目目目目 录录录录第一章 环境风险评价概论第二章 环境毒理学第三章 环境流行病学第四章 健康风险评价第五章 生态风险评价概论第六章 生态系统健康评价第七章 环境风险管理第八章 突发性环境污染事故风险管理第九章 建设项目环境风险评价第十章 危险废物处置设施的环境风险评价第十一章 有毒有害化学品风险管理第十二章 大气污染的健康风险评价第十三章 室内空气污染的环境风险评价第十四章 氟的健康风险评价第十五章 砷的健康风险评价第十六章 有机锡化合物的健康风险评价第十七章 再生水利用的健康风险评价第十八章 环境风险评价的质量控制 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学Chapter 2 Environmental Toxicology 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学Brief•第一节第一节 环境毒理学概述环境毒理学概述•第二节第二节 中毒机理研究中毒机理研究 •第三节第三节 环境毒理学实验环境毒理学实验•第四节第四节 不同介质的环境毒理学不同介质的环境毒理学•第五节第五节 系统毒理学系统毒理学 本章主要介绍环境毒理学与环境风险评价相关的内容，包括毒物、毒本章主要介绍环境毒理学与环境风险评价相关的内容，包括毒物、毒性、毒效应、剂量的概念，毒物对生物体的损害与非损害作用，毒物的生性、毒效应、剂量的概念，毒物对生物体的损害与非损害作用，毒物的生物转运与转化、毒性评价和中毒机理研究等。
物转运与转化、毒性评价和中毒机理研究等 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第一节第一节 环境毒理学概述环境毒理学概述• •环境毒理学是环境科学的重要组成部分，也是目前环境毒理学是环境科学的重要组成部分，也是目前毒理学中一个发展迅速的分支学科毒理学中一个发展迅速的分支学科• •环境毒理学是研究环境污染物、特别是化学污染物环境毒理学是研究环境污染物、特别是化学污染物或有毒有害因素对人体和人群的生物学效应和健康或有毒有害因素对人体和人群的生物学效应和健康损害及其规律损害及其规律 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第一节第一节 环境毒理学概述环境毒理学概述• •环境毒理学的研究范围不仅仅包括毒物直接对人类环境毒理学的研究范围不仅仅包括毒物直接对人类健康的损害，还包括毒物对人类健康的间接损害，健康的损害，还包括毒物对人类健康的间接损害，也就是毒物对人类生存环境的影响例如含氯氟烃也就是毒物对人类生存环境的影响例如含氯氟烃对臭氧层的破坏等对臭氧层的破坏等 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第一节第一节 环境毒理学概述环境毒理学概述• •随着人类社会生产的发展和生活条件的改善，人们在随着人类社会生产的发展和生活条件的改善，人们在从事生产和日常生活中接触化学物的品种和数量越来从事生产和日常生活中接触化学物的品种和数量越来越多。
越多• •从外界环境中摄入而非机体内源产生，在一定条件下从外界环境中摄入而非机体内源产生，在一定条件下具有生物活性，直接或间接损害人的健康的化学物质，具有生物活性，直接或间接损害人的健康的化学物质，被称为外来化学物被称为外来化学物王宝庆摄， 2011) 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第一节第一节 环境毒理学概述环境毒理学概述• •毒理学的研究对象主要为各种来源的外来化学物毒理学的研究对象主要为各种来源的外来化学物工业化学物工业化学物环境污染物环境污染物食品中的有害成分食品中的有害成分农用化学物农用化学物生活日用品中的有害成分生活日用品中的有害成分生物毒素生物毒素医用药物医用药物军用毒剂军用毒剂放射性核素放射性核素 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第一节第一节 环境毒理学概述环境毒理学概述• •毒物毒物• •毒物是指在一定条件下，以较小剂量暴露就能引起毒物是指在一定条件下，以较小剂量暴露就能引起生物机体功能性或器质性损伤的化学物质反之则生物机体功能性或器质性损伤的化学物质反之则为非毒物为非毒物• •自然界存在的所有物质都具有潜在的毒性自然界存在的所有物质都具有潜在的毒性• •物质的毒性作用和无毒性作用是相对的，并不存在物质的毒性作用和无毒性作用是相对的，并不存在绝对的界限。
绝对的界限 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第一节第一节 环境毒理学概述环境毒理学概述• •毒性毒性• •不同化学物对机体引起毒效应所需的剂量差别很大不同化学物对机体引起毒效应所需的剂量差别很大• •有些化学物，只要接触几微克即可导致死亡，常被称为极毒有些化学物，只要接触几微克即可导致死亡，常被称为极毒化学物；另一些化学物，即使给予几克或更多，也不会引起化学物；另一些化学物，即使给予几克或更多，也不会引起有毒效应有毒效应• •毒效应毒效应• •化学物的有害效应或毒效应是指进入体内的化学物其代谢物化学物的有害效应或毒效应是指进入体内的化学物其代谢物达到一定剂量，并与靶（器官、组织、细胞、分子）相互作达到一定剂量，并与靶（器官、组织、细胞、分子）相互作用所引起的不良生物学改变用所引起的不良生物学改变 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第一节第一节 环境毒理学概述环境毒理学概述• •剂量剂量• •剂量是决定外来化学物对生物机体损害作用的重要剂量是决定外来化学物对生物机体损害作用的重要因素• •剂量的概念较为广泛剂量的概念较为广泛给予机体的数量给予机体的数量 与机体接触的毒物的数量与机体接触的毒物的数量 毒物吸收进入机体的数量毒物吸收进入机体的数量 毒物在靶器官作用部位或体液中的浓度或含量毒物在靶器官作用部位或体液中的浓度或含量 剂量概念的不同表述 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第一节第一节 环境毒理学概述环境毒理学概述• •常见剂量常见剂量• •绝对致死量（绝对致死量（LDLD100100）） • •半数致死量（半数致死量（LDLD5050）） • •最小致死量（最小致死量（LDLDminmin）） • •最大耐受量（最大耐受量（LDLDmaxmax）） • •半数效应剂量（半数效应剂量（EDED5050）） • •最小有作用剂量（最小有作用剂量（MELMEL））• •最大无作用剂量（最大无作用剂量（MNELMNEL））* * * *毒毒物物与与机机体体接接触触的的时时间间、、方方式式或或途途径径和和观观察察指指标标发发生生改改变变时时，，MELMEL和和MNELMNEL也将随之改变。
