污染物的生物效應(yīng)檢測(cè)

關(guān)于污染物的生物效應(yīng)檢測(cè)第一頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)生物測(cè)試及方式第二頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日一、生物測(cè)試（Bioassay）的概念：

指系統(tǒng)地利用生物的反應(yīng)測(cè)定一種或多種污染物或環(huán)境因素單獨(dú)或聯(lián)合存在時(shí)所導(dǎo)致的影響或危害。注釋1：所利用的生物反應(yīng)包括分子、細(xì)胞、組織、器官、個(gè)體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)各級(jí)水平上的反應(yīng)。注釋2：生物測(cè)試不同于常規(guī)的物理、化學(xué)檢測(cè)。前者能夠測(cè)定污染物對(duì)生物機(jī)體的影響，而后者只能測(cè)定污染物的濃度。例如：通過(guò)水污染的生物測(cè)試可獲得以下數(shù)據(jù)：各種環(huán)境因素如DO、pH、溫度、混濁度等對(duì)生命的有利以及不利的濃度或強(qiáng)度；污染物對(duì)受測(cè)生物的毒性；各種水生生物對(duì)污染物的相對(duì)敏感性；廢水所應(yīng)處理的程度；允許的污染物排放濃度等。第三頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日二、生物測(cè)試的方式（一）生物測(cè)試的分類(lèi)1.短期生物測(cè)試（ShortTermBioassays）主要用于測(cè)定LC50、IC50、EC50，用來(lái)快速估計(jì)污染物的毒性，評(píng)定幾種不同毒物或廢物對(duì)某種生物的相對(duì)毒性或評(píng)定不同生物對(duì)不同條件如溫度、pH的相對(duì)敏感性等。多數(shù)采用靜止式。2.中期生物測(cè)試（IntermediateTermBioassays）時(shí)間為8d到90d，多數(shù)情況下為流動(dòng)式。3.長(zhǎng)期生物測(cè)試（LongTermBioassays）包括全部生活史的生物測(cè)試（CompleteLife－cycleBioassays）和部分生活史的生物測(cè)試（PartialLife－cycleBioassays）目的是要測(cè)定出在持續(xù)情況下不造成有害效應(yīng)的毒物最大濃度或最大允許毒物濃度（MATC）只能采用流動(dòng)式，要保證試驗(yàn)的環(huán)境條件和自然界的季節(jié)變化相符合。第四頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日（二）受試生物的選擇（1）對(duì)試驗(yàn)毒物或者因子要具有敏感性（2）具有廣泛的地理分布和足夠的數(shù)量，并在全年中在某一區(qū)域范圍內(nèi)可獲得（3）是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成，具有重大的生態(tài)價(jià)值（4）在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)易于培養(yǎng)和繁殖（5）具有豐富的生物學(xué)背景資料，人們已經(jīng)清楚了解受試生物的生活史、生長(zhǎng)、發(fā)育、生理代謝等等（6）受試生物對(duì)試驗(yàn)毒物或因子的反應(yīng)能夠被測(cè)定，并具有一套標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)定方法或技術(shù)（7）受試生物應(yīng)具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和旅游價(jià)值，應(yīng)考慮與人類(lèi)食物鏈的聯(lián)系。第五頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日影響生物測(cè)試結(jié)果的因素受試生物：年齡，生活階段，尺寸大小，季節(jié)等。試驗(yàn)條件：溫度，水質(zhì)，水流速度等。實(shí)驗(yàn)室差異：人員造作水平，儀器設(shè)備，統(tǒng)計(jì)分析方法。（三）生物測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)化（1）不同的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行許多有用的測(cè)試并把一致的測(cè)試結(jié)果選擇出來(lái)（2）增加數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性（3）測(cè)試可以被其他實(shí)驗(yàn)室重復(fù)（4）各種人員容易進(jìn)行該試驗(yàn)（5）可方便的將數(shù)據(jù)進(jìn)行比較（6）可為環(huán)境管理，環(huán)境立法提供可靠的數(shù)據(jù)或者結(jié)果第六頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)一般毒性試驗(yàn)第七頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日一、生物毒性的基本概念毒物（Toxicant）的概念任何能以較小劑量作用于機(jī)體，通過(guò)化學(xué)作用造成機(jī)體損害乃致死亡者，稱毒物。毒物與非毒物之間不存在絕對(duì)的界限，通常一種物質(zhì)只有達(dá)到中毒劑量時(shí)才是毒物。中毒（Intoxication）生物體受到毒物作用引起功能或器質(zhì)性改變后出現(xiàn)的疾病狀態(tài)。中毒是各種毒性作用的綜合表現(xiàn)，包括急性中毒、亞急性中毒、慢性中毒。毒性（Toxicity）指一種物質(zhì)引起機(jī)體損傷的能力。毒性作用或毒效應(yīng)（ToxicEffect）第八頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日

