毒理学 概论

第一章 概 论

第一节 基本概念及沿革

一、基本概念

军事卫生毒理学(military hygienic toxicology)是一门研究军事毒物及相关环境因素对机体的有害作用、作用机理及为促进部队指战员健康提出防治措施的科学。军事卫生毒理学来源于毒理学，是毒理学的一个重要分支。毒理学从发展过程分为经典毒理学和现代毒理学。

经典毒理学(classical toxicology）是研究化学物质的测定、事故、特性、效应和调节的中毒有害作用机理和保护作用的一门学问。主要研究内容是外源性化学物的有害作用及机理。基本上包括两个方面：其一，毒性的质和量的评价(或评定）。所谓质的评价是指引起有害作用的能力，而量的评定是毒物的剂量效应关系等；其二, 研究在一定条件下的作用机理。

现代毒理学(modern toxicology）是研究环境物理、化学和生物因素对生物体毒作用性质、量化机理和防治措施的一门科学。包括毒性作用机制、毒素和毒性测定、化学物质毒性分级、各种应用毒理学如军事毒理学、卫生毒理学和机制毒理学为制订法规、申报药品和保健食品提供必备的权威性研究资料及环境因素的危险性评价。比如，环境污染物、食品、食品资源、食品添加剂、劳动和军事环境中接触的各种形式的环境因素, 以及特殊环境下的不利影响。军用战剂、核素、微波、激光、次声等物理因素和生物因素，如细菌毒素、动物毒素、植物毒素、病毒、有害基因活性产品等对机体的有害作用和防治措施等都是现代毒理学的重要研究内容。现代社会中，人们也利用毒理学知识，对毒物具有选择性毒性研制开发抗肿瘤、灭害除草等药物。

军事毒理学（military toxico1ogy）是利用毒理学的概念和方法，从预防医学角度，研究军队平战时环境因素和军事作业中外源化学物特别是化学武器的有害作用及机理、防治和急救措施的科学。简言之，它主要研究卫生学范畴的外源化学物和生物物理因素的有害作用、机理和防治措施, 属于毒理学的一个分支，与卫生毒理学的研究内容在军事环境因素上有交叉。

卫生毒理学(hygienic toxicology）卫生毒理学的基本概念是从卫生学角度，利用毒理学的概念和方法，研究人类生产和生活可能接触的环境因素（理化和生物因素）对机体的生物学作用，特别是毒性损害作用及其机理和防治措施的科学。为工业毒理学、环境毒理学、食品毒理学的统称。卫生毒理学又称预防毒理学，属于预防医学的范畴，也是毒理学的一个分支学科。毒理学是从医学角度研究化学物质对生物机体损害作用的科学。 环境和环境因素 所谓环境（environment）是指人群赖以生活和劳动并与健康有密切关系的自然环境和社会环境的总体，环境总体中的要素即为环境因素（environmental factor）包括理化和生物因素。

外源化学物（xenobiotics）是存在于外界环境中，而能被机体接触并进入体内的化学物；它不是人体的组成成分，也不是人体所需的营养物质。近来，确切的概念应称为“外来生物活性物质”。

有害作用（reverse effect）一般认为是指引起机体形态、机能、生长发育和寿命的改变；或引起机体平衡稳态失常及某种功能容量的降低，或引起机体对外界应激状态代偿能力的损伤、致易感性增高，或生理、生化代谢异常。有害作用是与健康或正常相对的一个概念。

有害与正常的确定，往往参照机体许多指标的正常值范围。正如上述，“正常”仅有相对意义。在实际工作中，可按目前认识和检测水平选定一群健康或正常的个体， 进行某些观察指标测定，以其平均值±2个标准差为正常值范围，也有人称之为参比值（reference va1ue）[hcx1]。 当无正常值可比时，则应将施加因素的处理组与同等条件下不施加因素的对照组[hcx2]相比，具有统计学显著差异（P＜0.0 5）时 ，应认为是异常。这是毒理学实际研究工作和实践中经常采用的方法。

