*基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)基金(2002AA2Z342D 和2004A A2Z3774)
综 述
发现毒理学的研究进展
*
王全军,吴纯启,廖明阳
(军事医学科学院毒物药物研究所,国家北京药物安全评价研究中心,北京100850)
[摘要] 发现毒理学又称为开发前毒理学(Predevelopmental Toxicology),是指在创新药物的研发早期,对所合成的系列新化合物实体(New Chemical Entities,NCEs)进行毒性筛选,以发现和淘汰因毒性问题而不适于继续研发的化合物,指导合成更安全的同类化合物。发现毒理学的研究既可加快药物研发进程,提高研发成功率,又减少资源消耗。笔者就发现毒理学研究的定义、必要性、研究内容、研究方法和我国当前的研究现状作一简述。 [关键词] 发现毒理学;新化合物实体(NCEs);毒性筛选
[中图分类号]R994 1;R965 1 [文献标识码]A [文章编号]1003-3734(2005)08-0958-04
Progresses of discovery toxicology research
W ANG Quan jun,W U Chun qi,LI AO Ming yang
(Institute o f Pharmacology and To xicology ,Academ y o f Military Medical Sciences ,National Beijing Center f o r Drug Sa fety Evaluation and Research ,Beijing 100850,China )[Abstract ] Discovery toxicology,also named predevelopmental toxicology,is to screen toxicities of new che mical entities (NCEs)in the discovery phase of ne w drug research,to discover and eliminate the compounds that are unsuitable for further development due to their toxicity as early as possible,and to optimize the next more safe compounds.Discovery toxicology research can break through the limitation and improve the efficiency of drug research.This article will present the concept of discovery toxicology,the essentiality of discovery toxicology research.The content,methods and current status of discovery toxicology in China are described too.
[Key words ] discovery toxicology;new chemical entities(NCEs);toxicity screening
药物研发成功与否部分取决于在研发早期严格淘汰不适合进一步研发的化合物。在药物临床前阶段,毒性问题是研发失败的主要原因。在研发早期尽早发现候选化合物的潜在毒性是毒理学研究的重要问题。
多年来,新药研发越来越多地依赖于生命科学技术的研究进展。在新药设计方面,化学家参考药物作用靶、内源性配体和底物的化学结构特征,应用计算机辅助药物设计手段发现选择性作用于靶位的新药;在新药活性筛选方面,现代药物组合化学与体外高通量筛选的成功结合极大地提高了先导化合物的发现速度;在新药的药动学(ADME)研究方面,多种基于药物代谢酶或转运体的药动学筛选模型已开始应用于新药开发研究。这些新技术的成功运用大
大加快了药物研发早期的药物发现、药物合成、药效筛选的进程,从而产生大量的候选化合物。传统药物毒理学研究在时间、经费、样品消耗量和动物数等方面都花费巨大,在药物毒作用机制研究方面难以阐明一些临床使用药物的毒性机制和理想的应急解毒措施,因此传统药物毒理学无法满足因新的生物技术而产生的海量候选化合物的毒性筛选研究,成为限制整个药物研发的瓶颈。而发现毒理学(Discovery Toxicology)的研究将打破这个瓶颈,既可加快药物研发进程,提高研发成功率,又减少资源消耗。笔者就发现毒理学研究的含义、必要性、研究内容、研究方法和我国当前的研究现状作一简要综述。1 定义、产生背景和产生的必要性
伴随着科学技术的发展,当代毒理学的发展将