效應(yīng)（Effect）也稱為作用，指接觸一定劑量化學(xué)物后，使機(jī)體產(chǎn)生的生物學(xué)改變。效應(yīng)是對(duì)個(gè)體而言的，這種改變可用一定的計(jì)量單位表示。反應(yīng)（Response）指接觸一定劑量化學(xué)物后，產(chǎn)生某種效應(yīng)并達(dá)到一定強(qiáng)度的個(gè)體在群體中所占的比例。反應(yīng)是對(duì)群體而言的，用百分率或比值來(lái)表示，如發(fā)病率、死亡率等。劑量－效應(yīng)關(guān)系和劑量－反應(yīng)關(guān)系以劑量為橫坐標(biāo)，以表示效應(yīng)強(qiáng)度的計(jì)算單位或表示反應(yīng)的百分率或比值為縱坐標(biāo)繪制散點(diǎn)圖所得到的曲線，即為劑量－效應(yīng)關(guān)系和劑量－反應(yīng)關(guān)系曲線。不同的化學(xué)物或同一化學(xué)物在不同條件下，其劑量與效應(yīng)或反應(yīng)的相關(guān)關(guān)系不同，可呈現(xiàn)不同類(lèi)型的曲線。（見(jiàn)圖3－1，3－2，3－3，3－4）第九頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日劑量－效應(yīng)關(guān)系和劑量－反應(yīng)關(guān)系曲線圖劑量10050反應(yīng)強(qiáng)度（％）圖3－1劑量－反應(yīng)曲線（直線型）劑量10050死亡率（％）圖3－2劑量－反應(yīng)曲線（拋物線型）對(duì)數(shù)劑量10050死亡率（％）圖3－3劑量－反應(yīng)曲線（S形線型）死亡率（概率單位）對(duì)數(shù)劑量10050圖3－4劑量－反應(yīng)曲線第十頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日（二）毒性試驗(yàn)常用參數(shù)致死劑量或致死濃度（LethalDose，LethalConcentration）:一次染毒后引起受試生物動(dòng)物死亡的劑量或者濃度。絕對(duì)致死劑量或致死濃度（LD100、LC100）：一群動(dòng)物全部死亡的最低濃度或者劑量。半數(shù)致死劑量或濃度（LD50、LC50）：能引起一群動(dòng)物的50%死亡的最低濃度或者劑量。最小致死劑量或濃度（MLD、MLC）：能使一群動(dòng)物中僅個(gè)別死亡的最高劑量或者濃度。最大耐受劑量或濃度（LD0、LC0）：能使一群動(dòng)物雖然發(fā)生嚴(yán)重中毒，但全部存活無(wú)一死亡的最高劑量或者濃度。第十一頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日最大無(wú)作用劑量（MaximumNo－effectLevel）：指化學(xué)物質(zhì)在一定時(shí)間內(nèi)，按一定方式與機(jī)體接觸，用現(xiàn)代的檢測(cè)方法和最靈敏的觀察指標(biāo)不能發(fā)現(xiàn)任何損害作用的最高劑量。與閾劑量一樣，最大無(wú)作用劑量也不能通過(guò)試驗(yàn)獲得。每日容許攝入量（AcceptableDailyIntake）最高容許濃度（MaximumAllowableConcentration）第十二頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日最小有作用劑量：在一定時(shí)間內(nèi)，一種外來(lái)化合物按一定方式或途徑與機(jī)體接觸，能使某項(xiàng)觀察指標(biāo)開(kāi)始出現(xiàn)異常變化或使機(jī)體開(kāi)始出現(xiàn)損害作用所需的最低劑量，也可稱為中毒閾劑量，或中毒閾值。第十三頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日毒作用帶：是一種根據(jù)毒性和毒性作用特點(diǎn)綜合評(píng)價(jià)外來(lái)化合物危險(xiǎn)性的指標(biāo)：急性毒作用帶（Acute－toxicEffectZone）：又稱一次作用帶，是指半數(shù)致死濃度（劑量）與急性閾濃度之比值。該值與外來(lái)化合物一次作用的危害性成反比關(guān)系。急性毒作用帶越寬，說(shuō)明該化合物外來(lái)引起急性致死性中毒的危害性越小。慢性毒作用帶（Chronic－toxicEffectZone）：急性閾濃度（劑量，Limac）與慢性閾濃度（劑量，limch）之比值，以此表示外源性化合物的蓄積性及機(jī)體代償能力。慢性毒作用帶愈寬，Zch值愈大，說(shuō)明該化合物引起慢性中毒的可能性就愈大。第十四頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日半數(shù)效應(yīng)濃度（EC50）：能引起50%受試生物的某種效應(yīng)變化的濃度。通常指非死亡效應(yīng)。半數(shù)抑制濃度（IC50）：引起受試生物的某種效應(yīng)50%抑制的濃度。第十五頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日二、急性毒性試驗(yàn)（AcuteToxicityTest）急性毒性試驗(yàn)（AcuteToxicityTest）研究化學(xué)物質(zhì)大劑量一次染毒或24小時(shí)內(nèi)多次染毒動(dòng)物所引起的毒性的試驗(yàn)。其目的是短期內(nèi)了解該物質(zhì)的毒性大小和特點(diǎn)，并為進(jìn)一步開(kāi)展其他毒性試驗(yàn)提供設(shè)計(jì)依據(jù)。急性毒性試驗(yàn)類(lèi)型哺乳動(dòng)物急性毒性試驗(yàn)水生生物急性毒性試驗(yàn)蚯蚓急性毒性試驗(yàn)第十六頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日動(dòng)物急性毒性試驗(yàn)（1）動(dòng)物急性毒性試驗(yàn)方法如下：按試驗(yàn)要求選擇受試生物常用成年大鼠或小鼠，雌雄動(dòng)物同時(shí)試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)動(dòng)物預(yù)先觀察幾天后標(biāo)記編號(hào)并隨機(jī)分組。預(yù)備試驗(yàn)和確定劑量組選用少量動(dòng)物進(jìn)行預(yù)備試驗(yàn)，找出引起動(dòng)物90％（或全部）死亡的劑量（即最高劑量組劑量）和引起動(dòng)物10％死亡（或不死亡）的劑量（即最低劑量組劑量）。在最高劑量組劑量和最低劑量組劑量的范圍內(nèi)，按等比級(jí)數(shù)插入若干個(gè)中間劑量（一般4～6組），從而確定正式試驗(yàn)的劑量組。染毒方式和受試物的配制一般用灌胃法和人工熏氣法。受試物的配制：配制試驗(yàn)所需的最高劑量濃度溶液，然后依次稀釋到所需濃度。第十七頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日動(dòng)物急性毒性試驗(yàn)（2）觀察指標(biāo)中毒癥狀：一般觀察24～48小時(shí)，最好觀察到絕大多數(shù)動(dòng)物出現(xiàn)典型中毒癥狀。動(dòng)物死亡數(shù)目和死亡時(shí)間病理檢查：對(duì)于試驗(yàn)時(shí)立即死亡的動(dòng)物，可解剖，分析死亡原因，看是技術(shù)事故還是中毒引起的死亡。確定半數(shù)致死量（LD50）試驗(yàn)結(jié)果LD50值越小，毒性越大。急性毒性試驗(yàn)結(jié)果只能粗略地表示某化學(xué)物質(zhì)的毒性，而不能全面反映其毒性。由于動(dòng)物種屬、性別、染毒方式的不同，所表現(xiàn)的毒性也不一致，故表示LD50應(yīng)注釋明動(dòng)物種類(lèi)和染毒方式。第十八頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日三、亞慢性毒性試驗(yàn)和慢性毒性試驗(yàn)（一）亞慢性毒性試驗(yàn)：指實(shí)驗(yàn)動(dòng)物連續(xù)多日接觸較大劑量的外來(lái)化合物所出現(xiàn)的中毒效應(yīng)。所謂較大劑量，是指小于急性LD50的劑量。1.亞慢性毒性試驗(yàn)的目的，主要是探討亞慢性毒性的閾劑量或閾濃度和在亞慢性試驗(yàn)期間未觀察到毒效應(yīng)的劑量水平，且為慢性試驗(yàn)尋找接觸劑量及觀察指標(biāo)。