基于贝叶斯的苯并(α)芘PBPK模型优化与健康风险评估应用

应用基于生理的药代动力学(PBPK)模型预测苯并(α)芘(BaP)暴露的人体内部剂量,基于贝叶斯的马尔科夫链蒙特卡洛模拟(MCMC)方法对模型参数进行校准和优化,最后运用已优化的模型对BaP内暴露基准值进行推导.研究发现,基于贝叶斯的MCMC方法对模型后验参数校准后,模型精度明显提高,两个数据集验证结果显示残差平方和分别降低了72%和94%.PBPK模型以BaP和子代谢物3-羟基苯并(α)芘(3-OHBaP)的体内动力学过程为结构基础,模拟BaP体内浓度分布大小为脂肪>肾脏>皮肤>缓慢灌注组织>快速灌注组织>静脉血>肝脏;3-OHBaP体内浓度分布大小为肾脏>快速灌注组织>脂肪>肺>静脉血>缓慢灌注组织>肝脏>皮肤.敏感性分析显示,快速灌注组织-血分配系数对模型输出影响最大,灵敏度系数超过了200%;排泄系数影响最小,只有肾小球过滤率K_BR的灵敏度系数超过了1%.以美国国家环境保护局推荐的参考浓度2.0×10^-6mg/m³为外暴露安全基准值,基于PBPK模型推导了职业暴露的BaP生物监测当量(BE),结果显示BE值为0.405pmol/mol肌酐(尿液3-OHBaP平均浓度),为基于人体内暴露剂量水平进行定量健康风险评估奠定了基础.     

美国针对高氯酸盐环境风险的管控策略及对我国的启示

高氯酸盐是具有高水溶性、高度扩散性和持久性的有毒污染物质,通过食物、饮用水为主的暴露途径进入人体,干扰甲状腺对碘的吸收,对人体健康构成威胁,饮用水和废水污染防治是高氯酸盐风险管控的重点. 我国水环境中高氯酸盐检出频次和浓度较高,亟需开展管控. 美国是最早报道高氯酸盐水体污染并对此展开调查研究的国家之一,并形成了系统的管控思路,积累了成熟的管理经验,值得我国学习和借鉴. 本文从饮用水安全保障和废水污染物排放管控两个方面介绍了美国有毒污染物风险管控思路,重点阐述了高氯酸盐的针对性管控措施,并整理分析了我国高氯酸盐相关污染管控现状,发现目前尚未开展有针对性的管控,究其原因在于缺乏完整的有毒污染物环境风险管控体系,未能及时关注高氯酸盐等有毒污染物的健康风险,造成环境风险管控力度不足. 最后在借鉴美国管理经验的基础上,立足于我国环境管理需求,提出了相关工作的启示及建议:要健全有毒物质管控体制机制,强化有毒污染物全过程风险管控的技术支撑能力,以提高有毒污染物风险管理的系统性、精准性、科学性;要系统开展本土高氯酸盐溯源分析、管控政策措施研究,填补高氯酸盐典型污染物的管控空白.      

我国水环境风险管理进展、挑战与战略对策研究

近年来我国水环境质量持续改善,但水环境风险及管控形势仍然严峻,化工厂爆炸和尾矿泄漏等突发性水环境事故频发,有毒有害污染物超标等累积性污染风险突出.该文着眼于水环境污染风险,对影响推进我国水环境风险管理的突出问题进行梳理,发现部分法律法规内容可操作性和防控力度有待完善提升、管理体系制度间衔接亟需加强、基础研究及支撑技术规范化不足、企业责任主体对风险防控的主动性不够、流域风险底数不清等问题,提出针对性的战略对策建议,包括加强顶层设计、统筹管理体系和制度的3个衔接、加强环境基准标准/风险评估/监测/应急处置4个方面的科学研究、构建以环境责任险和损害评估为核心的主动防控风险倒逼机制、开展重点水域风险普查摸清底数,提出水环境风险管理战略路线思路,强调环境风险防控关口前移、与现有环境管理体系相结合,统筹推进水环境风险管理.      

PBPK模型在苯并[α]芘健康风险评估中的应用探讨

苯并[α]芘〔benzo[α]pyrene,BaP〕是环境中广泛存在的一种致癌多环芳烃,带来的健康风险受到普遍关注. 基于生理的药代动力学(physiologically based pharmacokinetic, PBPK)模型是一种预测污染物在生物体内部剂量的数学模型,近年来在健康风险评估中应用广泛. 本文介绍了BaP对生物体的健康危害,概述了BaP的PBPK模型研究进展,指出了BaP人体PBPK模型存在BaP及代谢物的代谢机理尚未完全明确、代谢参数可靠性不高、模型还需继续完善等问题,并探讨了PBPK模型在BaP健康风险评估中的应用. 一方面,PBPK模型在阐明内暴露监测结果及补充完善污染物在人体内的代谢机理方面具有明显优势,基于PBPK模型分析完善了BaP生物标志物3-羟基苯并[α]芘在肾小管重吸收的肾脏排泄机制;另一方面,PBPK模型作为外推工具,通过种间外推可以量化污染物的种间药代动力学差异,减小动物健康剂量水平外推至人体基准值的不确定性;通过体外到体内的外推可以关联内外暴露剂量,利用反剂量学推导人体健康基准值. 这两种外推方法的应用均可以提高人体健康基准值推导的科学性、准确性. 并以BaP为例剖析了PBPK模型不确定性来源,提出了提高模型精确性的方法. 最后,为了进一步推动完善BaP的人体健康风险评估方法体系,本文探讨总结了3个重点研究方向:一是探索PBPK模型应用于BaP健康风险评估的方法体系;二是探索可靠性更高的BaP健康风险评估概率模型;三是开展BaP的生物标志物用于人体健康风险评估可行性研究.