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以分子毒理学为主线,呈现出以下5种发展趋势: 由被动毒理学向主动毒理学转变。 由高剂量测试向低剂量测试转变。 由单一型动物模型向特征性模型转变。 由低通量测试向高通量测试转变。 由单一用途向多用途、多领域转变。发现毒理学正是体现这5大趋势而应运而生的。
发现毒理学又称为开发前毒理学(Predevelop mental Toxicology),是指在创新药物的研发早期,即对所合成的系列新化合物实体(New Chemical Entities,NCEs)进行毒性筛选,以发现和淘汰因毒性问题而不适于继续研发的化合物,或者是有针对性地设计一些试验研究,解决某些重要化合物的特异性毒性问题,指导化合物合成,帮助选择先导化合物。发现毒理学的基本要求是要快速、灵活,化合物样本量消耗少,并且根据实际情况不断地调整和完善研究。特点是既包括按GLP原则进行的毒性试验评价,也包括不受GLP规范约束的毒性筛选和评价,特别是在产品研发早期。
为了提高新药早期毒性的科学预测性,20世纪90年代初西方各大制药公司将过去的临床前和临床安全性评价的药物毒理学早期研究模式转变为在新药发现阶段即对NCEs进行毒理学与药理学、药效学、药动学相结合的筛选和优化的发现毒理学研究模式,通过综合分析药效学、药代学及毒理学的各项指标,评价系列NCEs的研发前景,从中筛选出毒性小的选出候选新药进行后续研究。其研究的思路是将药物毒理学研究贯穿于新药发现、临床前安全性评价、临床试验和上市后监督与跟踪的整个过程中[1~3]。这就是发现毒理学研究的产生背景。
在药物开发的过程中,通过毒性筛选技术发现新化合物有明显的毒性作用时,则会终止做进一步的研发。但这时,毒理学的主要任务是要了解终止开发的原因,探讨毒作用机制,避免重复开发有类似毒性的产品。此时,有必要采用发现毒理学技术(组学技术、转基因技术等)对化合物进行快速、全面、系统的毒理机制预测研究。建立以作用机制为基础的模型,来检测和预测类似的毒性效应。研究确定化合物毒性效应的生物学机制,有助于建立识别潜在人类毒性的临床指标,更好地评估人类危险度;而探明化合物的化学作用机制,则有助于在产品开发过程中淘汰有潜在毒性的化合物,或者是删除化合物中有潜在毒性的功能基团。
2 主要研究内容和技术手段
按出现的先后顺序分类,发现毒理学的主要研究内容和技术手段大致包括以下4个方面。
2 1 建立药物毒性的早期优化和筛选系统 通过各种评价NCEs细胞毒性或特殊毒性的先导化合物优化技术(Preclinical Lead Optimization Technologies, PLOTs)如细胞毒性筛选技术、一般毒性筛选技术、特殊毒性筛选技术等[4,5]在药物发现阶段对根据先导化合物结构合成的同系化合物进行短期毒性的优化和筛选。应用PLOTs进行药物毒性研究最突出的优点是: 能同时进行系列化合物的毒性比较。 快速、周期短、样品消耗量小、成本低。 毒性筛选的结果通过定量结构活性分析可指导系列化合物的结构改造。PLOTs实验的最终目的是找出系列NCEs中最适宜成为新药的NCEs,其观察的实验终点与新药审批机构规定的临床前新药安全性评价实验终点基本一致,该系统的有效性和可靠性已在国外的研究中获得证实[6,7]。
2 2 利用现代组学( omics)技术研究药物的毒性机制 近年来随着人类及多种模式生物基因组测序的完成,新药发现和研发逐步进入后基因组时代;基因组学[8]、蛋白质组学和代谢物组学[9]等 组学 技术已逐步应用于药物发现毒理学研究。对于经过PLOTs系统筛选出的候选新药,利用基因组学技术和代谢物组学技术进行毒理机制和生物标志物的研究。从而形成 反向毒理学 (Reverse Toxicology)的药物毒作用机制研究的新型模式[10]。反向毒理学属于发现毒理学研究的重要内容之一,其伴随着反向遗传学(Reverse Genetics)研究而产生的,又称之为预测毒理学或演绎型毒理学,其最终目标为单纯分析转录组谱、蛋白质组谱或代谢物图谱即可推知中毒表型。反向毒理学的基本假设为:除快速坏死之外,任何体内外的毒性相关终点都涉及基因或蛋白质的差异表达或代谢产物的差异。其基本工作原理包括:建立基因表达参照数据库,即分析作用机制已知的模式毒物的基因差异表达谱(指纹),找出不同作用模式的毒物所引起的独特性基因表达模式;建立毒理基因组学的标准实验条件和稳定的数据分析软件;比较未知毒物和模式毒物诱发的基因差异表达谱,确定未知毒物的中毒表型。肝脏因独特的生理功能和接触大量外源性化学物,是一种重要的毒性靶器官,目前有数个肝毒性的毒理基因组学数据库正在构建之中。商用毒理基因组学数据库供应商包括Genelogic,Curagen,Ic onix和Phase1。此外,多家大型制药公司也拥有内部的数据库。公用数据库中最常用的则是NIE HS国家毒理基因组学中心数