也将随之改变 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第一节第一节 环境毒理学概述环境毒理学概述• •损害作用与非损害作用损害作用与非损害作用 • •损害作用机体的正常形态、生长发育过程受到严损害作用机体的正常形态、生长发育过程受到严重影响，寿命亦将缩短；机体功能容量或额外应激重影响，寿命亦将缩短；机体功能容量或额外应激状态代偿能力降低；机体维持稳定能力下降；机体状态代偿能力降低；机体维持稳定能力下降；机体对其他某些因素不利影响的易感性增高对其他某些因素不利影响的易感性增高 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第一节第一节 环境毒理学概述环境毒理学概述• •损害作用与非损害作用损害作用与非损害作用 • •非损害作用不引起机体机能形态、生长发育和非损害作用不引起机体机能形态、生长发育和寿命的改变；不引起机体某种功能容量的降低，寿命的改变；不引起机体某种功能容量的降低，也不引起机体对额外应激状态代偿能力的损伤也不引起机体对额外应激状态代偿能力的损伤机体发生的一切生物学变化应在机体代偿能力范机体发生的一切生物学变化应在机体代偿能力范围之内，当机体停止接触该种外毒化合物后，机围之内，当机体停止接触该种外毒化合物后，机体维持体内稳态的能力不应有所降低。
体维持体内稳态的能力不应有所降低 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第一节第一节 环境毒理学概述环境毒理学概述• •确定损害作用与非损害作用确定损害作用与非损害作用• •对正常值范围进行测定对正常值范围进行测定• •观测指标与对照组相比，具有统计学显著性差异观测指标与对照组相比，具有统计学显著性差异（（P P＜＜0.050.05），并且符合以下条件，则认为是损害作用并且符合以下条件，则认为是损害作用 数值不在正常值范围内数值不在正常值范围内 损害作用损害作用损害作用损害作用 其数值在一般公认其数值在一般公认“ “正常值正常值” ”范围内，但如在停范围内，但如在停止接触后，此种差异仍然持续一段时间止接触后，此种差异仍然持续一段时间 损害作用损害作用损害作用损害作用 其数值在一般公认的其数值在一般公认的“ “正常值正常值” ”范围内，但如机范围内，但如机体处于功能或生物化学应激状态下，此种差异更为明体处于功能或生物化学应激状态下，此种差异更为明显显损害作用损害作用损害作用损害作用 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第一节第一节 环境毒理学概述环境毒理学概述• •毒物的生物转运和转化毒物的生物转运和转化 • •毒物与机体接触、吸收、分布、代谢和排泄的过程称为毒毒物与机体接触、吸收、分布、代谢和排泄的过程称为毒物的生物转运。
物的生物转运• •被动转运、特殊转运和膜动转运被动转运、特殊转运和膜动转运 • •被动转运被动转运 • •被动转运的特点是转运过程中生物膜不具有主动性，不消被动转运的特点是转运过程中生物膜不具有主动性，不消耗能量，被转运的物质只能从高浓度流入低浓度耗能量，被转运的物质只能从高浓度流入低浓度• •简单扩散和滤过简单扩散和滤过 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第一节第一节 环境毒理学概述环境毒理学概述• •特殊转运特殊转运 • •特殊转运指有一定的载体，具有较强的专一性，有一定的选特殊转运指有一定的载体，具有较强的专一性，有一定的选择性和主动性，生物膜主动选择某种机体需要或由机体排出择性和主动性，生物膜主动选择某种机体需要或由机体排出的物质进行的转运的物质进行的转运 • •特殊转运分主动转运和促进扩散特殊转运分主动转运和促进扩散 • •膜动转运膜动转运 • •是细胞与外界环境交换一些大分子物质的过程，其主要特点是细胞与外界环境交换一些大分子物质的过程，其主要特点是在转运过程中生物膜结构发生变化，转运过程具有特异性，是在转运过程中生物膜结构发生变化，转运过程具有特异性，生物膜呈现主动选择性并消耗一定的能量。
生物膜呈现主动选择性并消耗一定的能量 • •胞吞作用和胞吐作用胞吞作用和胞吐作用 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第一节第一节 环境毒理学概述环境毒理学概述• •毒物的吸收毒物的吸收 • •一般情况下，毒物的吸收途径主要是胃肠道、呼一般情况下，毒物的吸收途径主要是胃肠道、呼吸道和皮肤吸道和皮肤 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第一节第一节 环境毒理学概述环境毒理学概述• •胃肠道吸收胃肠道吸收• •毒物进入机体的重要途径，小肠是主要吸收部位毒物进入机体的重要途径，小肠是主要吸收部位 • •影响胃肠道吸收的因素主要有：影响胃肠道吸收的因素主要有：• •毒物的性质（分散度、解离状态等）；毒物的性质（分散度、解离状态等）；• •机体方面的影响（机体方面的影响（pHpH等）；等）；• •同时存在的食物和毒物同时存在的食物和毒物引自好好学习网， 2005) 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第一节第一节 环境毒理学概述环境毒理学概述• •经呼吸道吸收经呼吸道吸收 • •经呼吸道吸收的毒物主要有各种气体、可挥发性固经呼吸道吸收的毒物主要有各种气体、可挥发性固体或液体的蒸气、各种气溶胶以及较为细微的颗粒体或液体的蒸气、各种气溶胶以及较为细微的颗粒物质。
物质• •影响呼吸道吸收的因素主要有：影响呼吸道吸收的因素主要有：• •气体的吸收动态平衡过程；气体的吸收动态平衡过程； • •颗粒物、气溶胶的吸收和沉积颗粒物、气溶胶的吸收和沉积引自好好学习网， 2005) 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第一节第一节 环境毒理学概述环境毒理学概述• •经皮肤吸收经皮肤吸收 • •经皮肤吸收是毒物由外界进入皮肤并经血管和淋巴经皮肤吸收是毒物由外界进入皮肤并经血管和淋巴管进入血液和淋巴液的过程管进入血液和淋巴液的过程 • •经皮肤吸收主要分为两个阶段：第一阶段为穿透角经皮肤吸收主要分为两个阶段：第一阶段为穿透角质层的屏障作用；第二阶段为吸收阶段，须经过颗质层的屏障作用；第二阶段为吸收阶段，须经过颗粒层、棘细胞层、生发层和真皮粒层、棘细胞层、生发层和真皮• •影响因素主要有：毒物的理化性质、皮肤的完整性、影响因素主要有：毒物的理化性质、皮肤的完整性、人体健康状况等人体健康状况等引自好好学习网， 2005) 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第一节第一节 环境毒理学概述环境毒理学概述• •毒物的生物转化毒物的生物转化 • •毒物通过不同途径被吸收进入体内后，将发生一系列化学变毒物通过不同途径被吸收进入体内后，将发生一系列化学变化并形成一些分解产物或衍生物。
