2023年食品毒理學基本知識與安全性評價

食品毒理學基本知識與安全性評價概述

第一節(jié)概述

一、毒理學的歷史沿革及其發(fā)展

毒理學(toxicology)是一門既老又新的學科，是研究化

學、物理、生物等因素對機體負面影響的科學。其起源可追

溯到數(shù)千年前，古代人類應用動物毒汁或植物提取物用以狩

獵、戰(zhàn)爭或行刺，如我國用作箭毒的烏頭堿就已經(jīng)為毒理學

的形成奠定了基礎(chǔ)。隨著歐洲工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，勞動環(huán)境的

惡化，發(fā)生了各種職業(yè)中毒。學者們在研究職業(yè)中毒過程中

促進了毒理學的發(fā)展。20世紀50年代由于社會生產(chǎn)的快速

發(fā)展，大量化學物進入人類環(huán)境，這些外源化學物對生物界、

尤其是對人類的巨大負面效應引起了關(guān)注，如震驚世界的反

應停事件、水俁病事件、TCDD污染以及多種化學物的致癌

作用等等，使毒理學研究有了長足的進步，此后化學物中毒

機理的研究也伴隨著生物學、化學與物理學的發(fā)展而廣泛展

開，以至目前毒理學從不同領(lǐng)域、不同角度、不同深度形成

了眾多的、交叉的毒理學分支學科。食品毒理學是現(xiàn)代毒理

學的一門分支學科。

二、基本概念

1、毒理學：經(jīng)典毒理學是研究化學物質(zhì)的測定、事故、

特性、效應和調(diào)節(jié)的中毒有害作用機理和保護作用的一門

學問。主要研究內(nèi)容是外源性化學物的有害作用及機理。

現(xiàn)代毒理學是研究環(huán)境物理、化學和生物因素對生物體毒

作用性質(zhì)、量化機理和防治措施。

2、衛(wèi)生毒理學(hygienictoxicology)：是從衛(wèi)生學角度，

利用毒理學的概念和方法，研究人類生產(chǎn)和生活可能接觸的

環(huán)境因素(理化和生物因素)對機體的生物學作用，特別是

毒性損害作用及其機理和防治措施的科學。為工業(yè)毒理學、

環(huán)境毒理學、食品毒理學的統(tǒng)稱。也是毒理學的一個分支學

科。

3、食品毒理學：應用毒理學方法研究食品中可能存在或

混入的有毒、有害物質(zhì)對人體健康的潛在危害及其作用機理

的一門學科；包括急性食源性疾病以及具有長期效應的慢性

食源性危害；涉及從食物的生產(chǎn)、加工、運輸、儲存及銷售

的全過程的各個環(huán)節(jié)，食物生產(chǎn)的工業(yè)化和新技術(shù)的采用，

以及對食物中有害因素的新認識。食品毒理學的研究方法包

括：

①生物試驗采用各種哺乳動物、水生動物、植物、昆蟲、

微生物等，但常用的仍是哺乳動物，如小鼠、大鼠、狗、家

兔、豚鼠和猴等?？刹捎谜w動物、離體的動物臟器、組織、

細胞、亞細胞甚至DNA進行。

②人群和現(xiàn)場調(diào)查，即采用流行病學和衛(wèi)生學調(diào)查的方

法，根據(jù)已有的動物實驗結(jié)果和環(huán)境因素如化學物的性質(zhì)，

選擇適當?shù)闹笜?，觀察生態(tài)環(huán)境變化和受試因素接觸人群的

因果關(guān)系、劑量一反應關(guān)系。

4、毒物：在一定條件下，較小劑量就能夠?qū)ι矬w產(chǎn)

生損害作用或使生物體出現(xiàn)異常反應的外源化學物稱為毒

物。食物中的毒物來源有：天然的或食品變質(zhì)后產(chǎn)生的毒素

等、環(huán)境污染物、獸藥殘留、生物毒素、以及食品接

造成的污染。

5、外源化學物(xenobiotics)：是存在于外界環(huán)境中，而

能被機體接觸并進入體內(nèi)的化學物；它不是人體的組成成分,

也不是人體所需的營養(yǎng)物質(zhì)。近來，確切的概念應稱為“外

來生物活性物質(zhì)二

6、毒性：是指外源化學物與機體接觸或進入體內(nèi)的易感

部位后，能引起損害作用的相對能力，或簡稱為損傷生物體

的能力。也可簡述為外源化學物在一定條件下?lián)p傷生物體的

能力。

7、“三致”作用：指致突變、致畸、致癌作用。

三、表示毒效應的常用指標

1、半數(shù)致死量(medianlethaldose,LD50)：較為簡單的

定義是指引起一群受試對象50%個體死亡所需的劑量。因為

LD50并不是實驗測得的某一劑量，而是根據(jù)不同劑量組而

求得的數(shù)據(jù)。故精確的定義是指統(tǒng)計學上獲得的，預計引起

動物半數(shù)死亡的單一劑量。LD50的單位為mg/kg體重,LD50

的數(shù)值越小，表示毒物的毒性越強；反之，LD50數(shù)值越大，

毒物的毒性越低。

毒理學最早用于評價急性毒性的指標就是死亡，因為死亡

是各種化學物共同的、最嚴重的效應，它易于觀察，不需特

殊的檢測設(shè)備。長期以來，急性致死毒性是比較、衡量毒性

大小的公認方法。LD50在毒理中是最常用于表示化學物毒

性分級的指標。因為劑量一反應關(guān)系的“S”型曲線在中段

趨于直線，直線中點為50%,故LD50值最具有代表性。LD50

值可受許多因素的影響，如動物種屬和品系、性別、接觸途

徑等，因此，表示LD50時，應注明動物種系和接觸途徑。

雌雄動物應分別計算，并應有95%可信限。

2、絕對致死劑量(absolutelethaldose,LD100)：指某

實驗總體中引起一組受試動物全部死亡的最低劑量。

3、最小致死劑量(minimallethaldose,MLD或MLC

或LD01)：指某實驗總體的一組受試動物中僅引起個別動物

死亡的劑量，其低一檔的劑量即不再引起動物死亡。

4、最大耐受劑量(maximaltolerancedose,MTD或LDO

或LCO)：指某實驗總體的一組受試動物中不引起動物死亡

的最大劑量。

5＞最小有作用劑量(minimaleffectivedose)或稱閾劑量

或閾濃度：是指在一定時間內(nèi)，一種毒物按一定方式或途徑

與機體接觸，能使某項靈敏的觀察指標開始出現(xiàn)異常變化或

使機體開始出現(xiàn)損害作用所需的最低劑量，也稱中毒閾劑量。

6、最大無作用劑量(maximalno-effectivedose)：是指

在一定時間內(nèi)，一種外源化學物按一定方式或途徑與機體接

觸，用最靈敏的實驗方法和觀察指標，未能觀察到任何對機

體的損害作用的最高劑量，也稱為未觀察到損害作用的劑量。

最大無作用劑量是根據(jù)亞慢性試驗的結(jié)果確定的，是評定毒

物對機體損害作用的主要依據(jù)。

四、劑量、劑量一效應和劑量一反應關(guān)系

劑量：既可集體接觸化學物的量，或在實驗中給予機體受

試物的量，又可指化學毒物被吸收的倆量或在體液和靶器官

中的量。大小意味著生物體接觸毒物的多少，是決定毒物對

機體造成損害的最主要的因素。

效應：即生物學效應，指機體在接觸一定劑量的化學物后

引起的生物學改變。生物學效應一般具有強度性質(zhì)，為量化

效應或稱計量資料。例如，有神經(jīng)性毒劑可抑制膽堿酯酶，

酶活性的高低則是以酶活性單位來表示的。效應用于敘述在

群體中發(fā)生改變的強度時，往往用測定值的均數(shù)來表示。

反應：指接觸一定劑量的化學物后，表現(xiàn)出某種生物學效

應并達到一定強度的個體在群體中所占的比例，生物學反應

常以“陽性”、“陰性”并以“陽性率”等表示，為質(zhì)化效應

或稱計數(shù)資料。例如，將一定量的化學物給予一組實驗動物，

引起50%的動物死亡，則死亡率為該化學物在此劑量下引起

的反應。

“效應”僅涉及個體，即一個動物或一個人；而“反應”

則涉及群體，如一組動物或一群人。效應可用一定計量單位

來表示其強度；反應則以百分率或比值表示。

劑量-反應關(guān)系，是指不同劑量的毒物與其引起的質(zhì)化效

應發(fā)生率之間的關(guān)系。劑量-反應關(guān)系是毒理學的重要概念,

如果某種毒物引起機體出現(xiàn)某種損害作用，一般就存在明確

的劑量反應關(guān)系（過敏反應例外）。劑量反應關(guān)系可用曲線

第二節(jié)毒物在體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)運與生物轉(zhuǎn)化

一、毒物生物轉(zhuǎn)運及概念

外源化學物與機體接觸、吸收、分布和排泄的過程稱為生

物轉(zhuǎn)運；外源化學物由機體接觸到入血液的過程稱為吸收;

