专家质疑评估混合物的不确定性系数

2013年7月11日来源:环境卫生权威混合物毒理学专家认为,不能假定在评估对单独化学物质的暴露构成的健康风险时通常使用的缺省不确定性系数,以免遭受化学混合物的潜在有害影响。不确定性系数长久以来被用于将毒理学结果由实验动物研究外推到人类。由Andreas Kortenkamp领     

面向我国化学物质环境管理的计算毒理学模型评估思路及建设路径

计算毒理学模型正逐渐成为我国化学物质环境管理的重要工具之一.为了推动建立面向我国化学物质环境管理的计算毒理学模型评估方法体系,掌握模型评估核心技术,本文分析了我国发展和评估计算毒理学模型的必要性,总结了我国计算毒理学模型评估的管理需求,系统梳理了美国、欧盟、国际经济合作与发展组织(OECD)的模型评估方法.研究发现,发达国家普遍建立了一套相对完善的计算毒理学模型评估技术,构建了包含模型开发、评估、验证和应用的模型生命周期评估体系.当前,我国尚未建立计算毒理学模型评估技术方法,借鉴发达国家的经验做法,构建具有我国国情特征的计算毒理学模型评估体系,指导我国计算毒理学模型征集与评估工作,具有重要意义.     

前言

毒理学是一门研究外源性化学物质对人类机体的毒性作用及其防治的科学.它的研究对象涉及工业、农业、医药卫生、环保、军事等领域,研究层次包括群体、整体、靶器官、细胞、亚细胞及分子水平的宏观和微观方面.为适应跨部门、跨学科以及与国际间的学术交流,推动我国毒理学的发展,在科协及有关单位的大力支持下,中国毒理学会经过几年的筹备于1993年12月成立,并已先后成立了十几个专业委员会.分析毒理学是毒理学与分析化学等学科结合发展起来的一门科学,它是研究从复杂的系统中进行毒物分离、识别和测定的方法,以及毒物的组成、结构和状态与生物效应     

卤虫属在水生生态毒理学中的研究进展

在环境问题日益突出的今天,生态毒理学研究对于生态系统健康发展与生态系统服务功能的提升至关重要。水生生态毒理学作为生态毒理学研究重点领域之一,正逐渐成为科研人员的关注点。目前,水生生态毒理学主要研究环境中的有毒有害物质对水生生物的毒性效应及其对生态系统的影响。作为生态毒理学研究中常用的实验动物,卤虫属动物已被广泛应用于污染物暴露、环境因子干扰、食物链传递和生态风险评价等方面。虽然,卤虫在多个研究领域都有应用,但是,由于生态毒理学发展还不完善,特别是研究人员前期对环境毒理学与生态毒理学两者界定不清,目前尚无卤虫在水生生态毒理学研究中的综合论述。本文精准检索搜集了在生态毒理学领域中卤虫研究的相关文献,深入阅读,从物种特征、优缺点与应用范围;孵化饲养标准与质量控制;实验类型与暴露方式;主要关注指标与研究目的;存在问题与展望5个方面展开论述,对卤虫在水生生态毒理学中的研究进展进行了综合概括。     

T-2毒素的毒性效应及致毒机制研究进展

T-2毒素是由多种镰刀菌产生的单端孢霉烯族化合物中毒性较强的一种毒素,广泛存在于谷物和谷类食品中.经食物连续摄入T-2毒素会对人类和动物的健康造成潜在危害.目前,T-2毒素对人和动物健康的影响受到了社会的广泛关注,已成为毒理学领域研究的热点课题之一.在综述了T-2毒素的生物转化、代谢途径及其毒理学效应与机制基础上,对现...     