第十九頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日2、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇亞慢性毒性作用研究一般要求選拔兩種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，一種為嚙齒類(lèi)，另一種為非嚙齒類(lèi)，如大鼠和狗，以便全面了解受試物的毒性特征。由于亞慢性毒性試驗(yàn)期較長(zhǎng)，所以選擇被動(dòng)物的體重(年齡)應(yīng)較小，如小鼠應(yīng)為15g左右，大鼠100g左右。3、染毒途徑亞慢性毒性試驗(yàn)接觸外來(lái)化合物途徑的選擇，應(yīng)考慮兩點(diǎn)：一是盡量模擬人類(lèi)在環(huán)境中接觸該化合物的途徑或方式，二是應(yīng)與預(yù)期進(jìn)行慢性毒性試驗(yàn)的接觸途徑相一致。具體接觸途徑主要有經(jīng)口、經(jīng)呼吸道和經(jīng)皮膚三種。第二十頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日4、觀察指標(biāo)（1）一般性指標(biāo)1）.一般綜合性觀察指標(biāo)，這類(lèi)指標(biāo)是非特異性觀察指標(biāo)，它是外來(lái)化合物對(duì)機(jī)體毒性作用的綜合性總體反映。①動(dòng)物體重：實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在亞慢性方式接觸外來(lái)化合物過(guò)程中，有多種因素均可影響動(dòng)物體重的增長(zhǎng)，包括食欲變化、消化功能變化、代謝和能量消耗變化等。體重變化的表示方式，可將接觸組與對(duì)照組同期體重絕對(duì)增長(zhǎng)的重量加以比較和統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。也可將接觸組與對(duì)照組同期體重百分增長(zhǎng)率(以接觸化合物開(kāi)始時(shí)動(dòng)物體重為100%)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和比較。②食物利用率：亞慢性試驗(yàn)期間必須注意觀察并記錄動(dòng)物的飲食情況，在此基礎(chǔ)上計(jì)算食物利用率，即動(dòng)物每食入100g飼料所增長(zhǎng)的體重克數(shù)。分析比較接觸組與對(duì)照組食物利用率，有助于分析受試化合物對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的生物學(xué)效應(yīng)。第二十一頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日③癥狀實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在接觸外來(lái)化合物過(guò)程中所出現(xiàn)的中毒癥狀及出現(xiàn)各癥狀的先后次序、時(shí)間均應(yīng)記錄和分析。④臟器系數(shù)或稱臟/體比值，是指某個(gè)臟器的濕重與單位體重的比值，通常以100g體重計(jì)。如肝/體比，即(全肝濕重/體重)′100。此指標(biāo)的意義是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在不同年齡期，其各臟器與體重之間重量比值有一定規(guī)律；若受試化合物使某個(gè)臟器受到損害，則此比值就會(huì)發(fā)生改變，可以增大或縮小，因此，臟/體比值是一個(gè)靈敏、有效和經(jīng)濟(jì)的指標(biāo)。第二十二頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日2）一般化驗(yàn)指標(biāo)主要指血象和肝、腎功能的檢測(cè)，在亞慢性試驗(yàn)中研究外來(lái)化合物對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的毒性作用，使用這類(lèi)指標(biāo)，一般為篩檢性和探討性。通常血象檢測(cè)包括紅細(xì)胞計(jì)數(shù)、白細(xì)胞計(jì)數(shù)和分類(lèi)、血紅蛋白定量等。肝、腎功能也是一種常規(guī)指標(biāo)，如SGOT、SGPT、血清尿素氮、尿蛋白定性或定量、尿沉渣鏡檢等。（2）病理學(xué)檢查：亞慢毒性試驗(yàn)中應(yīng)重視病理學(xué)檢查。凡是在染毒過(guò)程中死亡的動(dòng)物均應(yīng)及時(shí)解剖，肉眼檢查后再進(jìn)行病理組織學(xué)檢查。必要時(shí)作組織化學(xué)或電鏡鏡檢。第二十三頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日（二）慢性毒性試驗(yàn)1、概念：慢性毒性是指以低劑量外來(lái)化合物長(zhǎng)期給予實(shí)驗(yàn)動(dòng)物接觸，觀察其對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物所產(chǎn)生的毒性效應(yīng)。2、目的：慢性毒性試驗(yàn)是確定外來(lái)化合物的毒性下限，即長(zhǎng)期接觸該化合物可以引起機(jī)體危害的閾劑量和無(wú)作用劑量。為進(jìn)行該化合物的危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)與制定人接觸該化合物的安全限量標(biāo)準(zhǔn)提供毒理學(xué)依據(jù)，如最高容許濃度和每日容許攝入量等。3、慢性毒性試驗(yàn)期限：一般認(rèn)為工業(yè)毒理學(xué)慢性試驗(yàn)動(dòng)物染毒6個(gè)月或更長(zhǎng)時(shí)間；而環(huán)境毒理學(xué)與食品毒理學(xué)則要求實(shí)驗(yàn)動(dòng)物染毒1年以上或2年。也有學(xué)者主張動(dòng)物終生接觸外來(lái)化合物才能全面反映外來(lái)化合物的慢性毒性效應(yīng)，以及求出閾劑量或無(wú)作用劑量。第二十四頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日4、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物慢性毒性試驗(yàn)選擇實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的條件與亞慢性毒性試驗(yàn)相同。但實(shí)驗(yàn)動(dòng)物最好為純系甚至同窩動(dòng)物均勻分布于各劑量組。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物年齡應(yīng)較小，大鼠和小鼠應(yīng)為初斷奶者，即小鼠出生后3周，體重10~12g；大鼠出生后3~4周，體重50~70g。性別要雌雄各半。慢性毒性試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的飼養(yǎng)條件和飼養(yǎng)環(huán)境與亞慢性毒性試驗(yàn)相同。第二十五頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日5、接觸途徑：慢性毒性試驗(yàn)多為經(jīng)口與經(jīng)呼吸道接觸。經(jīng)呼吸道接觸，每日接觸時(shí)間，依試驗(yàn)要求而定。工業(yè)毒物的試驗(yàn)通常每日吸入4～6小時(shí)。環(huán)境污染物一般要求每日吸入8小時(shí)或更長(zhǎng)。6、劑量的選擇與分組：為制定外來(lái)化合物衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)而進(jìn)行慢性毒性試驗(yàn)時(shí)，一般設(shè)3個(gè)染毒劑量組和1個(gè)對(duì)照組，必要時(shí)另設(shè)一個(gè)溶劑對(duì)照組，即無(wú)作用劑量組、閾劑量組、發(fā)生比較輕微毒性效應(yīng)的劑量組(此為最高劑量組)。以求出明確的劑量－反應(yīng)關(guān)系。第二十六頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日