化并形成一些分解产物或衍生物• •主要在肝部进行主要在肝部进行• •包括降解反应和结合反应包括降解反应和结合反应 • •生物转化的意义生物转化的意义• •对于判定毒物对机体的影响有重要作用通过对生物转化作对于判定毒物对机体的影响有重要作用通过对生物转化作用的研究，可以探求毒物活性基因、活性分子的重要规律，用的研究，可以探求毒物活性基因、活性分子的重要规律，为防治其对机体损伤有重要意义为防治其对机体损伤有重要意义 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第一节第一节 环境毒理学概述环境毒理学概述• •剂量剂量- -效应效应• •化学物作用于生物机体时的剂量与引起生物作用的发生率或计量强度化学物作用于生物机体时的剂量与引起生物作用的发生率或计量强度之间的相互关系之间的相互关系 • •最小有作用剂量或称阈剂量或阈浓度：是指在一定时间内，一最小有作用剂量或称阈剂量或阈浓度：是指在一定时间内，一种毒物按一定方式或途径与机体接触，能使某项灵敏的观察指种毒物按一定方式或途径与机体接触，能使某项灵敏的观察指标开始出现异常变化或使机体开始出现损害作用所需的最低剂标开始出现异常变化或使机体开始出现损害作用所需的最低剂量，也称中毒阈剂量。
量，也称中毒阈剂量• •最大无作用剂量是指在一定时间内，一种外源化学物按一定方最大无作用剂量是指在一定时间内，一种外源化学物按一定方式或途径与机体接触，根据目前认识水平，用最灵敏的实验方式或途径与机体接触，根据目前认识水平，用最灵敏的实验方法和观察指标，未能观察到任何对机体的损害作用的最高剂量，法和观察指标，未能观察到任何对机体的损害作用的最高剂量，也称为未观察到损害作用的剂量也称为未观察到损害作用的剂量 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第一节第一节 环境毒理学概述环境毒理学概述• •剂量剂量- -效应类型效应类型• •直线型效应或反应强度与剂量呈直线关系直线型效应或反应强度与剂量呈直线关系 • •抛物线型剂量与效应或反应呈非线性关系抛物线型剂量与效应或反应呈非线性关系 • •S S曲线型特点是在低剂量范围内，随着剂量增加，曲线型特点是在低剂量范围内，随着剂量增加，反应或效应强度增高较为缓慢，然后剂量较高时，反应或效应强度增高较为缓慢，然后剂量较高时，反应或效应强度也随之急速增加，但当剂量继续增反应或效应强度也随之急速增加，但当剂量继续增加时，反应或效应强度增高又趋向缓慢曲线开始加时，反应或效应强度增高又趋向缓慢。
曲线开始平缓，继之陡嵴，然后又趋平缓，成不甚规则的平缓，继之陡嵴，然后又趋平缓，成不甚规则的S S形曲线 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第二节第二节 中毒机理研究中毒机理研究• •在环境毒理学史中，对砷、氟乙酸、四氯化碳与农在环境毒理学史中，对砷、氟乙酸、四氯化碳与农药有机磷等中毒机理的研究具有重要的历史意义药有机磷等中毒机理的研究具有重要的历史意义• •研究中毒机理主要有两方面：研究中毒机理主要有两方面：• •确定靶点；确定靶点； • •分离活性代谢产物分离活性代谢产物 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第二节第二节 中毒机理研究中毒机理研究• •确定靶点确定靶点• •确定生物大分子靶点或内源靶分子（如受体、酶、确定生物大分子靶点或内源靶分子（如受体、酶、DNADNA、微丝蛋白、脂质），即要回答何种生物大分、微丝蛋白、脂质），即要回答何种生物大分子是该毒物的靶点子是该毒物的靶点化学毒物吸收、分布、代谢、排泄与靶分子相互作用细胞功能失调、损伤细胞修复功能失调毒 性 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第二节第二节 中毒机理研究中毒机理研究• •分离活性代谢产物分离活性代谢产物 • •绝大多数毒物的毒性，主要是由于其代谢产物引起绝大多数毒物的毒性，主要是由于其代谢产物引起的。
的• •最为多见的情况是增毒使外源化学物如氧和氧化氮转变为：亲最为多见的情况是增毒使外源化学物如氧和氧化氮转变为：亲电子、自由基、亲核物、氧化还原性反应物电子、自由基、亲核物、氧化还原性反应物 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第二节第二节 中毒机理研究中毒机理研究• •亲电子反应物亲电子反应物 • •含有一个缺电子原子（带部分或全部正电荷）的分含有一个缺电子原子（带部分或全部正电荷）的分子 • •毒物在代谢活化时形成非离子亲电子剂亲电子反毒物在代谢活化时形成非离子亲电子剂亲电子反应物经常是在毒物被细胞色素应物经常是在毒物被细胞色素P-450P-450或其他酶氧化成或其他酶氧化成酮类、环氧化物及芳烃氧化物、酮类、环氧化物及芳烃氧化物、αα，，ββ- -不饱和酮及不饱和酮及醛类、醌类或醌亚胺类以及酰基卤等过程中形成的醛类、醌类或醌亚胺类以及酰基卤等过程中形成的 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第二节第二节 中毒机理研究中毒机理研究• •自由基自由基 • •自由基在机体内主要来源有两个：一是细胞正常生自由基在机体内主要来源有两个：一是细胞正常生理过程产生；二是化学毒物在体内代谢过程产生。
理过程产生；二是化学毒物在体内代谢过程产生 • •许多毒物可通过各种不同途径产生自由基，但其中许多毒物可通过各种不同途径产生自由基，但其中最主要的途径是通过氧化最主要的途径是通过氧化- -还原反应还原反应 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第二节第二节 中毒机理研究中毒机理研究• •亲核物亲核物 • •亲核物的形成是毒物活化作用较少见的一种机制亲核物的形成是毒物活化作用较少见的一种机制例如：苦例如：苦杏仁经肠道杏仁经肠道β β- -糖苷酶催化形成氰化物，丙烯氰环氧化和随后谷糖苷酶催化形成氰化物，丙烯氰环氧化和随后谷胱甘肽结合形成的氰化物，以及硝普钠经巯基诱导降解后形胱甘肽结合形成的氰化物，以及硝普钠经巯基诱导降解后形成氰化物等成氰化物等 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第二节第二节 中毒机理研究中毒机理研究• •活性氧活性氧 • •体内的自由基以含氧自由基为主，体内的自由基以含氧自由基为主，活性氧活性氧包括：超氧包括：超氧阴离子自由基、羟自由基、单线态氧、过氧化氢以及由此衍阴离子自由基、羟自由基、单线态氧、过氧化氢以及由此衍生的氢过氧基、烷氧自由基、烷基过氧化物自由基、氢过氧生的氢过氧基、烷氧自由基、烷基过氧化物自由基、氢过氧化物。