《生态毒理学原理与方法》简介

《生态毒理学原理与方法》一书近日由科学出版社出版．该书由孟紫强教授主编、多名学者参加编著，集生态毒理学基础理论、研究方法及最新成果于一体．该书第1-2章主要论述生态毒理学基本概念、基本理论及主要研究方法；第3-5章为动物生态毒理学、植物生态毒理学及微生物生态毒理学，从分子、细胞、个体及群体水平系统阐述了这三大生态毒理学的理论知识和研究方法；同时还分别论述了对这三大类生物的主要污染物及其毒性作用与机理.     

《生态毒理学原理与方法》简介

《生态毒理学原理与方法》一书近日由科学出版社出版.该书由孟紫强教授主编、多名学者参加编著,集生态毒理学基础理论、研究方法及最新成果于一体.该书第1￣2章主要论述生态毒理学基本概念、基本理论及主要研究方法;第3￣5章为动物生态毒理学、植物生态毒理学及微生物生态毒理学,从分子、细胞、个体及群体水平系统阐述了这三大生态毒理学的理论知识和研究方法;同时还分别论述了对这三大类生物的主要污染物及其毒性作用与机理;第6￣8章系统论述了陆地生态系统、淡水生态系统、海洋及河口生态系统生态毒理学,反映了当代生态学和生态毒理学把生…     

3D类器官模型的研究进展及其在化学品毒理学评价中的应用展望

化学品毒理学评价主要采用2D细胞培养体系和动物实验模型,但2种模型均存在一定的局限性.2D细胞培养常用特定细胞系,与体内多细胞组织及其生理功能差异较大.动物实验耗时、昂贵,并受伦理学限制,且存在种属差异问题.3D类器官模型可模拟组织器官的复杂结构和功能,产生细胞间和细胞-基质相互作用,与体内生理反应更为相似,因此能更准确地反映毒性效应和机理.类器官模型在化学品毒理学评价领域具有良好的应用前景,将显著提升毒理学基础研究能力以及对化学品风险评价和管理的支撑作用,但相关研究尚处于起步阶段.本文从类器官的生理学特性、构建方法及组织类型等方面,重点讨论了类器官模型在化学品毒理学研究中的适用性,并提出了存在的挑战和对策.     

序言

卤代有机物，是有机化合物中的官能团被卤基所取代，从而形成的新化合物。卤代有机物可用作农药、医药、防腐剂、麻醉剂、制冷剂、有机溶剂等，它们在提高人类生活质量，促进经济社会发展方面，发挥了重要作用。卤代有机物生成的天然途径很少，仅有少数微生物可合成。环境中的卤代有机物，绝大多数是人工合成的化学品。
环境中卤代有机物的污染也对人类的生存和发展产生了严重威胁。最典型的例子是有机氯农药。1962年，Rachel Carson在其出版的人类环保意识启蒙之作《寂静的春天》中，就描述了环境被以DDT为代表的有机氯农药污染所呈现的景象“鸟儿不再歌唱，鱼儿停止了游泳，螳螂和其他昆虫正在消失”。农药DDT、多氯联苯等卤代有机污染物的特点是：(1)持久性，一旦进入环境，不容易被降解，可以在环境中长时间(数年)存在；(2)长距离环境迁移性，可通过大气环流、洋流、动物种群携带等机制，由低纬度、低海拔地区向高纬度、高海拔地区长距离迁移；(3)生物蓄积性，容易在生物体的脂肪和类脂物质中蓄积，并沿食物链进行积累；(4)毒性，具有干扰内分泌、致癌等毒性效应。具有这4方面特征的污染物，被称为持久性有机污染物(POPs)。已列入《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》的21类物质和正在评估拟被列入该公约的物质，都是卤代有机物。
值得指出的是，持久性有毒化学物质一旦进入环境中，再将其从环境中去除或者回收，技术上是很难的；即使技术上可实现，其成本之高也不是人类所能承受的。因此，应对和解决化学物质的污染问题，重点应该在于预先防范。防范化学物质的污染，需要评价和预测化学物质的环境风险。但是，人类设计和合成新的人工化学物质的速度很快，一个博士生在其博士论文期间，有可能合成数百种新化学物质，而基于实验的方法评价和预测一个化学物质的环境危害性和风险性，一个博士论文的研究工作是不可能彻底完成的。因此，在化学物质合成/投入市场的速度与化学物质的环境危害性/风险性评价的速度方面，有着巨大的差距。实验测试还存在费用高昂和动物实验伦理等问题。这些问题催生了计算毒理学/预测毒理学这样一个新兴的研究领域。计算(预测)毒理学可基于分子结构，采用计算化学、计算生物学等方法，高效地评价和预测化学物质的环境暴露、危害性和风险性，也被国际上认为是化学物质环境风险性评价方法根本性变革的发展方向。希望我国能够跟上这种变革，并做出创新性、引领性的研究成果。
自20世纪60年代环境学科诞生以来，卤代有机物在环境介质中的存在、化学特性、行为与效应、污染防控的原理与方法等，就一直是研究的热点问题。近年来，溴代阻燃剂和有机氟化合物的环境水平、监测方法、行为和毒理效应等，成为环境领域研究的新热点。金一和教授针对这2类化合物的环境水平和毒理效应机制，开展了长期性和创新性的研究工作。本专辑所录用论文，也大多针对这2类污染物。金一和教授的研究成果在生态毒理学领域得到同行们的广泛认可，他严谨的科研态度与超前的研究思想尚需继承发展。希望本专辑的出版，能够为同行提供一个相互交流、启迪创新的平台，以此告慰金一和教授！
     

