我国亟待完善外源化学物质安全预警系统

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以“外源化学物质与人类健康”为主题的第77期东方科技论坛日前在上海举行，来自我国上述领域的著名专家、学者，就外源化学物质分析方法和外源化学物质毒性毒理研究等展开深入讨论。“建立和完善我国外源化学物质的生物安全预警系统，需要化学、生物学、医学、材料学等多学科的研究人员通力合作，开发新思路、新方法和新技术。”这是中国科学院院士、湖南大学原校长俞汝勤在论坛上反复强调的观点。
■外源化学物质直接影响人类健康
本次论坛的执行主席、华东理工大学蓝闽波教授在“外源化学物质安全评价现状与展望”的主题报告中说，外源化学物质在给人们生活带来更加便利、舒适的同时，也给大众健康带来了隐患。如何检测、预警和防治外源化学物质对广大人民健康和公共安全的危害，是直接关系到我国顺利实施可持续发展战略与建立和谐社会的重大科学与技术问题。
外源化学物质的数量庞大、种类繁多、分布范围极广，已知的外源化学物质已达数十万种，遍及空气、水、食品、药品、化妆品、材料等等，可谓无处不在、无孔不入，且含量极微小，甚至是超微量，不采用特殊的分析检测手段是难以发现其存在的。
外源化学物质由于不是人体本身所固有，因而其进入人体后可能对人体生命健康带来隐患。欧盟等西方国家早已将外源化学物质列入重点防范之列，《美国化学文摘》登记的化学物质已超过2000万种，可以作为外源化学物质的也有数十万种。“重要的事实是，目前人们已陆续发现这些化学物质有的在ppb级甚至更低的浓度就可以对生态环境、人体健康产生有害影响”，蓝闽波教授对此表示担忧。
■我国对外源化学物质安全预警研究滞后
近十几年来，我国对外源化学物质加强了控制和管理，取得了显著成效，但仍存在着对其潜在的危害因素缺乏认识、研究滞后等问题。
苏丹红作为外源化学物质之一的食用色素的使用，给我们上了很好的一课。在英国发出警告后，我国卫生部才发布了2005年第5号公告，严禁将苏丹红作为食品添加剂生产、经营和使用。有“苏丹红第二”之称的孔雀石绿同样也是在国外市场出现问题以后，我国才采取措施的。同样的事件还涉及到“PVC食品保鲜膜”的安全性问题。所谓PVC保鲜膜致癌，是因为其中的增塑剂二（2-乙基己基）己二酸酯（DEHA或简称DOA）所引发的。目前，不少用于PVC的己二酸酯类及邻苯二甲酸酯类增塑剂都已在全球引起安全问题的担忧，欧盟已完全禁止在玩具和儿童用品中使用这类的DEHP、DBP、BBP，还将禁止DINP、DIDP和DNOP。令人担忧的是，所有这些问题都是由国外的机构或政府提出以后，我国才加以解决的。
许多专家认为，我国之所以频繁发生由外源化学物质引起的有损大众健康的安全问题，除了政策法规建设落后、行政部门执法不力等外，很重要的一个原因在于我国的安全预警措施非常不完善，滞后现象非常严重。我国相关检测机构虽然有检测设备和检测标准，但是缺乏有效的生物安全预警系统。“我国以往未建立起有效的外源化学物质的监测系统，监测资料仅为一些零散数据，缺乏全面、连续的监测资料，无法开展系统的安全评价和预警工作。”俞汝勤院士对此深有感触。
我国外源化学物质的安全性评价及生物预警系统的研究工作取得了一些重要进展，但尚处于探索阶段。已经开展的研究主要集中在少数外源化学物质的毒理学研究上，“尚缺乏多层次、多学科、系统性的集成研究，这是制约我国构建外源化学物质生物预警体系的瓶颈”，中科院大连化物所张玉奎院士说。
■生物预警新技术新方法开发不断
近年来，随着科学技术的发展和公共安全的要求，国际上利用新技术和新方法对外源化学物质进行在线检测、毒理分析及安全性评价，研究其对机体的生物效应，阐明化学结构与毒性关系，并建立相关化学生物数据库，已成为生物安全预警系统的发展方向。
复旦大学卢大儒教授介绍说，外源化学物质的代谢组分以及生物应激组分非常复杂，许多化学和生物的分析检测技术正在开发。令人瞩目的是，化学计量学和化学信息学在生物标志物和生物预警研究中可以发挥不可替代的重要作用。因为研究外源化学物质生物效应所获得的数据尤为复杂，特别是用MS、NMR和EPR等对生物体的研究过程中所获得的信息，必须借助化学计量学和化学信息学的研究手段来进行分析。
分子生物标志物的应用有助于我们早期识别生物学效应和易感人群，从而有利于毒物安全性评估。近年来，许多研究者应用分子生物学技术从分子水平研究生物标志物，以拓宽和加深对外源化学物质毒性效应的理解。美国已启动环境基因组计划，该计划应用人类基因组计划所使用的方法，鉴定与环境相关疾病的易感等位基因多态性，建立这些基因多态性的中心数据库，进而服务于疾病流行病学中环境与基因相互作用的研究。分子生物标志物涵盖了机体从接触毒物到疾病发生的整个过程，不同阶段的分子生物标志物的组合可反映疾病发生发展过程的详情和因果关系，解释毒性作用机理。
■开展预警生物标志物研究极为必要
中科院上海药物所蒋华良教授认为，当前非常有必要建立一套快速、高效、准确的外源化学物质检测系统，建立生物安全预警系统，使之成为人们生命健康的保障。但是用传统方法建立的生物安全预警系统，所能检测和监测的有毒外源化学物质往往种类有限，不可能全面系统地监测所有的化学物质，而对新型的化学添加剂更是无能为力。如果能从有毒化学物质的结构出发来预测化合物的毒性和对人体的潜在危害性，就可以解决上述问题。基于结构对化合物进行毒性预测是建立生物安全预警系统的重点，也是难点。因此除采用人工智能专家系统外，可采用发现和检测生物标志物的手段来研究其在机体内的毒副作用，并研究和发现这些化合物的结构与毒性、剂量与毒性、时间与毒性之间的作用规律和相互关系，据此构建外源化学物质的生物安全预警系统。
1987年，美国国家科学院国家研究委员会确定生物标志物的定义为“生物学体系或样品的信息指示剂”。生物标志物是生物机体直接或间接与环境暴露相关的、可测量的细胞、生理、生化、行为、能量、分子或代谢物水平的变化。通过对外源化学物质及其代谢物质的测定，寻找灵敏可靠的生物标志物,可实现外源化学物质对人体健康影响的安全评价，并通过预防和调整策略达到防止影响健康的目的。因此，研究具有关联性、敏感性、特异性、变异性和检测简便，同时还要考虑伦理学、社会和法律问题的生物标志物势在必行。
蒋华良进一步解释说，传统方法研究的安全预警系统，所能监测的有毒外源化学物质往往种类有限，检测手段也受到局限，缺乏系统性。在不同学科交叉的基础上，建立分析检测生物体毒副作用表征的技术平台，就可实现快速准确、高通量和大规模的分析检测，评价外源化学物质对机体的危害及进入机体后产生的各种代谢产物的毒副作用，从而达到构建我国外源化学物质生物安全预警系统的目的。
因此，专家认为，整合我国材料科学、分析化学和生命科学相关领域的优势力量，开展外源化学物质的生物安全预警集成体系创建及机理研究的条件已基本成熟。他们呼吁，尽快建立和完善有关外源化学物质的创新型研究体系，为后续研究和创建我国的生物安全预警系统奠定基础。