通過血流分散到全身組織細胞中為分布；在組織細胞中，外

源化學物經(jīng)各種酶系的催化，發(fā)生化學結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)的變

化的這一過程稱為代謝。代謝產(chǎn)物和一部分未經(jīng)代謝的母體

化學物排除體外的過程為排泄。

外源化學物的吸收：一毒物的吸收途徑主要是胃腸道，呼

吸道和皮膚，在毒理學實驗中有時也利用皮下注射，靜脈注

射，肌肉注射和腹腔注射等方法使毒物被吸收。食品毒理學

中，經(jīng)消化道吸收是主要的途徑，小腸是主要吸收部位。

影響胃腸道吸收的因素

（1）外源化學物的性質(zhì)一般說來，固體物質(zhì)且在胃腸

中溶解度較低者，吸收差；脂溶性物質(zhì)較水溶性物質(zhì)易被吸

收；同一種固體物質(zhì)，分散度越大，與胃腸道上皮細胞接觸

面積越大，吸收越容易；解離狀態(tài)的物質(zhì)不能借助簡單擴散

透過胃腸粘膜而被吸收或吸收速度極慢。

（2）機體方面的影響胃腸蠕動情況、胃腸道充盈程度、

胃腸道酸堿度、胃腸道同時存在的食物和外源化學物、某些

特殊生理狀況

外源化學物排泄

排泄是外源化學物及其代謝產(chǎn)物由機體向外轉(zhuǎn)運的過程，

是機體物質(zhì)代謝過程中最后一個重要環(huán)節(jié)。排泄的主要途徑

是腎臟，隨尿排出；其次是經(jīng)肝、膽通過消化道，隨糞便排

出；揮發(fā)性化學物還可經(jīng)呼吸道，隨呼出氣排出。

二、生物轉(zhuǎn)化

（一）基本概念：外源化學物通過不同途徑被吸收進入體

內(nèi)后，將發(fā)生一系列化學變化并形成一些分解產(chǎn)物或衍生物,

此種過程稱為生物轉(zhuǎn)化或代謝。肝臟是機體內(nèi)最重要的代謝

器官，未經(jīng)肝臟的生物轉(zhuǎn)化作用而直接分布至全身，對機體

的損害作用相對較強。

外源化學物的生物轉(zhuǎn)化過程分兩項反應：

第一相反應主要包括氧化、還原和水解；

第二相反應主要為結(jié)合反應，結(jié)合反應指化學物經(jīng)第一

相反應形成的中間代謝產(chǎn)物與某些內(nèi)源化學物的中間代謝

產(chǎn)物相互結(jié)合的反應過程。

絕大多數(shù)外源化學物在第一相反應中無論發(fā)生氧化、還原

或水解反應，最后必須進行結(jié)合反應排出體外。結(jié)合反應首

先通過提供極性基團的結(jié)合劑或提供能量ATP而被活化，然

后由不同種類的轉(zhuǎn)移酶進行催化，將具有極性功能基團的結(jié)

合劑轉(zhuǎn)移到外源化學物或?qū)⑼庠椿瘜W物轉(zhuǎn)移到結(jié)合劑形成

結(jié)合產(chǎn)物。結(jié)合物一般將隨同尿液或膽汁由體內(nèi)排泄。常

見有葡萄糖醛酸化、硫酸化、乙?；?、氨基酸化、谷胱甘肽

化、甲基化。

第三節(jié)毒作用機制

一、直接損傷作用。如強酸或強堿可直接造成細胞和皮膚

粘膜的結(jié)構(gòu)破壞，產(chǎn)生損傷作用。

二、受體配體的相互作用與立體選擇性作用，產(chǎn)生特征性

生物學效應。

三、干擾易興奮細胞膜的功能。毒物可以多種方式干擾易

興奮細胞膜的功能，例如，有些海產(chǎn)品毒素和蛤蚌毒素均可

通過阻斷易興奮細胞膜上鈉通道而產(chǎn)生麻痹效應。

四、干擾細胞能量的產(chǎn)生。通過干擾碳水化合物的氧化作

用以影響三磷酸腺甘(ATP)的合成。例如，鐵在血紅蛋白

中的化學性氧化作用，由于亞硝酸鹽形成了高鐵血紅蛋白而

不能有效地與氧結(jié)合。

五、與生物大分子(蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì))結(jié)合。毒物與

生物大分子相互作用主要方式有兩種，一種是可逆的，一種

是不可逆的。如底物與酶的作用是可逆的，共價結(jié)合形成的

加成物是不可逆的。

六、膜自由基損傷①膜脂質(zhì)過氧化損害。②蛋白質(zhì)的氧化

損害。③DNA的氧化損害。

七、細胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)失調(diào)。正常情況下，細胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)是由

質(zhì)膜Ca2+轉(zhuǎn)位酶和細胞內(nèi)鈣池系統(tǒng)共同操縱控制的o細胞損

害時，這一操縱過程紊亂可導致Ca2+內(nèi)流增加，導致維持細

胞結(jié)構(gòu)和功能的重要大分子難以控制的破壞。

八、選擇性細胞死亡。這種毒性作用是相當特異的。例如，

高劑量鎰可引起腦部基底神經(jīng)節(jié)多巴胺能細胞損傷，產(chǎn)生的

神經(jīng)癥狀幾乎與帕金森氏病難以區(qū)分。在胎兒發(fā)育的某一階

段給孕婦服用止吐藥物“反應?！?，由于胚胎細胞毒性，使

早期肢芽生成細胞丟失，而造成出生時嬰兒缺肢畸形。

九、體細胞非致死性遺傳改變。毒物和DNA的共價結(jié)合

也可以通過引發(fā)一系列變化而致癌。

十、影響細胞凋亡。凋亡是在細胞內(nèi)外因素作用下激活細

胞固有的DNA編碼的自殺程序來完成的，又稱為程序性死

亡。細胞凋亡是基因表達的結(jié)果，受細胞內(nèi)外因素的調(diào)節(jié)，

如果這一調(diào)控失衡，就會引起細胞增殖及死亡平衡障礙。細

胞凋亡在多種疾病的發(fā)生中具有重要意義。例如，腫瘤的發(fā)

生，病毒感染和愛滋病關(guān)系，組織的衰老和退行性病變以及

免疫性疾病，病毒感染性疾病的發(fā)病機理都與凋亡有密切關(guān)

系。如果受損傷的細胞不能正確啟動凋亡機制，就有可能導

致腫瘤。

第四節(jié)毒物的毒效應

一、急性毒性

指機體一次給予受試化合物，低毒化合物可在24小時內(nèi)

多次給予，經(jīng)吸入途徑和急性接觸，通常連續(xù)接觸4小時,

最多連續(xù)接觸不得超過24小時。在短期內(nèi)發(fā)生的毒效應。

食品毒理學研究的途徑主要是經(jīng)口給予受試物，方式包括①

灌胃②喂飼③吞咽膠囊等。

急性毒性研究的目的，主要是探求化學物的致死劑量,

以初步評估其對人類的可能毒害的危險性。再者是求該化學

物的劑量-反應關(guān)系，為其它毒性實驗打下選擇染毒劑量的基

礎(chǔ)。

(一)急性致死毒性實驗：最常用的指標是LD50,它與

日

LDioo、LDo等相比有更高的重現(xiàn)性；是7E一個質(zhì)化反應，而不

能代表受試化合物的急性中毒特，'生O急性毒性分級標準并未

完全統(tǒng)一。無論我國或國際上急性分級標準都還存在著不少

缺點。我國《食品安全性毒理學評價程序和方法》(GB

15193.3-94)頒布的急性毒性(LD5O)劑量分級標準比表。

表急性毒性份級(LD5O)劑量分級

大鼠口服LD5。

且洪/kg

nA<1

毒0.05

4o1?50500

毒0.5

3oO51-5004000

毒5.0

oo501—500030000?

fn50.0

oeB毒5001

毒500.0

((>15000

2500.0

(二)非致死性急性毒性：為了克服致死性急性毒性

只能提供死亡指標這一缺點，非致死性急性毒性可提供常規(guī)