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据库和国际生命科学研究所数据库。
运用组学技术对候选新药进行机制研究的优势在于: 在NCEs处理细胞(人或动物的细胞)或动物前后分析基因表达和代谢成分的差异,可以在临床前安全性评价之前就能预测出该候选新药的毒性作用机制和潜在的毒作用靶器官;弥补物种间的差异,更好地预测药物在人体上的毒性作用和作用机制。 基于毒理机制设计相应的实验系统,可在临床前研究中选择更为合适的动物模型、设立理想的观察指标。 代谢物组学技术可以弥补体外实验的不足,在对机体无任何创伤的情况下(测定尿液)进行毒理机制的研究[11,12]。研究候选新药的毒理机制可以对新NCEs的合成、临床前和临床研究指标及实验模型的选择具有重要指导意义。
2 3 利用转基因和 基因敲除 动物模型评价候选新药的慢性毒性、致癌性及其毒性作用机制[9] 药物毒性作用机制异常复杂,尤其是慢性毒性药物,找出药物毒性作用的靶点尤为困难。基因敲除技术为阐明某些基因或生物大分子在药物毒性发生中的作用提供了新的途径。如通过敲除胚胎干细胞中某些与胚胎正常发育(如Sonic Hodgehog,PLC)、男性不育(GAPD2S)或者正常免疫功能(如生长因子、干扰素)有关的基因,目前已成功地阐明了类视黄醇致畸,表氯醇致男性不育及氟尿嘧啶致骨髓抑制的机制[13,14]。与传统的规范性动物致癌实验相比,用转基因动物进行致癌性筛选的优越性显而易见。应用现有的转基因动物进行致癌性筛选,时间可以节省,费用得以减少。同时,转基因动物的自发肿瘤率低,对它们的致癌机制已有所了解等。所有这些,都是在新药研究开发的早期或中期,用转基因动物进行致癌性筛选的优越之处。美国环境健康研究所和美国国家毒理项目的研究发现,用携带或敲除P53基因的转基因动物进行的致癌试验与常规动物致癌试验的结果相比,相关性较好。
2 4 利用计算机模型或专家系统预测新化学实体的潜在毒性 即采用硅上毒理学(in silico toxicology)的技术手段和毒性的定量结构活性模型(QSAR)分析化合物的毒性。目前,在致癌性即致突变性的计算机QSAR方面已取得较大的进展,但在其他毒性终点的计算机模型预测方面正在探索中。
3 我国发现毒理学的研究现状
我国的新药发现毒理学研究基本还是空白。究其原因,主要为以下几个方面: 多年来,我国的药物研发主要以仿制国外药物为主,在研发过程中因毒性问题而导致失败的风险比较小,故对发现毒理学的研究和应用并不感到急迫。 我国的药物毒理学研究还处于仅在临床前对候选新药进行安全性评价研究的阶段,主要是应用传统毒理学的研究方法,显然不适用于系列NCEs的毒性筛选。 药物组合化学合成、高通量活性筛选技术等在我国刚刚起步。然而,近年来制药行业业已认识到:创新药物的研发关系民族制药工业的存亡。 十五 规划已提出 创新药物与中药现代化 的重大课题。一些与创新药物研制相关的技术平台已正在建立,势必将大大提高候选化合物的产量。由此可见,我国创新药物研究的发展,必将会面临早期药物毒性筛选和优化的挑战。为提高创新药物研发的成功率,减少因药物毒性导致新药研发失败,应尽快发展与创新药研究相匹配的发现毒理学研究,以达到整个创新药物研发体系的综合协调发展。
在国家重大科技专项863基金(2002AA2Z342D 和2004AA2Z3774)的资助下,作者所在的实验室自2000年起,率先在国内开展创新药物发现毒理学研究[15~17];对候选药物的选择和决策发挥了重要的指导作用,并取得可观的经济效益。
[作者简介] 王全军(1976-),男,博士,主要从事药物毒理学研究和药物安全性评价工作。联系电话:(010)66931629, 66931632,E mail:wlongbj@https://www.doczj.com/doc/348185401.html,。
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(接受日期:2005-04-20)
重组人促红细胞生成素在肿瘤相关性贫血中的应用
姜永生,于世英
(华中科技大学同济医学院附属同济医院肿瘤中心,武汉430030)
[摘要] 贫血是肿瘤患者的常见合并症,既往治疗肿瘤相关性贫血多用输血,存在诸多缺点及风险。近年来重组人促红细胞生成素在肿瘤相关性贫血中的应用日益受到重视。现简述重组人促红细胞生成素的药物类别、适应证、用法用量、临床应用、缺点、不良反应、使用现状及应用限制等。
[关键词] 肿瘤相关性贫血;重组人促红细胞生成素;输血
[中图分类号]R973 3;R969 4 [文献标识码]A [文章编号]1003-3734(2005)08-0961-04 Clinical use of recombinant human erythropoietin in cancer related anemia
JIANG Yong sheng,YU Shi ying