染毒組劑量的選擇可參考三組數(shù)據(jù)。一是以亞慢性閾劑量為出發(fā)點(diǎn)，即以亞慢性閾劑量或其1/5~1/2劑量為慢性毒性試驗(yàn)的最高劑量，以這一閾劑量的1/50~1/10為慢性毒性試驗(yàn)的預(yù)計(jì)閾劑量組，并以其1/100為預(yù)計(jì)的慢性無(wú)作用劑量組；一是以急性毒性的LD50劑量為出發(fā)點(diǎn)，即以LD50的1/10劑量為慢性試驗(yàn)的最高劑量。以LD50的1/100為預(yù)計(jì)慢性閾劑量，以LD50的1/1000為預(yù)計(jì)的無(wú)作用劑量組。各染毒劑量組之間的劑量間距應(yīng)當(dāng)大些，有利于求出劑量-反應(yīng)關(guān)系，也有助于排除實(shí)驗(yàn)動(dòng)物個(gè)體敏感性差異。組間劑量差一般以5~10倍為宜，最低不小于兩倍。第二十七頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日7、觀察指標(biāo)體重、食物攝取、臨床癥狀、行為、血象和血液化學(xué)、尿的性狀及生化成分以及重點(diǎn)觀察在亞慢性毒性試驗(yàn)中已經(jīng)顯現(xiàn)的陽(yáng)性指標(biāo)。注意三點(diǎn)：一是試驗(yàn)前應(yīng)對(duì)一些預(yù)計(jì)觀察指標(biāo)，尤其是血、尿常規(guī)及重點(diǎn)測(cè)定的生化指標(biāo)進(jìn)行正常值測(cè)定，廢棄個(gè)體差異過(guò)大的動(dòng)物；二是在接觸外來(lái)化合物期間進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察的各項(xiàng)指標(biāo)，應(yīng)與對(duì)照組同步測(cè)定；三是各化驗(yàn)測(cè)定方法應(yīng)精確、可靠、且進(jìn)行質(zhì)量控制。第二十八頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日四、蓄積毒性試驗(yàn)（一）基本概念蓄積毒性作用：外源化學(xué)物連續(xù)或反復(fù)多次地與機(jī)體接觸，當(dāng)其吸收速度超過(guò)生物轉(zhuǎn)化和排泄的速度時(shí)，在體內(nèi)的總量就會(huì)逐漸增加并貯留，這種現(xiàn)象稱為蓄積作用。蓄積作用是發(fā)生慢性中毒的基礎(chǔ)。1.物質(zhì)蓄積化學(xué)分析的方法能夠測(cè)出機(jī)體內(nèi)存在該物質(zhì)或其代謝產(chǎn)物時(shí)。