的非致死急性中毒的安全界限和對急性中毒的危險性估計。

評價指標有急性毒作用閾(Limac)o毒性效應是一種或多種

毒性癥狀或生理生化指標改變。對于某些生理生化的改變，

如體重、體力或酶活性等，Limac是指均值與對照組比較時,

其差異有統(tǒng)計學意義的最低劑量。無論毒性效應是量效應還

是質(zhì)效應，在Limac及其以上1?2個劑量組中應存在劑量-

反應關(guān)系。Limac越低，該受檢物的急性毒性越大，發(fā)生急性

中毒的危險性越大。

二、蓄積毒性

當化學物反復多次染毒動物，而且化學物進入機體的速

度或總量超過代謝轉(zhuǎn)化的速度與排出機體的速度或總量時，

化學物或其代謝產(chǎn)物就可能在機體內(nèi)逐漸增加并貯留某些

部位。這種現(xiàn)象就稱為化學物的蓄積作用，大多數(shù)蓄積作用

會產(chǎn)生蓄積毒性。

蓄積毒性：指低于一次中毒劑量的外源化學物，反復與

機體嶷晶一定時間后致使機體出現(xiàn)的中毒作用。一種外源化

學物在體內(nèi)蓄積作用的過程'王表現(xiàn)為物質(zhì)蓄積和功能蓄積兩

個方面。在外源化學物毒理學評定的實際工作中，可根據(jù)受

試物的蓄積毒性強弱作為評估它的毒性作用指標之一，也是

制定衛(wèi)生標準時選用安全系數(shù)大小的重要參考依據(jù)。

三、亞慢性、慢性毒性

血慢性毒桂：疳機體在相當于1/20左右生命期間，少量

反復接觸某種有害化學和生物因素所引起的損害作用。研究

受試動物在其1/20左右生命時間的，少量反復接觸受試物后

所致?lián)p害作用的實驗，稱亞慢性毒性試驗，亦稱短期毒性試

驗...。..以..大..鼠..平..均..壽..命..為...兩.年.，亞一慢'卜生母素作用試驗的接觸期為

1?2個月左右。目的是在急性毒性試驗的基礎(chǔ)上，進一步觀

察受試物對機體的主要毒性作用及毒作用的靶器官，并對最

大無作用劑量及中毒閾劑量作出初步確定。為慢性試驗設(shè)計

選定最適觀測指標及劑量提供直接的參考.

慢性毒性：指外源化學物質(zhì)長時間少量反復作用于機體

后所引起的損害作用。研究受試動物長時間少量反復接觸受

試物后，所致?lián)p害作用的試驗稱慢性毒性試驗，亦稱長期毒

性試驗。慢一性毒一性試驗原則上，要求試驗動物生命的大部分

時,用或終生長期接觸受試物。各種試驗動物壽命長短不同，

慢性毒性試驗的期限也不相同。在使用大鼠或小鼠時，食品

毒理學一般要求接觸1?2年。目的是確定化學物毒性下限

,即確定機體長期接觸該化學物造成機體受損害的最小作用

劑量（閾劑量劑量。為制定外源

類接觸安全限量標準提供毒理學依據(jù)。如最大容

許濃度，每日容許攝入量（acceptabledailyintake,簡稱ADI

，以mgjcg體重白袤示）客。

一.ft性毒性的毒性參數(shù)

（一膻值：在亞慢性與慢性毒性試驗中，閾值是指在亞

慢性或腐性染毒期間和染毒終止，實驗動物開始出現(xiàn)某項觀

察指標或?qū)嶒瀯游镩_始出現(xiàn)可察覺輕微變化時的最低染毒

劑量

三）最大耐受劑量：在亞慢性或慢性試驗條件下，在此劑

量下實強動物無死亡，且無任何可察覺的中毒癥狀；但是實

驗動物可以出現(xiàn)體重下降，不過其體重下降的幅度不超過同

期對照組體重的10%的最大劑量。最大耐受量茬概念上與急

性最大耐受量有所區(qū)別。

馥腥（三）慢喘性毒蟒作用翻帶：I麟以急翳性性毒性中閾品值（鼠Lim性a/與大慢小性毒。性比

四、致突變作用

（一）基本概念

基于染色體和基因的變異才能夠遺傳，遺傳變異稱為突

變。突變的發(fā)生及其過程就是致突變作用。突變可分為自發(fā)

突變和誘發(fā)突變。外源化學物能損傷遺傳物質(zhì)，誘發(fā)突變,

這些物質(zhì)稱為致突變物或誘變劑，也稱為遺傳毒物。

(二)突變的類型

1、基因突變：染色體損傷小于0.2微米時，不能在鏡下

直接觀察到，要依靠對其后代的生理、生化、結(jié)構(gòu)等表型變

化判斷突變的發(fā)生，稱為基因突變，亦稱點突變。包括堿基

置換、移碼突變和大段損傷。

(1)堿基置換：堿基置換是首先在DNA復制時由于互

補鏈的相應配位點配上一個錯誤的堿基，而這一錯誤的堿基

在下一次DNA復制時發(fā)生錯誤配對，錯誤的堿基對置換了原

來的堿基對，亦即產(chǎn)生最終的堿基對置換或稱堿基置換。它

包括轉(zhuǎn)換和顛換兩種情況。

(2)移碼突變：移碼突變是DNA中增加或減少不為3

的倍數(shù)的堿基對所造成的突變。移碼突變能使堿基序列三聯(lián)

體密碼子的框架改變，從原始損傷的密碼子開始一直到信息

末端的核酸序列完全改變，也可能使讀碼框架改變其中某一

點形成無義密碼，于是產(chǎn)生一個無功能的肽鏈片段。如果增

加或減少的堿基對為3的倍數(shù)，則使基因表達的蛋白質(zhì)肽鏈

增加或減少一些氨基酸。由于移碼可以產(chǎn)生無功能肽鏈，故

其易成為致死性突變。

(3)大段損傷：大片段損傷是指DNA鏈大段缺失或插

入。這種損傷有時可跨越兩個或數(shù)個基因，但所缺失的片段

仍遠小于光鏡下所能觀察到的染色體變化，故又可稱為小缺

失。

2、染色體畸變：染色體損傷大于或等于0.2微米時，可

在光學顯微鏡下觀察到，稱為染色體畸變；包括染色體的結(jié)

構(gòu)異常和數(shù)目改變。其在絲裂期的中期才能觀察到，對于精

子細胞的某種特定畸變則須在減數(shù)分裂期的中期I期進行

觀察。

(1)染色體結(jié)構(gòu)異常：染色體結(jié)構(gòu)異常是染色體或染

色單體受損而發(fā)生斷裂，且斷段不發(fā)生重接或雖重接卻不在

原處；

染色體型畸變(chromatid-typeaberration)是染色體中兩

條染色單體同一位點受損后所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)異常，有多種類型:

