放射毒理学：1 第一章 概论

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1、放射毒理学放射毒理学概概 论论放射毒理学放射毒理学 radiotoxicologyradio-toxico- 毒毒 -ology = -logy前缀前缀 pref. 1. 表示表示 “无线电无线电”2. 表示表示 “辐射辐射”；“放放射射”3. 表示表示 “镭镭”；“X射线射线”4. 表示表示 “半径半径”学问，学科学问，学科toxicology毒理学毒理学radiotoxicology放射毒理学放射毒理学1. 放射放射毒理学在毒理学中的地位毒理学在毒理学中的地位基本概念基本概念毒毒理理学学（toxicology）是是研研究究外外源源性性化化合合物物对对生生物物机机体体的的损害作用损害作用及其

2、及其机制机制的科学。的科学。外外源源性性化化合合物物（foreign chemical compounds）是是在在人类生活的外界环境中存在、可能与机体接触并进入人类生活的外界环境中存在、可能与机体接触并进入机机体体，在在体体内内呈呈现现一一定定的的生生物物学学作作用用的的一一些些化学物质，又称为化学物质，又称为“外源生物活性物质外源生物活性物质”。外源性外源性化合物化合物 农用化学品：如化肥、杀虫剂等农用化学品：如化肥、杀虫剂等 工业化学品：如生产原料、辅料、中间体等工业化学品：如生产原料、辅料、中间体等 药物及医用化学品药物及医用化学品: 如药物如药物 食品添加剂：如食用色素、香精、防腐剂

3、等食品添加剂：如食用色素、香精、防腐剂等 日用化学品：如化妆品、洗涤用品等日用化学品：如化妆品、洗涤用品等 各种环境污染物：如废水、废气、废渣中的各种各种环境污染物：如废水、废气、废渣中的各种 学物质等学物质等 化学致癌物：如氯乙烯、苯、苯并芘等化学致癌物：如氯乙烯、苯、苯并芘等 生物毒素：如动物毒素、植物毒素等生物毒素：如动物毒素、植物毒素等 军事毒物：如芥子气等战争毒素军事毒物：如芥子气等战争毒素 放射性物质：如放射性核素放射性物质：如放射性核素毒毒性性（toxicity）指指摄摄入入或或接接触触一一种种毒毒物物时时，对对机机体体造造成成的的损损害害能能力力。包包括括引引起起功功能能障障碍

4、碍、病病理理变变化化，甚甚至至出现死亡等。出现死亡等。毒毒物物（toxicant）在在日日常常接接触触途途径径和和剂剂量量下下即即能能对对机机体产生损害作用的化学物。体产生损害作用的化学物。中中毒毒 (poisoning，toxication)是是生生物物体体受受到到毒毒物物作作用用而而引起功能性或器质性改变后出现的疾病引起功能性或器质性改变后出现的疾病状态状态。毒理学发展简史毒理学发展简史一、古代与中世纪毒理学一、古代与中世纪毒理学一、古代与中世纪毒理学一、古代与中世纪毒理学 萌芽萌芽萌芽萌芽50005000年前年前年前年前(3000(30002000B.C)2000B.C) 有文字记载约有

5、文字记载约有文字记载约有文字记载约35003500年历史年历史年历史年历史 1500 B.C1500 B.C古埃及医书中已记载古埃及医书中已记载古埃及医书中已记载古埃及医书中已记载PbPb、CuCu、SnSn等有毒。等有毒。等有毒。等有毒。 我我我我国国国国宋宋宋宋朝朝朝朝洗洗洗洗冤冤冤冤集集集集录录录录，明明明明朝朝朝朝初初初初本本本本草草草草纲纲纲纲目目目目。在在在在古古古古代，有毒物质主要被作为杀伤工具。代，有毒物质主要被作为杀伤工具。代，有毒物质主要被作为杀伤工具。代，有毒物质主要被作为杀伤工具。 毒理学（毒理学（Toxicology） Toxon（弓箭）（弓箭）古希腊词古希腊词 to

6、xikon（毒物）（毒物）Toxic-拉丁语拉丁语 toxious（poisonous）logy-古希腊词古希腊词logous（描述）（描述）毒物主要反映在两个方面毒物主要反映在两个方面1.在在实实践践中中逐逐渐渐积积累累了了用用天天然然毒毒物物治治疗疗疾疾病病和和解救解救中毒的经验。中毒的经验。毒芹毒芹断肠草断肠草砒石砒石天然砒霜天然砒霜2. 被被识识别别和和发发现现的的各各种种自自然然毒毒物物被被用用于于狩狩猎猎、战战争冲突和谋杀。争冲突和谋杀。二、工业革命前二、工业革命前 由于社会上中毒、毒杀、误服由于社会上中毒、毒杀、误服法医毒理法医毒理 化学药物的合成化学药物的合成药物毒理药物毒理

7、毒理学试验研究始于毒理学试验研究始于16世纪，由世纪，由Paracelsus奠定基础。奠定基础。Paracelsus对毒理学理论的主要贡献对毒理学理论的主要贡献提出了毒物是化学物的概念提出了毒物是化学物的概念检测生物体对化学物的反应需进行实验观察和研究检测生物体对化学物的反应需进行实验观察和研究应注意区别治疗作用和毒性作用应注意区别治疗作用和毒性作用治治疗疗作作用用和和毒毒性性作作用用同同是是化化学学物物的的特特性性，两两者者有有时时难以区分难以区分 职业中毒职业中毒职业中毒职业中毒工业毒理学，现代毒理学开始形成工业毒理学，现代毒理学开始形成工业毒理学，现代毒理学开始形成工业毒理学，现代毒理学

8、开始形成 毒毒毒毒理理理理学学学学作作作作为为为为一一一一门门门门独独独独立立立立学学学学科科科科，Orfila(Orfila(西西西西班班班班牙牙牙牙牙牙牙牙医医医医) )发发发发明明明明了毒检方法。了毒检方法。了毒检方法。了毒检方法。 发表了第一本专著发表了第一本专著发表了第一本专著发表了第一本专著(1815(1815年年年年) ) 论毒理。论毒理。论毒理。论毒理。 2020世世世世纪纪纪纪5050年年年年代代代代以以以以前前前前，毒毒毒毒理理理理学学学学基基基基本本本本上上上上是是是是药药药药理理理理学学学学和和和和法法法法医医医医学的延伸。学的延伸。学的延伸。学的延伸。三、工业革命后三

9、、工业革命后(19世纪世纪) 工农业快速发展工农业快速发展工农业快速发展工农业快速发展 环境污染严重环境污染严重环境污染严重环境污染严重 公害公害公害公害 生化和遗传学飞速发展生化和遗传学飞速发展生化和遗传学飞速发展生化和遗传学飞速发展 欧美一些国家制订了法规欧美一些国家制订了法规欧美一些国家制订了法规欧美一些国家制订了法规 毒毒毒毒 理理理理 学学学学 自自自自 身身身身 的的的的 发发发发 展展展展 ， SOPs(Standard SOPs(Standard Operating Operating Procedures)Procedures)、 GLP(Good Laboratory Pr

10、actice)GLP(Good Laboratory Practice)等等等等四、二十世纪四、二十世纪四、二十世纪四、二十世纪5050年代后毒理学进入快速发展时期年代后毒理学进入快速发展时期年代后毒理学进入快速发展时期年代后毒理学进入快速发展时期世界八大公害事件世界八大公害事件时间时间地点地点主要污染物主要污染物中毒人数中毒人数193019481956194319551953196819601971比利时马斯河谷比利时马斯河谷美国多诺拉城美国多诺拉城英国伦敦英国伦敦美国洛杉矶美国洛杉矶日本富山县日本富山县日本水俣、新泻日本水俣、新泻日本安知日本安知日本四日日本四日日本日本SO2 /氟化物氟化

11、物/粉尘粉尘SO2、金属粉尘金属粉尘SO2、烟尘烟尘光化学烟尘光化学烟尘镉镉甲基汞甲基汞多氯联苯多氯联苯SO2、烟尘、烟尘、石油化工废气石油化工废气砷砷6000余人死亡余人死亡60人人6000余人死亡余人死亡20人人4000余人死亡余人死亡全市全市1/2人患红眼病人患红眼病400余人死亡余人死亡患病患病258人人,死死128人人患病患病2000余人余人,死死352人人中毒中毒1684人人,死死30余人余人患病患病800余人余人,死死36人人慢性砷中毒慢性砷中毒研究范围不断扩大，合同研究机构应运而生研究范围不断扩大，合同研究机构应运而生研究内容不断深入，并取得了一些突破性进展研究内容不断深入，并

