公共卫生概论

毒理学——联结环境医学与公共卫生的桥梁安徽医科大学公共卫生学院徐德祥[e-mail]公共卫生的概念通过有组织的社区努力来预防疾病、延长寿命和促进健康和效益的科学和艺术。有组织的社区努力：改善环境卫生、控制传染源、个人卫生的卫生宣教、早期诊断和预防性治疗服务、健康生活标准的实现。公共卫生的基本职能评价（assessment）政策制定（policydevelopment）保障（assurance）WHO提出公共卫生九项职能监控健康状况传染病与非传染病的预防、检测和监控健康促进公共卫生立法为弱势人群和高危人群提供个体卫生保健服务公共卫生管理和人力资源供给职业卫生保护环境特殊的公共卫生服务公共卫生领域的环境问题•全球变暖与极端气候•臭氧层破坏•酸雨•水污染、富营养化与淡水资源危机•资源和能源短缺•森林锐减与土地荒漠化•物种灭绝•垃圾与土地污染•空气污染与雾霾环境污染与公害性疾病比利时马斯河谷烟雾事件美国洛杉矶光化学烟雾事件：以臭氧为主的光化学烟雾美国多诺拉大气污染伦敦烟雾事件硫氧化物污染与日本四日市哮喘甲基汞污染与日本水俣病镉污染与痛痛病多氯联苯污染与日本米糠油事件环境风险评价对化学品和放射性物质危险人体健康和生态系统的影响程度进行定量评估，并提出降低环境风险的方案和对策。环境风险评价的基本步骤源项分析：风险来源、事故类型、事故原因和频率危害判定：对健康和生态的危害暴露评价风险表征环境风险管理根据环境风险评价的结果，按恰当的法规条例，选用有效控制技术，进行削减风险的费用和效益分析，确定可接受风险度和可接受损害水平，进行政策分析、考虑社会经济和政治因素，决定适当和管理措施，消除或降低风险。环境风险评价的内容制定污染物环境管理条例和标准拟定综合环境管理条例加强对风险源的控制风险的应急管理和恢复技术我国环境风险评价和风险管理存在的问题中小事故的风险未得到重视突发性污染的分析评估反应缓慢不同风险难以比较风险模型难以完善生态风险评估研究较少历史数据缺乏风险的不确定性难以排除环境风险管理研究需加强应急计划研究滞后毒理学：环境分风险评价的基础已知环境化学物的危险度评定未知环境化学物的安全性评价环境化学评价过程的危害判定公害性疾病发生机理的探索慢性病病因的确定敏感个体的预测公共卫生应急事件处置、急救和预防方法的研究•描述毒物（外源化学物）的科学•研究外源化学物对机体的损害作用及其机理的科学•研究所有外源因素（化学、物理和生物因素）对生物系统的损害作用、生物学机制、安全性评价/危险性分析的科学•预防医学的基础学科毒理学的基本概念人类生活环境中存在、可能与机体接触并进入机体、在体内呈现一定生物活性的化学物质外源化学物环境化学物、食品与食品添加剂、药物、消毒剂、杀虫剂、化妆品、生物毒素、纳米材料、军事毒物、有害残留物•基础性强与其它生命学科学科广泛渗透是预防医学、环境科学、食品科学、法医学、药学甚至整个生命科学和医学的基础学科•应用性强与经济、社会、人民生活和生态环境保护密切相关毒理学的特点毒理学的研究内容•检测理化因素产生有害作用的性质——危害性鉴定•评价特定条件下出现毒性的可能性——危险度评价毒理学的研究领域•描述性毒理学•机制性毒理学•管理毒理学描述性毒理学毒性鉴定（通常意义的毒理学概念）描述化学物的毒作用性质和大小急性毒作用性质和大小慢性毒作用性质和大小致癌？致畸？致突变？特殊毒性？为毒物安全性评价和危险度管理提供信息为毒物毒性机制性研究提供线索机制性毒理学阐明物理、化学和生物因素有害作用机制，为建立敏感预测实验、设计和生产安全性化学物、为人类疾病的预防和治疗提供理论依据机制性毒理学已经扩展为一门工具学科。对外源因素毒作用机理的深入研究，有利于人们对机体基本生理和生化过程以及人类某些重要疾病病理过程的进一步认识。