①裂隙和斷裂、②無著絲粒斷片和缺失、③環(huán)狀染色體、

④倒位、⑤插入和重復、⑥易位。任何情況下的染色單體

型畸變都會在下一次細胞分裂時轉(zhuǎn)變?yōu)槿旧w型畸變。

染色單體型畸變(chromosome-typeaberration)指某一位

點的損傷只涉及姐妹染色單體中的一條，它也有裂隙、斷裂

和缺失；此外，還有染色單體的交換(chromatidexchange),是

兩條或多條染色單體斷裂后變位重接的結(jié)果，分為內(nèi)換和互

換。而姐妹染色單體交換(sisterchromatidexchange,SCE)則是

指某一染色體在姐妹染色單體之間發(fā)生同源節(jié)段的互換，兩

條姐妹染色單體都會出現(xiàn)深淺相同的染色(而正常的則是

深一淺)，但同源節(jié)段仍是一深一淺，這種現(xiàn)象就是SCE。

2、染色體數(shù)目異常

以動物正常細胞染色體數(shù)目2n為標準，染色體數(shù)目異

?？赡鼙憩F(xiàn)為整倍性畸變(euploidyaberration)和非整倍性畸

變(aeuploidyaberration)。前者即出現(xiàn)單倍體或多倍體；而后

者指比二倍體多或少一條或多條染色體，例如，缺體

(nullisome)是指缺少一對同源染色體，而單體或三體則是某

一對同源染色體相應地少或多一個。染色體數(shù)目異常其原因

有四方面:①不分離、②染色體遺失、③染色體橋、④核內(nèi)再

復制。

(三)突變的后果

1、體細胞突變的后果

當靶細胞是體細胞而不是生殖細胞時，其影響僅能在直

接接觸該物質(zhì)的親代身上表現(xiàn)，而不可能遺傳到子代。體細

胞突變的后果中最受注意的是致癌。如體細胞突變也可能與

動脈粥樣硬化癥有關(guān)。體細胞突變是衰老的起因。其次，胚

胎體細胞突變可能導致畸胎(畸胎的發(fā)生還與親代的生殖細

胞突變有關(guān))。

2、生殖細胞突變的后果

致突變物作用的有靶細胞為生殖細胞時，無論其發(fā)生在

任何階段，都存在對后代影響的可能性，其影響后果可分為

致死性和非致死性兩種。致死性影響可能是顯性致死和隱性

致死。顯性致死即突變配子與正常配子結(jié)合后，在著床前或

著床后的早期胚胎死亡。隱性致死要純合子或半合子才能出

現(xiàn)死亡效應。

如果生殖細胞突變?yōu)榉侵滤佬裕瑒t可能出現(xiàn)顯性或隱性

遺傳病，包括先天性畸形。在遺傳性疾病頻率與種類增多時,

突變基因及染色體損傷，將使基因庫負荷增加。

五、致畸變作用

生殖發(fā)育是哺乳動物衍繁種族的正常生理過程，其中包

括生殖細胞（即精子和卵細胞）發(fā)生、卵細胞受精、著床、胚

胎形成、胚胎發(fā)育、器官發(fā)生、分娩和哺乳過程。毒物對生

殖發(fā)育的影響：①生殖發(fā)育過程較為敏感，②對生殖發(fā)育過

程影響的范圍廣泛和深遠。近年來隨著毒理學和生命科學的

深入發(fā)展，外源化學物對生殖發(fā)育損害作用的研究又進一步

分為兩個方面：①對生殖過程的影響（即生殖毒性）的探討，

②對發(fā)育過程的影響（即發(fā)育毒性研究）。兩個方面都逐漸

發(fā)展成為毒理學的分支科學；前者稱為生殖毒理學，后者稱

為發(fā)育毒理學。

（一）基本概念

1、發(fā)育毒性

某些化合物可具有干擾胚胎的發(fā)育過程，影響正常的發(fā)

育作用，即發(fā)育毒性。發(fā)育毒性的具體表現(xiàn)可分為生長遲緩、

致畸作用、功能不全和異常、胚胎致死作用。其中致畸作用

在對存活后代機體影響較為嚴重，具有重要的毒理學意義。

致畸作用，由于外源化學物的干擾，胎兒出生時，某種

器官表現(xiàn)形態(tài)結(jié)構(gòu)異常。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)。

2、畸形、畸胎和致畸物

器官形態(tài)結(jié)構(gòu)的異常稱為畸形。胎兒出生時即具有整個

身體或某一部分的外形或器官的解剖學上的形態(tài)結(jié)構(gòu)異常

稱為先天畸形（congenitalmalformation）畸形的胚胎，稱為

畸胎（terate）。凡在一定劑量下，能通過母體對胚胎正常發(fā)

育過程造成干擾，使子代出生后具有畸形的化合物稱為致畸

物（teratogen）或致畸原。評定外源化學物是否具有致畸作

用的試驗，稱為致畸試驗。

（二）胚胎毒性作用：指外源化學物引起胎仔生長發(fā)

育遲緩和功能陷缺不全的損害作用。其中不包括致畸和胚胎

致死作用。

（三）母體毒性作用：指有害環(huán)境因素在一定劑量下,

對受孕母體產(chǎn)生的損害作用，具體表現(xiàn)包括體重減輕、出現(xiàn)

某些臨床癥狀，直至死亡。

（四）毒物的母體毒性與致畸作用的關(guān)系：

1、具有致畸作用，但無母體毒性出現(xiàn)，此種受試物致畸作

用往往較強，應予特別注意。

2、出現(xiàn)致畸作用的同時也表現(xiàn)出母體毒性。此種受試

物可能既對胚胎有特定的致畸機理，同時也對母體具有損害

作用，但二者并無直接聯(lián)系。

3、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)，以致對胚胎具有非特異性的影響，并造成畸形。

4、僅具有母體毒性，但不具有致畸作用。

5、在一定劑量下，既不出現(xiàn)母體毒性，也未見致畸作

用。在實際工作中應特別認真對待。只有在一定劑量下，能

引起母體毒性作用，但未觀察到致畸作用，才可以認為不具

致畸作用。

(五)致畸的劑量與效應關(guān)系

1、劑量效應關(guān)系復雜的表現(xiàn)及原因

(1)機體在器官形成期間與具有發(fā)育毒性的化合物接觸,

可以出現(xiàn)畸形，也可引起胚胎致死。當劑量增加時，毒性作

用增強，但二者效應程度并不一定成比例，往往胚胎致死作

用增強更明顯。

(2)在同等條件下某種致畸物可以引起畸形，劑量增加

時并不出現(xiàn)同一類型的畸形?？赡苡捎谳^高劑量造成較為嚴

重的畸形，嚴重畸形有時可將輕度畸形掩蓋。例如一種致畸

物在低劑量時，可以誘發(fā)多趾；中等劑量時則誘發(fā)肢體長骨

縮短，高劑量時可造成缺肢或無肢。

(3)許多致畸物除具有致畸作用外，還有可能同時出現(xiàn)

胚胎死亡和生長遲緩，使劑量效應關(guān)系極為復雜。

2、致畸作用的劑量反應關(guān)系的曲線較為陡峭，斜率較大。

最大無作用劑量與100%致畸劑量間距離較小，一般相差1

倍。往往100%致畸劑量即可引起胚胎死亡，劑量再增加，

引起母體死亡。

六、致癌作用

(一)概念

致癌作用：指有害因素引起或增進正常細胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)

化并發(fā)展成為腫瘤的過程。化學致癌(chemicalcarcinogenesis)

是指化學物質(zhì)引起或增進正常細胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化并發(fā)展成

為腫瘤的過程。具有這類作用的化學物質(zhì)稱為化學致癌物

(chemicalcarci-nogen)o在毒理學中，“癌”的概念廣泛，包

括上皮的惡性變(癌)，也包括間質(zhì)的惡性變(肉瘤)及良性

腫瘤。這是因為迄今為止尚未發(fā)現(xiàn)只誘發(fā)良性腫瘤的致癌物,

且良性腫瘤有惡變的可能。WHO指出，人類癌癥90%與環(huán)

境因素有關(guān)，其中主要是化學因素。

癌基因(oncogene)致癌的概念：即攜帶致癌遺傳信息

的基因就是癌基因。正常細胞中也存在著在核酸水平及蛋白

質(zhì)產(chǎn)物水平與病毒癌基因高度相似的DNA序列，稱為原癌

基因(proto-oncogene,c-onc)o在正常細胞中c-onc的表達

并不引起惡性變，其表達受到嚴密控制，并似乎對機體的生

長和發(fā)育具有作用。

腫瘤抑制基因，或稱抗癌基因：可抑制腫瘤細胞的腫瘤

性狀的表達，只有當它自己不能表達或其基因產(chǎn)物去活化才

容許腫瘤性狀的表達。如P53腫瘤抑制基因。

(二)致癌物的分類

1、根據(jù)致癌物在體內(nèi)發(fā)揮作用的方式

(1)直接致癌物(directactingcarcinogen)：有些致癌物

可以不經(jīng)過代謝活化即具有活性稱為直接致癌物；

(2)間接致癌物(indirectactingcarcinogen)：大多數(shù)致

癌物必須經(jīng)代謝活化才具有致癌活性稱為間接致癌物。

①前致癌物(procarcinogen)：在其活化前稱為前致癌物;

②終致癌物(ultimatecarcinogen)：經(jīng)過代謝活化后的產(chǎn)

物稱為終致癌物；

③近似致癌物(proximatecarcinogen)：在活化過程中接近

終致癌物的中間產(chǎn)物稱為近似致癌物。

2、國際癌癥研究所(IARC)對已進行致癌研究的化學物

分為四類：

1類，對人致癌性證據(jù)充分；

2類，A組對人致癌性證據(jù)有限，但對動物致癌性證據(jù)