12、取得了一些突破性进展在在宏宏观观管管理理和和立立法法方方面面的的作作用用日日益益重重要要，危危险险度度评评定定开开始成为现代毒理学研究的主要目的和产物始成为现代毒理学研究的主要目的和产物趋于早期参与新产品开发，与经济发展的关系更加密切趋于早期参与新产品开发，与经济发展的关系更加密切学术队伍不断壮大，国际间学术交流不断发展学术队伍不断壮大，国际间学术交流不断发展现代毒理学具备的特点：现代毒理学具备的特点：研究领域研究领域药物毒理学药物毒理学环境毒理学环境毒理学食品毒理学食品毒理学工业毒理学工业毒理学临床毒理学临床毒理学法医毒理学法医毒理学分析毒理学分析毒理学军事毒理学军事毒理学管理毒理学管理毒理

13、学分类靶器官靶器官肝脏毒理学肝脏毒理学肾脏毒理学肾脏毒理学神经毒理学神经毒理学生殖毒理学生殖毒理学免疫毒理学免疫毒理学皮肤毒理学皮肤毒理学血液毒理学血液毒理学机制研究机制研究细胞毒理学细胞毒理学膜毒理学膜毒理学生化毒理学生化毒理学分子毒理学分子毒理学遗传毒理学遗传毒理学活性物质的活性物质的有效剂量有效剂量毒物毒物毒物存在的毒物存在的剂型和剂量剂型和剂量吸收、分布吸收、分布代谢、排出代谢、排出靶器官中与靶器官中与受体相互作用受体相互作用效应效应毒物作用毒物作用可吸收可吸收的毒物的毒物出现出现 All substances are poisons, there is none which is n

14、ot a poison. The right dose differentiates a poison and remedy. No substance is a poison by itself. It is the dose that makes a substance a poison. Paracelsus(1493-1548)毒理学的研究内容毒理学的研究内容 以以动动物物实实验验为为模模型型，研研究究实实验验动动物物接接触触外外来来化化合合物物之之后后所所发发生生的的毒毒性性效效应应与与反反应应，且且将将此此毒毒理理学学研研究究的的结果外推至人，以便最终保护人类的健康结果外推至人，以

15、便最终保护人类的健康检检测测理理化化因因素素产产生生的的有有害害作作用用的的性质性质(危害性危害性鉴定鉴定功能功能)评评价价在在特特殊殊暴暴露露条条件件下下出出现现毒毒性性的可能性的可能性(危险度危险度评价评价功能功能)毒理学的两毒理学的两个基本功能个基本功能毒毒物物器官组织器官组织血液血液游离型游离型 结合型结合型靶器官靶器官(受体受体)肝脏肝脏吸入吸入注射注射食入食入毒效应毒效应吸收吸收转化转化排出排出再吸收再吸收毒物动力相毒物动力相毒效相毒效相暴露相暴露相毒物对机体作用的三个时相过程毒物对机体作用的三个时相过程（胃肠道、呼吸（胃肠道、呼吸道、注射部位）道、注射部位）（尿、粪、呼气）（尿、

16、粪、呼气）（肾小管、肝肠循环）（肾小管、肝肠循环）机体对环境有害因素的反应机体对环境有害因素的反应预防医学预防医学临床医学临床医学正常调节正常调节代偿状态代偿状态失调失调 衰竭衰竭环境有害因素环境有害因素持续性损伤持续性损伤修复修复致死致死健健康康死死亡亡疾疾病病功功能能紊紊乱乱代代偿偿限限度度对机体有害影响对机体有害影响维持正常功能维持正常功能稳态稳态1.外源性毒物的生物转运和生物转化的规律外源性毒物的生物转运和生物转化的规律 生生物物转转运运的的基基本本方方式式和和机机制制，各各途途径径的的吸吸收收、分分布和滞留，生物转化的器官和转化方式，代谢动力学布和滞留，生物转化的器官和转化方式，代谢

17、动力学2.外源性毒物的毒性作用及其机制外源性毒物的毒性作用及其机制 一一般般毒毒性性作作用用（急急性性、亚亚急急性性、慢慢性性毒毒性性），对对机机体体各各系系统统或或器器官官的的功功能能、形形态态的的影影响响、特特殊殊毒毒性性等等，毒作用的共价结合、脂质过氧化等机制。毒作用的共价结合、脂质过氧化等机制。3.鉴定与评价毒物毒性作用的方法鉴定与评价毒物毒性作用的方法 一一般般毒毒性性测测定定方方法法；靶靶器器官官毒毒作作用用检检测测方方法法；生生殖殖与与发发育育毒毒性性检检测测方方法法；行行为为毒毒性性测测试试方方法法；致致突突变变、致癌、致畸作用的检测方法等。致癌、致畸作用的检测方法等。4.毒物

18、的安全性评价毒物的安全性评价 在在试试验验研研究究基基础础上上对对受受试试物物做做出出安安全全性性评评价价。尤尤其其对对新新研研制制成成的的药药物物、农农药药、食食品品添添加加剂剂等等，在在推推广广应用前，必须有毒理学安全性评价资料。应用前，必须有毒理学安全性评价资料。化学物质安全性评价程序示意图化学物质安全性评价程序示意图批准批准定型的定型的受试物受试物接触水接触水平估计平估计急性急性毒性毒性否定否定遗传毒性遗传毒性(致突变性致突变性)代谢与代谢与动力学动力学否定否定批准批准亚急性毒性亚急性毒性(繁殖毒性繁殖毒性)否定否定批准批准否定否定慢性毒性慢性毒性(致癌性致癌性)+否定否定+US？表示

19、出现为社会所不接受的危险；表示未出现为社会所不接受的危险；表示出现为社会所不接受的危险；表示未出现为社会所不接受的危险；S表示代谢产物已经并安表示代谢产物已经并安全；全；U表示代谢产物未知或安全性可疑；？表示需要更多的证据方能决定表示代谢产物未知或安全性可疑；？表示需要更多的证据方能决定5.中毒的诊断和救治措施中毒的诊断和救治措施 外外源源性性毒毒物物所所致致损损害害的的诊诊断断指指标标、预预防防和和急急救救、治疗，尤其是解毒治疗的研究。治疗，尤其是解毒治疗的研究。6.危险度估计（危险度估计（risk assessment） 危危险险度度(risk)：是是指指在在特特定定条条件件下下，因因接接

20、触触某某种种水水平平的的化化学学毒毒物物而而造造成成机机体体损损伤伤、发发生生疾疾病病，甚甚至至死死亡的预期概率。亡的预期概率。体内实验结果体内实验结果体外实验结果体外实验结果外推外推到人到人人体观察结果人体观察结果流行病学研究结果流行病学研究结果危险度危险度评评 价价定性定性定量定量个体个体人群人群毒理学的主要任务毒理学的主要任务1.在在阐阐明明有有害害因因子子（化化学学毒毒物物或或放放射射性性核核素素）对对机机体体毒毒性性作用性质和机制的基础上，探讨有效的预防措施。作用性质和机制的基础上，探讨有效的预防措施。2.将实验研究结果外推于人，对人群的危险性进行预测。将实验研究结果外推于人，对人群

21、的危险性进行预测。3.为制定卫生法规、标准及管理条例提供科学的依据。为制定卫生法规、标准及管理条例提供科学的依据。 毒毒理理学学肩肩负负着着保保护护人人体体健健康康、保保护护生生态态环环境境的的重重大大责责任任，它它是是人人类类生生活活最最为为贴贴近近的的学学科科之之一一。所所以以，有有人人把把它它作作为为一一个个警警察察学学科科，既既要要对对进进入入环环境境的的各各类类化化学学品品签签发发护护照照，又又要要对对进进入入环环境境的的化化学学品品的危害性进行评价。的危害性进行评价。Toxicology is a science for the wellbeing of mankindToxico

22、logy is a science for the wellbeing of mankind安全性评价安全性评价(safety evaluation) 通通通通过过过过动动动动物物物物试试试试验验验验和和和和对对对对人人人人的的的的观观观观察察察察，阐阐阐阐明明明明某某某某化化化化合合合合物物物物的的的的毒毒毒毒性性性性及及及及其其其其潜潜潜潜在在在在危危危危害害害害，然然然然后后后后对对对对化化化化合合合合物物物物作作作作出出出出可可可可以以以以接接接接受受受受或或或或不不不不可可可可以以以以接接接接受受受受的的的的鉴鉴鉴鉴定定定定，或或或或者者者者特特特特定定定定人人人人群群群群在在在在一

23、定条件下的接触该物质的安全浓度和剂量。一定条件下的接触该物质的安全浓度和剂量。一定条件下的接触该物质的安全浓度和剂量。一定条件下的接触该物质的安全浓度和剂量。安全限值安全限值(safe level) 依依据据化化学学因因素素与与人人体体健健康康关关系系的的研研究究成成果果，规规定定的的能能保保证证不不致致产产生生任任何何功功能能以以及及形形态态损损害害的的化化学学物物限限值值，或或其其有有有有害害效效应应的的危危险险度度水水平平被被人人们所接受的容许限值们所接受的容许限值(permissible level)。 有有害害作作用用与与非非有有害害作作用用的的区区分分，需需要要大大量量的的知知识识