进化毒理学:生态毒理学研究的新视角

环境污染是驱动生物适应性进化的重要因素之一。近年来,随着分子生物学的迅猛发展和进化生物学理论的逐步更新,进化毒理学(evolutionary toxicology)这一交叉学科快速发展。进化毒理学研究是运用分子生物学和种群遗传学的方法,以进化生物学和保护遗传学的理论和概念为基础,试图描述生物体适应环境的机制、原则以及环境污染对生物体适应过程的影响与作用。本文回顾了进化毒理学的理论发展,归纳总结了进化毒理学的研究范畴和主要研究内容,并对进化毒理学在未来生态风险评估中的应用、进化毒理学的研究方向以及相关理论进行了展望。本文旨在对进化毒理学这一新兴交叉学科进行梳理和简介,为丰富生态毒理学研究提供理论支持,同时也为解决日益加剧的环境污染问题提供新的研究思路与途径。     

紫外吸收剂在湖泊中的分布及其对底栖动物的毒性效应

紫外吸收剂大量用于工业材料和个人护理品中,近年来在水体中不断被检出,同时由于其高度亲脂性,易在底泥和水生生物体内富集,产生潜在的毒性效应,已成为一类新型污染物。本文综述了紫外吸收剂在湖泊环境中的分布和生物富集效应,重点分析了二苯甲酮类等典型紫外吸收剂对底栖动物的药物代谢系统、抗氧化系统及其生长发育的影响及其毒性作用机制,并对未来该领域的研究进行了展望。     

类二噁英物质及芳香烃受体(AhR)介导的有害结局路径(AOP)研究进展

二噁英及类二噁英物质(dioxin-like compounds,DLCs)是一类高毒性化合物的统称,对其毒理学的研究一直都是备受关注的焦点。已有证据表明,高毒二噁英及DLCs主要通过激活芳香烃受体(aryl hydrocarbon receptor,AhR),进而导致一系列生物毒性。近年来越来越多的新型有机污染物被发现具有类二噁英分子结构并存在潜在生物毒性或活性。与此同时,如何评估二噁英及DLCs对本土生态生物的危害及其风险也受到更多关注。本文综述了近几年发现的新型二噁英物质、二噁英及DLCs的AhR致毒机制、相应的有害结局路径(adverse outcome pathway,AOP)及AOP在指导探索新型物质及物种敏感性方面上的新观点和发现,同时也展望了二噁英及DLCs在生态毒理及风险评估领域的未来研究方向。     

