毒理學基礎復習資料

1、毒理學基礎復習資料第一章 緒論毒理學基礎 第5版，供預防醫(yī)學類專業(yè)用 人民衛(wèi)生出版社 主編：王心如（一）概念毒理學（Toxicology）：研究外源性化學物質(zhì)對生物機體的損害作用的學科(傳統(tǒng)定義) ?，F(xiàn)代毒理學(modern Toxicology )：研究所有外源因素（如化學、物理和生物因素）對生物系統(tǒng)（living systems）的損害作用、生物學機制(biologic mechanisms)、安全性評價(safty evaluation)與危險性分析(risk analysis)的科學。（二）研究內(nèi)容毒理學兩個基本功能：檢測理化因素產(chǎn)生的有害作用的性質(zhì)（危害性鑒定功能）評價在特殊暴露條件

2、下出現(xiàn)毒性的可能性（危險度評價功能）三大研究領域：描述毒理學(descriptive toxicology)機制毒理學(mechanistic toxicology)管理毒理學(regulatory toxicology)第二章 毒理學基本概念毒物(poison)：是指在一定條件下，以較小劑量進入機體就能干擾正常的生化過程或生理功能，引起暫時的或永久性的病理改變，甚至危及生命的化學物質(zhì)。毒性（toxicity）：指化學物質(zhì)引起有害作用的固有能力。劑量相同時，對機體損害能力越大的化學物質(zhì)，毒性越高。相對于同一損害指標，需要劑量越小的化學物質(zhì)，其毒性越大。中毒(poisoning)：是指生物體受到

3、毒物作用而引起功能性或器質(zhì)性改變后出現(xiàn)的疾病狀態(tài)。毒效應（toxic effect）：又稱為毒作用，是化學物質(zhì)對機體所致的不良或有害的生物學改變。 毒效應是化學物質(zhì)或代謝產(chǎn)物在作用部位達到一定數(shù)量并停留一定時間，與組織大分子成分互相作用的結(jié)果。當改變暴露條件時，毒效應會相應改變。毒性是一種能力，中毒是一種狀態(tài)，毒效應是一種表現(xiàn)。損害作用（adverse effect）：指影響機體行為的生物化學改變，功能紊亂或病理損害，或者降低對外界環(huán)境應激的反應能力。非損害作用（non-adverse effect）：機體發(fā)生的生物學變化應在機體適應代償能力范圍之內(nèi)，機體對其他外界不利因素影響的易感性也不應增

4、高。選擇毒性（selective toxicity）：一種化學物質(zhì)只對某種生物產(chǎn)生損害作用，而對其他種類生物無害；或只對機體內(nèi)某一組織器官發(fā)揮毒性，而對其他組織器官不具毒作用。選擇性毒性產(chǎn)生的原因：（1）物種和細胞學差異 （細菌、青霉素）（2）不同組織器官對化學物質(zhì)親和力的差異（百草枯、肺） （3）不同生物或組織器官對化學物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化過程的差異（ 磺胺類藥物的發(fā)明）（4）不同組織器官對化學物質(zhì)所致?lián)p害的修復能力的差異（肝、腎再生能力強，腦、神經(jīng)再生能力弱）靶器官 (target organ)：外源化學物可以直接發(fā)揮毒作用的器官就稱為該物質(zhì)的靶器官。特點：õ 一種毒物可以有幾個靶器官，

5、不同的毒物可以作用于同一個或同幾個靶器官。 õ 在同一靶器官產(chǎn)生相同毒效應的化學物質(zhì)，其作用機制可能不同。 生物學標志（biomarker）: 又稱生物學標記或生物學標志物，是針對通過生物學屏障并進人組織或體液的化學物及其代謝產(chǎn)物，以及它們引起的生物學效應而采用的檢測指標。通常把生物學標志分為暴露標志、效應標志和易感性標志。量反應（graded response），屬于計量資料，有強度和性質(zhì)的差別，可用某種測量數(shù)值表示。質(zhì)反應（quantal response），屬于計數(shù)資料，沒有強度的差別，不能以具體的數(shù)值表示，而只能以“陰性或陽性”、“有或無”來表示。劑量效應關系（ dose-e

6、ffect relationship ），現(xiàn)稱劑量-量反應關系（graded dose-response relationship）：表示化學物質(zhì)的劑量與個體中發(fā)生的量反應強度之間的關系。劑量-反應關系（dose-response relationship ），現(xiàn)稱劑量-質(zhì)反應關系（quantal dose-response relationship）表示化學物質(zhì)的劑量與某一群體中質(zhì)反應發(fā)生率之間的關系。劑量-量反應關系和劑量-質(zhì)反應關系統(tǒng)稱為劑量-反應關系，是毒理學的重要概念?；瘜W物質(zhì)的劑量越大，所致的量反應強度應該越大，或出現(xiàn)的質(zhì)反應發(fā)生率應該越高。劑量-反應關系是受試物與機體損傷之間存在

7、因果關系的證據(jù)。實驗研究（微觀）：用實驗為人類提供劑量效應（反應）關系等資料，結(jié)合人群接觸水平對化學物質(zhì)進行安全性評價。 * 體內(nèi)實驗* 體外實驗 毒理學研究方法的優(yōu)缺點 研究方法流行病學研究 受控的臨床研究 毒理學體內(nèi)試驗 毒理學體外試驗 優(yōu)點 真實的暴露條件在各化學物之間發(fā)生相互作用測定在人群的作用表示全部的人敏感性 規(guī)定的限定暴露條件在人群中測定反應對某組人群(如哮喘)的研究是有力的能測定效應的強度 易于控制暴露條件能測定多種效應能評價宿主持征的作用(如：性別、年齡、遺傳特征等和其他調(diào)控因素飲食等)能評價機制 影響因素少，易于控制可進行某些深入的研究(如：機制，代謝)人力物力花費較少 缺