24、，需需要要从从整整个个机机体体的的全全部部生生命命过过程程、机机体体适适应应其其他他应应急急状状态态的的能能力力和和环环境境因因素素可可能能对对寿寿命命的的影影响来全面综合考虑。响来全面综合考虑。 有害作用与非有害作用有害作用与非有害作用 1) 不引起形态、生长、发育和寿命的改变不引起形态、生长、发育和寿命的改变 2) 不引起机体功能的损伤不引起机体功能的损伤 3) 不损害机体对额外应激状态的代偿能力不损害机体对额外应激状态的代偿能力 4) 接接触触停停止止后后，发发生生的的改改变变可可逆逆，且且不不能能检检出出机机体体维维持自稳态持自稳态 (homeostasis)能力的损害能力的损害 5)

25、 不增加机体对其它有害作用的敏感性不增加机体对其它有害作用的敏感性非有害作用非有害作用(non-adverse effect) 有害作用有害作用(adverse effect)1) 能反映早期临床疾病的效应能反映早期临床疾病的效应2)不易恢复并使机体维持自稳态能力降低效应不易恢复并使机体维持自稳态能力降低效应3) 使个体对其它有害因素不良作用易感性增加的效应使个体对其它有害因素不良作用易感性增加的效应4) 反映机体功能水平偏离反映机体功能水平偏离“ 正常正常”范围的效应范围的效应5) 反映引起了某些重要的代谢和生化改变的效应反映引起了某些重要的代谢和生化改变的效应毒理学在药学中的作用毒理学在药

26、学中的作用1.保障用药者安全保障用药者安全 药药物物对对于于病病人人来来说说具具有有不不可可回回避避性性和和不不可可替替代代性性，因因此此要要验验证证新新药药在在产产生生治治疗疗作作用用时时不不产产生生毒毒性性作作用用或或者者在在发发挥挥其其治治疗疗作作用用时时，能能及及时时识识别别和和处处理理其其潜潜在在的的有有害害作作用用，为为此此对对新新药药必必须须进进行行全全面面的的安安全性评价。全性评价。2.利用毒副作用来寻找新药利用毒副作用来寻找新药将某些药物的毒副作用用于新的治疗目的将某些药物的毒副作用用于新的治疗目的阿托品阿托品制止腺体分泌（治疗作用）制止腺体分泌（治疗作用）由由于于松松弛弛内

27、内脏脏平平滑滑肌肌而而引引起起肠肠胀气和排尿困难（毒性作用）胀气和排尿困难（毒性作用）解除平滑肌痉挛（治疗作用）解除平滑肌痉挛（治疗作用）由于制止腺体的分泌而引起的由于制止腺体的分泌而引起的口干（副作用）口干（副作用）毒理学在医学的地位毒理学在医学的地位 1.大多疾病都是环境因素和遗传因素作用的结果，只是两大多疾病都是环境因素和遗传因素作用的结果，只是两类因素在疾病发生发展中的贡献率不同类因素在疾病发生发展中的贡献率不同 2.已知肿瘤、动脉粥样硬化等与化学物的基因突变关系密已知肿瘤、动脉粥样硬化等与化学物的基因突变关系密切切,疾病的易感性与某些基因的突变有关疾病的易感性与某些基因的突变有关3.

28、由环境化学物和药物毒副作用引起的化学性疾病的比例由环境化学物和药物毒副作用引起的化学性疾病的比例越来越大，需要研究其诊断、治疗方法。越来越大，需要研究其诊断、治疗方法。在重大疾病的病因和防治上发挥重要作用在重大疾病的病因和防治上发挥重要作用由各种化学物引起的中毒已成为第由各种化学物引起的中毒已成为第45位的死因，化学位的死因，化学因素引起的过敏反应、哮喘病发病人数每年超过因素引起的过敏反应、哮喘病发病人数每年超过2500万万 在揭示疾病发病机制上发挥重要作用在揭示疾病发病机制上发挥重要作用为预防和发现药物毒副作用提供科学依据为预防和发现药物毒副作用提供科学依据 毒理学方法和手段在疾病研究中具有

29、特有的优势毒理学方法和手段在疾病研究中具有特有的优势运用突变检测方法识别与鉴定人类疾病相关基因运用突变检测方法识别与鉴定人类疾病相关基因利用动物模型识别与鉴定致病基因利用动物模型识别与鉴定致病基因通过人类和动物基因突变体、突变谱研究疾病分子机制通过人类和动物基因突变体、突变谱研究疾病分子机制 据据WHO估估计计，住住院院病病人人中中药药物物不不良良作作用用反反应应占占10左右左右 。我国因药物所致耳聋约。我国因药物所致耳聋约100余万人。余万人。 动物试验动物试验整体动物试验整体动物试验体外试验体外试验一般毒性一般毒性试验试验特殊毒性特殊毒性试验试验微生物微生物试验试验哺乳动物哺乳动物试验试验

30、急性毒性急性毒性亚急性毒性亚急性毒性亚慢性毒性亚慢性毒性慢性毒性慢性毒性致突变致突变致畸致畸致癌致癌致突变致突变器官水平器官水平组织水平组织水平细胞水平细胞水平亚细胞水平亚细胞水平分子水平分子水平基因组学基因组学 毒理基因组学和环境基因组学毒理基因组学和环境基因组学 (toxicogenomics or environmental genomics ) 蛋白质组学蛋白质组学毒理蛋白质组学毒理蛋白质组学(toxicoproteomics)代谢组学代谢组学毒理代谢组学毒理代谢组学(toxicometabonomics)生物信息学或硅上生物学生物信息学或硅上生物学硅上毒理学硅上毒理学 (in sil

31、ico toxicology) 以毒理基因组学为先导以毒理基因组学为先导以毒理基因组学为先导以毒理基因组学为先导 整体性地迈向整体性地迈向整体性地迈向整体性地迈向分子毒理学分子毒理学分子毒理学分子毒理学毒理学的发展趋势毒理学的发展趋势 由被动毒理学向主动毒理学发展由被动毒理学向主动毒理学发展 毒理学评价将贯穿于新产品发现和开发的全过程。毒理学评价将贯穿于新产品发现和开发的全过程。早早期期及及时时发发现现和和淘淘汰汰因因毒毒性性不不适适用用于于进进一一步步研研究究开开发发的的化化学学物物或或化化学学结结构构，或或有有针针对对性性地地设设计计一一些些试试验验研研究究，解解决决某某些些重重要要化化学

32、学物物的的特特异异性性毒毒性性问问题题，指指导导化化学学物物合合成成，帮助选择先导化学物。帮助选择先导化学物。微型化微型化自动化自动化样品量少样品量少不受不受GLP约束约束发现毒理学发现毒理学(discovery toxicology)预测毒理学预测毒理学 (predictive toxicology)硅上毒理学硅上毒理学 (In Silico toxicology)定量构效分析定量构效分析 (QSAR)中期中期根据候选产品的性质、按根据候选产品的性质、按GLP和和Guideline要要求，通过一系列的毒理学试验对候选产品进行安全求，通过一系列的毒理学试验对候选产品进行安全性评价，决定候选产品

33、是否可以继续开发即安全地性评价，决定候选产品是否可以继续开发即安全地进入临床研究或现场试验。进入临床研究或现场试验。后后期期实实施施某某些些毒毒理理学学试试验验和和人人体体毒毒性性研研究究，建建立立毒毒性性标标志志物物和和临临床床毒毒性性终终点点(clinical endpoint)，以以决决定定临临床床研研究究或或现现场场试试验验是是否否可可以以继继续续进进行行，直直至至作作为可否上市销售的重要依据。为可否上市销售的重要依据。由低通量测试由低通量测试 高通量测试发展高通量测试发展 (high throughput testing)目目前前的的研研究究一一方方面面采采用用体体外外实实验验建建立

34、立了了急急性性毒毒性性、致畸性的胚胎毒性、遗传毒性等高通量筛选系统。致畸性的胚胎毒性、遗传毒性等高通量筛选系统。采采用用生生物物芯芯片片技技术术建建立立了了高高通通量量的的毒毒性性评评价价和和研研究究芯片。芯片。主主要要器器官官毒毒性性评评价价基基因因芯芯片片和和检检测测肝肝脏脏毒毒性性、肾肾脏脏毒性、心脏毒性、致癌性的蛋白质组技术平台。毒性、心脏毒性、致癌性的蛋白质组技术平台。实验动物由单一性模型实验动物由单一性模型 特征性模型特征性模型遵循遵循遵循遵循 “ “3R”3R”原则，更多地采用替代动物和替代试原则，更多地采用替代动物和替代试原则，更多地采用替代动物和替代试原则，更多地采用替代动物