它们一般都是高度活化的，具有很强的氧化反应能力，化物它们一般都是高度活化的，具有很强的氧化反应能力，总是试图夺取其它原子或基团的电子总是试图夺取其它原子或基团的电子活性氧所引起的损害活性氧所引起的损害也称氧化性应激作用也称氧化性应激作用 •急性毒性性作用实验 探明毒物与机体发生短时间接触后所引起的损害作用，找出毒物的作用途径、剂量与效应的关系，并为进行各种动物实验提供设计依据•亚急性毒性作用实验 研究环境毒物反复作用于机体引起的损害通过实验可以初步估计环境毒物的最大无作用剂量和中毒阈剂量，了解有无蓄积作用，确定作用的靶器官•慢性毒性作用实验 探查低剂量环境毒物长期作用于机体所引起的损害，确定一种环境毒物对机体的最大无作用剂量和中毒阈剂量，为制定环境卫生标准提供依据第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第三节第三节 环境毒理学实验环境毒理学实验 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第三节第三节 环境毒理学实验环境毒理学实验• •急性毒性作用实验急性毒性作用实验• •急性毒性是指机体（人或实验动物）一次（或急性毒性是指机体（人或实验动物）一次（或2424小小时内多次）接触毒物之后所引起的中毒效应，甚至时内多次）接触毒物之后所引起的中毒效应，甚至引起死亡。
引起死亡 • •目的主要是求出受试化合物对一种或几种实验动物目的主要是求出受试化合物对一种或几种实验动物的致死剂量的致死剂量 （通常以（通常以LDLD5050为参数）为参数） 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第三节第三节 环境毒理学实验环境毒理学实验• •急性毒性作用实验急性毒性作用实验• •选择实验动物时，要求在其接触毒物之后的毒性反选择实验动物时，要求在其接触毒物之后的毒性反应，应当与人接触该毒物的毒性反应基本一致应，应当与人接触该毒物的毒性反应基本一致• •对一个未知毒性的毒物求其对一个未知毒性的毒物求其LDLD5050（（LCLC5050），应先做），应先做预实验计算实验动物接触化合物之后两周内的总预实验计算实验动物接触化合物之后两周内的总死亡数 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第三节第三节 环境毒理学实验环境毒理学实验• •急性毒性作用实验急性毒性作用实验• •在观察期间应保障实验动物有完全的膳食、充足在观察期间应保障实验动物有完全的膳食、充足的饮水及适宜的温湿度环境，以防止动物出现非的饮水及适宜的温湿度环境，以防止动物出现非中毒性死亡中毒性死亡 • •观察实验动物接触毒物的中毒症状。
观察实验动物接触毒物的中毒症状 • •病理组织学检查病理组织学检查 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第三节第三节 环境毒理学实验环境毒理学实验• •亚急性毒性作用实验亚急性毒性作用实验• •亚急性毒性是指实验动物连续多日接触较大剂量的亚急性毒性是指实验动物连续多日接触较大剂量的毒物所出现的中毒效应毒物所出现的中毒效应 • •较大剂量，是指小于急性较大剂量，是指小于急性LDLD5050的剂量 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第三节第三节 环境毒理学实验环境毒理学实验• •亚急性毒性作用实验亚急性毒性作用实验• •接触时间，食品一般为接触时间，食品一般为3 3～～6 6个月，工业毒物一般个月，工业毒物一般1 1～～3 3个月• •观察并记录动物的饮食情况观察并记录动物的饮食情况• •在接触毒物过程中所出现的中毒症状及出现各症状的在接触毒物过程中所出现的中毒症状及出现各症状的先后次序、时间均应记录和分析先后次序、时间均应记录和分析 • •应重视病理学检查应重视病理学检查 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第三节第三节 环境毒理学实验环境毒理学实验• •慢性毒性作用实验慢性毒性作用实验• •以低剂量毒物长期给予实验动物接触，观察其对实验动物所产以低剂量毒物长期给予实验动物接触，观察其对实验动物所产生的毒性效应。
生的毒性效应 • •一般认为工业毒理慢性实验动物染毒一般认为工业毒理慢性实验动物染毒6 6个月或更长时间；而食个月或更长时间；而食品毒理学则要求实验动物染毒品毒理学则要求实验动物染毒1 1年以上或年以上或2 2年 • •指标包括体重、食物摄取、临床症状、行为、血象和血液化学、指标包括体重、食物摄取、临床症状、行为、血象和血液化学、尿的性状及生化成分以及重点观察在亚急性毒性实验中已经显尿的性状及生化成分以及重点观察在亚急性毒性实验中已经显现的阳性指标现的阳性指标 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第四节第四节 不同介质的环境毒理学不同介质的环境毒理学• •大气环境毒理学大气环境毒理学• •大气环境毒理学是研究大气污染物对生物体，特别大气环境毒理学是研究大气污染物对生物体，特别是人体的损害效应及其规律的一门学科是人体的损害效应及其规律的一门学科大气污染物主要是指进入大气中的有害污染物的量超过了大气自净能力，对人类健康构成直接、间接和潜在危害的化学物质 与一般大气科学不同，室内空气污染通常由于其健康损害效应，也归为大气环境毒理学研究的范畴王宝庆摄， 2011） 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第四节第四节 不同介质的环境毒理学不同介质的环境毒理学• •大气污染物的毒性作用大气污染物的毒性作用• •大气污染物主要通过呼吸道进入体内大气污染物主要通过呼吸道进入体内• •可通过消化道和皮肤进入体内可通过消化道和皮肤进入体内• •可不经过吸收而直接刺激呼吸道黏膜、眼睛和体表可不经过吸收而直接刺激呼吸道黏膜、眼睛和体表皮肤，甚至直接接触产生化学腐蚀作用。
皮肤，甚至直接接触产生化学腐蚀作用• •大气污染物一般浓度较低，接触时间长，反复多次大气污染物一般浓度较低，接触时间长，反复多次乃至终生接触，所以其往往造成长期慢性毒性作用乃至终生接触，所以其往往造成长期慢性毒性作用 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第四节第四节 不同介质的环境毒理学不同介质的环境毒理学• •大气污染物的毒性作用大气污染物的毒性作用 急性中毒 急性中毒• •大气污染物浓度在较短时间内急剧增加超过一定浓大气污染物浓度在较短时间内急剧增加超过一定浓度作用于人体时，可引起感官和生理机能的不良反度作用于人体时，可引起感官和生理机能的不良反应，导致居民急性中毒和死亡应，导致居民急性中毒和死亡 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第四节第四节 不同介质的环境毒理学不同介质的环境毒理学• •大气污染物的毒性作用大气污染物的毒性作用 慢性中毒 慢性中毒• •一般情况下大气污染物的浓度较低，但由于呼吸道一般情况下大气污染物的浓度较低，但由于呼吸道长期持续地暴露于污染空气中，所以给人体带来了长期持续地暴露于污染空气中，所以给人体带来了长期反复的中毒效应长期反复的中毒效应 19521952年的伦敦烟雾事件年的伦敦烟雾事件 19841984年的印度博帕尔农药厂毒气泄露事件年的印度博帕尔农药厂毒气泄露事件 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第四节第四节 不同介质的环境毒理学不同介质的环境毒理学• •大气污染物的毒性作用大气污染物的毒性作用 损害免疫功能 损害免疫功能• •大气污染可以使儿童呼吸道患病率增加，还可以使大气污染可以使儿童呼吸道患病率增加，还可以使儿童唾液溶菌酶活性降低，从而使其非特异性免疫儿童唾液溶菌酶活性降低，从而使其非特异性免疫功能下降。