充分,B組人致癌性證據(jù)有限，對動物致癌性證據(jù)也不充分；

3類，現(xiàn)有證據(jù)未能對人類致癌性進行分級評價；

4類，對人可能是非致癌物。

3、Weisburger和Williams等(自1981年起)按照致

癌物的作用分為三大類

1、遺傳毒性致癌物（大部分“經(jīng)典”的有機致癌物基

本屬于這一大類）

（1）直接致癌物其化學結(jié)構(gòu)的固有特性是不需要代謝活

化即具有親電子活性，能與親核分子（包括DNA）共價結(jié)合形

成加合物（adduct）。這類物質(zhì)絕大多數(shù)是合成的有機物，包括

有：內(nèi)酯類（如B-丙烯內(nèi)酯，丙烷磺內(nèi)酯和a,B-不飽和六

環(huán)丙酯類）；烯化環(huán)氧化物（如1,2,3,4-丁二烯環(huán)氧化物）；亞

膠類；硫酸類酯；芥子氣和氮芥等；活性鹵代煌類（如雙氯

甲醛、平基氯、甲基碘和二甲氨基甲酰氯），其中雙氯甲醇

的高級鹵代煌同系物隨著烷基的碳原子增多，致癌活性下降。

除前述烷化劑外，一些伯的配位絡合物（如二氯二氨基粕,

二氯（毗咯烷）鉗，以及二氧-1、2-二氨基環(huán)己烷伯）也有直接

致癌活性，通常其順式異構(gòu)體的活性較反式異構(gòu)體高。

（2）間接致癌物這類致癌物往往不能在接觸的局部致癌,

而在其發(fā)生代謝活化的組織中致癌。前致癌物可分為天然和

人工合成兩大類。人工合成的包括有：多環(huán)或雜環(huán)芳煌［如

苯并（a）花、苯并（a）慈、3-甲基膽慈、7,12-H甲苯并（a）慈、二

苯并（a,h）慈等］;單環(huán)芳香胺（如鄰甲苯胺、鄰茴香胺）；雙

環(huán)或多環(huán)芳香胺（如2-蔡胺、聯(lián)苯胺等）；喳琳（如苯并（g）

喳麻等）；硝基吠喃；偶氮化合物（如二甲氨基偶氮苯等）；鏈

狀或環(huán)狀亞硝胺類幾乎都致癌。但隨著烷基的不同，作用的靶

器官也不同；烷基脫中二甲肌可致癌，腫本身有弱致癌力；

甲醛和乙醛；氨基甲酸酯類中的乙酸、丙酯和丁酯均致癌，

其中，以氨基甲酸乙酯(烏拉坦，亦稱胭烷)致癌能力最強，

鹵代燃中的氯乙烯的致肝癌作用在近年受到廣泛注意。其特

點是誘發(fā)肝血管肉瘤。

天然物質(zhì)及其加工產(chǎn)物在國際抗癌聯(lián)盟(IARC)1978年

公布的34種人類致癌物中占5種，取黃曲霉毒素、環(huán)抱素A、

煙草和煙氣、檳榔及酒精性飲料。

黃曲霉毒素B1已是最強烈的致癌物之一，黃曲霉毒素

G1的致癌能力低得多。黃曲霉毒素B2和G2本身不致癌，

但認為B2可在體內(nèi)經(jīng)生物轉(zhuǎn)化小部分成為B1,故也有一定

致癌能力。黃曲霉毒素B1對人和各種實驗動物除小鼠外都

能誘發(fā)肝癌，在特殊條件下仍可誘發(fā)腎癌和結(jié)腸癌。小鼠不

易感可能是GSH轉(zhuǎn)移酶的活力水平較高，能有效地解毒。

一些毒菌的產(chǎn)物，如環(huán)抱素A、阿霉素、道諾霉素、更

生霉素也是前致癌物。這些物質(zhì)常作為藥物使用。煙草即使

未經(jīng)燃燒和熱解也會含有亞硝基去甲菸堿等致癌物。煙草的

煙氣中更含有多種致癌物，如多環(huán)芳煌、雜環(huán)化合物、酚類

衍生物等致癌物。煙草的煙氣中還含有大量促癌物，這就是

提倡戒煙的原因之一。嚼食煙葉和使用鼻煙時所含的亞硝胺

能誘發(fā)口腔癌和上呼吸道癌。檳榔中的檳榔堿可形成亞硝胺,

口嚼檳榔使口腔癌和上消化道發(fā)癌率和死亡率增高。

(3)無機致癌物鉆、鐳、氫可能由于其放射性而致癌。

銀、銘、鉛、鍍及其某些鹽類均可在一定條件下致癌，其中

鐐和鈦的致癌性最強。

2、非遺傳毒性致癌物(根據(jù)目前的試驗證明不能與DNA

發(fā)生反應的致癌物)

(1)促癌劑雖然促癌劑單獨不致癌，卻可促進亞致癌

劑量的致癌物與機體接觸啟動后致癌，所以認為促癌作用是

致癌作用的必要條件。TPA是二階段小鼠皮膚癌誘發(fā)試驗中

的典型促癌劑，在體外多種細胞系統(tǒng)中有促癌作用。苯巴比

妥對大鼠或小鼠的肝癌發(fā)生有促癌作用。色氨酸及其代謝產(chǎn)

物和糖精對膀胱癌也有促癌作用。近年來廣泛使用丁基羥甲

苯(butylatedhydroxy-toluene,BHT)作為誘發(fā)小鼠肺腫瘤的促

癌劑，對肝細胞腺瘤和膀胱癌也有促癌作用。DDT、多鹵聯(lián)

苯、氯丹、TCDD是肝癌促進劑。

(2)細胞毒物最老的理論認為慢性刺激可以致癌，目

前認為導致細胞死亡的物質(zhì)可引起代償性增生，以致發(fā)生腫

瘤。一些氯代燃類促癌劑作用機理可能與細胞毒性作用有關(guān)。

氮川三乙酸(nitrilotriaceticacid,NTA)可致大鼠和小鼠腎癌

和膀胱癌，初步發(fā)現(xiàn)其作用機理是將血液中的鋅帶入腎小管

超濾液，并被腎小管上皮重吸收。由于鋅對這些細胞具有毒

性，可造成損傷并導致細胞死亡，結(jié)果是引起增生和腎腫瘤

形成。在尿液中NTA還與鈣絡合，使鈣由腎盂和膀胱的移

行上皮滲出，以致刺激細胞增殖，并形成腫瘤。

(3)激素40年前就發(fā)現(xiàn)雌性激素可引起動物腫瘤。以

后發(fā)現(xiàn)多數(shù)干擾內(nèi)分泌器官功能的物質(zhì)可使這些器官的腫

瘤增多。很可能與促癌作用有關(guān)；孕婦使用人工合成的雌激

素(已烯雌酚，DES)保胎時，可能使青春期女子發(fā)生陰道

透明細胞癌。

(4)免疫抑制劑免疫抑制過程從多方面影響腫瘤形成。

硫唾喋吟、6-疏基喋吟等免疫抑制劑或免疫血清均能使動物

和人發(fā)生白血病或淋巴瘤，但很少發(fā)生實體腫瘤。環(huán)抱素A

是近年器官移植中使用的免疫抑制劑，曾認為不致癌。但現(xiàn)

已查明，使用過該藥患者的淋巴瘤的發(fā)生率增高。

(5)其他：固態(tài)物質(zhì)、過氧化物酶體增生劑、暫未確定

遺傳毒性的致癌物

三、致癌作用的階段性

最簡單的多階段致癌過程為兩階段論。其實驗證據(jù)是用

苯并(a)花、二甲苯并(a)慈和二苯并(a,h)意這三種強致癌物，

分別以亞致癌劑量涂抹小鼠皮膚一次，20周后不發(fā)生腫瘤或

很少發(fā)生。但如在相同劑量致癌物使用后再用通常不致癌的

巴豆油涂抹同一部位(每周2次，共20周),則分別有37.5%、

580%和29.5%發(fā)生皮膚癌，但是單獨使用或在給予致癌物

之前使用巴豆油都不引起腫瘤形成。因此認為，前面給予的

致癌物所引起的作用是啟動作用(initiation),這些物質(zhì)稱為啟

動劑(initiator)；而巴豆油則具有促癌作用(promotion),稱為

促癌劑(tumorpromotor)或促進劑。

啟動階段：認為啟動作用是不可逆的。

促癌階段：促癌作用是可逆的。

80年代把進展作為腫瘤發(fā)展過程的第三個階段，即腫瘤

的發(fā)生和發(fā)展是經(jīng)過啟動、促癌和進展三個階段。

第五節(jié)影響毒作用的因素

一、毒物本身的特點

(一)化學結(jié)構(gòu)與毒性質(zhì)化效應

1、自由基連鎖反應引起活性氧損傷。機體細胞膜含有大

量多不飽和脂肪酸，不飽和的共價雙鍵極易受不配對電子的

攻擊，這種反應一經(jīng)出現(xiàn)，便會產(chǎn)生連鎖放大效應，造成細

胞膜結(jié)構(gòu)和功能損傷。

2、過敏原數(shù)量很少也可致變態(tài)反應。對于少數(shù)過敏體質(zhì)

的人來講，如果第二次接觸致敏物，就會發(fā)生過敏，甚至全

身變態(tài)反應，如青霉素的全身過敏、花粉鼻粘膜刺激、牛奶

的胃腸道過敏等。一般過敏原數(shù)量與變態(tài)反應無正相關(guān)關(guān)系。

3、抗菌素選擇性破壞致病菌的結(jié)構(gòu)。青霉素之所以能夠

有效殺滅細菌，主要由于青霉素可選擇性破壞細菌的莢膜結(jié)

構(gòu)，從而抑制細菌的分裂增殖。而真核細胞不具有這種結(jié)構(gòu)，

因而才會通過選擇性毒性起到滅菌治病作用。除草劑對雜草

有殺滅作用，而對莊稼則無損傷作用，其道理也是雜草與莊

稼的細胞結(jié)構(gòu)差異的選擇性作用所致。

4、秦環(huán)化合物容易使試驗動物致癌。許多含有秦環(huán)結(jié)構(gòu)

