理论毒理学研究进展

2014年第9卷

第6期，

1239-1242生态毒理学报

Asian Journal of Ecotoxicology

Vol．9，2014

No．6，

1239-1242作者简介：姜允申（1940-），男，学士，教授，研究方向为理论毒理学，

E －mail ：yujdx@sina．cn DOI ：10．7524/AJE．1673-5897-20140831001

姜允申．理论毒理学研究进展［

J ］．生态毒理学报，2014，9（6）：1239-1242Jiang Y S．The progress in theoretical toxicology ［J ］．Asian Journal of Ecotoxicology ，2014，9（6）：1239-1242（in Chinese ）

理论毒理学研究进展

姜允申

南京医科大学毒理学系，南京211166收稿日期：2014-08-31录用日期：2014-

10-15摘要：毒理学是近代发展起来的科学，

由于工农业生产的迅速发展，化学物质剧增，迄今登记在册的化学物质已超过2600万种，每年还新增2000多种，因此传统的毒性鉴定已远远不能满足时代的要求，针对各种化学物质的细致的毒理学研究更是难以实现。因此毒理学必须在理论层面实现突破，缩短研究时间，减少研究经费及人力、物力的消耗，同时可使化学物质得到更安全的应用。另外，动物保护已列入议事日程，不再允许大量使用动物做毒理方面的实验，这些促进了理论毒理学的发展。关键词：理论毒理学；大数据处理；云计算文章编号：1673-5897（2014）6-1239-04中图分类号：X171．5

文献标识码：A

The Progress in Theoretical Toxicology

Jiang Yunshen

Department of Toxicology ，Nanjing Medical University ，Nanjing 211166，China

Ｒeceived 31August 2014accepted 15October 2014

Abstract ：Toxicology is a modern science．Because of the rapid development of industry and agriculture ，the a-mount of chemicals increases explosively．There has been more than 26000000chemicals registered in the world ，

and over 2000new chemicals are produced every year．Therefore the traditional methods of toxicological evaluation cannot meet the requirements in the modern society ，let alone the precise toxicological study for various chemicals．It is needed to make innovation in theory ，so as to shorten the period ，reduce the expenditure and input in the re-search ，which may make the applications of chemicals safer．Meanwhile ，as animal welfare is putting on the public ＇s agenda ，few animals will be permitted to be used largely in the toxicological research．All of these promote the development of theoretical toxicology．

Keywords ：theoretical toxicology ；big data processing ；cloud computing 毒理学可分为理论毒理学与实验毒理学。毒理

学发展初期，

动物实验研究较为广泛（“三致”试验、“三性”试验），由于时代的发展，化学物质猛增，按

传统的实验方法已不能满足时代的要求。20世纪50—60年代，我国毒理学尚未形成一门独立的学科，我国毒理工作者经过半个多世纪的辛勤工作，积

累了大量科研数据，同时随着科学的发展，如信息毒

理学、计算毒理学、经济毒理学，及今日的大数据分析、云计算等更促进了理论毒理学的发展。一

学科研究内涵

1、探讨毒理学的哲学思想：医学哲学是研究医

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学领域普遍现象的一般本质和一般规律的哲学学科。1977年，美国医学家G．．L．恩格尔提出生物-心理-社会医学模式主张，即从生物学、心理学和社会学这3个方面综合考察人类的健康和疾病问题，弥补了过去单纯从生物学角度考察的缺陷，这对毒理学的发展有指导意义。毒理学的哲学思想离不开医学哲学，毒理学是研究外源性化学、物理和生物因素对生物体和生态系统的损害作用与机制，使生物体免遭伤害及防治的科学。由于毒理学研究离不开动物实验（整体试验），因此要善待动物（实行动物试验伦理审查制度）。

理论毒理学应：

1）从医学角度全面了解人的本质，如生物属性、社会属性、思维属性相统一的生命观，即天人合一的哲学思想。世界卫生组织（WHO）新近提出健康的定义：躯体健康；心理健康；社会适应性健康道德健康。四位一体。传统的健康定义中只包含躯体健康和心理健康，可见，随着时间的推移，健康的定义更趋完善。