35、和替代试验验验验第一个第一个“R”是替代试验（是替代试验（Replacement） 即利用简单的生物系统。如培养的细菌、哺即利用简单的生物系统。如培养的细菌、哺乳动物和人的组织、细胞以及特殊的动物器官或乳动物和人的组织、细胞以及特殊的动物器官或非生物构建体系等方法取代动物试验非生物构建体系等方法取代动物试验第二个第二个“R”是减少动物的使用量（是减少动物的使用量（Reduction） 在在保保证证实实验验质质量量的的前前提提下下，选选择择合合适适动动物物和和方方法法，改进实验设计，减少动物用量。改进实验设计，减少动物用量。第三个第三个“R”是精化和改良技术（是精化和改良技术（Refinemen

36、t）尽量减轻实验过程对动物造成不必要的痛苦和伤害。尽量减轻实验过程对动物造成不必要的痛苦和伤害。第四个第四个“R”责任（责任（Responsibility） 主主要要是是增增强强人人们们的的伦伦理理观观念念，不不仅仅对对动动物物负负责责，更更要要对对人人类类负负责责，保保证证各各类类产产品品进进入入市市场场后后，在在正正常和可预见的使用条件下对消费者无伤害。常和可预见的使用条件下对消费者无伤害。基基因因组组转转录录谱谱 蛋蛋 白白 质质 组组 表表 达达 谱谱 代代 谢谢 组组 谱谱由高剂量测试由高剂量测试 低剂量测试低剂量测试分子病分子病理学理学组织芯片组织芯片细胞芯片细胞芯片分子标分子标志

37、物志物替代或部分替代以死亡、组织病理学为主的传统毒性指替代或部分替代以死亡、组织病理学为主的传统毒性指标体系标体系; 阐明和评价更接近实际条件下暴露剂量对人体阐明和评价更接近实际条件下暴露剂量对人体的毒性效应，解决从高剂量向低剂量外推时的误差。的毒性效应，解决从高剂量向低剂量外推时的误差。 从从从从外外外外源源源源性性性性化化化化学学学学物物物物的的的的特特特特异异异异毒毒毒毒作作作作用用用用扩扩扩扩展展展展到到到到人人人人类类类类慢慢慢慢性性性性病病病病、多发病的研究。多发病的研究。多发病的研究。多发病的研究。 建立生物标志物，发展个体的危险度评价。建立生物标志物，发展个体的危险度评价。建立

38、生物标志物，发展个体的危险度评价。建立生物标志物，发展个体的危险度评价。 生生物物标标志志物物（biomarker，biological marker）：指指可可以以标标记记系系统统、器器官官、组组织织、细细胞胞及及亚亚细细胞胞结结构构或或功功能能的的改改变变或或可可能能发发生生的的改改变变的的生生化化指指标标，可可分分为为接接触触生生物物学学标标志志、效效应应生生物物学学标标志志和和易易感感性性生生物物学标志三类。学标志三类。 由单一用途由单一用途由单一用途由单一用途 多用途、多领域发展多用途、多领域发展多用途、多领域发展多用途、多领域发展对对各各种种组组织织、体体液液或或排排泄泄物物中中存

39、存在在的的化化学学物物质质及及其其代代谢谢产产物物，或或它它们们与与内内源源性性物物质质作作用用的的反反应应产产物物的的测测定定值值，可提供有关化学物质暴露的信息。可提供有关化学物质暴露的信息。包括：体内剂量标志和生物效应剂量标志包括：体内剂量标志和生物效应剂量标志接触生物学标志接触生物学标志(biomarker of exposure)l体体内内剂剂量量标标志志可可反反映映机机体体中中特特定定化化学学物物质质及及其其代代谢谢物物的的含含量量，即即内内剂剂量量或或靶靶剂剂量量。检检测测人人体体的的某某些些生生物物材材料料，如如血血液液、尿尿液液、头头发发中中的的铅铅、汞汞、镉镉等等重重金金属属

40、含含量量可可以以准准确判断其机体暴露水平。确判断其机体暴露水平。l生生物物效效应应剂剂量量标标志志可可反反映映化化学学物物质质及及其其代代谢谢产产物物与与某某些些组组织细胞或靶分子相互作用所形成的反应产物含量。织细胞或靶分子相互作用所形成的反应产物含量。eg苯苯指指机机体体中中可可测测出出的的生生化化、生生理理、行行为为等等方方面面的的异异常常或或病病理理组组织织学学方方面面的的改改变变，可可反反映映与与不不同同靶靶剂剂量量的的外外源源化学物或其代谢物有关联的对健康有害效应的信息。化学物或其代谢物有关联的对健康有害效应的信息。包包括括反反映映早早期期生生物物效效应应(early biologi

41、cal effect)、结结构构和和 /或或 功功 能能 改改 变变 (altered structure/function)及及 疾疾 病病(disease)三类标志物。三类标志物。 效应生物学标志效应生物学标志(biomarker of effect)关关于于个个体体对对外外源源化化学学物物的的生生物物易易感感性性的的指指标标，即即反反映映机机体体先先天天具具有有或或后后天天获获得得的的对对接接触触外外源源性性物物质质产产生生反反应应能能力的指标。力的指标。如如外外源源化化学学物物在在接接触触者者体体内内代代谢谢酶酶及及靶靶分分子子的的基基因因多多态态性性，属属遗遗传传易易感感性性标标志志

42、物物。环环境境因因素素作作为为应应激激源源时时，机机体体的的神神经经、内内分分泌泌和和免免疫疫系系统统的的反反应应及及适适应应性性，亦亦可可反反映机体的易感性。外周血染色体改变映机体的易感性。外周血染色体改变射线射线易感性生物学标志可用以筛检易感人群，保护高危人群。易感性生物学标志可用以筛检易感人群，保护高危人群。易感性生物学标志易感性生物学标志(biomarker of effect)生物学标志生物学标志接触标志接触标志效应标志效应标志暴露暴露吸收剂量吸收剂量靶剂量靶剂量生物学效应生物学效应健康效应健康效应易感性标志易感性标志 从暴露到健康效应的模式图和与生物学标志的关系从暴露到健康效应的模

43、式图和与生物学标志的关系转转转转基基基基因因因因食食食食品品品品和和和和药药药药物物物物、生生生生物物物物农农农农药药药药和和和和新新新新型型型型生生生生物物物物制制制制品品品品（单单单单克克克克隆隆隆隆抗抗抗抗体体体体、DNADNA疫疫疫疫苗苗苗苗、重重重重组组组组细细细细胞胞胞胞因因因因子子子子、基基基基因因因因治治治治疗疗疗疗制制制制品、反义药物、克隆组织或器官、干细胞移植等）品、反义药物、克隆组织或器官、干细胞移植等）品、反义药物、克隆组织或器官、干细胞移植等）品、反义药物、克隆组织或器官、干细胞移植等）建立评价某些新的外源物质的方法体系建立评价某些新的外源物质的方法体系2 放射性核素

44、的危害放射性核素的危害 随随着着放放射射性性物物质质应应用用的的日日益益广广泛泛，生生产产规规模模也也逐逐渐渐扩扩大大，特特别别是是第第二二次次世世界界大大战战期期间间，美美、德德、苏苏竞竞相相开开展展核核武武器器的的研研制制，核核弹弹在在日日本本的的爆爆炸炸等等大大大大地地促促进了放射毒理学的开展。进了放射毒理学的开展。 在在50-60年年代代，美美苏苏进进行行大大规规模模核核试试验验，造造成成裂裂变变产产物物的的全全球球性性沉沉降降，使使其其早早期期裂裂片片碘碘和和晚晚期期的的锶锶、铯铯等放射性核素的毒理学研究尤其受到重视。等放射性核素的毒理学研究尤其受到重视。 60年年代代后后期期，钚钚

45、和和超超钚钚核核素素用用途途的的逐逐渐渐扩扩大大，特特别别是是以以后后由由于于各各国国为为发发展展新新能能源源纷纷纷纷建建立立核核电电站站，裂裂片片核核素素及及氚氚对对人人类类的的潜潜在在危危害害越越来来越越受受到到人人们们的的关切。关切。 目目前前，居居室室内内氡氡及及其其子子体体对对人人们们的的危危害害已已成成为为放放射毒理学深入研究的重要课题。射毒理学深入研究的重要课题。 核核技技术术发发展展与与应应用用，对对国国防防建建设设和和经经济济发发展展具具有有极其重要的作用。极其重要的作用。我国：我国： 核武器核武器原子弹、氢弹试验原子弹、氢弹试验 运载能力运载能力神州飞船载人飞航成功发射与返