的化合物，由于其具有很強的親核性，很容易造成細胞突變,

發(fā)生腫瘤。

5、氧化型LDL較容易引起動脈硬化o低密度脂蛋白（LDL）

是血清蛋白的正常組分，當LDL發(fā)生氧化反應后，就會在磨

損的動脈壁發(fā)生粥樣硬化，誘發(fā)一系列心血管系統(tǒng)的病變。

（二）化學結(jié)構(gòu)與毒性量化效應

1、同系物的碳原子數(shù)烷、醇、酮等碳氫化合物與其同系

物相比，碳原子數(shù)愈多，則毒性愈大（甲醇與甲醛除外）。

但當碳原子數(shù)超過一定限度（7-9個），毒性反而下降。當同

系物碳原子數(shù)相同時，直鏈的毒性比支鏈的大，成環(huán)的毒性

大于不成環(huán)的。

2、鹵素的取代鹵素有強烈的負電子效應，使分子的極化

程度增強，更容易與酶系統(tǒng)結(jié)合，使毒性增加。例如，氯化

甲烷對肝臟的毒性依次為：CC14>CHC13>CH2C12>CH3C10

3、基團的位置如帶兩個基團的苯環(huán)化合物，其毒性是:

對位,鄰位〉間位。分子對稱者毒性較不對稱者大，如1,2-二

氯乙烷的毒性大于1,1-二氯乙烷。

4、分子飽和度分子中不飽和鍵增加時，其毒性也增加。

例如對結(jié)膜的刺激作用是：丙烯醛,丙醛，丁烯醛>丁醛。

5、其它煌類化合物中一般芳香族煌類化合物比脂肪族燃

類毒性大。脂肪族化合物中引入羥基后，毒性增高。在化合

物中引入竣基后，可使化合物水溶性和電離度增高，而脂溶

性降低，毒性也隨之減弱，例如苯甲酸的毒性較苯為低。

(三)物理特性與毒性效應

1、脂水分配系數(shù)(lipid/waterpartitioncoefficient)：是指

毒物在脂相和水相中溶解分配率。在構(gòu)效關(guān)系研究中，這是

一個十分重要的化學物的物理參數(shù)。它有助于說明有機化合

物在體內(nèi)的分配規(guī)律。

2、電離度(ionization)：對于弱酸性與弱堿性有機物只

有在適宜的pH條件下、維持非離子型才能經(jīng)胃腸吸收。當

弱酸性化合物在堿性環(huán)境下將部分解離時，則不易吸收。

3、純度(purity)：一般說起某個毒物的毒性，都是指該

毒物純品的毒性。毒物的純度不同，它的毒性也不同。因此，

對于待研究的毒物，應首先了解其純度、所含雜質(zhì)成分與比

例，以便與前人或不同時期的毒理學資料進行比較。

二、種屬與品系

(一)毒作用對象自身因素

1、種屬差異不同種屬(species)、不同品系(strain)對毒性

的易感性可有質(zhì)與量的差異。如苯可以引起兔白細胞減少,

對狗則引起白細胞升高；蔡胺能引起狗和人膀胱癌，但對

大鼠、兔和豚鼠則不能；反應停對人和兔有致畸作用，對其

他哺乳動物則基本不能。有報道，對300個化合物的考察,

動物種屬不同，毒性差異在10?100倍之間。不同品系的動

物腫瘤自發(fā)率不同，而且對致癌物的敏感性也不同。

2、生物轉(zhuǎn)運的差異由于種屬間生物轉(zhuǎn)運能力存在某些方

面的差異，也可能成為種屬易感性差異的原因。如皮膚對有

機磷的最大吸收速度（ug/cm2.min）依次是：免與大鼠9.3,

豚鼠6.0,貓與山羊4.4,猴4.2,狗2.7,豬鼠3。

3、生物結(jié)合能力和容量差異血漿蛋白的結(jié)合能力、尿量

和尿液的pH也有種屬差異，這些因素也可能成為種屬易感

性差異的原因。

4、其它除此之外，解剖結(jié)構(gòu)與形態(tài)、生理功能、食性等

也可造成種屬的易感性差異。

（二）遺傳因素

遺傳因素是指遺傳決定或影響的機體構(gòu)成、功能和壽命

等因素。遺傳因素決定了參與機體構(gòu)成和具有一定功能的核

酸、蛋白質(zhì)、酶、生化產(chǎn)物，以及它們所調(diào)節(jié)的核酸轉(zhuǎn)錄、

翻譯、代謝、過敏、組織相容性等差異。在很大程度上影響

了外源和內(nèi)源性毒物的活化、轉(zhuǎn)化與降解、排泄的過程，以

及體內(nèi)危害產(chǎn)物的掩蔽、拮抗和損傷修復，在維持機體健康

或引起病理生理變化上起重要作用。

（三）年齡和性別

在性成熟前，尤其是嬰幼期機體各系統(tǒng)與酶系均未發(fā)育完

全；胃酸低，腸內(nèi)微生物群也未固定，因此對外源化學物的

吸收、代謝轉(zhuǎn)化、排出及毒性反應均有別于成年期。新生動

物的中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育還不完全，對外源化學物往往不敏感,

表現(xiàn)出毒性較低。幼年肝微粒體酶系的解毒功能弱，生物膜

通透性高和腎廓清功能低，因而對某些環(huán)境因素危害的敏感

性高。

（四）營養(yǎng)狀況

正常的合理營養(yǎng)對維護機體健康具有重要意義。低蛋白飲

食可使動物肝微粒體混合功能氧化酶系統(tǒng)活性降低，從而影

響毒物的代謝。苯并（a）花、苯胺在體內(nèi)氧化作用將減弱，四

氯化碳毒性下降；而馬拉硫磷、六六六、對硫磷、黃曲霉毒

素B1等的毒性都增強。高蛋白飲食也可增加某些毒物的毒

性，如非那西丁和DDT的毒性增強。

（五）機體晝夜節(jié)律變化

機體在白天活動中體內(nèi)腎上腺應急功能較強，而夜間睡

眠時，特別是午夜后，腎上腺素分泌處在較低水平，也會影

響毒物的吸收和代謝。各種酶也有晝夜節(jié)律的變化，如膽堿

酯酶活性存在以24小時為周期的波動。

三、環(huán)境影響因素

（一）化學物的接觸途徑

由于接觸途徑不同，機體對毒物的吸收速度、吸收量和代

謝過程亦不相同，故對毒性有較大影響。經(jīng)口染毒，胃腸道

吸收后先經(jīng)肝代謝，進入體循環(huán)。經(jīng)皮膚吸收及經(jīng)呼吸道吸

收，還有肝外代謝機制。一般認為，同種動物接觸外源化學

物的吸收速度和毒性大小順序是：靜脈注射>腹腔注射>皮

下注射>肌肉注射>經(jīng)口〉經(jīng)皮，吸入染毒近似于靜注。

(二)其他因素：溶劑、氣溫、氣濕、季節(jié)和晝夜節(jié)律、

噪聲、震動和紫外線

四、毒物聯(lián)合作用

(一)聯(lián)合毒性的定義和種類

聯(lián)合作用(jointaction或combinedeffect)指兩種或兩種以

上毒物同時或前后相繼作用于機體而產(chǎn)生的交互毒性作用。

多種化學物對機體產(chǎn)生的聯(lián)合作用可分為以下幾種類型：

1、相加作用(additiveeffect)：指多種化學物的聯(lián)合作用

等于每一種化學物單獨作用的總和?；瘜W結(jié)構(gòu)比較接近、或

同系物、或毒作用靶器官相同、作用機理類似的化學物同時

存在時，易發(fā)生相加作用。大部分刺激性氣體的刺激作用多

為相加作用。有機磷化合物甲拌磷與乙酰甲胺磷的經(jīng)口

LD50不同，小鼠差300倍以上，大鼠差1200倍以上。但不

論以何種劑量配比(從各自LD50劑量的1:1、1/3:2/3、2/3:1/3),

對大鼠與小鼠均呈毒性相加作用。

2、協(xié)同作用與增強作用(synergisticeffect)：指幾種化學

物的聯(lián)合作用大于各種化學物的單獨作用之和。例如四氯化

碳與乙醇對肝臟皆具有毒性，如同時進入機體，所引起的肝

臟損害作用遠比它們單獨進入機體時為嚴重。如果一種物質(zhì)