8、點耗資、耗時多(多為回顧性)，無健康保護難以確定暴露，有混雜暴露問題可檢測的危險性增加必需達到2倍以上測定指標較粗(發(fā)病率，死亡率) 耗資多較低濃度和較短時間的暴露限于較少量的人群(一般50)限于暫時、微小、可逆的效應一般不適于研究最敏感的人群動物暴露與人暴露相關的不確定性受控的飼養(yǎng)條件與人的實際情況不一致暴露的濃度和時間的模式顯著地不同于人群的暴露 不能全面反映毒作用，不能作為毒性評價和危險性評價的最后依據(jù)難以觀察慢性毒作用 半數(shù)致死劑量（median lethal dose，LD50）： 化學物質(zhì)引起一半受試對象出現(xiàn)死亡所需要的劑量，又稱致死中量。LD50是評價化學物質(zhì)急性毒性大小最重要的

9、參數(shù)，也是對不同化學物質(zhì)進行急性毒性分級的基礎標準?；瘜W物質(zhì)的急性毒性越大，其LD50的數(shù)值越小。毒作用帶（toxic effect zone）：是表示化學物質(zhì)毒性和毒作用特點的重要參數(shù)之一，分為急性毒作用帶與慢性毒作用帶。急性毒作用帶（acute toxic effect zone, Zac）：為半數(shù)致死劑量與急性閾劑量的比值，表示為：Zac=LD50/Limac Zac值小，說明化學物質(zhì)從產(chǎn)生輕微損害到導致急性死亡的劑量范圍窄，引起死亡的危險性大；反之，則說明引起死亡的危險性小。慢性毒作用帶（chronic toxic effect zone,Zch）：為急性閾劑量與慢性閾劑量的比值，表示

10、為：Zch= Limac /Limch Zch值大，說明Limac 與Limch之間的劑量范圍大，由極輕微的毒效應到較為明顯的中毒表現(xiàn)之間發(fā)生發(fā)展的過程較為隱匿，易被忽視，故發(fā)生慢性中毒的危險性大；反之，則說明發(fā)生慢性中毒的危險性小。 第三章 外源毒物在體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)運與生物轉(zhuǎn)化1、 生物轉(zhuǎn)運（biotransport）：是指在ADME這四個過程中，外源毒物的吸收、分布和排泄過程，即都是外源毒物穿透生物膜的過程，且其本身的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)不發(fā)生變化。2、 ADME過程吸收 (Absorption) 、分布 (Distribution) 、代謝 (Metabolism)、排泄(Excretion3、 生

11、物轉(zhuǎn)化（biotransformation）： 是指外源毒物的代謝變化過程，即外源化學物形成新的衍生物的過程，所形成的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)均發(fā)生了改變，所以又稱為代謝轉(zhuǎn)化。4、 外源毒物對機體的毒性作用， 一般取決于兩個因素：毒物的固有毒性和劑量、毒物到達靶器官的數(shù)量以及在靶器官存留的時間 。5、 劑量包括外劑量、內(nèi)劑量和靶劑量；靶劑量指到達靶組織的可與特定器官或細胞交互作用的外源毒物和（或）其代謝產(chǎn)物的劑量，對于外源毒物所致?lián)p害作用的性質(zhì)和強度起決定性作用。 6、 毒物動力學 (toxicokinetics) ：是指研究外源毒物的數(shù)量在ADME過程中隨時間變化的動態(tài)規(guī)律。7、 外源化學物通過生物膜

12、的方式：被動轉(zhuǎn)運（簡單擴散、濾過）、特殊轉(zhuǎn)運（主動轉(zhuǎn)運。易化擴散、膜動轉(zhuǎn)運）（主要出選擇題）被動轉(zhuǎn)運(passive transport)：外源毒物順濃度差通過生物膜的過程簡單擴散（simple diffusion) ：毒物由生物膜濃度較高的一側(cè)向濃度較低的一側(cè)擴散，當兩側(cè)濃度達到動態(tài)平衡時，擴散即終止 濾過(filtration)：外源化學物通過生物膜上親水性孔道的過程；依靠生物膜兩側(cè)的滲透壓梯度和流體靜壓的作用 。（eg:腎小球、毛細管）特殊轉(zhuǎn)運(special transport)：外源化學物借助于載體或特殊轉(zhuǎn)運系統(tǒng)而發(fā)生的跨膜運動。主動轉(zhuǎn)運(active transport) ：外源化

13、學物在載體的參與下，逆濃度梯度通過生物膜的轉(zhuǎn)運過程 。易化擴散（facilitated diffusion）：外源毒物，利用載體順濃度梯度轉(zhuǎn)運的過程，所以又稱為載體擴散；膜動轉(zhuǎn)運（cytosis transport）：胞飲和吞噬：液體或固體外源毒物被伸出的生物膜包圍，然后將被包圍的液滴或較大顆粒并入細胞內(nèi)，達到轉(zhuǎn)運的目的，前者稱為胞飲，后者稱為吞噬，總稱為胞吞作用； 8、 胃腸道吸收 胃腸道是外源化學物的主要吸收途徑之一； 外源化合物的吸收可發(fā)生于整個胃腸道，但主要在小腸； 吸收方式：主要是通過簡單擴散，還可以通過主動轉(zhuǎn)運系統(tǒng)、濾過、胞飲或吞噬9、 肝臟的首過消除（first pass eli

14、mination）：是指經(jīng)胃腸道吸收的外源化學物通過門靜脈首先到達肝臟，進行生物轉(zhuǎn)化后，再進入體循環(huán)，這種現(xiàn)象稱為首過消除。經(jīng)呼吸道吸收：肺是主要器官；肺泡解剖生理特點；外源毒物經(jīng)肺吸收迅速，僅次于靜脈注射；不經(jīng)過肝臟的生物轉(zhuǎn)化，直接進入體循環(huán)而分布全身； 10、 氣溶膠毒物經(jīng)肺吸收的影響因素 ：粒子大小、水溶性粒子大小a) 氣溶膠的直徑5 m者多數(shù)沉積于鼻咽部；b) 2m5m沉降于氣管、支氣管； c) 0.52 m的粒子可吸入肺泡；d) 而0.1 m則由于其布朗運動而隨呼氣而呼出； 水溶性：溶解度大的易在上呼吸道吸收， 溶解度低的氣溶膠易到達肺泡被吸收11、 在毒理學中, 有意義的顆粒直徑為