2.功能蓄積（損傷蓄積）多次接觸一定時(shí)間后，雖不能測(cè)出該物質(zhì)或其代謝產(chǎn)物，但機(jī)體有慢性中毒的癥狀出現(xiàn)。第二十九頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日（二）試驗(yàn)方法蓄積系數(shù)法：蓄積系數(shù)是指多次染毒使半數(shù)動(dòng)物出現(xiàn)毒性效應(yīng)的總有效劑量(ED50（n）)與一次染毒的半數(shù)有效量（ED50（1））之比值，毒性效應(yīng)包括死亡。蓄積系數(shù)K＝1、固定劑量法：2、遞增劑量法：第三十頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日生物半減期法：由于生物的代謝作用，環(huán)境污染物在機(jī)體或器官內(nèi)的量減少到原有量的一半所需要的時(shí)間，又稱代謝半減期或生物半衰期(T)生物半減期T＝第三十一頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日第三節(jié)生物的分子和細(xì)胞水平檢測(cè)第三十二頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日

加合物的測(cè)定DNA－加合物的測(cè)定蛋白加合物的測(cè)定一般代謝酶的活性測(cè)定乙酰膽堿酯酶腺三磷酶解毒系統(tǒng)酶類(lèi)誘導(dǎo)作用的檢測(cè)混合功能氧化酶的誘導(dǎo)作用谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶抗氧化防御系統(tǒng)檢測(cè)過(guò)氧化氫酶谷胱甘肽過(guò)氧化酶第三十三頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日第四節(jié)生物致突變、致畸和致癌效應(yīng)檢測(cè)