46、回神州飞船载人飞航成功发射与返回 核电站核电站秦山、大亚湾核电站秦山、大亚湾核电站 同位素在各行业的广泛应用同位素在各行业的广泛应用一、核技术发展一、核技术发展 核技术发展与应用主要在两个方面：核技术发展与应用主要在两个方面：1）战争）战争-核武器核武器2）和平利用）和平利用-核电站、医药、监测、贮备核电站、医药、监测、贮备 核核能能：我我国国-1970年年始始建建，发发电电总总量量的的2%水水平平，按按国国家家十十一一五五规规划划，今今后后几几年年我我们们将将加加快快核核电站建设。电站建设。 医疗中广泛应用医疗中广泛应用 核技术发展现状核技术发展现状核武器发展现状核武器发展现状 研制：第二次

47、世界大战开始。研制：第二次世界大战开始。 1942年年代代号号为为“曼曼哈哈顿顿计计划划”，历历时时4年年共共造造出出4枚枚原子弹。原子弹。 第一代核武器第一代核武器 1）1945年年7月月16日在新墨西哥州沙漠试爆日在新墨西哥州沙漠试爆 2）1945年年8月月6日日晨晨8时时15分分17秒秒，代代号号为为“小小男男孩孩”的第二枚原子弹由飞机投放到日本广岛市。的第二枚原子弹由飞机投放到日本广岛市。 3）3天后第三枚原子原子弹在日本长崎市爆炸。天后第三枚原子原子弹在日本长崎市爆炸。 4）本本来来美美国国准准备备将将第第四四枚枚原原子子弹弹投投向向日日本本东东京京，因因为为日日本本天天皇皇于于8月

48、月15日日宣宣布布无无条条件件投投降降，幸幸免免遭遭受受第三枚原子弹袭击。第三枚原子弹袭击。 第第一一代代核核武武器器的的特特点点：利利用用235U和和239Pu等等重重原原子子核核裂裂变变反反应应，瞬瞬时时释释放放出出巨巨大大能能量量而而产产生生杀杀伤伤破破坏坏作用。作用。日本遭受二枚原子弹爆炸情况：日本遭受二枚原子弹爆炸情况： 地点地点 爆高爆高(m) 当量（万吨当量（万吨TNT） 充料充料 短时死亡人数（万）短时死亡人数（万） 广岛广岛 58015 1.250.1 235U 约约12.0 长崎长崎 50310 2.200.2 239Pu 约约7.5 原原子子弹弹爆爆炸炸能能量量主主要要以

49、以四四种种方方式式表表现现出出来来，即即瞬瞬时时光光辐辐射射、冲冲击击波波、早早期核辐射期核辐射与与放射性落下灰放射性落下灰等。等。 瞬瞬时时光光辐辐射射：核核爆爆炸炸时时从从温温度度高高达达数数百百万万、几几千千万万度度的的火火球球辐辐射射出出来来的的光光和和热热。它它可可造造成成人人员员皮皮肤肤烧烧伤伤、视视网膜烧伤、闪光（致）盲；如果炽热的空气被吸入还可网膜烧伤、闪光（致）盲；如果炽热的空气被吸入还可造造成成呼呼吸吸道道烧烧伤伤。光光辐辐射射还还能能使使木木、棉棉、橡橡胶胶、塑塑料料制制品品熔熔化化、碳碳化化、燃燃烧烧，使使火火药药燃燃烧烧、熔熔化化；还能引爆炸药，引起火灾。还能引爆炸药

50、，引起火灾。 冲冲击击波波的的直直接接杀杀伤伤是是通通过过超超压压挤挤压压人人体体内内脏脏和和听听觉觉器器官官，及及其其动动压压使使人人体体抛抛出出，撞撞击击地地面面或或其其它它物物体体造造成的。间接杀伤是指被冲击波破坏的物体（如倒塌成的。间接杀伤是指被冲击波破坏的物体（如倒塌 冲冲击击波波：爆爆炸炸瞬瞬间间形形成成的的高高温温火火球球猛猛烈烈向向外外膨膨胀胀、压压缩缩周周围围空空气气形形成成的的高高压压气气浪浪。它它以以超超音音速速向向四四周周传传播播，随随距距离离的的增增加加，传传播播速速度度逐逐渐减慢，压力逐渐小最后变成声波。渐减慢，压力逐渐小最后变成声波。的的房房屋屋）或或抛抛射射的的

51、物物体体作作用用于于人人体体造造成成的的损损伤伤。冲冲击击波波也也能能破破坏坏工工事事、建建筑物和武器装备。筑物和武器装备。 早早期期核核辐辐射射：指指核核爆爆炸炸前前十十几几秒秒内内放放出出的的r射射线线和和中中子子流流。前前者者以以光光速速传传播播，后后者者速速度度也也可可达达每每秒秒数数千千米米至至几几千千万万米米，两两行行均均有有很很强强的的穿穿透透能能力力。早早期期核核辐射能引起人员、牲畜的放射病。辐射能引起人员、牲畜的放射病。 放放射射性性落落下下灰灰：也也称称放放射射性性沉沉降降物物或或原原子子尘尘，是是指指核核爆爆炸炸后后残残留留下下来来的的一一种种辐辐射射性性危危害害。如如此

52、此命命名名是是因因为为当当爆爆炸炸发发生生后后，它它是是从从大大气气中中“落落下下”的的灰灰尘尘。它它通通常常指指的的核核武武器器爆爆炸炸时时所所制制造造出出来来的的放放射射性性尘尘埃埃。这这种种尘尘埃埃由由热热粒粒子子组组成成，是是一一种种放放射射性性污污染染。动动物物表表皮皮沾沾染染后后可可引引起起皮皮肤肤射射线线损损伤伤，进进而而可可以以导导致致整整条食物链的污染。条食物链的污染。 青海原子城青海原子城 2万吨原子弹各因素损伤半径万吨原子弹各因素损伤半径 损伤因素损伤因素 地爆（地爆（km） 空爆（空爆（km） 光辐射光辐射 0.8/2.0 1.1/2.9 冲击波冲击波 1.0/1.8

53、1.1/2.0 早期核辐射早期核辐射 1.2/1.5 1.2/1.5 落下灰落下灰 大面积污染，随风向、风力大小变化大面积污染，随风向、风力大小变化 重度损伤半径重度损伤半径/轻度损伤半径轻度损伤半径 根根据据我我国国核核试试验验数数据据以以四四种种杀杀伤伤因因素素的的作作用用损损伤伤半半径径表表示示，四四种种杀杀伤伤因因素素损损伤伤范范围围相相当当大大，损损伤伤程程度度相相当当严严重重，随随原原子子弹弹当当量量增增加加，光光辐辐射射与与冲冲击击波损伤作用增加迅速，且空爆重于地爆。波损伤作用增加迅速，且空爆重于地爆。 损伤因素损伤因素 地爆地爆/km 空爆空爆/km 光辐射光辐射 12.0/2

54、0.2 13.3/21.6 冲击波冲击波 6.3/14.0 7.0/15.2 早期核辐射早期核辐射 3.4/3.8 2.2/2.7 放射性落下灰放射性落下灰 更严重更严重 500万吨原子弹各因素损伤半径万吨原子弹各因素损伤半径第二代核武器是氢弹。第二代核武器是氢弹。 利用氢的同位素氘、氚等氢原子的聚变利用氢的同位素氘、氚等氢原子的聚变反应瞬时释放更为巨大的能量。它是为了反应瞬时释放更为巨大的能量。它是为了提高杀伤威力而研制的，它的杀伤力可达提高杀伤威力而研制的，它的杀伤力可达到千万吨到千万吨TNT以上。以上。世世界界上上核核武武器器总总数数大大约约由由1.7万万核核弹弹头头，综综合合爆爆炸炸威

55、威力力相相当当于于在在日日本本爆爆炸炸两两颗颗原子弹总和的原子弹总和的12万倍！万倍！ 第三代核武器第三代核武器X射线激光武器射线激光武器 它它是是应应用用核核爆爆炸炸产产生生的的强强X射射线线来来摧摧毁毁来来袭袭的的核弹头。即美国的所谓核弹头。即美国的所谓“战略防御计划战略防御计划”。 核核爆爆炸炸X射射线线激激光光武武器器有有可可能能被被用用来来防防御御和和摧摧毁来犯的敌机或导弹毁来犯的敌机或导弹。第第四四代代核核武武器器即即所所谓谓“纯纯热热核核武武器器”。它它既既有有依依靠靠氢氢原原子子聚聚变变释释放放巨巨大大能能量量、保保留留核核武武器器的的杀杀伤伤威威力力，又又不不需需要要核核聚聚