15、0.110 µm 12、 蓄積作用（accumulation）：外源化學物以相對較高的濃度富集于某些組織器官的 現(xiàn)象稱為蓄積。（CO、鉛） (1) 物質(zhì)蓄積（DDT存于脂肪，毒性在神經(jīng)）(2) 功能蓄積（百草枯存于肺，引起肺水腫） 13、 排泄的主要途徑：經(jīng)腎臟隨尿液排出；糞便排出； 經(jīng)呼吸道隨同呼出氣體排出；其他途徑。14、 經(jīng)腎臟隨尿液排泄： ：主要排泄機理 腎小球濾過 腎小球簡單擴散 (脂水分配系數(shù)高的物質(zhì)，腎小管重吸收) 腎小管主動轉(zhuǎn)運 其中簡單擴散和主動轉(zhuǎn)運更為重要 15、 腸肝循環(huán)(enterohepatic circulation) 是指部分外源化學物在生物轉(zhuǎn)化過程中形

16、成結(jié)合物，并以結(jié)合物的形式排出在膽汁中；腸內(nèi)存在的腸菌群以及葡萄糖苷酸酶，可將部分結(jié)合物水解，則使外源化學物又重新被吸收的過程。毒理學意義：排泄速度減慢、延長生物半減期、毒作用持續(xù)時間延長16、 生物轉(zhuǎn)運的毒理學意義 1.吸收與毒性：進入體內(nèi)毒物的量； 吸收途徑；吸收部位；2.分布與毒性：器官組織中毒物的量； 毒物不均勻分布，濃集點可能就是靶器官； 蓄積作用對急性中毒有保護作用，但又是慢性中毒的一個重要條件。3.排泄與毒性：腎臟排泄；腸肝循環(huán)17、 代謝解毒：外源化學物經(jīng)過生物轉(zhuǎn)化以后成為低毒或無毒的代謝物的過程18、 代謝活化：一些外源化學物經(jīng)過生物轉(zhuǎn)化后，毒性非但沒有減弱，反而明顯增強，甚

17、至產(chǎn)生致突變、致癌和致畸作用的現(xiàn)象第四章 毒性機制(Mechanisms of Toxicity)1、 毒性機制涉及多個層次和步驟 ：毒物從接觸部位進入血液循環(huán)毒物從血液循環(huán)進入靶部位增毒與解毒作用毒物引起的靶分子結(jié)構(gòu)改變或功能紊亂超過修復能力或修復本身障礙時，即產(chǎn)生毒性效應。2、 增毒（toxication)或代謝活化：外源化學物在體內(nèi)經(jīng)生物轉(zhuǎn)化為終毒物的過程稱為增毒。 3、 親電子劑（electrophiles)：是含有一個缺電子原子的分子；易與含電子的親核物共享電子對而發(fā)生反應；親電子劑的形成與多種化學物的增毒作用有關：4、 自由基（free radicals)：是指在其外層軌道中含有一

18、個或多個不成對電子的分子或分子片段; 自由基通過接受或失去一個電子，或由化合物的共價鍵發(fā)生均裂而形成。 特點：化學性質(zhì)十分活潑 反應性極高，半減期極短，作用半徑短。5、 解毒（detoxication)：消除終毒物或阻止終毒物生成的生物轉(zhuǎn)化過程； 在某些情況下，解毒可能與中毒競爭同一外源化學物。6、 終毒物：是指與生物靶分子（如受體、酶、 DNA、微絲蛋白、脂質(zhì)等）反應或引起機體生物學微環(huán)境改變、導致機體結(jié)構(gòu)和功能紊亂并表現(xiàn)出毒物毒性的物質(zhì)。 第五章 毒性作用的影響因素化學物因素：1、 化學結(jié)構(gòu)取代基的影響：取代基的影響、異構(gòu)體和立體構(gòu)型 、同系物的碳原子數(shù)和結(jié)構(gòu)的影響、分子飽和度2、 化合物

19、的聯(lián)合作用（ joint action ）：兩種或兩種以上毒物同時或先后作用于機體時產(chǎn)生的交互毒性作用。有五種類型：相加作用、獨立作用、協(xié)同作用、加強作用、拮抗作用第六章 外源性化學物質(zhì)的一般毒性作用第一節(jié) 急性毒作用一、概述（一）急性毒性的概念急性毒性（acute toxicity）: 指機體（實驗動物或人）一次接觸或24小時內(nèi)多次接觸外源化合物后在短期（最長到14天）內(nèi)所產(chǎn)生的毒性效應，包括一般行為、外觀改變、大體形態(tài)變化以及死亡效應。（二）急性毒性試驗的目的1、測試和求出毒物的致死劑量以及其他的急性毒性參數(shù)，通常以LD50為最主要的參數(shù)，并根據(jù)LD50值進行急性毒性分級。2、通過觀察動物

20、的中毒表現(xiàn)、毒作用強度和死亡情況，初步評價毒物對機體的毒效應特征、靶器官、劑量反應（效應）關系和對人體產(chǎn)生損害的危險性。3、為后續(xù)的重復劑量、亞慢性和慢性毒性試驗研究以及其他毒理試驗提供接觸劑量和觀察指標選擇的依據(jù)。4、為毒理學機制研究提供線索。二、急性毒性試驗方法的要點（二）急性毒性試驗設計原則（1）經(jīng)口(胃腸道、灌胃)染毒： 空腹 灌胃后2-3 h復食 灌胃的體積不超過體重的1-2：小鼠為 0.1- 0.5ml/10g較合適 ；大鼠通常用0.5-1.0ml/100g；家兔為10ml/2kg體重，狗不超過50ml/10kg 。（2）經(jīng)呼吸道接觸 吸入接觸分為兩種方式 靜式吸入 動式吸入揮發(fā)性