(Cancer Center,Tongji Hos pital,Tongji Medical College,
Huazhong University o f Science and Technology,Wuhan430030,China)
[Abstract] Ane mia is a frequent complication of cancer and its treatment.Traditionally,transfusion was utilized as an adjuvant treatment to cancer related anemia,despite side effects and potential risks associated with the transfusion therapy.More recently,recombinant human erythropoietin has become an attractive market to target for the cancer related anemia in ter ms of its unmeet need and superiority of action. This article presents a description of the recombinant human erythropoietin of the classification,indications, pharmacotherapy,safety,limitation and unmeet needs.
[Key words] cancer related anemia;recombinant human erythropoietin;transfusion
贫血是肿瘤患者的常见合并症,据统计,大约有50%的肿瘤患者发生贫血,而在晚期肿瘤及接受化疗或放疗的患者中,贫血的发生率则高达90%[1]。以往治疗肿瘤相关性贫血(cancer related anemia)多采用输血,但输血改善贫血维持时间短、并发症多且比较严重,如输血反应、感染多种传染病等,不易为患者接受。1983年,人促红细胞生成素(EPO)基因被分离克隆,随后应用基因工程技术,获得了重组人促红细胞生成素(rhEPO)并广泛应用于肾性贫血的治疗,取得了肯定的疗效。近年来,rhEPO用于肿瘤相关性贫血的治疗也日益受到重视。
EPO主要是由肾脏的近球细胞分泌的一种单链糖蛋白,相对分子质量为30000~34000,它主要通过作用于未成熟的红系细胞膜表面的E PO受体起作用,当氧分压降低、血氧含量下降(如贫血)或血红蛋白结合能力异常升高时,EPO产生增加,促进骨髓中红细胞系的增殖、分化、成熟和释放。
恶性肿瘤患者体内的EPO反应性生成迟钝,内
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药物毒理学Drug Toxicology 陈立峰研究员
第一节药物的基本作用
药物毒理学 第一节毒理学概述 第二节中药不良反应 第三节急性毒性试验 第四节长期毒性试验 第五节特殊毒性试验
第一节毒理学概述 药物毒理学(drugtoxicology)：是研究药物对机体有害作用的科学。 主要研究药物不可避免地导致机体全身或局部发生病理学改变，甚至引起不可逆损伤或死亡； 同时也研究药物对机体有害作用的发生、发展与转归，以及毒理机制与危险因素。 由于药品是专供人类防治疾病使用的特殊物质，具有两重性，需要正确评价其药理效应和不良反应，与其他各毒理学分支有所区别。
药物毒理学研究也包括新药上市前的安全性评价和危险性评估。 药物毒理学包括描述性毒理学(descriptive toxicology)、机制毒理学(mechanistic toxicology)和应用毒理学(ap-plied toxicology)。 描述性毒理学：通常仅直接考虑药物毒性的结果，为药物安全性评价和其他常规需要提供毒理学信息。 一般通过动物试验而获得毒性资料，评估药物使用时对人类的毒性作用。
通常在商业性或政府机构的毒性实验室进行研究，以获得药物基本毒性信息(数据库等)，用于确定大多数 用药情况下对各种器官的毒性(危害)。 通常研究的内容有急性或长期毒性，包括遗传毒性、生殖毒性和致癌性；机体对毒物的代谢和清除，毒物的吸收、分布与蓄积；以及产生毒性作用的量效试验。机制毒理学：通过研究药物对细胞或组织产生毒性的生理、生化改变，阐明药物对机体毒性作用的机制。通常在细胞组织学、生物化学和分子生物学水平，明确药物产生毒性的生物学过程。