本身無毒性，但與另一有毒物質(zhì)同時存在時可使該毒物的毒

性增加，這種作用稱為增強作用(potentiation)。例如異丙醇對

肝臟無毒性作用，但可明顯增強四氯化碳的肝臟毒性作用。

3、拮抗作用(antagonisticeffect)：指幾種化學物的聯(lián)合作

用小于每種化學物單獨作用的總和。凡是能使另一種化學物

的生物學作用減弱的物質(zhì)稱為拮抗物(antagonist)。在毒理學

或藥理學中，常以一種物質(zhì)抑制另一種物質(zhì)的毒性或生物學

效應，這種作用也稱為抑制作用(inhibition)。例如，阿托品

對膽堿酷酶抑制劑的拮抗作用；二氯甲烷與乙醇的拮抗作用。

4、獨立作用(independenteffect)：指多種化學物各自對機

體產(chǎn)生不同的效應，其作用的方式、途徑和部位也不相同，

彼此之間互無影響。

(二)毒物的聯(lián)合作用的方式

人類在生活和勞動過程中實際上不是僅僅單獨地接觸某

個外源化學物，而是經(jīng)常地同時接觸各種各樣的多種外源化

學物，其中包括食品污染(食品中殘留的農(nóng)藥、食物加工添

加的色素、防腐劑)、各種藥物、煙與酒、水及大氣污染物、

家庭房間裝修物、廚房燃料煙塵、勞動環(huán)境中的各種化學物

等等。對機體引起綜合毒性作用。聯(lián)合作用的方式可為兩種：

1、外環(huán)境進行的聯(lián)合作用：幾種化學物在環(huán)境中共存時

發(fā)生相互作用而改變其理化生質(zhì)，從而使毒性增強或減弱。

2、體內(nèi)進行的聯(lián)合作用：這是毒物在體內(nèi)相互作用的主

要方式。有害因素在體內(nèi)的相互作用，多是間接的，常常是

通過改變機體的功能狀態(tài)或代謝能力而實現(xiàn)。

第六節(jié)食品的安全性評價

安全性評價是利用毒理學的基本手段，通過動物實驗和對

人的觀察，闡明某一化學物的毒性及其潛在危害，以便為人

類使用這些化學物質(zhì)的安全性作出評價，為制訂預防措施特

別是衛(wèi)生標準提供理論依據(jù)。我國現(xiàn)頒布實施的法規(guī)有“農(nóng)

藥安全毒理學評價程序”、“食品安全性毒理學評價程序”、

“新藥（西藥）藥理、毒理學研究指導原則”、“化學品測試

準則”、“化妝品安全性評價程序和方法”及“保健食品安全

性毒理學評價規(guī)范”等。下面對我國《保健食品安全性毒理

學評價程序》進行介紹。

一、對受試物的要求

含有多種原料的配方產(chǎn)品，應提供受試物的配方，必要

時應提供受試物各組成成分，特別是功效成分或代表性成分

的物理、化學性質(zhì)（包括化學名稱、結(jié)構(gòu)、純度、穩(wěn)定性、

溶解度等）及檢測報告等有關(guān)資料。

提供原料來源、生產(chǎn)工藝、推薦人體攝入量、使用說明

書等有關(guān)資料。

受試物應是符合既定配方和生產(chǎn)工藝的規(guī)格化產(chǎn)品，其

組成成分、比例及純度應與實際產(chǎn)品相同。

二、對受試物處理的要求

對受試物進行不同的試驗時應針對試驗的特點和受試

物的理化性質(zhì)進行相應的樣品處理。

人體推薦量較大的受試物的處理：如受試物推薦量較大,

在按其推薦量設(shè)計試驗劑量時，往往會超過動物的最大灌胃

劑量或超過摻入飼料中的規(guī)定限量（10%重量），此時可允

許去除既無功效作用又無安全問題的輔料部分（如淀粉、糊

精等）后進行試驗。

袋泡茶類受試物的處理：可用該受試物的水提取物進行

試驗，提取方法應與產(chǎn)品推薦飲用的方法相同。如產(chǎn)品無特

殊推薦飲用方法，可采用以下提取條件進行：常壓、溫度

80℃-90℃,浸泡時間30min,水量為受試物重量的10倍

或以上，提取2次，將提取液合并濃縮至所需濃度，并標明

該濃縮液與原料的比例關(guān)系。

液體品需要進行濃縮處理時，應采用不破壞其中有效成

分的方法?？墒褂脺囟?/p>

60℃-70℃減壓或常壓蒸發(fā)濃縮、冷凍干燥等方法。

含有毒性較大的人體必需營養(yǎng)素（如維生素A、硒等）

的保健食品的處理：如產(chǎn)品配方中含有某一毒性較大的人體

必需營養(yǎng)素，在按其推薦量設(shè)計試驗劑量時，如該物質(zhì)的劑

量達到已知的毒作用劑量，在原有劑量設(shè)計的基礎(chǔ)上，則應

考慮增加去除該物質(zhì)或降低該物質(zhì)劑量（如降至最大未觀察

到有害作用劑量，NOAEL）的受試物劑量組，以便對保健食

品中其它成分的毒性作用及該物質(zhì)與其它成分的聯(lián)合毒性

作用做出評價。

三、食品安全性毒理學評價試驗的四個階段和內(nèi)容

（一）第一階段：急性毒性試驗

經(jīng)口急性毒性：LD50,聯(lián)合急性毒性，一次最大耐受

量試驗。

（二）第二階段：遺傳毒性試驗，30天喂養(yǎng)試驗，傳

統(tǒng)致畸試驗

遺傳毒性試驗的組合應該考慮原核細胞與真核細胞、體

內(nèi)試驗與體外試驗相結(jié)合的原則。從Ames試驗或

V79/HGPRT基因突變試驗、骨髓細胞微核試驗或哺乳動物

骨髓細胞染色體畸變試驗、TK基因突變試驗或小鼠精子畸

形分析（或睪丸染色體畸變分析試驗）中分別各選一項。

①基因突變試驗：鼠傷寒沙門氏菌/哺乳動物微粒體酶試

驗（Ames試驗）為首選，其次考慮選用V79/HGPRT基因

突變試驗，必要時可另選其它試驗。

②骨髓細胞微核試驗或哺乳動物骨髓細胞染色體畸變

試驗。

③TK基因突變試驗。

④小鼠精子畸形分析或睪丸染色體畸變分析。

⑤其它備選遺傳毒性試驗：顯性致死試驗、果蠅伴性

隱性致死試驗，非程序性DNA合成試驗。

@30天喂養(yǎng)試驗。

⑦傳統(tǒng)致畸試驗。

（三）第三階段：亞慢性毒性試驗一一90天喂養(yǎng)試驗、

繁殖試驗、代謝試驗

（四）第四階段：慢性毒性試驗（包括致癌試驗）

四、不同保健食品選擇毒性試驗的原則要求

（一）以普通食品和衛(wèi)生部規(guī)定的藥食同源物質(zhì)以及允

許用作保健食品的物質(zhì)以外的動植物或動植物提取物、微生

物、化學合成物等為原料生產(chǎn)的保健食品，應對該原料和用

該原料生產(chǎn)的保健食品分別進行安全性評價。該原料原則上

按以下四種情況確定試驗內(nèi)容。用該原料生產(chǎn)的保健食品原

則上須進行第一、二階段的毒性試驗，必要時進行下一階段

的毒性試驗。

1、國內(nèi)外均無食用歷史的原料或成分作為保健食品原

料時，應對該原料或成分進行四個階段的毒性試驗。

2、僅在國外少數(shù)國家或國內(nèi)局部地區(qū)有食用歷史的原

料或成分，原則上應對該原料或成分進行第一、二、三階段

的毒性試驗，必要時進行第四階段毒性試驗。

⑴若根據(jù)有關(guān)文獻資料及成分分析，未發(fā)現(xiàn)有毒或毒

性甚微不至構(gòu)成對健康損害的物質(zhì)，以及較大數(shù)量人群有長

期食用歷史而未發(fā)現(xiàn)有害作用的動植物及微生物等，可以先

對該物質(zhì)進行第一、二階段的毒性試驗，經(jīng)初步評價后，決

定是否需要進行下一階段的毒性試驗。

（2）凡以已知的化學物質(zhì)為原料，國際組織已對其進

行過系統(tǒng)的毒理學安全性評價，同時申請單位又有資料證明

我國產(chǎn)品的質(zhì)量規(guī)格與國外產(chǎn)品一致，則可將該化學物質(zhì)先

進行第一、二階段毒性試驗。若試驗結(jié)果與國外產(chǎn)品的結(jié)果

一致，一般不要求進行進一步的毒性試驗，否則應進行第三

階段毒性試驗。

3、在國外多個國家廣泛食用的原料，在提供安全性評

價資料的基礎(chǔ)上，進行第一、二階段毒性試驗，根據(jù)試驗結(jié)

果決定是否進行下一階段毒性試驗。

（二）以衛(wèi)生部規(guī)定允許用于保健食品的動植物或動植

物提取物或微生物（普通食品和衛(wèi)生部規(guī)定的藥食同源物質(zhì)