21、化學物質(zhì)的濃度：C=（a×d）/L×1000×1000 C：設計化學物質(zhì)濃度，mg/m3；a:依設計應該加入化學物質(zhì)的體積，ml；d:受試化學物質(zhì)的比重，g/ml；L:染毒柜體積，L。（3）經(jīng)皮膚染毒 研究外源化學物經(jīng)皮膚吸收應當盡量選擇皮膚解 剖、生理與人類較近似的動物為對象，目前多選用家兔和豚鼠 。 但由于研究化學物經(jīng)皮膚吸收的毒性(求經(jīng)皮LD50) 所需的實驗動物較多，使用家兔、豚鼠不夠經(jīng)濟，也常用大鼠代替。經(jīng)皮膚染毒程序 給予受試物前24h，確定受試部位 機械或化學脫毛 面積10%15%體表面積 檢查去毛部位有無異?，F(xiàn)象 單位體重相同容積染毒，接觸時間與人

22、實際接觸該化學物的時間相仿（4）注射染毒 對注射藥品或需作比較毒性觀察的藥品進行毒性試驗以及某些毒作用機制和毒代謝動力學研究中采用。第二節(jié) 局部刺激試驗蓄積作用(accumulation)：外源化學物連續(xù)反復地進入機體，且吸收速度或總量超過代謝轉(zhuǎn)化排出的速度或總量，化學物質(zhì)可能在體內(nèi)逐漸增加并貯留，這種現(xiàn)象稱為化學物質(zhì)的蓄積作用。物質(zhì)蓄積（material accumulation）：反復多次接觸化學毒，可以用分析方法測出體內(nèi)物質(zhì)的原型或其代謝產(chǎn)物。功能蓄積（functional accumulation）或損傷蓄積（）：長期接觸某些化學毒物后，機體內(nèi)雖不能測出其原型或代謝產(chǎn)物，卻出現(xiàn)了慢性毒

23、性作用。第三節(jié) 短期、亞慢性和慢性毒性作用短期重復劑量毒性作用：實驗動物或人連續(xù)接觸外源性化學物1430天所產(chǎn)生的中毒效應。亞慢性毒性作用：實驗動物或人連續(xù)較長時間（相當生命周期的1/10）接觸外源性化學物所產(chǎn)生的中毒效應。慢性毒性作用:實驗動物或人連續(xù)較長時間(接近生命周期)接觸外源性化學物所產(chǎn)生的中毒效應。亞慢性毒性試驗的目的² 劑量-反應（效應）關系 NOAEL和LOAEL，安全限量參考值。² 了解毒性作用的性質(zhì)、特點、靶器官，為慢性毒性試驗觀察指標提供選擇依據(jù)。² 了解毒性作用的可逆性及毒性機制² 確定不同動物對受試物的毒效應差異，為將研究結(jié)果外

24、推到人提供依據(jù)。亞慢性毒性的研究方法1、實驗動物的選擇 亞慢性毒性作用研究一般要求選擇兩種實驗動物，一種為嚙齒類，另一種為非嚙齒類，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期較長，所以被選擇動物的體重(年齡)應較小，如小鼠應為15g左右大鼠100g左右。急性毒性試驗常用 大鼠、小鼠、狗亞慢性、慢性毒性試驗常用 大鼠、狗皮膚刺激試驗和致敏試驗常用 兔 豚鼠眼刺激試驗常用 兔遺傳毒理學試驗多用 小鼠致畸試驗常用 大鼠、小鼠和兔致癌試驗常用 大鼠和小鼠遲發(fā)性神經(jīng)毒性試驗常用 母雞2.染毒方式與染毒期限² 盡量選擇和人類接觸途徑相似的方式。² 與預期進行的慢性

25、毒性作用研究的接觸途徑相一致。² 口、呼吸道、皮、靜脈（藥物）。染毒方式² 經(jīng)口染毒² 經(jīng)口染毒途徑：灌胃法、喂飼法、膠囊法² 大小鼠建議灌胃，犬膠囊法或灌胃法。² 受試物摻入飼料的最大量有嚴格的規(guī)定，30天試驗不得超過10g/100g飼料，亞慢性90天試驗不得超過8g/100g飼料，慢性試驗不得超過5g/100g飼料，否則會影響動物的營養(yǎng)狀況，從而影響生長發(fā)育² 亞慢性毒性試驗每日染毒的時間應保持一致，一般在每日上午進行，給藥后喂食² 經(jīng)呼吸道染毒² 通常每日2-6h。² 工業(yè)毒物可以縮短至1h，環(huán)境污

26、染物可延長至8h。² 經(jīng)皮染毒² 每天6h，每周對染毒部位脫毛一次。² 經(jīng)靜脈注射染毒² 長期操作實施困難，必要時可用腹腔替代。觀察指標· 系統(tǒng)尸解和病理組織學檢查臟器系數(shù) (稱臟/體比值)：是指某個臟器的濕重與單位體重的比值，通常以100g體重計。如肝/體比：即(全肝濕重/體重)×100。 此指標的意義是實驗動物在不同年齡期，其各臟器與體重之間重量比值有一定規(guī)律，若受試化學物使某個臟器受到損害，則此比值就會發(fā)生改變，可以增大或縮小。慢性毒性作用染毒途徑和期限a)染毒途徑² 染毒途徑和人類實際接觸相似的途徑² 實際

27、工作多經(jīng)口染毒，一般每周5-6天。² 長期呼吸道染毒需動式吸入染毒b)染毒期限² 根據(jù)實驗要求和動物物種。² 工業(yè)毒物6個月或更長，環(huán)境毒物、食品要求1-2年。工業(yè)毒物的試驗通常每日吸入46小時；環(huán)境污染物一般要求每日吸入8小時或更長。² 觀察致癌時，最好接近預期壽命，終生染毒。觀察指標² 檢查項目 一般性指標 實驗室檢查 病理學檢查（最客觀） 其他特異性指標² 以亞慢性毒性實驗所提供的毒效應和靶器官為基礎，優(yōu)先其篩選出來的敏感或特異性指標。² 為研究毒性的遲發(fā)性、可逆性，高劑量組和對照組停止染毒后繼續(xù)觀察1-2月。慢性毒性

