以“外源化學(xué)物質(zhì)與人類健康”為主題的第77期東方科技論壇日前在上海舉行，來自我國上述領(lǐng)域的著名專家、學(xué)者，就外源化學(xué)物質(zhì)分析方法和外源化學(xué)物質(zhì)毒性毒理研究等展開深入討論。“建立和完善我國外源化學(xué)物質(zhì)的生物安全預(yù)警系統(tǒng)，需要化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、材料學(xué)等多學(xué)科的研究人員通力合作，開發(fā)新思路、新方法和新技術(shù)。”這是中國科學(xué)院院士、湖南大學(xué)原校長俞汝勤在論壇上反復(fù)強(qiáng)調(diào)的觀點。

外源化學(xué)物質(zhì)直接影響人類健康

本次論壇的執(zhí)行主席、華東理工大學(xué)藍(lán)閩波教授在“外源化學(xué)物質(zhì)安全評價現(xiàn)狀與展望”的主題報告中說，外源化學(xué)物質(zhì)在給人們生活帶來更加便利、舒適的同時，也給大眾健康帶來了隱患。如何檢測、預(yù)警和防治外源化學(xué)物質(zhì)對廣大人民健康和公共安全的危害，是直接關(guān)系到我國順利實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略與建立和諧社會的重大科學(xué)與技術(shù)問題。外源化學(xué)物質(zhì)的數(shù)量龐大、種類繁多、分布范圍極廣，已知的外源化學(xué)物質(zhì)已達(dá)數(shù)十萬種，遍及空氣、水、食品、藥品、化妝品、材料等等，可謂無處不在、無孔不入，且含量極微小，甚至是超微量，不采用特殊的分析檢測手段是難以發(fā)現(xiàn)其存在的。外源化學(xué)物質(zhì)由于不是人體本身所固有，因而其進(jìn)入人體后可能對人體生命健康帶來隱患。歐盟等西方國家早已將外源化學(xué)物質(zhì)列入重點防范之列，《美國化學(xué)文摘》登記的化學(xué)物質(zhì)已超過2000萬種，可以作為外源化學(xué)物質(zhì)的也有數(shù)十萬種。“重要的事實是，目前人們已陸續(xù)發(fā)現(xiàn)這些化學(xué)物質(zhì)有的在ppb級甚至更低的濃度就可以對生態(tài)環(huán)境、人體健康產(chǎn)生有害影響”，藍(lán)閩波教授對此表示擔(dān)憂。

我國對外源化學(xué)物質(zhì)安全預(yù)警研究滯后近十幾年來，我國對外源化學(xué)物質(zhì)加強(qiáng)了控制和管理，取得了顯著成效，但仍存在著對其潛在的危害因素缺乏認(rèn)識、研究滯后等問題。蘇丹紅作為外源化學(xué)物質(zhì)之一的食用色素的使用，給我們上了很好的一課。在英國發(fā)出警告后，我國衛(wèi)生部才發(fā)布了2005年第5號公告，嚴(yán)禁將蘇丹紅作為食品添加劑生產(chǎn)、經(jīng)營和使用。有“蘇丹紅第二”之稱的孔雀石綠同樣也是在國外市場出現(xiàn)問題以后，我國才采取措施的。同樣的事件還涉及到“PVC食品保鮮膜”的安全性問題。所謂PVC保鮮膜致癌，是因為其中的增塑劑二（2-乙基己基）己二酸酯（DEHA或簡稱DOA）所引發(fā)的。目前，不少用于PVC的己二酸酯類及鄰苯二甲酸酯類增塑劑都已在全球引起安全問題的擔(dān)憂，歐盟已完全禁止在玩具和兒童用品中使用這類的DEHP、DBP、BBP，還將禁止DINP、DIDP和DNOP。令人擔(dān)憂的是，所有這些問題都是由國外的機(jī)構(gòu)或政府提出以后，我國才加以解決的。許多專家認(rèn)為，我國之所以頻繁發(fā)生由外源化學(xué)物質(zhì)引起的有損大眾健康的安全問題，除了政策法規(guī)建設(shè)落后、行政部門執(zhí)法不力等外，很重要的一個原因在于我國的安全預(yù)警措施非常不完善，滯后現(xiàn)象非常嚴(yán)重。我國相關(guān)檢測機(jī)構(gòu)雖然有檢測設(shè)備和檢測標(biāo)準(zhǔn)，但是缺乏有效的生物安全預(yù)警系統(tǒng)。

“我國以往未建立起有效的外源化學(xué)物質(zhì)的監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測資料僅為一些零散數(shù)據(jù)，缺乏全面、連續(xù)的監(jiān)測資料，無法開展系統(tǒng)的安全評價和預(yù)警工作。”俞汝勤院士對此深有感觸。我國外源化學(xué)物質(zhì)的安全性評價及生物預(yù)警系統(tǒng)的研究工作取得了一些重要進(jìn)展，但尚處于探索階段。已經(jīng)開展的研究主要集中在少數(shù)外源化學(xué)物質(zhì)的毒理學(xué)研究上，“尚缺乏多層次、多學(xué)科、系統(tǒng)性的集成研究，這是制約我國構(gòu)建外源化學(xué)物質(zhì)生物預(yù)警體系的瓶頸”，中科院大連化物所張玉奎院士說。生物預(yù)警新技術(shù)新方法開發(fā)不斷近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和公共安全的要求，國際上利用新技術(shù)和新方法對外源化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行在線檢測、毒理分析及安全性評價，研究其對機(jī)體的生物效應(yīng)，闡明化學(xué)結(jié)構(gòu)與毒性關(guān)系，并建立相關(guān)化學(xué)生物數(shù)據(jù)庫，已成為生物安全預(yù)警系統(tǒng)的發(fā)展方向。復(fù)旦大學(xué)盧大儒教授介紹說，外源化學(xué)物質(zhì)的代謝組分以及生物應(yīng)激組分非常復(fù)雜，許多化學(xué)和生物的分析檢測技術(shù)正在開發(fā)。令人矚目的是，化學(xué)計量學(xué)和化學(xué)信息學(xué)在生物標(biāo)志物和生物預(yù)警研究中可以發(fā)揮不可替代的重要作用。因為研究外源化學(xué)物質(zhì)生物效應(yīng)所獲得的數(shù)據(jù)尤為復(fù)雜，特別是用MS、NMR和EPR等對生物體的研究過程中所獲得的信息，必須借助化學(xué)計量學(xué)和化學(xué)信息學(xué)的研究手段來進(jìn)行分析。分子生物標(biāo)志物的應(yīng)用有助于我們早期識別生物學(xué)效應(yīng)和易感人群，從而有利于毒物安全性評估。