功能下降 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第四节第四节 不同介质的环境毒理学不同介质的环境毒理学• •大气污染物的毒性作用大气污染物的毒性作用 致癌作用 致癌作用• •研究表明，大气污染与肺癌的发生有密切关系国研究表明，大气污染与肺癌的发生有密切关系国内外大量流行病学调查表明，随着大气污染的加剧，内外大量流行病学调查表明，随着大气污染的加剧，肺癌死亡率也在升高另外，工业发展、能源消耗肺癌死亡率也在升高另外，工业发展、能源消耗也会带来肺癌发病率和死亡率的上升也会带来肺癌发病率和死亡率的上升 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第四节第四节 不同介质的环境毒理学不同介质的环境毒理学• •常见的有毒大气污染物常见的有毒大气污染物 二氧化硫二氧化硫• •SOSO2 2易溶于水，在呼吸系统中主要被鼻腔和上呼吸道黏膜吸收，易溶于水，在呼吸系统中主要被鼻腔和上呼吸道黏膜吸收，而不易进入肺部但是而不易进入肺部但是SOSO2 2可以通过颗粒物载带进入呼吸道深部可以通过颗粒物载带进入呼吸道深部• •短期接触短期接触SOSO2 2会对动物呼吸道和眼睛有强烈刺激作用会对动物呼吸道和眼睛有强烈刺激作用。
• •长期接触长期接触SOSO2 2可引起疾病，如增生性肺炎、支气管炎和气管炎，可引起疾病，如增生性肺炎、支气管炎和气管炎，并引起呼吸系统功能紊乱，甚至导致死亡并引起呼吸系统功能紊乱，甚至导致死亡• •此外，此外，SOSO2 2还会对植物造成不同程度的损伤还会对植物造成不同程度的损伤 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第四节第四节 不同介质的环境毒理学不同介质的环境毒理学• •常见的有毒大气污染物常见的有毒大气污染物 氮氧化物氮氧化物• •NONOx x主要来自于石油、煤、天然气等燃料的燃烧主要来自于石油、煤、天然气等燃料的燃烧• •NONO和和NONO2 2均难溶，所以不易在上呼吸道吸收，容易进入下呼吸均难溶，所以不易在上呼吸道吸收，容易进入下呼吸道直至肺部深处道直至肺部深处• •短时间内吸入高浓度短时间内吸入高浓度NONO2 2，会表现为轻度刺激症状，长期吸入，会表现为轻度刺激症状，长期吸入则会导致化学性肺炎和肺水肿，直至昏迷、死亡则会导致化学性肺炎和肺水肿，直至昏迷、死亡• •NONO2 2会降低肺部吞噬细胞和白细胞的吞噬能力、抑制抗体形成，会降低肺部吞噬细胞和白细胞的吞噬能力、抑制抗体形成，从而影响机体免疫功能。
动物实验表明，从而影响机体免疫功能动物实验表明，NONO2 2还具有促癌和致还具有促癌和致癌作用 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第四节第四节 不同介质的环境毒理学不同介质的环境毒理学• •常见的有毒大气污染物常见的有毒大气污染物 一氧化碳一氧化碳• •一氧化碳（一氧化碳（COCO）主要是由于含碳物质不充分燃烧所产生的主要是由于含碳物质不充分燃烧所产生的• •COCO主要经过呼吸道吸入，再通过肺泡进入血液，与血红蛋白主要经过呼吸道吸入，再通过肺泡进入血液，与血红蛋白结合• •COCO与血红蛋白的结合削弱了红细胞携带和运输氧气的能力，与血红蛋白的结合削弱了红细胞携带和运输氧气的能力，导致低氧血症导致低氧血症• •由于神经系统对缺氧非常敏感，所以空气中由于神经系统对缺氧非常敏感，所以空气中COCO浓度可引起人浓度可引起人类行为改变和工作能力下降类行为改变和工作能力下降 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第四节第四节 不同介质的环境毒理学不同介质的环境毒理学• •常见的有毒大气污染物常见的有毒大气污染物 臭氧臭氧• •臭氧（臭氧（O O3 3）是光化学烟雾的主要成分之一近年来，世界各）是光化学烟雾的主要成分之一。
近年来，世界各地均发生过不同程度的大气光化学烟雾污染地均发生过不同程度的大气光化学烟雾污染• •O O3 3的主要毒性是由于其氧化性所致长期低浓度的的主要毒性是由于其氧化性所致长期低浓度的O O3 3暴露还暴露还可以损伤淋巴细胞的功能，从而降低免疫功能，增加呼吸道可以损伤淋巴细胞的功能，从而降低免疫功能，增加呼吸道的易感性的易感性• •O O3 3对眼睛也具有强烈的刺激作用，是眼结膜炎的主要成因之对眼睛也具有强烈的刺激作用，是眼结膜炎的主要成因之一 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第四节第四节 不同介质的环境毒理学不同介质的环境毒理学• •常见的有毒大气污染物常见的有毒大气污染物 颗粒物 颗粒物• •PMPM是我国大气中的主要污染物其中可吸入颗粒物和细颗粒物是我国大气中的主要污染物其中可吸入颗粒物和细颗粒物对人体危害较大对人体危害较大• •颗粒物进入呼吸道后，能刺激和腐蚀呼吸道黏膜和肺细胞，降颗粒物进入呼吸道后，能刺激和腐蚀呼吸道黏膜和肺细胞，降低呼吸道防御机能低呼吸道防御机能• •颗粒物成分复杂，往往含有多种致癌物和促癌物颗粒物成分复杂，往往含有多种致癌物和促癌物 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第四节第四节 不同介质的环境毒理学不同介质的环境毒理学• •水环境毒理学水环境毒理学• •日益严重的环境污染对水域生态系统产生了严重的危害。
日益严重的环境污染对水域生态系统产生了严重的危害生态后果表现为生物多样性锐减、近海赤潮频繁、湖泊富生态后果表现为生物多样性锐减、近海赤潮频繁、湖泊富营养化严重、河流酸化和水质恶化，直接损害了水体中藻营养化严重、河流酸化和水质恶化，直接损害了水体中藻类、浮游动物、鱼类和底栖生物的生长繁殖，改变了正常类、浮游动物、鱼类和底栖生物的生长繁殖，改变了正常水生生物群落结构与功能，影响了水生生态系统的服务价水生生物群落结构与功能，影响了水生生态系统的服务价值王宝庆摄， 2011） 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第四节第四节 不同介质的环境毒理学不同介质的环境毒理学• •水体污染物水体污染物• •按照环境毒理学的分类方法，可以把水体污染物分按照环境毒理学的分类方法，可以把水体污染物分为三类，即物理性、化学性和生物性污染物物理为三类，即物理性、化学性和生物性污染物物理性污染物包括非溶解性污染物，热污染及放射性污性污染物包括非溶解性污染物，热污染及放射性污染化学性污染物包括有机污染物和无机污染物化学性污染物包括有机污染物和无机污染物生物性污染物包括致病病菌、致病病毒和寄生虫等生物性污染物包括致病病菌、致病病毒和寄生虫等。