Störungen der Entwicklung und Funktion des männlichen Reproduktionssystems

Various recently published studies indicate increases in disorders of development and function of the male reproductive system during the last decades. This refers to reports on a decline in sperm count and increased incidences of testicular cancer, cryptorchidism and hypospadias. While the results of studies on the increase in (geographically varying) incidences of testicular cancer are unequivocal, data on changes in rates of cryptorchidism and hypospadias are rather limited. Meanwhile, numerous retrospective studies on changes in sperm concentrations in the ejaculate of normal men have been published. However, at present it is not possible to draw generally valid conclusions since results from some countries or geographic regions indicate a significant decline while in others either no changes or even slight increases have been reported. According to the so-called “Estrogen hypothesis”, the common cause of these disorders shall be an increased prenatal exposure to estrogens. Concerning exogenous estrogens, synthetic estrogens, phyto and mycoestrogens, and chemicals with estrogenic activity could play a role. A search in the available literature has revealed that at present more than 100 chemical compounds from different classes are known to possess estrogenic activity. This, however, is not the only way in which chemicals may be endocrinically active. Ubiquitously distributed compounds from the classes of polychlorinated dibenzodioxins/furans and biphenyls exhibit an antiestrogenic potential, while chemicals like p,p′-DDE, Linuron and Vinclozolin being competitive androgen receptor antagonists may act as antiandrogens. Concerning the very limited current knowledge, the estrogen hypothesis at present only represents an interesting basis for discussion. Most questions that would have to be answered in order to accept, reject or modify tis hypothesis are either completely open or only partially understood. Thus, there is an urgent need to initiate research efforts to clarify the toxicological significance for ecosystems and humans of chemicals with endocrine activity.     

Kriterien für eine ökologisch nachhaltige Stoff-und Gentechnikpolitik

Based on the precautionary principles and the functional model of the environment, the meaning of the criterion of sustainability is explained and applied on organic chemicals and genetically modified organisms (GMOs). It is shown that the criterion permits the sustainability of an operationalization of the precautionary principle as interpreted strictly and the ecological component records the sustainability for the respective areas of environmental problems. Using examples from the field of chemistry, it has been demonstrated that problems have arisen through the substituted substances which are recognized as being ecologically harmful, since the sustainability was not applied as the central criterion for the environmental evaluation of organic materials. The conventions on ‘Persistent Organic Pollutants’ (POPs) which have been agreed upon provide a chance to revive the research on the sustainability of organic chemicals. Similar findings are seen for the GMOs, whose ecosystemic risks should not merely be defined based upon their human toxicological and already recognized ecological aspects.     

生理毒代动力学模型及其在有机污染物水生生态毒理研究中的应用

人类生产和生活使用各种人工合成的化学品,种类和数量急剧增长,对生态系统和人体健康造成了极大威胁。因此,亟需采用高效的方法对数量巨大的化合物进行毒性评价。对生理毒代动力学(PBTK)模型的建立过程及其在污染物生态毒理研究中的应用进行了综述。PBTK模型,又称生理药代动力学(PBPK)模型,是利用生理学和解剖学等原理,将生物体简化为用血流连接的肝、肾和脂肪等各组织器官房室,模拟化合物在生物体内的吸收、分布、代谢和排泄过程。模型参数包括生理参数和生化参数2个部分,可用MATLAB等软件进行模拟。模型已应用于数百余种有机污染物在鱼体等水生生物体的毒代动力学模拟。已有模拟结果能够预测化合物在生物体内的有效剂量,对化合物毒性进行评估,并可用于不同物种、不同剂量和不同暴露途径间的外推,有力推进了污染物生态毒理研究工作的开展。     

Organophosphorous compounds and oxidative stress: a review

Organophosphorous compounds (OP) have largely been used as pesticides globally. These chemicals induce oxidative stress as a possible mechanism of action, which has been a focus of toxicological research for the last decade. This review evaluated the presence of oxidative stress, balance between total antioxidant capacity, and oxygen free radicals associated with OP compound exposure. Oxidative stress induced by OP leads to disturbances in function of different organs and tissues. Evidence indicates that stimulation of free radical production, induction of lipid peroxidation, and disturbance of the total antioxidant capacity are mechanisms of toxicity induced by most OP. Thus, use of antioxidants may be beneficial in treatment of OP poisoning, which remains to be elucidated with further clinical trials.     