2）涵盖关于人的健康和疾病的本质和一般规律的根本观点，即人体观、健康观、疾病观。

3）涵盖医学认识论、经验认识论、逻辑思维和非逻辑思维。

4）紧随毒理学方法论的发展：以前，以发病率、死亡率为终点观察指标，随着科学技术的发展，观察指标也由中毒逐步上升到亚健康、健康、长寿。研究方法逐步实现了从结构毒理到功能毒理的转变，研究手段由病理研究发展到生化、生理、分子生物学研究，越来越精细。医学研究正在实现从细胞层次推进到电子微粒层次。量子医学的出现，能够前瞻性地探测到微观状态的疾病表现，使疾病的预防与检测变得如此的细致和精确，消除了所谓医学领域的哲学争论。著名毒理学家Terhard Zhinden在1992年第6届国际毒理学大会上指出，实验毒理学研究划分为3个时代：i）发现时代；ii）生物机制探索时代；iii）个体表达时代。但对理论毒理学未作阐述。从前，理论毒理学未作具体分类，仅包含在一般毒理学书中。事实上，理论毒理学也有不同分支，如毒理学史毒理学、毒理学的哲学、生物信息学和计算毒理学等。前人早就开始研究构效关系（quantitative structure-activity relationship，QSAＲ），如前苏联毒理学家制订最高容许浓度（maximal allowable concen-tration，MAC）时，就曾用计算公式推算过。我国毒理学家顾祖维也曾用公式推算过农药的毒性。毒理学中心法则、剂量-反应关系等，一直用于对化学品、药物及物理等有害因素的毒性预测和外推。只是尚未将上述研究明确地归于理论毒理学而已。逐步阐明微观状态和宏观医学模式的区别。逐步将微观状态的微粒和宏观的症状有机结合起来。生态毒理学研究中应用微宇宙理论。建立危险度评价模型．。

2、应用大数据处理，即效率革命，如结构效应机制、成本效益机制等。当今已进入智能时代，因此应用大数据分析来处理4个V，即数据量大（volume）、速度快（velocity）、类形多（variety）和真实性（veraci-ty）。例如，各种化学物的结构与效应之间的关系，可以分为：与致畸的关系，与致癌的关系，与致血液系统损害的关系等。目前，联合国也已启动了与百度的战略合作，共建大数据联合实验室，百度利用它强大的技术创新实力，协助联合国解决环保、健康等人类发展问题。又如，化学物质生产成本与应用价值等的关系（经济毒理学范畴）。目前从事化学物质毒性鉴定的单位很多，使用的方法也不尽相同，要综合不同的结果，也不是一件易事，因此需要计算机处理。

3、云计算服务：云计算是通过网络按需提供可动态伸缩的廉价计算服务，它利用分布在大量计算机构资源池上的资源，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和信息服务。今后毒理学同样需要大量的网络信息为其服务，以节约时间和成本，及时获取信息。

4、介绍有关学科的新慨念、新理论、新方法或新技术，用于毒理学，推动毒理研究再上一个新台阶。

二学科研究方法和重点

1、学习医学哲学，这是大方向，与时俱进。关于健康的慨念在不断地变化，学习医学哲学需不断更新思想。毒理学从研究结构毒理逐步转化为研究功能毒理。以前毒理学以死亡率、发病率为观察指标，而致畸、致癌和致突变都是结构的变化，如今可观察功能的变化，以生物光子的角度来研究疾病，让微观状态下的微粒与宏观的症状有机地结合起来，使疾病的诊治大大提前了。

学习量子理论的哲学思维。不能再以机械论看问题，要学习系统论。物质有二种：一是简单物资，这样的物质是不能再分的，如果分解了那么就不是原来的物质。二是复杂系统，它由子系统组成，系统与环境处于不断的物质与能量的交流中。这个交流