56、变变所所需需的的“巨巨大大”火火柴柴（即即核核爆爆炸炸的的点点燃反应过程）。燃反应过程）。特点：不产生剩余核辐射。特点：不产生剩余核辐射。可可根根据据需需要要设设计计，制制造造外外形形小小的的，与与一一般般子子弹弹大大小小一样的核武器。可作为常规武器使用。一样的核武器。可作为常规武器使用。 贫铀弹、脏弹是战争另一种应用的形式了。贫铀弹、脏弹是战争另一种应用的形式了。 实实际际上上，美美国国很很早早就就开开始始了了原原子子弹弹小小型型化化，地地下下爆爆炸炸的的研研究究。1970年年美美国国进进行行代代号号为为“毒毒樱樱桃桃”地地下下核核试试验验，在在深深达达275米米地地下下，引引爆爆2万万吨吨

57、核核武武器器，由由于于核核爆爆炸炸致致高高温温、高高压压、高高辐辐射射可可以以摧摧毁毁地地下下建建筑筑物物、地地下下武武器器库库中中的的武武器器、生生化化试试剂剂、化化学学毒毒物物、细菌武器等。细菌武器等。 当当然然，它它也也对对地地面面造造成成相相当当严严重重的的辐辐射射污污染染。现现在在，美美国国已已把把小小型型核核武武器器弹弹头头安安装装在在钻钻地地炸炸弹弹上上，破破坏坏坚坚固固、深深入入地地下下的的掩掩体体和和武武器器库库，它它不不仅仅可可提提高高杀杀伤伤力力，如如在在地地下下1.0-10.0米米深深，可可提提高高杀杀伤伤力力20-40倍倍；同同时时还还可可减减少少放放射射性性核核素素

58、的的地地面面污污染染，当当然然，钻钻孔孔爆爆炸炸留留下下痕痕迹迹就就是是放放射射性核素污染地面的通路，可使其污染程度降低性核素污染地面的通路，可使其污染程度降低1/20左右。左右。 可见核武器的发展趋势为：可见核武器的发展趋势为： 威力：威力： 从小到大从小到大 从大到小从大到小 爆高：地面爆高：地面 空中空中 地下地下 核素污染：高核素污染：高 低低 零零 外形：小型化外形：小型化 二、主要核事故回顾二、主要核事故回顾 国际核能事件分级表国际核能事件分级表1、核反应堆事故、核反应堆事故（1） 英国温茨凯尔核反应堆事故英国温茨凯尔核反应堆事故 英国的温茨凯尔英国的温茨凯尔(Windscale)

59、核反应堆是一座核反应堆是一座军军用用的的石石墨墨气气冷冷堆堆。 1957年年10月月10日日，由由于于工工作作人人员员操操作作失失误误，反反应应堆堆石石墨墨起起火火，大大火火燃燃烧烧了了三三天天，气气载载放放射射性性物物质质从从温温茨茨凯凯尔尔向向周周围围地地区区扩扩散散，影影响响到到欧欧洲洲大大陆陆。排排出出的的主主要要是是挥挥发发性性的的131I和和一一部部分分137Cs。反反应应堆堆负负责责人人在在无无法法控控制制大大火火的的紧紧急急情情况况下下，孤孤注注一一掷掷地地用用大大量量水水灭灭火火，总总共共用用了了500万万升升水水。释释出出的的放放射射性性物物质质漂漂移移远远达达法法国国和和

60、欧欧洲洲北北部部，当当时时英英国的监测系统无法确定污染范围和国外的污染情况。国的监测系统无法确定污染范围和国外的污染情况。5级级 事事故故过过程程中中，人人受受照照总总剂剂量量约约50来来自自放放射射性性碘碘对对甲甲状状腺腺的的照照射射，40左左右右来来自自沉沉积积于于地地面面的的放放射射性性核核素素的的外照射。外照射。 事事故故后后26年年(1983年年)，英英国国辐辐射射防防护护局局认认为为可可能能有有约约260人人因因核核事事故故诱诱发发甲甲状状腺腺癌癌，有有33人人可可能能死死于于与与事事故故有有关的癌症或引起先天遗传性疾病或导致子女死亡。关的癌症或引起先天遗传性疾病或导致子女死亡。

61、（2） 美国三里岛核电站事故美国三里岛核电站事故 三里岛核电站有两座压水型核反应堆。三里岛核电站有两座压水型核反应堆。 1979年年3月月28日日凌凌晨晨4时时， 2号号机机组组冷冷却却水水循循环环系系统统出出现现故故障障。由由于于两两天天前前在在维维修修时时，一一个个出出水水阀阀门门没没有有打打开开，反反应应堆堆的的冷冷却却水水不不断断流流出出，却却一一直直没没有有人人察察觉觉；而而系系统统自自动动添加高压注入冷却水以添加高压注入冷却水以“自救自救”，却被控制人员错误地关，却被控制人员错误地关 闭了阀门，停止了向堆芯内注水。闭了阀门，停止了向堆芯内注水。 调调查查表表明明，事事故故最最重重要

62、要的的健健康康影影响响是是心心理理应应急急，最最苦苦恼恼的的人人是是居居住住在在离离核电站附近又有学龄前儿童的母亲。核电站附近又有学龄前儿童的母亲。 5级级（3） 前苏联切尔诺贝利核电站事故前苏联切尔诺贝利核电站事故 石墨沸水堆，用石墨作慢化剂，以沸腾轻水作为冷却剂。石墨沸水堆，用石墨作慢化剂，以沸腾轻水作为冷却剂。 此此次次事事故故释释放放出出的的放放射射性性核核素素成成分分复复杂杂，但但对对环环境境污污染染和和人人员员有有害害影影响响的的主主要要是是碘碘和和铯铯。由由于于释释放放放放射射性性物物质质随随大大气扩散，造成大范围的污染。气扩散，造成大范围的污染。 持持续续10多多天天的的释释放

63、放及及气气象象变变化化等等因因素素，放放射射性性物物质质沉沉降降在在前前苏苏联联西西部部广广大大地地区区和和欧欧洲洲国国家家，并并有有全全球球性性沉沉降降。事事故故后后在在整整个个北北半半球球均均可可测测出出放放射射性性沉沉降降物物，但但沉沉降降最最多多的的地地区区是在核电站周围。是在核电站周围。 7级级据据统统计计，事事故故中中被被认认为为患患急急性性放放射射病病而而送送入入医医院院者者共共237人人，确确诊诊为为不不同同程程度度急急性性放放射射病病者者134人人。对对事事故故所所致致远远期期辐辐射射效效应应的的研研究究和和观观察察表表明明，主主要要是是甲甲状状腺腺癌癌发发生生率率增增加加，

64、尤尤其其在在儿儿童童中中更更明明显显；未未见见白白血血病病的的发发生生率率有有异异常常增增加加；对对远远期期效效应应的的研研究究还还在在继继续续。值值得得重重视视的的是是，切切尔尔诺诺贝贝利利核核电电站站事事故故造造成成了了很很大大的的不不良良社社会会心心理理影影响响，事事故故后后果果对对公公众众精精神神压压力力大大，心心理理损损伤伤重重，社社会心理效应强烈，持续时间长。会心理效应强烈，持续时间长。 震前震前福福岛岛核核电电站站（Fukushima Nuclear Power Plant）是目前世界上最大的核电站，由福岛）是目前世界上最大的核电站，由福岛一一站站、福福岛岛二二站站组组成成，共共

65、10台台机机组组（一一站站6台台，二二站站4台台），均均为为沸沸水水堆堆。受受东东日日本本大大地地震震影影响响，福福岛岛第第一一核核电电站站损损毁毁极极为为严严重重，大大量量放放射射性性物物质质泄泄漏漏到到外外部部。法法国国法法核核安安全全局局先先前前已已将将日日本本福福岛岛核核泄泄漏漏列列为为六六级级。2011年年4月月12日日，日日本本原原子子能能安安全全保保安安院院根根据据国国际际核核事事件件分分级级表表将将福岛核事故定为最高级。福岛核事故定为最高级。 7级级内部结构内部结构（4） 日本福岛核电站爆炸日本福岛核电站爆炸福岛第一和第二核电站发生的事故福岛第一和第二核电站发生的事故 1978

66、年年，福福岛岛第第一一核核电电站站曾曾经经发发生生临临界界事事故故，但但是是事事故故一直被隐瞒至一直被隐瞒至2007年才公之于众。年才公之于众。 2005年年8月月，里里氏氏7.2级级地地震震导导致致福福岛岛县县两两座座核核电电站站中中存存储核废料的池子中部分池水外溢。储核废料的池子中部分池水外溢。 2006年年，福福岛岛第第一一核核电电站站6号号机机组组曾曾发发生生放放射射性性物物质质泄泄漏漏事故。事故。 2007年年，东东京京电电力力公公司司承承认认，从从1977年年起起在在对对下下属属3家家核核电电站站总总计计199次次定定期期检检查查中中，这这家家公公司司曾曾篡篡改改数数据据，隐隐瞒瞒