第三十四頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日一、致突變?cè)囼?yàn)（一）基本概念突變：生物體的遺傳物質(zhì)發(fā)生了基因結(jié)構(gòu)的變化。致突變作用：某些物質(zhì)引起生物體的遺傳物質(zhì)發(fā)生基因結(jié)構(gòu)改變的作用。致突變物：具有引起生物體遺傳物質(zhì)發(fā)生基因結(jié)構(gòu)變化的物質(zhì)。

（二）分類(lèi)基因突變：只涉及染色體的某一部分的改變，不能用光學(xué)顯微鏡直接觀察。染色體畸變：可設(shè)計(jì)到染色體的數(shù)目或結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，可用光學(xué)顯微鏡直接觀察。第三十五頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日（二）試驗(yàn)方法（Ames試驗(yàn)）原理：鼠傷寒沙門(mén)氏菌與被檢測(cè)化學(xué)物質(zhì)接觸，如果該化學(xué)物質(zhì)具有致突變性，則可使突變性微生物發(fā)生回復(fù)突變，成為野生型微生物。野生型微生物具有合成組氨酸的能力，可在低營(yíng)養(yǎng)的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，而突變性不具有合成組氨酸的能力，不能在低營(yíng)養(yǎng)的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。致突變?cè)囼?yàn)的目的致突變?cè)囼?yàn)的目的是為了檢查受試物對(duì)機(jī)體遺傳過(guò)程有無(wú)影響的方法。致突變?cè)囼?yàn)方法基因突變?cè)囼?yàn)，例如Ames試驗(yàn)，下文以鼠傷寒沙門(mén)氏菌/哺乳動(dòng)物微粒體酶試驗(yàn)法為例介紹。染色體畸變?cè)囼?yàn)DNA損傷試驗(yàn)第三十六頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日二、致畸效應(yīng)（一）概念畸形：胚胎發(fā)育過(guò)程中，由于受到某種因素的影響，使胚胎的細(xì)胞分化和器官形成不能正常進(jìn)行，并出現(xiàn)肉眼可見(jiàn)形態(tài)結(jié)構(gòu)異常者。有畸形的胚胎或者胎仔稱為畸胎。致畸物：凡能引起胚胎發(fā)育障礙而導(dǎo)致胎兒發(fā)生畸形的物質(zhì)稱為致畸物或者致畸源。致畸作用：致畸物通過(guò)母體作用于胚胎而引起胎兒畸形的現(xiàn)象稱為致畸作用。致畸作用的毒理學(xué)特點(diǎn)胚胎與致畸物接觸時(shí)因胚胎處于不同的發(fā)育階段而呈現(xiàn)不同的敏感性。種屬差異較為明顯。第三十七頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日化學(xué)致畸作用機(jī)理突變引起胚胎發(fā)育異常；對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)分化較為重要的酶類(lèi)受到抑制；母體正常代謝過(guò)程被破壞；細(xì)胞分裂過(guò)程的障礙第三十八頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日（二）致畸試驗(yàn)1、目的：檢測(cè)環(huán)境污染物能否通過(guò)妊娠母體引起胚胎畸形。2、受試生物的選擇：一般試驗(yàn)動(dòng)物要求其對(duì)化學(xué)物質(zhì)的代謝過(guò)程與人相似，胎盤(pán)結(jié)構(gòu)也相似，還要求孕期短，產(chǎn)仔多，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，如家兔、大鼠、小鼠等。3、劑量分組：正式試驗(yàn)最少應(yīng)設(shè)3個(gè)劑量組，另設(shè)對(duì)照組。如受試物溶于某種溶劑中給予動(dòng)物，則另設(shè)溶劑對(duì)照組。有時(shí)為了更好地驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果，另設(shè)陽(yáng)性對(duì)照組。原則上，最高劑量組該劑量一般不超過(guò)LD50的1/5-1/3，應(yīng)引起母體輕度中毒，即進(jìn)食量減少、體重減輕、死亡不超過(guò)10%；最低劑量組可為L(zhǎng)D50的1／100～l/30，不應(yīng)觀察到任何中毒癥狀，；中間劑量組可以允許母體出現(xiàn)某些極輕微中毒癥狀，其劑量與高劑量和低劑量成等比級(jí)數(shù)關(guān)系。最高劑量組能引起母體輕度中毒，仍未觀察到致畸作用，則可確認(rèn)為該因素不具有致畸作用。第三十九頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日4、動(dòng)物交配處理將性成熟雌雄動(dòng)物按雌雄1:1或2:1的比例同籠交配。每日將已確定受孕雌鼠隨機(jī)分入各劑量組和對(duì)照組。確定受孕方法是陰栓檢查或陰道滌片精子檢查，出現(xiàn)陰栓或精子之日即為受孕“0”日，也有人作為第l日。