理论免疫学研究进展 （辽宁中医药大学基础医学院, 辽宁沈阳，110032） 【摘要】理论免疫学用数学的方法来研究和解决免疫学问题，以及对免疫学相关的数学方法进行理论研究的一门科学。随着高通量方法和基因组数据的出现，理论免疫学从受体交联和免疫原理、jerne的相互作用网络和自我选择等经典建模方法开始向信息学、空间扩展模型、免疫遗传学和免疫信息学、进化免疫学、分子生物信息学和表遗传学、高通量研究方法和免疫组学等方面转变。 【关键词】免疫学, 理论；数学模型；生物数学 advances of theoretical immunology jin yan （basic medical college, liaoning universtity of traditional chinese medicine, liaoning shenyang, 110032,）【abstracts】theoretical immunology is to develop mathematical methods that help to investigate the immunological problems, and to study the mathematical theory on immunology. with the advent of high-throughput methods and genomic data, immunological modeling of theoretical immunology shifted from receptor cross linking, jerne interaction networks and self-non self selection, toward the informatics, spatially extended models, immunogenetics and immunoinformatics, evolutionary immunology, innate immunity
*基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)基金(2002AA2Z342D 和2004A A2Z3774) 综 述 发现毒理学的研究进展 * 王全军,吴纯启,廖明阳 (军事医学科学院毒物药物研究所,国家北京药物安全评价研究中心,北京100850) [摘要] 发现毒理学又称为开发前毒理学(Predevelopmental Toxicology),是指在创新药物的研发早期,对所合成的系列新化合物实体(New Chemical Entities,NCEs)进行毒性筛选,以发现和淘汰因毒性问题而不适于继续研发的化合物,指导合成更安全的同类化合物。发现毒理学的研究既可加快药物研发进程,提高研发成功率,又减少资源消耗。笔者就发现毒理学研究的定义、必要性、研究内容、研究方法和我国当前的研究现状作一简述。 [关键词] 发现毒理学;新化合物实体(NCEs);毒性筛选 [中图分类号]R994 1;R965 1 [文献标识码]A [文章编号]1003-3734(2005)08-0958-04 Progresses of discovery toxicology research W ANG Quan jun,W U Chun qi,LI AO Ming yang (Institute o f Pharmacology and To xicology ,Academ y o f Military Medical Sciences ,National Beijing Center f o r Drug Sa fety Evaluation and Research ,Beijing 100850,China )[Abstract ] Discovery toxicology,also named predevelopmental toxicology,is to screen toxicities of new che mical entities (NCEs)in the discovery phase of ne w drug research,to discover and eliminate the compounds that are unsuitable for further development due to their toxicity as early as possible,and to optimize the next more safe compounds.Discovery toxicology research can break through the limitation and improve the efficiency of drug research.This article will present the concept of discovery toxicology,the essentiality of discovery toxicology research.The content,methods and current status of discovery toxicology in China are described too. [Key words ] discovery toxicology;new chemical entities(NCEs);toxicity screening 药物研发成功与否部分取决于在研发早期严格淘汰不适合进一步研发的化合物。