67、安安全全隐患。隐患。2008年年6月月，福福岛岛核核电电站站核核反反应应堆堆5加加仑仑少少量量放放射射性性冷冷却却水泄漏。官员称这没有对环境和人员等造成损害。水泄漏。官员称这没有对环境和人员等造成损害。 2011年年3月月，里里氏氏9.0级级地地震震导导致致福福岛岛县县两两座座核核电电站站反反应应堆发生故障，其中第一核电站中一座反应堆震后堆发生故障，其中第一核电站中一座反应堆震后 2、放射性废物储存事故、放射性废物储存事故 在在前前苏苏联联乌乌拉拉尔尔南南部部的的克克什什特特姆姆镇镇附附近近，有有一一座座20世世纪纪40年年代代后后期期建建造造的的钚钚反反应应堆堆及及核核废废物物储储存存场场，

68、其其中中包包括括一一个个300 m3的的密密封封混混凝凝土土结结构构的的放放射射性性废废物物库库和和80 t的的液液体乏燃料储存池。体乏燃料储存池。1957年年8月月29日日，因因废废物物储储存存罐罐的的冷冷却却系系统统失失灵灵，液液体废物逐渐干化，最后只剩下易爆的混合物尚存罐底部。体废物逐渐干化，最后只剩下易爆的混合物尚存罐底部。失失控控的的物物理理化化学学反反应应引引发发了了一一场场严严重重的的爆爆炸炸事事故故，1 m厚厚的的混混凝凝土土废废物物罐罐顶顶盖盖被被炸炸开开，大大量量放放射射性性物物质质外外流流，释释放放出出的的放放射射性性物物质质约约54 PBq，主主要要成成分分为为90Sr

69、，137Cs，106Ru，144Ce，还还有有钚钚和和氚氚等等。放放射射性性微微尘尘污污染染波波及及面面积积达达23 000 km2。事事故故发发生生后后第第20天天，居居民民区区已已收收割割的的粮粮食食、牧牧草草及及饮饮用用水水中中放放射射性性物物质质污污染染水水平平范范围围如如下下：谷谷物物29.6 kBq kg-14.44 MBqkg-1，青青草草59.2 740 kBqkg-1，牛牛奶奶0.37 96.2 kBqkg-1，水为，水为3.7 533.3 kBqkg-1。 3、核武器事故、核武器事故（1） 核武器试验事故核武器试验事故 几几十十年年来来，全全世世界界有有核核国国家家，主主要

70、要是是美美国国和和前前苏苏联联，已已进进行行了了近近2 000次次核核试试验验，也也曾曾发发生生过过核核事事故故。例例如如，1954年年3月月1日，美国在太平洋的比基尼岛上进行了一次日，美国在太平洋的比基尼岛上进行了一次约约1 500万万t TNT(三三硝硝基基甲甲苯苯)当当量量的的氢氢弹弹试试验验，由由于于爆爆炸炸高高度度偏偏低低及及风风向向预预报报失失误误，使使核核武武器器在在距距珊珊瑚瑚礁礁表表面面7 m处处爆爆炸炸，造造成爆区和下风向严重放射性污染。成爆区和下风向严重放射性污染。 在在比比基基尼尼岛岛东东侧侧约约145 km处处的的一一艘艘日日本本渔渔船船(福福龙龙丸丸号号)也也受受到

71、到持持续续约约5 h的的早早期期放放射射性性落落下下灰灰污污染染。船船上上共共有有23人人，他他们们全全身身外外照照射射剂剂量量约约2.74.4 Gy，引引起起了了中中度度和和重重度度急急性性放放射射病病；皮皮肤肤也也引引起起了了I度度射射线线损损伤伤；体体内内放放射射性性核核素素污污染染量量约约56463 MBq。经经多多年年随随访访观观察察，马马绍绍尔尔群群岛岛受受照照的的部部分分居居民民中中，由由辐辐射射引引起起了了甲甲状状腺腺病病变变(结结节节)，少少数数人人为为甲甲状状腺腺癌癌。在在儿儿童童期期受受照射者，发生率更高。照射者，发生率更高。 1966年年1月月17日日上上午午，美美国国

72、两两架架携携带带核核武武器器的的B52G飞飞机机与与两两架架KCl35A加加油油机机在在西西班班牙牙上上空空49890 km进进行行加加油油对对接接时时，其其中中的的一一架架B52G与与一一架架KCl35A相相撞撞起起火火，B52G机机组组4人人活活存存3人人死死亡亡，KCl35A机机组组4人人均均死死亡亡，飞飞机机残残骸骸散散落落在在西西班班牙牙帕帕洛洛梅梅尔尔斯斯(Palomares)村村内内、海海滩滩岸岸和和海海洋洋中中。2号号核核武武器器的的烈烈性性炸炸药药已已爆爆炸炸，武武器器部部件件分分散散在在6 m深深的的弹弹坑坑内内，测测出出地地面面有有放放射射性性污污染染；3号号核核武武器器

73、在在村村内内找找到到，其其烈烈性性炸炸药药也也已已爆爆炸炸，核核弹弹的的碎碎片片散散落落在在457 m范围内，也有明显的放射性钚污染。范围内，也有明显的放射性钚污染。（2） 核武器运输事故核武器运输事故 当当时时美美军军与与西西班班牙牙当当局局协协商商确确定定的的消消除除污污染染的的标标准准和和方方法法是是：放放射射污污染染水水平平超超过过462 gm-2(1 184 kBqm-2)的的土土壤壤要要刮刮除除，污污染染水水平平介介于于5. 4462gm-2的的土土地地用用水水冲冲并并翻翻耕耕，污污染染水水平平低低于于5. 4gm-2者者用用水水冲冲洗洗，事事故故现现场场除除污污染染后后的的容容许

74、许水水平平为为5. 4gm-2。两两枚枚化化爆爆的的核核武武器器形形成成的的放放射射性性污污染染总总面面积积最最初初是是255 km2，后后因因风风吹吹而而扩扩大大到到263 km2。有有22 300 m2土土壤壤需需刮刮除除表表层层土土壤壤。由由西西班班牙牙运运出出的的受受放放射射性性污污染染的的土土壤壤及及蔬蔬菜菜共共约约1147 m3，共共装装4 810个个208 L的的圆圆桶桶。污污染染物物运运回回美美国国的的南南卡卡罗罗来来纳纳州州的的查查尔尔斯斯顿顿，然后再送到该州艾肯的萨凡纳河机构处置。然后再送到该州艾肯的萨凡纳河机构处置。 3 放射毒理学放射毒理学 放射性核素属于外源性化合物的

75、范畴。放射性核素属于外源性化合物的范畴。 其其特特点点由由于于核核素素自自行行衰衰变变释释放放能能量量，以以粒粒子子和和射射线线等等形式近距离作用附近细胞、分子。形式近距离作用附近细胞、分子。放放 射射 毒毒 理理 学学(Radiotoxicology)是是 研研 究究 放放 射射 性性 核核 素素(Radionuclide)对对生生物物体体内内照照射射作作用用规规律律及及防防治治措措施施的的一一门科学，是毒理学的一个分支。门科学，是毒理学的一个分支。放射毒理学的发展简史放射毒理学的发展简史1.早期早期(60 年代前年代前) 放射毒理学研究放射毒理学研究 由由于于天天然然放放射射性性核核素素镭

76、镭、钋钋及及钍钍的的发发现现，在在其其研研究究过过程程中中也也发发现现其其对对人人体体的的伤伤害害作作用用，于于是是相相应应产产生生了了放放射射毒毒理理学学的的研研究究。主主要要观观察察其其在在体体内内的的分分布布规规律律及及所所致致内照射毒性效应。内照射毒性效应。 20 世世纪纪30 年年代代开开始始，随随着着钍钍、镭镭工工业业的的发发展展，放放射射毒毒理理学学研研究究得得到到相相应应的的发发展展，但但仅仅限限于于对对钍钍、镭镭、氡氡的的研究。研究。 人人工工放放射射性性元元素素的的发发现现和和应应用用，核核反反应应堆堆的的建建立立，特特别别是是美美、英英、苏苏等等大大国国大大力力开开展展核

77、核武武器器的的研研制制，放放射射毒毒理理学学研研究究内内容容扩扩展展到到铀铀、钚钚及及经经中中子子照照射射后后核核裂裂变变反反应应后后产产生生的的早早期期混混合合裂裂变变产产物物的的研研究究，包包括括吸吸收收、分分布布、蓄蓄积积与与排排泄泄，所所致致内内照照射射损损伤伤，自自体体内内加加速速排排出出措措施施的的研研究究，以以及及晚晚期期裂裂变变产产物物中中的的90Sr、137Cs 等等核核素素的的毒毒理理学研究，形成了放射毒理学研究的鼎盛时期。学研究，形成了放射毒理学研究的鼎盛时期。2. 中期（中期（6080 年代）放射毒理学研究年代）放射毒理学研究 原原子子能能和和平平利利用用占占主主导导地