管理毒理学根据描述性和机制性毒理学研究资料进行科学决策，协助政府部门制定相关法规，确保药品和食品安全毒理学研究方法(I)体内动物试验方法（invivotest）急性毒性实验亚慢性毒性试验慢性毒性试验毒理学研究方法(II)体外试验方法（invitrotest）•游离器官培养实验•原代细胞分离与培养试验•体外细胞培养试验•生物构建体系•体外细菌实验人体观察•现场流行病学调查•临床毒理学观察•中毒事故的处理和治疗•人体志愿者实验毒理学研究方法(III)毒理学的科学与艺术•毒理学的科学体现在毒理学研究中观察和收集资料，即获得证据和实事•毒理学的艺术性体现在利用毒性资料预测毒物对人群的潜在危害，即从动物外推带人、从个体外推到群体的过程毒理学发展简史古代产业革命前产业革命后快速发展1500B.C，古埃及医书中记载Pb、Cu、Sn的毒性。我国：宋—洗冤集录，明初—本草纲目古代：有毒物质主要用作杀伤工具toxon——弓箭——toxic中毒、毒杀、误服——法医毒理化学药物的合成——药物毒理1500s由Paracelsus开始了毒理学试验研究。职业中毒——工业毒理毒理学作为一门独立学科，Orfila发表了第一本毒理学专著（1815年）－－现代毒理学的标志现代毒理学至今发展了约200年二十世纪50年代后毒理学进入快速发展时期1930s～1970s年代，化学工业快速发展引发的一系列公害事件，促进了环境毒理学的发展；1960s年代反应停事件推动了药物毒理学安全性评价程序的规范化——SOPs，GLP细胞生物学、生物化学、分子生物学和遗传学快速发展，为毒理学的发展提供了理论基础•持久性有机污染物•传统食品安全问题•转基因食品的安全性评价•环境内分泌干扰物•纳米材料的毒性研究•PM2.5对人体健康的损害公共卫生领域毒理学热点问题持久性有机污染物（POPs）一类在环境中难降解、具有很强的亲脂性、容易在食物链中富集、能够长距离传输的化学物关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约•艾氏剂•氯丹•狄氏剂•滴滴涕•异狄氏剂•七氯•灭蚁灵•毒杀芬•六氯•多氯联苯•二恶英•多氯代苯并呋喃杀虫剂工业化学品人工合成副产品艾氏剂＋氯丹＋狄氏剂＋DDT＋异狄氏剂＋七氯＋灭蚁灵＋毒杀芬＋六氯苯＋＋多氯联苯＋二恶英＋多氯代苯并呋喃＋持久性有机污染物分类02468101214Year艾试剂氯丹DDT狄试剂异狄试剂七氯六氯代苯灭蚁灵毒杀芬多氯联苯二恶英/呋喃长期滞留12种POPs半衰期长距离传输BiomagnificationBioaccumulationBioconcentration生物放大致癌？致畸？致突变？发育毒性？传代效应？精子数量下降？不育？物种灭绝？性别比例改变？相似的毒性终结点（ToxicEndPoint）传统食品安全问题•农药残留•重金属残留•食品添加剂•丙烯酰胺•二噁英•N-亚硝基化合物传统食品安全急待解决的课题•食品中化学物残留的种类和残留量•食物链与生物富集•食品中残留化学物在人体内的生物标志物•低剂量条件下对人体的长期损害•致癌？致畸？致突变？生殖毒性？•多种暴露的联合毒性转基因食品的安全问题利用DNA重组技术将供体基因植入受体生物（包括植物、动物、微生物等）后生产的食品原料、成品及其食品添加剂，使其在营养品质、消费品质等方面向人类所需要的目标转变。植物源转基因食品、动物源转基因食品和微生物源转基因食品。转基因食品可能引起的生态安全问题基因扩散生长失控危害其它生物物种异化产生病毒转基因食品可能对人体健康的危害基因突变？标记基因转移引起的肠道有害微生物对药物的抗性？毒性蛋白质：传统神经毒性、生殖与发育毒性和致癌性？过敏蛋白质？外源基因插入而导致的非期望效应？…………目前对如何评价转基因食品尚存在争论！转基因食品的安全性评价沿用传统的毒理学检测方法环境内分泌干扰物指在环境中天然存在或污染的可模拟天然激素生理、生化作用，干扰或抑制生物体内分泌、神经和免疫系统功能，产生可逆或不可逆性生物学效应的一类化学物。