在药物临床前阶段,毒性问题是研发失败的主要原因。在研发早期尽早发现候选化合物的潜在毒性是毒理学研究的重要问题。 多年来,新药研发越来越多地依赖于生命科学技术的研究进展。在新药设计方面,化学家参考药物作用靶、内源性配体和底物的化学结构特征,应用计算机辅助药物设计手段发现选择性作用于靶位的新药;在新药活性筛选方面,现代药物组合化学与体外高通量筛选的成功结合极大地提高了先导化合物的发现速度;在新药的药动学(ADME)研究方面,多种基于药物代谢酶或转运体的药动学筛选模型已开始应用于新药开发研究。这些新技术的成功运用大 大加快了药物研发早期的药物发现、药物合成、药效筛选的进程,从而产生大量的候选化合物。传统药物毒理学研究在时间、经费、样品消耗量和动物数等方面都花费巨大,在药物毒作用机制研究方面难以阐明一些临床使用药物的毒性机制和理想的应急解毒措施,因此传统药物毒理学无法满足因新的生物技术而产生的海量候选化合物的毒性筛选研究,成为限制整个药物研发的瓶颈。而发现毒理学(Discovery Toxicology)的研究将打破这个瓶颈,既可加快药物研发进程,提高研发成功率,又减少资源消耗。笔者就发现毒理学研究的含义、必要性、研究内容、研究方法和我国当前的研究现状作一简要综述。1 定义、产生背景和产生的必要性 伴随着科学技术的发展,当代毒理学的发展将 958
2012年第7卷 第2期， 133-139生态毒理学报 Asian Journal of Ecotoxicology Vol．7，2012 No．2，133-139 收稿日期：2011-08-12录用日期：2011-10-14作者简介：李君灵（1970-），女，博士，副教授，研究领域：环境毒理学与运动生理学；E-mail ：lijunling_ljl@https://www.doczj.com/doc/348185401.html, ；*通讯作者（Corresponding author ），E-mail ：zqmeng@sxu．edu．cn 我国大气环境毒理学研究新进展 李君灵1，2，孟紫强 2，* 1.山西财经大学体育学院，太原030006； 2.山西大学环境医学与毒理学研究所，太原030006 摘要：对大气环境中重要污染物的毒理学作用及其机制方面的文献进行综述。首先，总结了细颗粒物（PM 2.5）和纳米颗粒物对呼吸系统和心血管系统毒理学作用及其机理方面的研究；然后，评述了二氧化硫（SO 2）对基因表达的影响及内源性SO 2生理作用方面的研究，提出SO 2既是一种全身性毒物，又是一种新型信号分子的新观点；对大气环境致癌物，特别是有关苯并芘致癌作用分子机制的研究进行讨论；对大气中臭氧和光化学烟雾对健康影响的研究作了评述；最后，对室内空气污染物尤其是甲醛的毒性作用及其机理方面的最新研究进行了评论。关键词：大气环境毒理学；细颗粒物；二氧化硫；致癌物；臭氧；甲醛文章编号：1673-5897（2012）2-133-07中图分类号：X171．5 文献标识码：A Current Progress in Atmospheric Environmental Toxicology in China Li Junling 1，2Meng Ziqiang 2， *1.School of Physical Education ，Shanxi University of Finance and Economics ，Taiyuan 030006，China 2.Institute of Environmental Medicine and Toxicology ，Shanxi University ，Taiyuan 030006，China Received 12August 2011accepted 14October 2011 Abstract ：Toxicological effects and mechanisms of important pollutants in the atmospheric environment are re-viewed.Firstly ，the studies on toxicological effects and mechanisms of fine particles （PM 2.5）and nanometer parti-cles on respiratory and cardiovascular systems are summarized.Secondly ，the investigations