第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第四节第四节 不同介质的环境毒理学不同介质的环境毒理学• •污染物进入水体的途径污染物进入水体的途径• •一般说来，污染物进入水体有三种途径：空气中的一般说来，污染物进入水体有三种途径：空气中的 污污染物质通过大气沉降进入地表水环境；地表污染通过下染物质通过大气沉降进入地表水环境；地表污染通过下渗进入地下水环境；通过地表径流进入水体，如淋溶、渗进入地下水环境；通过地表径流进入水体，如淋溶、渗透等渗透等 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第四节第四节 不同介质的环境毒理学不同介质的环境毒理学• •水体污染物的分布和转移水体污染物的分布和转移• •在等温条件下，风的作用通过水体使沉淀物重新悬在等温条件下，风的作用通过水体使沉淀物重新悬浮，使污染物混合浮游植物在浅水层的大量繁殖浮，使污染物混合浮游植物在浅水层的大量繁殖也改变了河、湖水的污染物结构较大颗粒与污染也改变了河、湖水的污染物结构较大颗粒与污染物结合沉降到深水层，一些污染物被水体的沉淀物物结合沉降到深水层，一些污染物被水体的沉淀物吸附结合，不均匀地分布在河流或湖水的沉淀中吸附结合，不均匀地分布在河流或湖水的沉淀中。
• •污染物进入水体后发生各种反应，根据污染物的不污染物进入水体后发生各种反应，根据污染物的不同性质可产生不同的污染过程同性质可产生不同的污染过程 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第四节第四节 不同介质的环境毒理学不同介质的环境毒理学• •污染物的吸收污染物的吸收• •人与动物水体污染物的吸收途径主要有经消化道、人与动物水体污染物的吸收途径主要有经消化道、经呼吸道、经皮肤的吸收经呼吸道、经皮肤的吸收• •陆生植物可以通过根和叶的表面吸收污染物，质体陆生植物可以通过根和叶的表面吸收污染物，质体流是其主要吸收途径流是其主要吸收途径• •水生植物中，挺水植物主要通过根吸收污染物，浮水生植物中，挺水植物主要通过根吸收污染物，浮水植物和沉水植物则通过根茎叶的表面吸收污染物水植物和沉水植物则通过根茎叶的表面吸收污染物 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第四节第四节 不同介质的环境毒理学不同介质的环境毒理学• •水体污染物的毒性水体污染物的毒性• •分子水平分子水平• •细胞与亚细胞水平细胞与亚细胞水平• •个体水平个体水平• •种群和群落水平种群和群落水平• •生态系统水平生态系统水平• •污染物毒性的影响因素污染物毒性的影响因素• •水体温度水体温度• •水体水体pHpH• •光照光照• •水流速和流量水流速和流量 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第四节第四节 不同介质的环境毒理学不同介质的环境毒理学• •水体污染对人类健康的影响水体污染对人类健康的影响• •水是自然环境中物质迁移和循环的重要媒介，与人类水是自然环境中物质迁移和循环的重要媒介，与人类的衣食住行关系密切。
人类活动产生的污染物很大一的衣食住行关系密切人类活动产生的污染物很大一部分以水溶液的形式排放部分以水溶液的形式排放• •经饮用水传播的疾病，包括霍乱、伤寒、痢疾、肠胃经饮用水传播的疾病，包括霍乱、伤寒、痢疾、肠胃炎及肝炎等饮用水经氯化物消毒后的副产物具有生炎及肝炎等饮用水经氯化物消毒后的副产物具有生殖毒性甚至致癌变作用殖毒性甚至致癌变作用 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第四节第四节 不同介质的环境毒理学不同介质的环境毒理学• •水体污染对人类健康的影响水体污染对人类健康的影响• •赤潮和水华也具有一定的毒性作用赤潮和水华也具有一定的毒性作用• •赤潮是指海洋中浮游藻类、原生动物和细菌，在一赤潮是指海洋中浮游藻类、原生动物和细菌，在一定条件下暴发性繁殖和突然聚集的现象定条件下暴发性繁殖和突然聚集的现象• •水华是一种较为普遍的淡水污染现象，由水中的藻水华是一种较为普遍的淡水污染现象，由水中的藻类引起 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第四节第四节 不同介质的环境毒理学不同介质的环境毒理学• •土壤环境毒理学土壤环境毒理学• •人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度，超过土壤自净能力的限度，引起土壤环境质度，超过土壤自净能力的限度，引起土壤环境质量恶化的现象，称为土壤污染。
土壤是一个处于量恶化的现象，称为土壤污染土壤是一个处于半稳定状态的物质体系，对外界环境条件的变化半稳定状态的物质体系，对外界环境条件的变化和外来物质有很大的缓冲能力，即土壤自净能力和外来物质有很大的缓冲能力，即土壤自净能力但是土壤净化往往是缓慢和有限的，因此必须合但是土壤净化往往是缓慢和有限的，因此必须合理利用和充分保护土壤的自净能力理利用和充分保护土壤的自净能力 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第四节第四节 不同介质的环境毒理学不同介质的环境毒理学• •土壤污染物土壤污染物• •人类在生产生活活动中产生的污染物，通过大气、人类在生产生活活动中产生的污染物，通过大气、水、生物等途经直接或间接进入土壤，使土壤中增水、生物等途经直接或间接进入土壤，使土壤中增加了某些本不存在的有害物质，或是土壤中固有成加了某些本不存在的有害物质，或是土壤中固有成分增加，改变土壤的组成，使土壤劣化这些污染分增加，改变土壤的组成，使土壤劣化这些污染物即称为土壤污染物物即称为土壤污染物 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第四节第四节 不同介质的环境毒理学不同介质的环境毒理学• •土壤污染物土壤污染物• •根据性质不同，土壤污染物可分为无机物、有机农根据性质不同，土壤污染物可分为无机物、有机农药、化学肥料、废弃物、放射性物质和病原微生物药、化学肥料、废弃物、放射性物质和病原微生物等。