28、試驗的注意事項1、重視實驗項目管理：項目管理需要選擇具有豐富長期毒性實驗經(jīng)驗的專業(yè)化人才對項目的設計和實施全面管理。參加實驗人員必須經(jīng)過專業(yè)培訓的人員，尤其是對每天灌胃或靜脈給藥等風險較大的操作，應排除一切出現(xiàn)操作失誤的可能性。2、合理的實驗設計：劑量設計是長期重復毒性試驗成敗的關鍵。劑量設置應能得到如下結(jié)果：足夠高的劑量以能觀察到受試物的毒性作用，動物死亡率不能超過10%，如果是陰性結(jié)果，劑量設計必須達到技術規(guī)范的要求，否則，應該謹慎做出結(jié)論。3、實驗動物環(huán)境的要求：實驗動物的飼養(yǎng)和實驗環(huán)境標準化十分重要。正規(guī)的毒理學實驗一般要求在經(jīng)GLP認證的科研單位進行。4、檢測條件的控制：儀器設備、試

29、劑的選購、安裝、保管、維護、校正，到檢測方法、樣品處理等的標準操作規(guī)程（SOP）制定，經(jīng)常性的室間和室內(nèi)質(zhì)控，操作人員的培訓等均要納入科學的管理之中。第七章 致突變作用1、 突變(mutation) 是指遺傳結(jié)構(gòu)本身的變化及其引起的變異。2、 致突變作用或誘變作用(mutagenesis) 廣義概念是外來因素，特別是化學因子引起細胞核中的遺傳物質(zhì)發(fā)生改變的能力，而且此種改變可隨同細胞分裂過程而傳遞。簡單地說，突變的發(fā)生及其過程即為致突變作用。 3、 誘發(fā)突變的類型基因突變（gene mutation）a) 堿基置換(basepair substitution)b) 移碼突變 (frameshi

30、ft mutation) 染色體畸變（chromosome aberration）c) 染色單體型畸變(chromatid-type aberration)d) 染色體型畸變(chromosome aberration) 染色體數(shù)目改變e) 非整倍體和多倍體 (aneuploidy and polyloid)4、 DNA損傷與突變a) 堿基損傷烷化劑(alkylating agent)是對DNA和蛋白質(zhì)都有強烈烷化作用的物質(zhì)。烷化作用指烷化劑提供甲基或乙基等烷基與DNA共價結(jié)合的過程。鳥嘌呤的O-6位被烷化常引起堿基錯配，由原來 的G：C轉(zhuǎn)換為A：T（上圖），并常誘發(fā)腫瘤。 鳥嘌呤的N-7位發(fā)

31、生烷化后可導致鳥嘌呤從 DNA鏈上脫落，稱為脫嘌呤作用，致使在該位 點上出現(xiàn)空缺，形成AP位點；偶然在復制時，隨機配一個堿基，導致轉(zhuǎn)換或顛換；多功能烷化劑，導致染色體或染色單體斷裂。b) DNA鏈受損1. 二聚體的形成：當細胞或機體受到紫外線刺激，會使DNA發(fā)生化學變化，其主要產(chǎn)生環(huán)丁烷嘧啶二聚體和(4-6)光產(chǎn)物?？勺柚笵NA的復制，并引起細胞死亡。 2. DNA加合物（DNA adducts）形成：活性化學物與細胞大分子之間通過共價鍵形成的穩(wěn)定復合物，很難用一般的化學或生物學方法使其解離。3. DNA-蛋白質(zhì)交聯(lián)物(DNA-Protein crosslinks，DPC)形成 ：它是致突變物

32、對生物大分子物質(zhì)的一種重要的遺傳損害，也是一種穩(wěn)定的共價結(jié)合物。5、 細胞分裂過程的改變與突變6、 觀察項目的選擇：1觀察的效應終點類型i.基因突變和染色體畸變的檢測可直接反映外源毒物的致突變性，是評價外源毒物致突變性唯一可靠的方法。還有許多試驗所觀察到的現(xiàn)象并不反映基因突變、染色體畸變和染色體分離異常，而僅反映致突變過程中發(fā)生的其他事件。因此，將試驗觀察到的現(xiàn)象所反映的各種事件統(tǒng)稱為遺傳學終點(genetic endpoint)。 遺傳學終點分為4類： DNA原始損傷(形成加合物，斷裂，交聯(lián))；基因突變； 染色體畸變；染色體組畸變。2成套的觀察項目關于遺傳毒理學成套觀察項目中哪些試驗可入選的

33、原則有：選擇的遺傳毒性試驗應包括4種類型的遺傳學終點。通常的實驗材料有病毒、細菌、真菌、培養(yǎng)的哺乳細胞、植物、昆蟲及哺乳動物等。體內(nèi)試驗與體外試驗配合。應包括生殖細胞和體細胞。通常，對于一種受試物應當先用原核細胞或體細胞的體外試驗按遺傳學終點合理配套進行試驗，并對有陽性結(jié)果的遺傳學終點驗證其在體內(nèi)的真實性，再行選用生殖細胞致突變試驗進行遺傳危害的評價。 7、 常用的致突變試驗 ：(一)細菌回復突變試驗(Ames試驗) 細菌回復突變試驗是利用突變體的測試菌株，觀察受試物能否糾正或補償突變體所攜帶的突變改變，判斷其致突變性。常用的菌株有鼠傷寒沙門氏菌(Salmonella typhimurium)

34、和大腸桿菌(E. Coli)。(二)微核試驗: 微核(Micronucleus ，MN)的產(chǎn)生與染色體損傷有關微核是指位于生物細胞的細胞質(zhì)中獨立于主核，直徑小于主核12O13，完全與主核分開的圓形或橢圓形的微小核。 它可以是整條染色體，也可以是染色體斷片，染色性與主核一致，其中部分微核具有DNA復制能力。微核是由于外界損害因素使染色體發(fā)生斷裂，細胞進入下一次分裂時，染色體不能隨有絲分裂進入子細胞，而導致染色體丟失或斷裂，從而形成一個或數(shù)個小核。 微核試驗(Micronucleus test，MNT)是觀察受試物能否產(chǎn)生微核的試驗。其主要可檢出DNA斷裂劑和非整倍體誘變劑。 8、 致突變試驗的質(zhì)