“三致”作用（Mutagenesis,Teratogenesis,Carcinogenesis） 指致突变、致畸、致癌作用。随着科学技术的不断发展和人民生活水平的不断提高，人们接触的各种各样的环境有害因素特别是化学物质越来越多。其中，有许多是对人体有害的。例如，工业污染，造成城市中聚集大量煤烟和煤焦油，长期接触的人很容易患阴囊癌；孕妇经常接触有害因素，可引起胎儿易致畸；甲醛可以破坏DNA的碱基，造成基因突变。这些由于环境有害因素引发的“三致作用”，是毒理学研究的热点之一。

二、毒理学的历史沿革及其发展

毒理学是一门既老又新的学科。有人将其形成发展的历史分为古代、中世纪、萌发和现代四个发展阶段。古代人类应用动物毒汁或植物提取物用以狩猎、战争或行刺，如我国用作箭毒的乌头碱就已经为毒理学的形成奠定了基础。中世纪古希腊、古罗马和古埃及的文献中，也有关于有毒植物和金属毒物中毒等记载，如伞形科有毒草类植物（毒芹、钩吻叶芹等）、蛇毒、硒、砷、汞、铅、铜等金属。在中国古代医学文献中，“神农尝百草”是鉴别药物与毒物的典型记载，为资料积累期。15世纪瑞士医学家Paracelsus提出了药物与毒物的区别点是剂量的见解为毒理学的萌发期。近代毒理学的形成则始于十八世纪下半页，西班牙人0rfiia（1787～1853）对当时认为有毒的物质用狗做实验验证，成为实验毒理学的先例。以后的100多年，随着医学与自然科学的发展，毒理学逐渐形成。应用各种基础学科，提出了各种假说并进行测试，初步建立了毒理学的理论，经典毒理学开始发展。二十世纪以来，不仅由于各学科的进一步渗透，还由于工农业的发展，以及军事技术的发展和武器装备的更新，大量化学物进入人类生存环境，破坏了生态平衡，造成了环境污染。由于环境的污染出现了直接或间接的中毒事故，均促进了毒理学的发展。现代，随着客观发展的需要和相关学科飞速发展，毒理学已经成为研究环境因素的有害作用和机理及防治措施的现代毒理学。

军事卫生毒理学则脱胎于毒理学，是适应现代军事斗争、和平时期军队建设和国家经济发展的需要应运而生，是军事毒理学和卫生毒理学的交叉融合发展形成的。

由于化学武器在战争中的使用，对参战人员的医学防护成为军事后勤卫生保障的重要研究课题，军事毒理学便由此产生。化学武器大规模使用始于第一次世界大战（WWⅠ）。使用的毒剂有氯气、光气、双光气、氯化苦、二苯氯胂、氢氰酸、芥子气等多达40余种，毒剂用量达12万吨，伤亡人数约130万，占战争伤亡总人数的4.6％。

第二次世界大战全面爆发前，意大利侵略阿比西尼亚时首次使用芥子气和光气，仅在1936年的1～4月间，中毒伤亡即达到1.5万人，占作战伤亡人数的1/3。

第二次世界大战（WWⅡ）期间在欧洲战场，交战双方都加强了化学战的准备，化学武器贮备达到了很高水平。各大国除加速生产和贮备原有毒剂及其弹药外，并加强了新毒剂的研制。其中，取得实质性进展的则是神经性毒剂；在亚洲战场，日本对我国多次使用了化学武器，造成大量人员伤亡。

从WWⅡ结束至今，世界上局部战争和大规模武装冲突不断发生，其中被指控使用化学武器和被证实的有美侵朝战争、美侵越战争、原苏联入侵阿富汗等。80年代初开始的两伊战争，伊拉克在进攻失利、失去主动权的紧急时刻使用化学武器对扭转被动局面、最终实现停火发挥了重要作用。

化学武器是国际公约禁止使用的非常规武器。如1899年和1907年的两次海牙会议，1925年日内瓦议定书以及前不久（1993）联大通过的《全面禁止和彻底消毁化学武器公约》等。我国政府和人民一贯主张禁止使用大规模杀伤性武器，恪守《公约》，为维护世界和平作出了重大贡献。