•环境雌激素•干扰睾酮的化学物•干扰甲状腺素的化学物•干扰其它内分泌功能的环境化学物环境内分泌干扰物的分类环境雌激素•人工合成雌激素：己烯雌酚、己烷雌酚、炔雌醇、烯雌醚•植物性雌激素：异黄酮类、木酚素类、香豆雌酚类•真菌性雌激素：玉米赤霉烯酮•有机氯杀虫剂：滴滴涕、狄氏剂、十氯酮•多氯联苯类化合物•烷基酚类：壬基酚、辛基酚、双酚A•邻苯二甲酸酯类•金属类：铅、镍、甲基汞、有机锡与食品安全密切相关的环境雌激素：植物雌激素、有机氯农药、重金属、邻苯二甲酯类食品中环境雌激素污染来源•有机氯农药在食品中的残留•食品中重金属含量超标•食品中二噁英污染•食品包装中邻苯二甲酸酯污染•生殖障碍•发育异常•内分泌相关肿瘤•对神经系统的影响•对免疫系统的影响环境内分泌干扰物对健康的危害甲氧滴滴涕(methoxychlor)乙烯菌核利（vinclozolin）空气悬浮颗粒物与PM2.5总悬浮颗粒物指环境空气中空气动力学当量直径小于和等于100微米的颗粒物。PM10指环境空气中空气动力学当量直径小于和等于10μm的颗粒物，也称可吸入颗粒物。PM2.5指环境空气中空气动力学当量直径小于或等于2.5μm的颗粒物，也称细颗粒物或可入肺颗粒物。PM2.5的成分和来源•成分复杂来源不同，成分不同。有机碳(OC)、元素碳(EC)、硝酸盐(NO3-)、硫酸盐(SO42-)、铵盐(NH4+)、钠盐(Na+)•来源广泛自然源：扬尘、海盐、植物花粉、孢子、细菌、火山灰人为源：燃料燃烧、汽车尾气、秸秆燃烧、二手烟二次颗粒物：NH4HSO4、(NH4)SO4、NH4NO3盐的水合物：xCl.yH2O、xNO3.yH2O、xSO4.yH2OPM2.5标准（μg/m3）优：0~35良：35~75轻度污染：75~115中度污染：115~150重度污染：150~250严重污染：250及以上PM2.5对人体健康的影响直接危害哮喘？肺癌？动脉斑块沉积动脉粥样硬化？出生缺陷？……间接危害交通事故人体维生素D缺乏……PM2.5与人体健康纳米是一个尺度10m1m—100cm10-1m—10cm10-2m—1cm10-3m—1mm10-4m—100mm10-5m—10mm10-6m—1mm10-7m—100nm10-8m—10nm10-9m—1nm10-10m—0.1nm大小人身高小动物萤火虫细沙子纸张厚度，卵细胞，细胞，人毛发红血球，大肠菌LSI目前最小加工精度病毒，纳米碳管蛋白质分子，DNA螺旋结构的直径原子的直径对应的同尺寸大小的物体尺寸大小天然纳米颗粒物卫生毒理学系DepartmentofToxicology纳米技术的基础：人造纳米材料和纳米结构2.5nm4.0nmCdTequantumdotsCdSeCdS磁性Co纳米晶核发光CdSe壳ZnS修饰层dendron生物功能包层单克隆抗体封闭分子CdSeCdS磁性Co纳米晶核发光CdSe壳ZnS修饰层dendron生物功能包层CdSeCdS磁性Co纳米晶核发光CdSe壳ZnS修饰层dendron生物功能包层单克隆抗体封闭分子Endogenousnano-machineryNanomedicineDiversenanostructuresCarbonnanomaterials纳米物质的特殊性质•极强的吸附性能；•极高化学反应性；•巨大的表面活性；•异常的热学性能；•奇特的电学性能；•极高的催化性能；•尺寸效应•表面效应•量子效应•自组装纳米特性肾脾不同尺寸铜颗粒的毒性比较卫生毒理学系DepartmentofToxicology含20nm特氟龙颗粒空气小鼠4小时内全部死亡含120nm特氟龙颗粒空气小鼠安然无恙不同尺寸特氟龙颗粒空气的毒性比较卫生毒理学系DepartmentofToxicology2003年4月《Science》、2003年7月《Nature》，2004年6月《Science》，2004年8月《Nature》，2004年1月美国化学会的《ES&T》以及欧洲杂志，等相继发表文章...Science,April11,2003Nature,430,599,(2004)“Manufacturednanoparticlesshoul