35、量控制：設立陰性對照和陽性對照；盲法觀察；資料的統(tǒng)計學分析；試驗結(jié)果的重現(xiàn)性； 第八章 外源化學物致癌作用1、 化學致癌過程：引發(fā)階段，促進階段、惡性進展階段。引發(fā)階段的主要特征M ：不可逆；M 所引發(fā)的“干細胞”在形態(tài)學上無法識別；M 需要通過細胞分裂“固定突變”；M 劑量-反應關系良好，但很難測定的閾值，無可測定的最大反應； M 存在自發(fā)啟動的引發(fā)作用(內(nèi)源性)； M 對外源性化學物質(zhì)和其他化學因素敏感； M 引發(fā)劑的強度以經(jīng)一定的促長階段后發(fā)生的癌前病變來定量。促長階段的主要特征 M 可逆(基因表達、細胞水平)； M 促長劑的有效性僅出現(xiàn)在引發(fā)作用之后 ；M 促長細胞群（promoted

36、 cell population) 的存在取決于促長劑的持續(xù)存在；M 內(nèi)源性促長劑可起“自發(fā)”促長作用；M 劑量-反應顯示有可測定的閾值，有可測定的最大效應； M 對飲食和激素等因素敏感； M 以能否有效的擴大引發(fā)細胞群來確定促長劑的相對強度。進展階段的主要特征 M 不可逆； M 核型不穩(wěn)性性導致細胞基因組結(jié)構(gòu)的形態(tài)學改變； M 有可測定的和/或形態(tài)學可描述的細胞基因組的改變；M 進展的早期階段，已改變的細胞對環(huán)境因素敏感；M 可見良性和/或惡性腫瘤； M 促進展劑可使已促長的細胞進入該階段； M 可以發(fā)生自發(fā)的進展作用。2、化學致癌作用機制兩種學說：Ì 體細胞突變致癌學說（一）DN

37、A加合物、蛋白質(zhì)加合物、DPC：（二）DNA修復與致癌過程：（三）癌基因、原癌基因和抑癌基因：Ì 非突變致癌學說：（四）基因表達調(diào)控異常與腫瘤的發(fā)生3、（一）DNA加合物：許多致癌物是親電劑與生物大分子（如 DNA）結(jié)合形成加合物造成 DNA損傷部分細胞惡性轉(zhuǎn)化腫瘤； DNA加合物在化學致癌作用過程中起到關鍵作用，是引起腫瘤的直接原因之一。（二）DNA修復與化學致癌：正確修復：受損的DNA完全回復原有的結(jié)構(gòu)與功能，不發(fā)生突變； 錯誤修復：經(jīng)修復的DNA部分仍可能在結(jié)構(gòu)和功能上存在缺陷，細胞雖 能生存，但出現(xiàn)突變。 （三）癌基因、原癌基因及抑癌基因：（四）基因調(diào)控異常：表觀遺傳學調(diào)控失

38、調(diào)；細胞異常增生；免疫抑制；內(nèi)分泌激素失衡；過氧化酶體增殖劑激活受體5、IARC將化學物對人類致癌性資料(流行病學調(diào)查和病例報告)和對實驗動物致癌性資料分為四級（2002）：1級，對人類是致癌物；2級，對人類是很可能或可能致癌物；3級，對人的致癌性尚不能確定的物質(zhì)。(497種)；4級，對人類可能是非致癌物。(1種)第九章 發(fā)育毒性與致畸作用1、畸形(malformation):指出生前因素引起發(fā)育生物體的嚴重的解剖學上形態(tài)結(jié)構(gòu)的缺陷（異常）。 2、畸胎(terate):具有畸形的胚胎或胎仔。 3、致畸性(teratogenicity)和致畸作用(teratogenic effect)：均指在妊

39、娠期（出生前）接觸外源性理化因素引起后代結(jié)構(gòu)畸形的特性或作用。（致畸作用所表現(xiàn)的形態(tài)結(jié)構(gòu)異常，在出生后立即可被發(fā)現(xiàn)）4、致畸物或致畸原(teratogen):凡在一定劑量下，能通過母體對胚胎或胎兒正常發(fā)育過程造成干擾，使子代出生后具有畸形的化學物。 5、胚胎毒性(embryotoxicity)：通常是指外源性因素造成的孕體著床前后直到器官形成期結(jié)束的所有的毒性。表現(xiàn)為：胚胎期染毒而出現(xiàn)畸胎、生長遲緩、著床數(shù)減少和吸收胎，也偶有晚死胎 6、發(fā)育毒性(developmental toxicity)指出生前經(jīng)父體和(或)母體接觸外源性理化因素引起的在子代到達成體之前出現(xiàn)的有害作用。具體表現(xiàn)可分為:

40、生長遲緩:即胚胎與胎仔的發(fā)育過程在外源化學物影響下，較正常的發(fā)育過程緩慢。 致畸作用:由于外源化學物干擾，活產(chǎn)胎仔胎兒出生時，某種器官表現(xiàn)形態(tài)結(jié)構(gòu)異常。 功能不全或異常:即胎仔的生化、生理、代謝、免疫、神經(jīng)活動及行為的缺陷或異常。 胚胎或胎仔致死作用 :某些外源化學物在一定劑量范圍內(nèi)，可在胚胎或胎仔發(fā)育期間對胚胎或胎仔具有損害作用，并使其死亡。 7、著床前期發(fā)育毒性| 從受精算起，到完成著床之前（人類為11-12天，嚙齒類動物為前6天）| 通常是未分化細胞受化學毒物損傷而致胚泡死亡，即著床前丟失 | 也有著床前接觸毒物導致畸形的例子，如甲基亞硝脲致小鼠神經(jīng)管畸形和腭裂8、（一）母體因素對發(fā)育毒