近年來，許多研究者應(yīng)用分子生物學(xué)技術(shù)從分子水平研究生物標(biāo)志物，以拓寬和加深對外源化學(xué)物質(zhì)毒性效應(yīng)的理解。美國已啟動環(huán)境基因組計劃，該計劃應(yīng)用人類基因組計劃所使用的方法，鑒定與環(huán)境相關(guān)疾病的易感等位基因多態(tài)性，建立這些基因多態(tài)性的中心數(shù)據(jù)庫，進(jìn)而服務(wù)于疾病流行病學(xué)中環(huán)境與基因相互作用的研究。分子生物標(biāo)志物涵蓋了機(jī)體從接觸毒物到疾病發(fā)生的整個過程，不同階段的分子生物標(biāo)志物的組合可反映疾病發(fā)生發(fā)展過程的詳情和因果關(guān)系，解釋毒性作用機(jī)理。

開展預(yù)警生物標(biāo)志物研究極為必要

中科院上海藥物所蔣華良教授認(rèn)為，當(dāng)前非常有必要建立一套快速、高效、準(zhǔn)確的外源化學(xué)物質(zhì)檢測系統(tǒng)，建立生物安全預(yù)警系統(tǒng)，使之成為人們生命健康的保障。但是用傳統(tǒng)方法建立的生物安全預(yù)警系統(tǒng)，所能檢測和監(jiān)測的有毒外源化學(xué)物質(zhì)往往種類有限，不可能全面系統(tǒng)地監(jiān)測所有的化學(xué)物質(zhì)，而對新型的化學(xué)添加劑更是無能為力。如果能從有毒化學(xué)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)出發(fā)來預(yù)測化合物的毒性和對人體的潛在危害性，就可以解決上述問題。基于結(jié)構(gòu)對化合物進(jìn)行毒性預(yù)測是建立生物安全預(yù)警系統(tǒng)的重點，也是難點。因此除采用人工智能專家系統(tǒng)外，可采用發(fā)現(xiàn)和檢測生物標(biāo)志物的手段來研究其在機(jī)體內(nèi)的毒副作用，并研究和發(fā)現(xiàn)這些化合物的結(jié)構(gòu)與毒性、劑量與毒性、時間與毒性之間的作用規(guī)律和相互關(guān)系，據(jù)此構(gòu)建外源化學(xué)物質(zhì)的生物安全預(yù)警系統(tǒng)。

1987年，美國國家科學(xué)院國家研究委員會確定生物標(biāo)志物的定義為“生物學(xué)體系或樣品的信息指示劑”。生物標(biāo)志物是生物機(jī)體直接或間接與環(huán)境暴露相關(guān)的、可測量的細(xì)胞、生理、生化、行為、能量、分子或代謝物水平的變化。通過對外源化學(xué)物質(zhì)及其代謝物質(zhì)的測定，尋找靈敏可靠的生物標(biāo)志物,可實現(xiàn)外源化學(xué)物質(zhì)對人體健康影響的安全評價，并通過預(yù)防和調(diào)整策略達(dá)到防止影響健康的目的。因此，研究具有關(guān)聯(lián)性、敏感性、特異性、變異性和檢測簡便，同時還要考慮倫理學(xué)、社會和法律問題的生物標(biāo)志物勢在必行。蔣華良進(jìn)一步解釋說，傳統(tǒng)方法研究的安全預(yù)警系統(tǒng)，所能監(jiān)測的有毒外源化學(xué)物質(zhì)往往種類有限，檢測手段也受到局限，缺乏系統(tǒng)性。在不同學(xué)科交叉的基礎(chǔ)上，建立分析檢測生物體毒副作用表征的技術(shù)平臺，就可實現(xiàn)快速準(zhǔn)確、高通量和大規(guī)模的分析檢測，評價外源化學(xué)物質(zhì)對機(jī)體的危害及進(jìn)入機(jī)體后產(chǎn)生的各種代謝產(chǎn)物的毒副作用，從而達(dá)到構(gòu)建我國外源化學(xué)物質(zhì)生物安全預(yù)警系統(tǒng)的目的。因此，專家認(rèn)為，整合我國材料科學(xué)、分析化學(xué)和生命科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的優(yōu)勢力量，開展外源化學(xué)物質(zhì)的生物安全預(yù)警集成體系創(chuàng)建及機(jī)理研究的條件已基本成熟。他們呼吁，盡快建立和完善有關(guān)外源化學(xué)物質(zhì)的創(chuàng)新型研究體系，為后續(xù)研究和創(chuàng)建我國的生物安全預(yù)警系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。