但是，只要有战争，化学武器的威胁就存在，变相、变种的化学武器也会不断产生。虽然化学武器、核武器禁止使用，美国还是在科索沃战争中使用了贫铀弹。况且霸权主义者、战争狂人也会始终把化学武器当作一种威慑力量。

和平时期，军队的自身建设中也会不断遇到环境因素有害作用的影响，军队还要参加地方经济建设，有许多毒理学的课题有待于攻克。随着经济的发展，面对环境、食品等农药污染，有害因素大量增加；加之，研究手段的提高、相关学科的渗透，人类对生存环境和生存条件的要求提高，卫生学的问题日益突出，卫生毒理学便成为倍受重视的学科。由于自身学科领域的快速发展，卫生毒理学便成为医学门类中不可或缺的独立学科专业，成为国家经济生活、立法、医疗保障、环境改善、提高生活质量的重要学科领域。军事卫生毒理学的发展简史可概括为： 毒理学 经典毒理学 外源化学物 毒性

军事毒理学 军事毒物 机理 评价

现代毒理学 卫生毒理学 军事卫生毒理学 防治措施

第二节 军事卫生毒理学的任务、内容和方法

一、军事卫生毒理的任务和内容

军事卫生毒理学的任务是阐明军事环境因素的有害作用，包括毒性作用的性质、发生的规律及其机制，以及评价此种有害作用的方法。并在此基础上探讨环境因素，特别是外源化学物对机体健康损害的早期生物监测和医学监护及防治的方法，研究预防措施，为制订卫生标准和总部卫生管理机构决策提供科学依据。军事卫生毒理学的任务、内容主要根据军队实际需要，分别借鉴于军事毒理学和卫生毒理学的主要研究任务和内容。

卫生毒理学作为毒理学的一个分支，其主要研究内容和方法是采用一般毒理学基本原理，对军事和与军事相关的卫生学环境作为研究工作的出发点和服务对象，这是军事卫生毒理学区别于其他分支毒理学的重要差异。主要包括三个领域，即描述毒理、机制毒理、管理毒理。描述毒理学是直接应用毒性试验以提供安全性评价和管理要求所必需的毒理学资料。为此，专门设计相应的毒理试验程序和方法以获得毒性资料，用以评价在接触某种有害因素时的个体和群体有害作用的危险度。值得注意地是，描述毒理学研究的内容不仅限于对人的危害，也包括对环境生态平衡受到干扰影响的性质和程度，作出安全性评价以及研究有效的防护措施。军事毒理学任务的重点是化学武器的性质、中毒机理和毒理作用，特别是研制有效的防护和急救措施。机制毒理学是阐明所研究的环境有害因素如何对机体产生毒性作用。研究结果有助于建立敏感的预测试验，用于危险度评定，设计及生产安全的化学物，提出物理、生物因素的有害作用的防护措施。管理毒理学是根据描述毒理学提供的资料，决定该环境因素及化学物在进入人类环境或市场时，是否有充分的根据表明是低危险度或安全的。

二、军事卫生毒理学的研究方法

研究方法主要包括生物试验（bioassay）和人群调查。由于毒理学必须阐明环境因素对生物体的作用，因此必然要求应用各种生物体（living

organism）作为实验材料。在毒理学中可用作生物试验的有各种哺乳动物、水生动物、植物、昆虫、微生物等，但是，最常用的仍是哺乳动物，如小鼠、大鼠、狗、家兔、豚鼠和猴等，根据不同的毒理学试验要求，选用不同的动物。动物实验方法是军事卫生毒理学的主要实验方法，可采用整体动物、离体的动物脏器、组织、细胞、亚细胞甚至DNA进行。根据采用的方法不同，可分为体内实验（in vivo tests）和体外实验（in vitro tests）；也可分为微观（实验室）研究和宏观（群体和环境生态发育）研究。体内实验法,又