41、性的影響 母體毒性(maternal toxicity)是指外源毒物在一定劑量下，對受孕母體產(chǎn)生的損害作用具體表現(xiàn)：（二）母體毒性與發(fā)育毒性的關系 Ø 母體毒性作用與致畸作用關系v 具有發(fā)育毒性，但無母體毒性出現(xiàn)。(如：沙利度胺，最危險)v 出現(xiàn)發(fā)育毒性的同時也表現(xiàn)母體毒性。（不具有特定致畸作用機理，但可破壞母體正常生理穩(wěn)態(tài)。）v 僅具有母體毒性，但不具有致畸作用。v 在一定劑量下，既不呈現(xiàn)母體毒性，也未見致畸作用。9、 反應停的代謝活化產(chǎn)物引起胚胎細胞的粘聯(lián)受體下調(diào)，阻礙發(fā)育過程中細胞與細胞、細胞與基質(zhì)之間的相互作用，干擾了細胞之間的通訊從而導致肢芽結(jié)構(gòu)異常10、 外源化學物發(fā)育毒

42、性的評價 v 結(jié)果評定Ö 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)，計算每個活產(chǎn)幼仔出現(xiàn)的畸形平均數(shù)。 Ö 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。 Ö 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。 11、 致畸作用機理 ：Wilsom(1977)提出了畸形發(fā)生的9種機制，包括突變、染色體斷裂、有絲分裂改變、改變核酸完整性或功能、減少前體或底物的補給、減少能源支持、改變膜特性、滲透壓不平衡和酶抑制作用近年來在分子水平的研究有很大的進展。胚胎有代償機制彌補外源性化學物的影響，但是，是否產(chǎn)生畸形依賴于在致病過程中的每個步驟在

43、損傷和修復之間的平衡。 第十一章 管理毒理學一、概述管理毒理學（regulatory toxicology）:是將毒理學的原理、技術和研究結(jié)果應用于化學物質(zhì)管理，以期達到保障人類健康和保護生態(tài)環(huán)境免遭破壞的目的。安全性（safety）：即在規(guī)定條件下化學物暴露對人體和人群不引起健康有害作用的實際確定性。安全性評價（safety evaluation）：是利用規(guī)定的毒理學程序和方法評價化學物對機體產(chǎn)生有害效應（損傷、疾病或死亡），并外推和評價在規(guī)定條件下化學物暴露對人體和人群的健康是否安全。二、毒理學安全性評價程序的基本內(nèi)容不同階段的毒理學試驗項目第一階段-急性毒性試驗和局部毒性試驗主要是測定L

44、D50或LC50,對受試物的急性毒性進行分級,為其他試驗的劑量設計提供參數(shù),根據(jù)毒作用的性質(zhì)、特點推測靶器官。 第二階段-重復劑量毒性試驗、遺傳毒性試驗與發(fā)育毒性試驗本階段的試驗目的是了解受試物與機體多次接觸后可能造成的潛在危害,并研究受試物是否具有遺傳毒性和發(fā)育毒性。遺傳毒性試驗包括原核細胞基因突變試驗、真核細胞基因突變試驗、微核試驗或骨髓細胞染色體畸變分析等，需要幾個試驗成組使用，以便觀察不同的遺傳學終點，提高預測遺傳危害和致癌危害的可靠性。第三階段-亞慢性毒性試驗、生殖毒性試驗、毒動學試驗一般包括亞慢性毒性試驗、生殖毒性試驗和毒動學試驗。亞慢性毒性試驗是為了確定較長時間內(nèi)反復接觸受試物所

45、引起的毒效應強度、性質(zhì)和靶器官,初步估計 LOAEL和NOAEL,預測對人體健康的危害性,并為慢性毒性試驗和致癌試驗的劑量設計和指標選擇提供參考依據(jù)。 第四階段-慢性毒性試驗和致癌試驗目的是檢測受試物與機體長期接觸所致的一般毒性和致癌作用,確定靶器官,探討中毒機制,獲得NOAEL和LOAEL,判斷受試物能否使用,為制定擬使用者的衛(wèi)生標準提供參考依據(jù)。 三、 危險度評價 (risk assessment)危險度(risk)：是指在特定條件下，因接觸某種水平的化學毒物而造成機體損傷、發(fā)生疾病，甚至死亡的預期概率。危險度評價： 外源化學物危險度評價是以定量的概念， 在人類接觸環(huán)境危害因素后，對健康的

46、潛在損害的程度進行估測或鑒定。 危險度評定是對各種環(huán)境有害因素進行 管理的重要依據(jù)，具有客觀性、能定量及有預測性的特點。危險度評定的內(nèi)容包括四個部分明確外源化學物對機體損害作用的存在與否（危害認定） 定量評定接觸劑量與損害程度關系 （劑量反應關系評定） 確定人類實際接觸量和接觸情況（接觸評定） 在此接觸情況下對人群危險度的估計（危險度特征分析）危險度評價的基本過程 第十二章 血液毒理學 （以簡答題為主）1、對紅細胞生成的影響· ：紅細胞的生成依賴于血紅蛋白的高速合成；· 血紅蛋白的合成依賴于珠蛋白鏈和血紅素兩部分協(xié)調(diào)生成；· 外源毒物通過影響珠蛋白鏈合成和血紅素合

47、成，導致血紅蛋白合成減少引起貧血。主要有鐵粒幼細胞性貧血、巨幼細胞性貧血、再生障礙性貧血、純紅細胞再生障礙性貧血、繼發(fā)性貧血2、鐵粒幼細胞性貧血：l 是由血紅素合成障礙引起的不同程度小細胞低色素性貧血；l 紅細胞鐵利用障礙性貧血。特點：1、血清鐵蛋白、骨髓外鐵及內(nèi)鐵，出現(xiàn)環(huán)形鐵粒幼細胞；2、乙醇、氯霉素、異煙肼、鋅中毒、鉛中毒等可干擾血紅素合成過程而導致鐵粒幼細胞性貧血。3、巨幼細胞性貧血l 葉酸或維生素B12缺乏導致；l 維生素B12缺乏：如秋水仙堿、新霉素、乙醇l 葉酸缺乏：如苯妥英、苯巴比妥、磺胺嘧啶、卡馬西平4、再生障礙性貧血（Aplasia Anemia· 定義 ：由于各種