on effects of sulfur di-oxide （SO 2）on gene expressions and physiological roles of endogenous SO 2are commented.It is proposed that SO 2is a systemic toxin and a new type-gas transmitter.Thirdly ，the molecular carcinogenesis mechanisms of carcino-gens in the atmospheric environment ，especially benzopyrene ，are discussed.Fourthly ，toxic effects of atmospheric ozone and photochemical smog on health are summerized.Finally ，the up to date studies on toxic effects and mech-anisms of indoor air pollutants ，especially formaldehyde ，are commented. Keywords ：atmospheric environmental toxicology ；fine particles ；sulfur dioxide ；carcinogen ；ozone ；formaldehyde 大气环境毒理学是研究大气污染物对人体、人群以及与人体健康相关生物的损害效应及其规律的一门科学。第二次世界大战以来，随着世界人口的增加、工业生产和交通运输的发展，以及煤炭、石油等能源利用的增长，各种废气排放量增多，大气受到了严重污染，使人类的健康和物质财富受到了直接 或间接的危害。因此，大气环境毒理学问题一直是 环境科学领域研究的热点之一。本文对有关典型大气污染物如大气悬浮颗粒物、SO 2、大气环境致癌 物、光化学烟雾以及室内空气污染物等的毒性作用及其机理的近期研究进行综述。
肉桂胶的特性及其毒理学研究进展(综述) 肉桂胶(Cassia Gum)是由肉桂(Cassia tora，也称C. obtusifolia)的胚乳加工制成的一种粉状物质，其贸易名称为DIAGUM cS(在法国暂时批准期间也称为Mucigel X 18H)。在国外市场上以两种形式销售：一种是100% cassia Tora/obtusifolia种子胚乳制成的粉状物质；另一种是与其他凝胶剂或增稠剂(如角叉胶、槐豆胶、瓜尔豆胶、琼脂、黄原胶等)混合而成的复合添加剂。肉桂胶适用于与其他胶质结合生产凝胶体，在食品中有很大的潜在应用价值，可用作增稠剂、乳化剂、泡沫稳定剂、保水剂等。其用量与槐豆胶和瓜尔豆胶相似。肉桂胶80年代方在国外出现，并进行了有关的毒理学实验。目前，欧洲已批准肉桂胶用于宠物食品(EEC no.499)作为稳定剂(增稠剂、胶凝剂)。日本健康福利部1995年8月10日第160号公告批准肉桂胶用作食品添加剂。美国成立了由毒理学、药理学和食品科学专家组成的专家组，评审肉桂胶作为增稠剂用于人和宠物食品的安全性。我国目前尚未见生产、使用或研制该种产品的报道。 1 主要成分及特性肉桂胶在结构与化学特性上与槐豆胶和瓜尔豆胶相近。肉桂胶由75%以上的多糖构成。半乳糖与甘露糖的比率是1∶5。甘露糖占77.2%～78.9%，半乳糖占14.7%～ 15.7%，葡萄糖占6.3%～7.1%。根据结构上相近的多聚半乳甘露聚糖瓜尔豆胶的分子量〔1〕和槐豆胶的分子量〔2〕，测出肉桂胶的分子量为200000和300000〔3〕。肉桂胶是一种灰黄色粉末状物质，具有特有的水果样香味，在冷水中溶解良好并形成胶质溶液，煮沸后形成高黏滞性的水状胶体。与其他凝胶剂或增稠剂如角叉胶或黄原胶结合用于水溶液时，形成凝胶体。5%溶液的pH值为6.5～7.5。 2 毒理学研究 2.1 急性口服毒性肉桂胶的急性口服毒性很低，雄鼠口服LD50值大于5000mg/kgBW。〔4〕 2.2 亚慢性毒性动物对肉桂胶的耐受性很强。在用狗、猫和大鼠进行的三种亚慢性毒性研究中，仅见与剂量无关的进食量减少，但与肉桂胶在胃肠道的吸收及随后的容积增加有关，未发现明显的毒性。Schuh W〔5〕将小猎犬分为2个试验组和1个对照组，每组雄、雌各4只。在两组实验动物的罐装饲料中分别掺入0.75%和2.5%的肉桂胶(平均剂量约为每天1000和3500mg/kg bW)，连续喂养90d。对照组接受含有角豆荚的类似饲料。生化和血液学检验结果是两个试验组的雄、雌小猎犬都出现周期性轻微的生化和血液学的变化。但认为与肉桂胶无关，与对照组比较，大部分不随剂量和时间而变化。对所有动物都进行了骨髓检查，尿分析以及肉眼病理学(包括器官重量)研究。对高剂量组和对照组所有动物的主要器官以及低剂量组动物的肝、肾、心都进行了病理检查。