基于斑马鱼毒理基因组学的化学品测试技术研究进展

大量缺乏毒性信息的化学品最终进入环境水体,对人类及生态生物产生潜在的危害与风险。提高化学品生物毒性测试与评估技术的通量和效率,是实现毒害化学物质环境与生态健康风险防控的关键。作为一种可以实现高通量测试的脊椎动物模型,斑马鱼胚胎测试在化学品的毒性评估中应用广泛。随着组学技术的发展,毒理基因组学可有效提取毒害化学品致毒过程中干扰生物学通路的信息。这些机制信息可用于对单物质或复合污染物生物毒性的筛选和预测。本文综述了不同斑马鱼胚胎测试技术在化学品毒性筛选评估管理与水环境复合污染毒性监测中的发展和应用,详细介绍了一种新型斑马鱼胚胎简化转录组学技术的方法流程和优势,并探讨了综合斑马鱼胚胎毒性测试、行为分析和组学等不同测试技术在化学品毒性测试、环境监测与评价中的应用前景。     

脂质组学在环境领域中的应用

脂质是生物体内重要的组成物质之一,具有多种重要的生物学功能。脂质组学作为代谢组学的一个重要分支,主要通过研究生物体内脂质化合物及脂质代谢谱的变化,进而鉴定生物标志物,分析相关代谢通路,阐明生物体响应外界刺激的机制。随着分析技术的不断进步,尤其是色谱和质谱技术的引入,极大地推动了脂质组学研究的发展,并扩展了其应用范围。本文介绍了脂质组学的研究方法及其在环境领域中的应用前景,重点讨论了脂质组学及多组学联用技术在环境胁迫耐受性及环境污染物毒性评价中的应用。     

分析毒理中生物指标的研究

生物指标提供了人体接触有毒化学物质的机体负荷、作用指标和易感性等信息，是现代分析毒理研究中的一个重要内容。本文以多环芳烃的接触指标尿中１－羟基芘的研究为例，着重讨论了生物指标研究在环境健康风险评价中的意义。     

Systemic risks of genetically modified crops: the need for new approaches to risk assessment

Background

European chemicals legislation (registration, evaluation, authorisation and restriction of chemical substances (REACH)) requires a broad assessment of chemicals with respect to, inter alia, their health-relevant properties. Due to the extreme number of substances to be assessed and the limited current toxicological knowledge on their respective properties, REACH implicitly requires a paradigm change: away from knowledge generated mainly from costly animal experiments towards the use of mechanistic findings. Moreover, effect mechanisms at the biochemical or cellular level are essential when conclusions shall be drawn about "new" endpoints and mixtures of xenobiotics. This study (funded by the German Federal Environment Agency) describes examples of biochemical processes in the mammalian organism and how xenobiotics interfere with them. Interference with physiological processes expected to lead to adverse health effects is characterised as "toxicity pathway". The study describes toxicological endpoints not usually covered in routine animal testing and the respective toxicity pathways.

Results and conclusions

Screening for chemicals which exert effects via common toxicity pathways and subsequently conducting targeted short-term tests may generate new information about the toxicity of chemicals without performing extensive substance-by-substance animal experiments. Information on common toxicity pathways may also provide input for the assessment of mixture effects. The U.S. Environmental Protection Agency is working intensely on this concept. It involves the use of enormous amounts of data on relevant biochemical and cellular processes, which are generated by "high-throughput screening" methods, and then are combined with substance-specific kinetic data, experimental apical test outcomes and modelling. Current limitations in the regulatory use of this integrated approach on risk assessment will be outlined.