5、胎仔檢查自然分娩前1～2日將受孕動(dòng)物處死剖腹，取出子宮及活產(chǎn)胎仔，記錄死胎及吸收胎。一般大鼠在受孕后第19～20天，小鼠第18～19天，家兔在第29天。胎仔在臨近出生期間，發(fā)育進(jìn)展極為迅速。相差半日，發(fā)育情況即有顯著差異，骨骼發(fā)育尤為顯著。第四十頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日6、下列幾方面進(jìn)行畸形檢查：外觀畸形肉眼檢查，例如露腦；肉眼檢查內(nèi)臟及軟組織畸形，例如腭裂；骨骼畸形檢查，例如顱頂骨缺損，分叉肋等?；螜z查只限活產(chǎn)胎仔。

第四十一頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日7、結(jié)果評(píng)定活產(chǎn)幼仔平均畸形出現(xiàn)數(shù):即根據(jù)出現(xiàn)的畸形總數(shù)，計(jì)算每個(gè)活產(chǎn)幼仔出現(xiàn)的畸形平均數(shù)。

畸形出現(xiàn)率:即作為畸胎的幼仔在活產(chǎn)幼仔總數(shù)中所占的百分率。

母體畸胎出現(xiàn)率

:即出現(xiàn)畸形胎仔的母體在妊娠母體總數(shù)中所占的百分率。

第四十二頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日8、致畸作用的評(píng)價(jià)注意與自然變異區(qū)分；注意種屬差異；注意試驗(yàn)的閾劑量與人類(lèi)實(shí)際可能攝入量之間的差別。第四十三頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日三、致癌效應(yīng)概念化學(xué)致癌作用：指化學(xué)物質(zhì)引起腫瘤的過(guò)程?；瘜W(xué)致癌物：指誘發(fā)腫瘤的化學(xué)物質(zhì)。細(xì)胞癌變學(xué)說(shuō)（1）體細(xì)胞突變學(xué)說(shuō)：致癌因素包括化學(xué)，物理和生物因素等。作用于體細(xì)胞的遺傳物質(zhì)DNA,使其發(fā)生了突變，其結(jié)果使細(xì)胞的功能發(fā)生異常改變而致癌。即癌變形成的基礎(chǔ)是體細(xì)胞發(fā)生了突變。（2）分化障礙學(xué)說(shuō)：細(xì)胞癌變不一定需要體細(xì)胞遺傳物質(zhì)發(fā)生突變，而只是細(xì)胞分化過(guò)程中有關(guān)的基因調(diào)控過(guò)程受到致癌因素的干擾，使細(xì)胞分化和增殖發(fā)生紊亂而出現(xiàn)癌變。（3）癌基因?qū)W說(shuō)：所有細(xì)胞DNA分子中都存在有癌基因的遺傳信息，在正常情況下癌基因處于阻遏狀態(tài)，只有細(xì)胞內(nèi)有關(guān)的調(diào)節(jié)機(jī)制遭到破壞的情況下，基因才能表達(dá)，從而使細(xì)胞發(fā)生癌變，形成腫瘤。第四十四頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日癌變過(guò)程引發(fā)階段：致癌物直接作用于DNA的初級(jí)序列，引起基因突變，使單個(gè)細(xì)胞或少量細(xì)胞發(fā)生永久性的、不可逆的遺傳性改變，此種細(xì)胞稱為“啟動(dòng)細(xì)胞”（initiatedcell），誘發(fā)細(xì)胞突變的因素稱為啟動(dòng)劑。促進(jìn)階段：細(xì)胞在致癌作用的第一階段變成啟動(dòng)細(xì)胞后，在某些因素作用下，以相對(duì)于周?chē)＜?xì)胞的選擇優(yōu)勢(shì)進(jìn)行克隆擴(kuò)增，形成鏡下才能觀察到的或有時(shí)肉眼可見(jiàn)的細(xì)胞群，即良性腫瘤，這就是致癌作用的第二階段，稱為促進(jìn)階段，起促進(jìn)作用的因素稱作促進(jìn)劑或促癌劑。浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移階段:已形成的腫瘤不斷發(fā)展，逐漸侵害周?chē)恼＝M織，并擴(kuò)散到較遠(yuǎn)的部位。第四十五頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日第四十六頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日第四十七頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日致癌試驗(yàn)致癌試驗(yàn)是檢驗(yàn)受試物及其代謝產(chǎn)物是否具有致癌效應(yīng)或誘發(fā)腫瘤作用的慢性毒性試驗(yàn)法。短期篩檢方法長(zhǎng)期動(dòng)物誘癌試驗(yàn)第四十八頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日致突變?cè)囼?yàn)細(xì)菌回復(fù)突變?cè)囼?yàn)（Ames試驗(yàn)）、染色體畸變?cè)囼?yàn)、微核試驗(yàn)、姐妹染色單體交換試驗(yàn)（SCE）細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化試驗(yàn)細(xì)胞形態(tài)、生長(zhǎng)能力、生化等表型改變移植于動(dòng)物體內(nèi)形成腫瘤的能力常用敘利亞倉(cāng)鼠胚胎細(xì)胞小鼠成纖維細(xì)胞皮膚、器官、肝等器官組織上皮細(xì)胞體外培養(yǎng)短期試驗(yàn)第四十九頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日轉(zhuǎn)染細(xì)胞和轉(zhuǎn)基因動(dòng)物試驗(yàn)轉(zhuǎn)染細(xì)胞將原癌基因或活化癌基因?qū)爰?xì)胞，觀察致癌物對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)的影響將人類(lèi)的P450基因?qū)雱?dòng)物來(lái)源的缺乏此酶系的細(xì)胞中，形成具有與人相同的對(duì)潛在化學(xué)致癌物代謝能力的細(xì)胞轉(zhuǎn)基因動(dòng)物通過(guò)增強(qiáng)或抑制某個(gè)基因的表達(dá)，了解這個(gè)基因的功能人為地把某個(gè)基因及其相關(guān)基因組插入或者把某個(gè)基因從基因群中去除，這樣得來(lái)的新品種稱為轉(zhuǎn)基因動(dòng)物

