical disease.
Relation of events and biomarker classification (Albertini, 2001)
Chromosome aberrations：染色体损伤；Micronuclei:微核； Aneuploidy：非整倍体；Sister chromatid exchange:姊妹染色单体交换 Somatic mutation: 体细胞突变；Mutation spectra: 突变谱
基因多态性常作为易感性生物标志物,机体DNA 修复能力 和代谢酶基因是影响机体易感性的重要因素。
易感性差异的影响因素
理想的生物标志物的特征
与机制紧密相关 敏感性和特异性 标准化的方法 便于现场使用
方法难度 非创伤性 高通量分析 费用适当
Steps to Develop Biomarker
cadmium in blood or adducts to DNA and haemoglobin for electrophilic compounds or metabolites 4. Very long: heavy metals in bone.
效应生物标志物 Biomarkers of Effects
反应几率
可接受危险度 （1
次线性
实际安全剂量
剂量
非致癌物
毒代动力学和毒效动力学 种属间和个体间差异
危险度评定中的不确定因素 Uncertainty
从动物到人 从高剂量到低剂量 从小样本到大样本
三、生物标志物在危险度 评价中的作用
生物标志物可以降低危险度评价过 程中的不确定因素，主要是围绕剂 量—反应（效应）关系评价进行。
指机体内可测量的生化、生理、行为 或其它改变，这些改变可引起确定的 或潜在的健康损害或疾病。
Examples of biomarkers of early biological effects from exposure to mutagenic agents in human populations 接触致突变物人群早期生物效应标志物举例
暴露生物标志物 Biomarkers of exposure
暴露生物标志物指机体内可测量的外源性物质、 代谢产物、外源性物质或其代谢产物与靶分子或 靶细胞相互作用的产物。
暴露生物标志物与内剂量（internal dose）生物指 标本质上意义相同，后者更强调其与重要器官或 组织有害作用（adverse effects）间的关系。
Hemizygous gene:半合子基因
易感性生物标志物 Biomarker of Susceptibility
指能使个体易于受化学、物理等有害因素影响的一些改变, 是由于其先天遗传性或后天获得性缺陷而反映出其反应能 力的一类标志物,其特点是在暴露前就已经存在。
人群对环境有害因素有不同的易感性,个体对环境因素所致 疾病的易感性受遗传因素和非遗传因素影响,后者如年龄、 疾病状况、营养等,多数情况下指遗传易感性。
Modifiers（修正）
（敏感性和特异性）Sensitivity & specificity （人群差异）Population variation
二、危险度评价
危险度评价
Risk Assessment
在人群水平上，定性和定量地评估危害因素 导致人类不良健康效应的可能性。主要由四 部分组成： 1.危害鉴定 2.剂量-反应关系评价 3.接触评定 4.危险度描述
暴露生物标志物
降低外暴露评价导致的不确定因素 减少了种属间外推时毒代动力学差异导致的
不确定因素 测定与反应（效应）终点直接相关的暴露生
物标志物的水平，提高接触评价的特异性。
效应生物标志物
效应生物标志物可在导致发病、死亡、肿瘤发生、体重减轻和组织病 理学改变低的暴露下发生改变，可提高危险度评价的敏感性。
生物标志物与危险度评定
Biomarker and Risk Assessment
南京医科大学公共卫生学院 张正东
zdzhang@
提纲
一、生物标志物 二、危险度评价 三、生物标志物在危险度评价中的作用 四、生物标志物的有效性及评价 五、问题与展望
生物标志物
Biomarker
反映生物体系与环境因子(化学的、物理的或 生物学的) 相互作用所引起的任何可测定的改 变,包括生化、生理、免疫和遗传等多方面的 改变,这些改变可发生在整体、器官、细胞、 亚细胞和分子水平上。
种属间或种属内，个体间相同效应生物标志物改变所需要接触剂量的 差异，可以用来估算种属间和种属内毒代动力学差异带来的不确定因 素的水平，从而降低种属间外推时，毒代动力学差异导致的不确定因 素。
可以降低高剂量向低剂量外推导致的不确定因素 通过导致早期效应的机制可以推断低剂量时剂量—反应（效应）关 系曲线的形状 直接研究一般人群暴露水平下（低暴露）的剂量—反应（效应）关 系曲线