等• •根据污染物来源，又可以将土壤污染分为五种类型：根据污染物来源，又可以将土壤污染分为五种类型：水体污染型、大气污染型、农业污染型、生物污染水体污染型、大气污染型、农业污染型、生物污染型、固体废弃物污染型型、固体废弃物污染型• •土壤污染具有隐蔽性、蓄积性和恢复难的特点土壤污染具有隐蔽性、蓄积性和恢复难的特点 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第四节第四节 不同介质的环境毒理学不同介质的环境毒理学• •土壤污染的生物效应土壤污染的生物效应• •对于依赖土壤生存的动物、植物和微生物，土壤环对于依赖土壤生存的动物、植物和微生物，土壤环境受到污染后，生长发育甚至生命活动会受到严重境受到污染后，生长发育甚至生命活动会受到严重破坏• •大风也可以将土壤微粒扬入空气并进入人和动物的大风也可以将土壤微粒扬入空气并进入人和动物的口腔和鼻腔，通过消化道和呼吸道进入体内口腔和鼻腔，通过消化道和呼吸道进入体内• •土壤污染物还可以通过植物、动物和微生物的富集土壤污染物还可以通过植物、动物和微生物的富集作用，经食物链进入人、畜和禽体内，间接对人体作用，经食物链进入人、畜和禽体内，间接对人体造成伤害造成伤害。
由于土壤污染的复杂性和诸多不确定性因素的存在，关于土壤污染与人体间的直接危害和简介毒害的研究很少目前主要土壤污染的生物效应还是针对植物和微生物 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第五节第五节 系统毒理学系统毒理学• •传统的毒理学已经为人类提供了重要的以剂量传统的毒理学已经为人类提供了重要的以剂量- -效应关效应关系为中心的数据资料，为环境风险评价提供了基本依系为中心的数据资料，为环境风险评价提供了基本依据但传统毒理学研究依然存在许多不足，如对外源据但传统毒理学研究依然存在许多不足，如对外源性物质的损害机制了解有限、研究进展较慢等，在危性物质的损害机制了解有限、研究进展较慢等，在危险度的定量评价方面也存在许多缺点随着分子生物险度的定量评价方面也存在许多缺点随着分子生物学技术的发展和越来越多的外源性物质的出现，传统学技术的发展和越来越多的外源性物质的出现，传统毒理学的研究方法有待革新，系统毒理学也应运而生毒理学的研究方法有待革新，系统毒理学也应运而生 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第五节第五节 系统毒理学系统毒理学• •随着人类基因组计划的完成和高通量技术的迅猛发展，随着人类基因组计划的完成和高通量技术的迅猛发展，产生了一门在系统水平研究生命的结构、功能和调节产生了一门在系统水平研究生命的结构、功能和调节网络的学科网络的学科— —系统生物学。
系统生物学• •系统毒理学是通过机体暴露后在不同剂量、不同时点系统毒理学是通过机体暴露后在不同剂量、不同时点的基因表达谱、蛋白质谱和代谢物谱的改变，结合传的基因表达谱、蛋白质谱和代谢物谱的改变，结合传统毒理学的研究参数，借助生物信息学和计算毒理学统毒理学的研究参数，借助生物信息学和计算毒理学技术，系统地研究外源性化学物和环境应激等与机体技术，系统地研究外源性化学物和环境应激等与机体的相互作用的相互作用• •系统毒理学有望在阐明毒物对机体损伤分子机制、分系统毒理学有望在阐明毒物对机体损伤分子机制、分子生物标志物和危险度评价等方面取得突破子生物标志物和危险度评价等方面取得突破 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第五节第五节 系统毒理学系统毒理学动物染毒病理学检查体重、生理检查吸收、分布、代谢、排泄过程基因、蛋白质代谢物—表达谱组学技术数据库基因组数据库分子表达的序列计算机分析文献利用多区域多基因组资料库传统毒理学数据库分子表达的表型映射明确基因蛋白质功能明确基因蛋白质功能群、通路和网络群、通路和网络整合后的系统毒理学生物模型的多次论证系统毒理学的技术路线系统毒理学的技术路线 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第五节第五节 系统毒理学系统毒理学• •系统毒理学的技术系统毒理学的技术 表达谱分析技术表达谱分析技术• •表达谱基因芯片是指将几千个基因特异的探针或互表达谱基因芯片是指将几千个基因特异的探针或互补补DNADNA（（cDNAcDNA）片段固定在一块芯片上，用于对不）片段固定在一块芯片上，用于对不同状态下的组织、器官或细胞的基因表达差异进行同状态下的组织、器官或细胞的基因表达差异进行检测，是一种快速研究基因表达差异的高通量工具。
检测，是一种快速研究基因表达差异的高通量工具• •检测原理就是核酸杂交，通过计算机分析得出这些检测原理就是核酸杂交，通过计算机分析得出这些基因在不同组织中表达的差异基因在不同组织中表达的差异 优点是用微量样品同时平行研究上万条基因的表达,缺点在于易出现假阳性，但可以通过将RNA的反转录（RT）和cDNA的聚合酶链式扩增（PCR）相结合的技术等进行验证 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第五节第五节 系统毒理学系统毒理学• •系统毒理学的技术系统毒理学的技术 蛋白质组学分析技术 蛋白质组学分析技术• •蛋白质组学研究是以二维凝胶电泳蛋白质分离识别蛋白质组学研究是以二维凝胶电泳蛋白质分离识别技术和质谱分析鉴定技术两大技术为核心技术和质谱分析鉴定技术两大技术为核心• •常用的蛋白质分离方法是二维电泳，它具有一常用的蛋白质分离方法是二维电泳，它具有一次分离、用计算机分析处理并且能与质谱等分次分离、用计算机分析处理并且能与质谱等分析鉴定方法相匹配的优点析鉴定方法相匹配的优点• •蛋白质分析技术有质谱、蛋白序列分析、氨基蛋白质分析技术有质谱、蛋白序列分析、氨基酸组成分析等将蛋白固定在一些固相物质上酸组成分析等。
将蛋白固定在一些固相物质上可制成蛋白质芯片可制成蛋白质芯片 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第五节第五节 系统毒理学系统毒理学• •系统毒理学的技术系统毒理学的技术 代谢组学分析技术 代谢组学分析技术• •代谢组学关注的是各种代谢路径底物和产物的小分代谢组学关注的是各种代谢路径底物和产物的小分子代谢物，反映细胞或组织在外界刺激或是遗传修子代谢物，反映细胞或组织在外界刺激或是遗传修饰下代谢应答的变化饰下代谢应答的变化• •代谢产物的检测、分析与鉴定是代谢组学研究的主代谢产物的检测、分析与鉴定是代谢组学研究的主要内容，最常用的分析技术是核磁共振技术要内容，最常用的分析技术是核磁共振技术（（NMRNMR）和质谱 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第五节第五节 系统毒理学系统毒理学• •系统毒理学的技术系统毒理学的技术 统计分析方法 统计分析方法• •系统毒理学研究最常用的统计分析方法有聚类分析系统毒理学研究最常用的统计分析方法有聚类分析和主成分分析（和主成分分析（PCAPCA）两种• •聚类分析主要分为样本聚类和指标聚类，较难环节聚类分析主要分为样本聚类和指标聚类，较难环节在于特征抽取和模式表示。