通過(guò)比較轉(zhuǎn)基因動(dòng)物和正常動(dòng)物的生理、生化和病理指標(biāo)，來(lái)確定這個(gè)基因的功能

第五十頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日優(yōu)點(diǎn)人類(lèi)接觸受試物后往往需要20年左右的潛伏期，動(dòng)物試驗(yàn)一般進(jìn)行1-2年可獲陽(yáng)性結(jié)果能?chē)?yán)格控制試驗(yàn)條件，排除流行病學(xué)不易控制的許多混雜因素的影響

缺點(diǎn)動(dòng)物試驗(yàn)結(jié)果外推至人存在不肯定性

動(dòng)物致癌試驗(yàn)

第五十一頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日受試物優(yōu)先選擇短期致癌試驗(yàn)陽(yáng)性的化學(xué)物質(zhì)

動(dòng)物種屬的選擇，應(yīng)考慮受試物可能作用的靶器官

大鼠肝癌小鼠呼吸道和肺腫瘤金黃倉(cāng)鼠(或稱金黃地鼠)、狗或猴膀胱癌靶器官無(wú)法估計(jì)大鼠和小鼠

染毒劑量應(yīng)為最大耐受劑量(MTD)或1／2MTD試驗(yàn)組包括空白和溶劑對(duì)照

染毒途徑選用與人類(lèi)接觸相同的方式

動(dòng)物應(yīng)選擇自發(fā)腫瘤率低并且對(duì)致癌作用不應(yīng)過(guò)分敏感

每劑量組每性別動(dòng)物不得少于50只

第五十二頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日哺乳動(dòng)物長(zhǎng)期致癌試驗(yàn)

長(zhǎng)期試驗(yàn)期限依據(jù)不同種屬壽命而定，一般小鼠1.5-2年，大鼠2-2.5年轉(zhuǎn)癌基因或前癌基因小鼠

一種有望代替長(zhǎng)期動(dòng)物致癌的試驗(yàn)系統(tǒng)可觀察致癌物與基因相互作用以及不同致癌階段所起的作用這類(lèi)方法對(duì)確認(rèn)致癌物以及理解致癌機(jī)制很有幫助不適于作危險(xiǎn)性評(píng)估

第五十三頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日嚙齒類(lèi)動(dòng)物短期致癌試驗(yàn)

小鼠肺腫瘤誘發(fā)試驗(yàn)大鼠肝轉(zhuǎn)移灶誘發(fā)試驗(yàn)小鼠皮膚腫瘤誘發(fā)試驗(yàn)雌性大鼠乳腺癌的誘發(fā)試驗(yàn)促癌劑的檢查選用適當(dāng)?shù)牡蛣┝繂?dòng)劑，啟動(dòng)后1-2周開(kāi)始用受試物染毒第五十四頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日腫瘤流行病學(xué)調(diào)查

以腫瘤的發(fā)病率或病死率作為觀察終點(diǎn)

多采用分析流行病學(xué)的方法（回顧性定群調(diào)查、病例對(duì)照調(diào)查的方法）

調(diào)查結(jié)果為陽(yáng)性+劑量-反應(yīng)關(guān)系+得到動(dòng)物試驗(yàn)的驗(yàn)證該化合物為人類(lèi)致癌物

調(diào)查結(jié)果為陰性不能完全確定受試物為非致癌物，可能是接觸時(shí)間短或劑量低所致

流行病學(xué)調(diào)查第五十五頁(yè)，共六十一頁(yè)，2022年，8月28日生物標(biāo)記物流行病學(xué)調(diào)查

內(nèi)劑量

測(cè)定細(xì)胞、組織、體液內(nèi)某些致癌物或其代謝產(chǎn)物的含量，衡量接觸的水平生物