48、原因引起的造血干細胞數(shù)量和功能異常，以致全血細胞（紅細胞、血水板、白細胞）減少而引起的一種綜合征。· 各種病因造血干細胞損傷 骨髓增生不良 外周血全血細胞減少(Pancytopenia)，· 臨床表現(xiàn)為貧血，出血和感染發(fā)熱。5、毒性高鐵血紅蛋白血癥Ì 正常人血紅蛋白分子含二價鐵 (Fe2+)，與氧結(jié)合為氧合血紅蛋白。當血紅蛋白中鐵喪失一個電子，被氧化為三價鐵 (Fe3+) 時，即稱為高鐵血紅蛋白 (簡稱Met Hb)。Ì 正常人血Met Hb僅占血紅蛋白總量的0.5%2%，并且較為恒定。當血中Met Hb量超過這個數(shù)值時，稱為高鐵血紅蛋白血癥 (meth

49、emoglobinemia)。Ì 癥狀為呼吸困難，發(fā)紺 ；嚴重時可致器官缺氧受損, 智力受影響等后遺癥 。6監(jiān)測內(nèi)容：Ì 紅細胞參數(shù)：紅細胞、血紅蛋白、血細胞壓積、平均血細胞容積、平均血紅蛋白濃度；Ì 白細胞參數(shù)：白細胞絕對數(shù)、分類計數(shù)；Ì 血小板計數(shù)、凝血實驗、外周血細胞形態(tài)、骨髓細胞學、組織學檢查；Ì 潛在血液毒性檢查：網(wǎng)織紅細胞計數(shù)、海因茨體制備、紅細胞滲透脆性試驗等。第十三章 免疫毒理學1、外源性化學物質(zhì)對免疫系統(tǒng)的影響：外源性化學物質(zhì)對免疫系統(tǒng)的影響表現(xiàn)在三個方面，即免疫抑制、超敏反應和自身免疫反應。2、免疫抑制外源化學物免疫抑制的主

50、要表現(xiàn)：外源化學物免疫抑制的結(jié)果是宿主抵抗力降低，主要表現(xiàn)為抗感染能力降低和腫瘤易感性增加。3、超敏反應（hypersensitivity） 亦稱變態(tài)反應（allergy）指已致敏的機體再次接觸相同抗原后，發(fā)生的一種以生理功能紊亂或組織細胞病理損傷為主的異常特異性免疫應答。4、（三）自身免疫 自身免疫是指機體免疫系統(tǒng)對自身成分發(fā)生免疫應答的現(xiàn)象，自身免疫性疾病是因機體免疫系統(tǒng)對自身成分發(fā)生免疫應答而導致的疾病。 第十四章 生殖毒理學1、外源化學物對生殖發(fā)育的影響Ø 干擾生殖發(fā)育的任何環(huán)節(jié)，并造成損害作用。（鉛、鎳、鎘中毒，農(nóng)藥、有機化合物與香煙等）Ø 可以通過對內(nèi)分泌系統(tǒng)，

51、特別是對性腺的作用，發(fā)生間接的影響。Ø 神經(jīng)系統(tǒng)對內(nèi)分泌功能也有調(diào)節(jié)作用，通過下丘腦-垂體-睪丸軸(下丘腦-垂體-卵巢軸)兩條途徑作用于生殖發(fā)育過程 。 2、生殖毒理學(reproductive toxicology)主要研究外源化學物對生殖細胞發(fā)生、卵細胞受精、胚胎形成、妊娠、分娩和哺乳過程的損害作用及其評定，評定方法即為生殖毒性試驗。發(fā)育毒理學(developmental toxicology)主要研究外源化學物對胚胎發(fā)育、胎仔發(fā)育以及出生幼仔發(fā)育的影響及其評定，評定方法稱為發(fā)育毒性試驗，其中主要為致畸試驗。 3、生殖毒性的評價 v 觀察指標：Ö 受孕率（）:反映雌性動

52、物生育能力以及雌性動物受孕情況 Ö 正常分娩率（）:反映雌性動物妊娠過程是否受到影響 Ö 幼仔出生存活率（）:反映雌性動物分娩過程是否正常 Ö 幼仔哺育成活率（）:反映雌性動物授乳哺育幼仔的能力 Ö 除上述個指標外，還應該注意出生幼仔是否有畸形存在，對死亡的幼仔應進行畸形檢查，可為下一步致畸試驗提供參考 第十五章，神經(jīng)與行為毒理學（一）神經(jīng)遞質(zhì)代謝的改變可卡因：抑制突觸前膜攝取單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的酶，增加突觸間隙多巴胺/去甲腎上腺素的濃度引起中毒。有機磷：抑制乙酰膽堿酯酶活性，造成突觸間隙乙酰膽堿的大量蓄積引起中毒。（二）干擾神經(jīng)遞質(zhì)的儲存和/或釋放| 利血

53、平：干擾儲存遞質(zhì)耗竭| 麻黃堿：促進兒茶酚胺類遞質(zhì)釋放| 肉毒桿菌毒素：抑制神經(jīng)肌肉接頭處突觸前膜釋放乙酰膽堿，引起遲緩性癱瘓。| 破傷風毒素：阻斷抑制性神經(jīng)元釋放氨基酸遞質(zhì)，導致肌肉強直。毒物可與受體分子發(fā)生相互作用，產(chǎn)生不同的生物學效應：（1）毒物分子可模擬內(nèi)源性配體，激活相應的受體，引起激動劑樣的作用；（2）毒物分子可能結(jié)合于受體，但并不引起激活效應，而是阻斷內(nèi)源性配體的作用(拮抗作用)；（3）毒物可能對受體產(chǎn)生變構(gòu)效應。結(jié)合與受體大分子的相鄰部位，引起構(gòu)象變化而影響復合體與神經(jīng)的結(jié)合。 第十六章 呼吸毒理學 1、外源毒物對呼吸系統(tǒng)損害的類型： 急性：表現(xiàn)為呼吸道粘膜的刺激作用和急性肺炎、肺水腫 慢性：表現(xiàn)為肺氣腫、肺纖維化、哮喘、肺腫瘤等2、一、急性損傷（一）呼吸道損傷急性刺激：刺