在于特征抽取和模式表示• •PCAPCA的特点是将分散在一组变量上的信息集中到几的特点是将分散在一组变量上的信息集中到几个综合指标即主成分上个综合指标即主成分上 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第五节第五节 系统毒理学系统毒理学• •系统毒理学的应用系统毒理学的应用 研究毒物作用机制 研究毒物作用机制• •毒理学的首要任务之一是研究毒物作用的方式和机制，由于毒理学的首要任务之一是研究毒物作用的方式和机制，由于传统毒理学将暴露与各种损伤终点直接联系起来进行研究，传统毒理学将暴露与各种损伤终点直接联系起来进行研究，所以对于毒物损伤机制的信息了解比较有限所以对于毒物损伤机制的信息了解比较有限• •系统毒理学的检测涵盖整个损伤发生的主要环节，系统毒理学的检测涵盖整个损伤发生的主要环节，结合传统毒理学终点，可对毒物作用的分子机制结合传统毒理学终点，可对毒物作用的分子机制进行深入的研究进行深入的研究 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第五节第五节 系统毒理学系统毒理学• •系统毒理学的应用系统毒理学的应用 发现新的生物标志物 发现新的生物标志物• •系统毒理学可以通过高通量技术在短时间内筛选出系统毒理学可以通过高通量技术在短时间内筛选出众多的毒物相关特征性表达基因、蛋白质和代谢物众多的毒物相关特征性表达基因、蛋白质和代谢物群。
群 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第五节第五节 系统毒理学系统毒理学• •系统毒理学的应用系统毒理学的应用 剂量 剂量- -效应关系效应关系• •推断毒物低剂量作用于人体时的效应是安全性评估推断毒物低剂量作用于人体时的效应是安全性评估的核心，传统毒理学为了减少漏筛毒物毒性的机会，的核心，传统毒理学为了减少漏筛毒物毒性的机会，总是采用过大的剂量，并用各种方法外推至低剂量总是采用过大的剂量，并用各种方法外推至低剂量时的效应系统毒理学可利用高通量检测技术在很时的效应系统毒理学可利用高通量检测技术在很宽的剂量范围内对上万个基因表达、蛋白质或代谢宽的剂量范围内对上万个基因表达、蛋白质或代谢过程的改变进行检测过程的改变进行检测 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第五节第五节 系统毒理学系统毒理学• •系统毒理学的应用系统毒理学的应用 对毒物毒性进行预测和归类 对毒物毒性进行预测和归类• •通过对不同物种高通量的谱系分析，可同时检测上通过对不同物种高通量的谱系分析，可同时检测上万个基因、蛋白质和代谢物，一旦确定了某种毒性万个基因、蛋白质和代谢物，一旦确定了某种毒性作用的基因表达模式或分子指纹，这些相关差异表作用的基因表达模式或分子指纹，这些相关差异表达基因群就可以作为暴露的生物标志物群来鉴别和达基因群就可以作为暴露的生物标志物群来鉴别和预测相应的毒性作用。
预测相应的毒性作用 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第五节第五节 系统毒理学系统毒理学• •系统毒理学的应用系统毒理学的应用 研究混合暴露效应研究混合暴露效应• •人类在通常情况下都是同时受到多种外源物质的作用，目前人类在通常情况下都是同时受到多种外源物质的作用，目前只研究一段时间内一个化合物的毒性，与实际情况并不相符，只研究一段时间内一个化合物的毒性，与实际情况并不相符，从一系列单独的化合物的试验结果不能外推至这些物质混合从一系列单独的化合物的试验结果不能外推至这些物质混合后的效应，传统整体动物实验难以进行混合物的拆分研究，后的效应，传统整体动物实验难以进行混合物的拆分研究，需要消耗大量人力物力需要消耗大量人力物力• •高通量的组学技术可检测基因表达、蛋白质的变化，为研究高通量的组学技术可检测基因表达、蛋白质的变化，为研究混合物暴露后评价化合物之间的协同作用或颉颃作用提供了混合物暴露后评价化合物之间的协同作用或颉颃作用提供了一种全新的方法一种全新的方法 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第五节第五节 系统毒理学系统毒理学• •系统毒理学的应用系统毒理学的应用 简化动物实验 简化动物实验• •由于受到人力、物力、时间和动物保护等方面的限由于受到人力、物力、时间和动物保护等方面的限制，传统毒理学动物实验难以满足实际需求，对动制，传统毒理学动物实验难以满足实际需求，对动物实验进行简化，并寻找替代的研究模型是大势所物实验进行简化，并寻找替代的研究模型是大势所趋。
系统毒理学的各种技术具有较高的灵敏度和检趋系统毒理学的各种技术具有较高的灵敏度和检测通量，可以在动物实验的低剂量、早期阶段对损测通量，可以在动物实验的低剂量、早期阶段对损伤效应进行深入全面的了解伤效应进行深入全面的了解 第二章第二章 环境毒理学环境毒理学第五节第五节 系统毒理学系统毒理学• •系统毒理学是后基因组时代出现的毒理学新学科分支，但系统毒理学是后基因组时代出现的毒理学新学科分支，但一些理论问题和技术问题尚待解决一些理论问题和技术问题尚待解决• •毒物应答基因表达量的变化在多大程度上是真实可靠毒物应答基因表达量的变化在多大程度上是真实可靠的• •基因表达的变化与蛋白功能变化及与疾病后果的时空基因表达的变化与蛋白功能变化及与疾病后果的时空关联如何关联如何• •技术还没有形成一个统一的标准，从而限制了实验结技术还没有形成一个统一的标准，从而限制了实验结果的可重复性果的可重复性• •系统毒理学仍然代表了未来毒理学的发展方向系统毒理学仍然代表了未来毒理学的发展方向 思考题思考题思考题思考题1. 1. 环境毒理学的概念是什么？它的主要研究对象分为几类？环境毒理学的概念是什么？它的主要研究对象分为几类？2. 2. 环境毒理学的主要任务和研究内容有哪些？环境毒理学的主要任务和研究内容有哪些？3. 3. 简要说明环境毒理学的研究方法和发展趋势。
简要说明环境毒理学的研究方法和发展趋势4. 4. 环境化学物指的是什么？环境化学物指的是什么？5. 5. 环境化学物的生物转运包括哪些方式？环境化学物的生物转运包括哪些方式？6. 6. 环境化学物的生物转化有哪些方式，具有什么毒理学意义？环境化学物的生物转化有哪些方式，具有什么毒理学意义？7. 7. 什么是毒物、毒性和毒效应？有哪些因素能影响毒物的毒性？什么是毒物、毒性和毒效应？有哪些因素能影响毒物的毒性？8. 8. 如何区分损害与非损害作用？如何区分损害与非损害作用？第二章第二章 环境毒理学环境毒理学 思考题思考题思考题思考题9. 9. 环境化学物的一般毒性和特殊毒性分别包括哪些内容？环境化学物的一般毒性和特殊毒性分别包括哪些内容？10. 10. 环境化学物的安全性评价的概念和内容是什么？环境化学物的安全性评价的概念和内容是什么？11. 11. 大气污染物对人体健康有哪些影响？大气污染物对人体健康有哪些影响？12. 12. 水体污染物进入环境的主要途径有哪些？水体污染物进入环境的主要途径有哪些？13. 13. 土壤污染物具有哪些生物效应？土壤污染物具有哪些生物效应？14. 14. 什么是系统毒理学？系统毒理学的研究运用了哪些技术？什么是系统毒理学？系统毒理学的研究运用了哪些技术？15. 15. 简述系统毒理学的应用。
简述系统毒理学的应用第二章第二章 环境毒理学环境毒理学 。