除外）為原料生產(chǎn)的保健食品，應進行急性毒性試驗、三項

致突變試驗（Ames試驗或V79/HGPRT基因突變試驗，骨髓

細胞微核試驗或哺乳動物骨髓細胞染色體畸變試驗，及TK

基因突變試驗或小鼠精子畸形分析（或睪丸染色體畸變分析

試驗）中的任一項）和30天喂養(yǎng)試驗，必要時進行傳統(tǒng)致

畸試驗和第三階段毒性試驗。

（三）以普通食品和衛(wèi)生部規(guī)定的藥食同源物質(zhì)為原料

生產(chǎn)的保健食品，分以下情況確定試驗內(nèi)容:

1、以傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)且食用方式與傳統(tǒng)食用方式相同的

保健食品，一般不要求進行毒性實驗。

2、用水提物配制生產(chǎn)的保健食品，如服用量為原料的

常規(guī)用量，且有關(guān)資料未提示其具有不安全性的，一般不要

求進行毒性試驗。如服用量大于常規(guī)用量時，需進行急性毒

性試驗、三項致突變試驗和30天喂養(yǎng)試驗，必要時進行傳

統(tǒng)致畸試驗。

3、用水提以外的其它常用工藝生產(chǎn)的保健食品，如服

用量為原料的常規(guī)用量時，應進行急性毒性試驗、三項致突

變試驗。如服用量大于原料的常規(guī)用量時，需增加30天喂

養(yǎng)試驗，必要時進行傳統(tǒng)致畸試驗和第三階段毒性試驗。

（四）用已列入營養(yǎng)強化劑或營養(yǎng)素補充劑名單的營養(yǎng)

素的化合物為原料生產(chǎn)的保健食品，如其原料來源、生產(chǎn)工

藝和產(chǎn)品質(zhì)量均符合國家有關(guān)要求，一般不要求進行毒性試

驗。

（五）針對不同食用人群和（或）不同功能的保健食品，

必要時應針對性的增加敏感指標及敏感試驗。

五、保健食品安全性毒理學評價試驗的目的和結(jié)果判定

（一）毒理學試驗的目的

1、急性毒性試驗：測定LD50,了解受試物的毒性強

度、性質(zhì)和可能的靶器官，為進一步進行毒性試驗的劑量和

毒性觀察指標的選擇提供依據(jù)，并根據(jù)LD50進行毒性分級。

2、遺傳毒性試驗：對受試物的遺傳毒性以及是否具

有潛在致癌作用進行篩選。

3、30天喂養(yǎng)試驗：對只需進行第一、二階段毒性

試驗的受試物，在急性毒性試驗的基礎(chǔ)上，通過30天喂養(yǎng)

試驗，進一步了解其毒性作用，觀察對生長發(fā)育的影響，并

可初步估計最大未觀察到有害作用劑量。

4、致畸試驗：了解受試物是否具有致畸作用。

5、亞慢性毒性試驗（90天喂養(yǎng)試驗，繁殖試驗）：

觀察受試物以不同劑量水平經(jīng)較長期喂養(yǎng)后對動物的毒作

用性質(zhì)和靶器官，了解受試物對動物繁殖及對子代的發(fā)育毒

性，觀察對生長發(fā)育的影響，并初步確定最大未觀察到有害

作用劑量，為慢性毒性和致癌試驗的劑量選擇提供依據(jù)。

6、代謝試驗：了解受試物在體內(nèi)的吸收、分布和排泄

速度以及蓄積性，尋找可能的靶器官；為選擇慢性毒性試驗

的合適動物種（species）、系（strain）提供依據(jù)；了解代謝

產(chǎn)物的形成情況。

7、慢性毒性試驗和致癌試驗：了解經(jīng)長期接觸受試物

后出現(xiàn)的毒性作用以及致癌作用；最后確定最大未觀察到有

害作用劑量和致癌的可能性，為受試物能否應用于保健食品

的最終評價提供依據(jù)。

（二）各項毒理學試驗結(jié)果的判定

1、急性毒性試驗

①如LD50小于人的可能攝入量的100倍，則放棄該受

試物用于保健食品。如LD50大于或等于100倍者，則可考

慮進入下一階段毒理學試驗。

②如動物未出現(xiàn)死亡的劑量大于或等于10g/kgBW（涵蓋

人體推薦量的100倍），則可進入下一階段毒理學試驗。

③對人體推薦量較大和其它一些特殊原料的保健食品，

按最大耐受量法最大給予劑量動物未出現(xiàn)死亡，也可進入下

一階段毒理學試驗。

2、遺傳毒性試驗

（1）如三項試驗（Ames試驗或V79/HGPRT基因突變

試驗，骨髓細胞微核試驗或哺乳動物骨髓細胞染色體畸變試

驗，及TK基因突變試驗或小鼠精子畸形分析（或睪丸染色

體畸變分析試驗）中的任一項）中，體外或體內(nèi)有一項或以

上試驗陽性，一般應放棄該受試物用于保健食品。

（2）如三項試驗均為陰性，則可繼續(xù)進行下一步的毒

性試驗。

3、30天喂養(yǎng)試驗

（1）對只要求進行第一、二階段毒理學試驗的受試物，

若30天喂養(yǎng)試驗的最大未觀察到有害作用劑量大于或等于

人的可能攝入量的100倍，綜合其它各項試驗結(jié)果可初步做

出安全性評價。

（2）對于人的可能攝入量較大的保健食品，在最大灌

胃劑量組或在飼料中的最大摻入量劑量組未發(fā)現(xiàn)有毒性作

用，綜合其它各項試驗結(jié)果和受試物的配方、接觸人群范圍

及功能等有關(guān)資料可初步做出安全性評價。

(3)若最小觀察到有害作用劑量小于人的可能攝入量

的100倍，或觀察到毒性反應的最小劑量組其受試物在飼料

中的比例小于或等于10%,且劑量又小于人的可能攝入量的

100倍，原則上應放棄該受試物用于保健食品。但對某些特

殊原料和功能的保健食品，在小于人的可能攝入量的100倍

劑量組，如果個別指標實驗組與對照組出現(xiàn)差異，要對其各

項試驗結(jié)果和受試物的配方、理化性質(zhì)及功能和接觸人群范

圍等因素綜合分析以判斷是否為毒性反應后，決定該受試物

可否用于保健食品或進入下一階段毒性試驗。

4、傳統(tǒng)致畸試驗

以LD50或30天喂養(yǎng)實驗的最大未觀察到有害作用劑

量設(shè)計的受試物各劑量組，如果在任何一個劑量組觀察到受

試物的致畸作用，則應放棄該受試物用于保健食品，如果觀

察到有胚胎毒性作用，則應進行進一步的繁殖試驗。

5、90天喂養(yǎng)試驗、繁殖試驗

(1)國外少數(shù)國家或國內(nèi)局部地區(qū)有食用歷史的原

料或成分，如最大未觀察到有害作用劑量大于人的可能攝入

量的100倍，可進行安全性評價。若最小觀察到有害作用劑

量小于或等于人的可能攝入量的100倍，或最小觀察到有害

作用劑量組其受試物在飼料中的比例小于或等于10%,且劑

量又小于或等于人的可能攝入量的100倍，原則上應放棄該

受試物用于保健食品。

（2）國內(nèi)外均無食用歷史的原料或成分，根據(jù)這兩項

試驗中的最敏感指標所得最大未觀察到有害作用劑量進行

評價的原則是：

①最大未觀察到有害作用劑量小于或等于人的可能攝

入量的100倍者表示毒性較強，應放棄該受試物用于保健食

品O

②最大未觀察到有害作用劑量大于100倍而小于300

倍者，應進行慢性毒性試驗。

③大于或等于300倍者則不必進行慢性毒性試驗，可進

行安全性評價。

6、慢性毒性和致癌試驗

（1）慢性毒性試驗所得的最大未觀察到有害作用劑量

進行評價的原則是：

①最大未觀察到有害作用劑量小于或等于人的可能攝

入量的50倍者，表示毒性較強，應放棄該受試物用于保健

食品。

②未觀察到有害作用劑量大于50倍而小于100倍者,

經(jīng)安全性評價后，決定該受試物是否可用于保健食品。

③最大未觀察到有害作用劑量大于或等于100倍者，

則可考慮允許用于保健食品。

（2）根據(jù)致癌試驗所得的腫瘤發(fā)生率、潛伏期和多發(fā)

性等進行致癌試驗判定的原則是：凡符合下列情況之一，并

經(jīng)統(tǒng)計學處理有顯著性差異者，可認為致癌試驗結(jié)果陽性。

若存在劑量反應關(guān)系，則判斷陽性更可靠。

①腫瘤只發(fā)生在試驗組動物，對照組中無腫瘤發(fā)生。