78、地位位，核核电电站站的的发发展展、放放射射性性核核素素在在临临床床医医学学中中的的应应用用以以及及在在医医学学、生生物物学学及及其其他他研研究领域中的应用日益广泛。究领域中的应用日益广泛。 由由此此产产生生放放射射性性核核素素(如如3H、碘碘核核素素、137Cs 等等) 对对环环境的污染，构成对人体健康的潜在威胁。境的污染，构成对人体健康的潜在威胁。 在在核核反反应应堆堆事事故故时时，某某些些放放射射性性核核素素可可能能导导致致内内照照射射损损伤伤，尤尤其其是是小小剂剂量量低低浓浓度度放放射射性性核核素素远远期期损损伤伤效效应应的的研究更引人注目和关注。研究更引人注目和关注。 这些给放射毒理学

79、研究提出新的要求。这些给放射毒理学研究提出新的要求。3. 近代近代(80 年代以后年代以后) 放射毒理学研究放射毒理学研究 核事故中毒理学意义较大的核素核事故中毒理学意义较大的核素 核核反反应应堆堆发发生生重重大大事事故故时时，堆堆内内的的放放射射性性核核素素最最容容易易释释放放到到环环境境中中的的是是核核燃燃料料(235U，239Pu)的的各各种种气气态态裂裂变变产产物物(Kr，Xe的的同同位位素素)和和在在较较低低温温度度就就易易升升华华的的碘碘，其其次是熔点较低的核素次是熔点较低的核素(134Cs，137Cs，132Te) 。核核反反应应堆堆事事故故时时释释放放到到环环境境中中的的放放射

80、射性性元元素素固固然然很很多多，但但对对公公众众造造成成内内、外外照照射射剂剂量量贡贡献献较较多多的的主主要要有有137Cs，134Cs和和13lI，其他放射性核素剂量贡献要小得多。，其他放射性核素剂量贡献要小得多。1. 放放射射性性核核素素在在体体内内的的生生物物转转运运（吸吸收收、分分布布、转转移移和和排排出过程）、某些核素在体内的生物转化及其动力学模式出过程）、某些核素在体内的生物转化及其动力学模式2. 放射性核素内照射作用的特点及其影响因素放射性核素内照射作用的特点及其影响因素研究内容研究内容1研究对象研究对象 放放射射毒毒理理学学研研究究的的对对象象是是可可能能危危害害生生物物机机体

81、体各各种种状状态态的放射性核素。的放射性核素。4.放射性核素体内污染的检测、诊断及其危害评价。放射性核素体内污染的检测、诊断及其危害评价。5.减减少少体体内内放放射射性性核核素素的的医医疗疗措措施施，包包括括阻阻止止吸吸收收和和加速排除等。加速排除等。 放放射射毒毒理理学学是是放放射射医医学学的的重重要要组组成成部部分分，它它与与核核物物理理学学、放放射射化化学学、辐辐射射剂剂量量学学、放放射射生生物物学学、放放射射卫卫生生学等有着密切的关系，彼此间相互渗透、相互促进。学等有着密切的关系，彼此间相互渗透、相互促进。3.放放射射性性核核素素的的内内照照射射损损伤伤效效应应、损损伤伤规规律律和和剂

82、剂量量效效应应关关系、时间响应关系等系、时间响应关系等研究内容研究内容2研究的意义研究的意义1.为评价放射性核素内照射危险提供依据为评价放射性核素内照射危险提供依据2.为人体内剂量估算和医学处理提供依据为人体内剂量估算和医学处理提供依据3.为临床合理使用放射性核素提供依据为临床合理使用放射性核素提供依据4.为探讨放射生物学效应的机理提供依据为探讨放射生物学效应的机理提供依据都是研究外源性毒物对生物体的危害作用都是研究外源性毒物对生物体的危害作用研研究究内内容容和和任任务务大大体体相相同同，都都是是在在探探讨讨外外源源性性毒毒物物生生物物转转运运和和生生物物转转化化规规律律的的基基础础上上，研研

83、究究其其损损伤伤效效应应和和剂剂量量、时时间间、结结构构的的关关系系，进进而而为为预预防防、危危险险预预测测提提供供生生物物学学依据。依据。研研究究手手段段和和方方法法上上类类同同。染染毒毒方方法法，整整体体、器器官官、细细胞胞、亚细胞及分子水平上的观察指标等大致相同。亚细胞及分子水平上的观察指标等大致相同。放射毒理学与毒理学的共性：放射毒理学与毒理学的共性：放射毒理学特性放射毒理学特性放放射射毒毒理理学学是是研研究究放放射射性性核核素素所所释释放放的的射射线线或或粒粒子子等物理因素的内照射危害，而非化学毒性。等物理因素的内照射危害，而非化学毒性。放放射射毒毒理理所所用用的的指指标标是是放放射

84、射性性活活度度（activity）和和吸吸收剂量（收剂量（absorbed dose），而非质量。），而非质量。服服务务对对象象不不同同。放放射射毒毒理理学学侧侧重重于于核核工工业业、核核科科学学技技术术的的各各个个领领域域，它它的的发发展展和和研研究究又又要要服服务务/从从于于核核能、核科学技术的发展。能、核科学技术的发展。放放射射毒毒理理学学的的研研究究手手段段和和方方法法离离不不开开辐辐射射剂剂量量和和辐辐射测量技术。射测量技术。放射毒理学发展动向放射毒理学发展动向 放放射射毒毒理理学学研研究究面面临临21世世纪纪新新的的挑挑战战，现现代代放放射射毒毒理理学学研研究究已已冲冲破破过过去去

85、传传统统放放射射毒毒理理学学研研究究观观念念，而而向向多多学学科科渗渗透透，向向多多层层次次发发展展，并并由由应应用用基基础础研研究究向向更更为为实实用的放射毒理方向发展。用的放射毒理方向发展。 主主要要标标志志是是放放射射毒毒理理学学研研究究内内容容更更加加向向国国民民经经济济发发展主战场靠拢。展主战场靠拢。1 在在剂剂量量选选择择上上，由由大大剂剂量量内内照照射射损损伤伤趋趋向向于于低低剂剂量量的刺激反应的研究。的刺激反应的研究。 无无论论是是核核爆爆炸炸、核核反反应应堆堆事事故故、和和平平利利用用原原子子能能，相相对对的的低低剂剂量量照照射射是是大大多多数数的的。而而低低剂剂量量照照射射

86、所所致致机机体体效应是完全不同于大剂量照射的。效应是完全不同于大剂量照射的。 这这种种低低剂剂量量刺刺激激反反应应普普遍遍存存在在于于电电离离辐辐射射(外外照照射射和和内照射内照射) 生物效应中。生物效应中。2 在在生生物物效效应应研研究究内内容容上上，由由确确定定性性效效应应趋趋向向于于随随机机性效应与遗传效应研究方向发展性效应与遗传效应研究方向发展 在在辐辐射射生生物物效效应应中中，人人们们普普遍遍关关心心的的是是，长长期期小小剂剂量量摄摄入入放放射射性性核核素素是是否否产产生生致致癌癌效效应应、生生殖殖效效应应和和遗遗传传效应。效应。3 在在研研究究水水平平上上，由由内内照照射射损损伤伤

87、整整体体水水平平趋趋向向于于体体外外细细胞分子与基因水平研究方向发展胞分子与基因水平研究方向发展 在在放放射射性性核核素素内内照照射射损损伤伤研研究究中中开开始始关关注注细细胞胞凋凋亡亡及及其其基基因因调调控控的的研研究究。多多项项研研究究表表明明，放放射射性性核核素素，如如235U、147Pm、153 Sm、238Pu粒子等可诱发细胞凋亡特征。粒子等可诱发细胞凋亡特征。 由由于于放放射射性性核核素素照照射射具具有有辐辐射射作作用用的的持持续续性性和和产产生生效效应应的的累累积积性性，因因此此它它们们诱诱发发细细胞胞凋凋亡亡途途径径及及机机理理也也有有别别于于外照射。外照射。4 在在研研究究技技术术方方法法上上，由由定定性性描描述述研研究究趋趋向向于于定定量量研研究究方向发展方向发展 近近代代发发展展的的形形态态剂剂量量学学是是将将平平面面几几何何测测量量学学与与体体视视学学相相结结合合，把把形形态态测测量量、电电视视扫扫描描与与计计算算机机技技术术联联为为一一体体，给给生生物物医医学学定定量量研研究究带带来来实实验验技技术术的的一一次次巨巨大大的的变变革革，使使细细胞胞形形态态计计量量更更趋趋于于实实用用快快速速、准准确确地地给给出出定定量量的表达。的表达。世界核反应堆分布世界核反应堆分布