结果未发现与肉桂胶有关的毒副作用，动物的生存率为100%，实验组动物对水的需求随剂量增加而增加，这可能与肉桂胶在胃肠道对水的潴留有关。Virat M〔6〕将猫分成3组，每组雄、雌各5只，在每组猫的标准罐装饲料中分别掺入0、5、25mg/g的肉桂胶(平均剂量大约是每天250mg/kgBW和 1250mg/kg bW)，连续喂养91d。对临床、血液、尿液和生物学方面的影响进行了观察和评价，结果都在正常范围之内。对各动物主要器官进行的组织学检查也未显示出明显的病理学变化。Zuhlke U在一项28d的研究〔7〕中，将Sprague-Dawley鼠分成6组，每组雄、雌各5只，前5组将肉桂胶掺入鼠的粉状饲料中喂饲，每组的质量分数分别为0、2.5、10、25、50mg/g，平均剂量水平分别为每天0，125、500、1250、2500mg/kg bW)，连续喂养28d。第
系统毒理学及其研究进展 在总结国内外相关研究的基础上，综述了系统毒理学的原理、诞生背景、研究策略、研究基础及其主要应用。同时，通过介绍系统毒理学的研究实例来阐述其目前的研究进展情况。希望从分子生物学的发展中汲取足够营养并结合传统毒理学的研究成果发展壮大自己。 【Abstract】Based on the foundation of related research at home and abroad，paper summarizes the principle and research strategy，research background，basis and main application of system toxicology. At the same time，to explain its current status a case study of the system is introduced. And we hope to draw sufficient toxicological nutrition from the development of molecular biology and development itself combined with the research of traditional toxicology . 标签：背景；技术；应用；进展 1 系统毒理学及其诞生背景 系统毒理学是近10年来发展起来的一门新兴学科，代表着后基因组时代毒理学发展的新方向。所谓系统毒理学是指通过了解机体暴露后在不同剂量、不同时点的基因表达谱、蛋白质谱和代谢物谱的改变以及传统毒理学的研究参数，借助生物信息学和计算毒理学技术對其进行整合，从而系统地研究外源性化学物和环境应激等与机体相互作用的一门学科[1]。 近年来，生命科学在新理论和新技术上有了突飞猛进的发展，一系列“组学”（omics）应运而生，如基因组学（genomics）、蛋白质组学（proteomics）、细胞组学（cellomics或cytomics），等新学科不断涌现，使人们对基因和基因组的认识，对生命本质的认识和认识生命、健康的手段取得了重要的进展。 另外，传统的毒理学研究依然存在许多不足，相对于飞速发展的分子生物学技术和越来越多的外源性物质，毒理学的研究方法急待革新。 系统毒理学的发展，既有系统生物学发展的外在刺激，又有传统毒理学在发展中克服自身不足的内在需求。 2 生物学基础 2.1 基因组学 基因组学是研究基因组的结构、功能及表达产物的学科。基因组的产物不仅是蛋白质，还有许多复杂功能的RNA。将基因组学的方法与技术应用于毒理学研究领域，称之为毒物基因组学（toxicogenomics）。毒物基因组学的基本方法是通过观察生物在接触毒物后基因表达谱的变化，筛选毒性相关基因、揭示毒作用
贝类免疫学研究进展 摘要：综述了贝类免疫在细胞学和分子生物学研究方面取得的新进展，阐述了贝类血细胞中与免疫有关的结构和功能血细胞的培养和凋亡。贝类动物细胞免疫主要通过细胞的吞噬作用完成。溶酶体酶、凝集素、抗茼肽等体波免疫因子以杀茵、促进吞噬等方式参与贝类的免疫防御，阿片样活性肽、细胞因子、细胞激酶等是贝类免疫通信中的化学递质。化学递质通过介导免疫信号传导参与贝类的免疫防御，也是近年贝类的免疫研究的新热点。贝类生活环境中的各种因子能显著改变贝类的免疫机能，贝类对生态因子的敏感性使贝类的生态学研究成为人类等高等动物的生态免疫学研究模式。 关键字：细胞免疫；体液免疫；化学递质；分子生物学 全面阐释贝类的免疫机制和免疫生态学机制，对于贝类自身抗病能力的提高和高等动物的免疫生态学研究都有重要的理论意义和实际意义。贝类的免疫反应系统包括细胞免疫和体液免疫，两者密切相关，在抵御异物侵袭方面相辅相成，贝类通过免疫应答，提高机体的抵抗力。贝类的免疫学研究已有百余年的历史，目前，贝类免疫学研究已经从贝类血细胞结构和功能的研究，体液免疫因子的发现和分离，进入到探索化学递质介导的免疫信号传导和各种免疫因子相互作用的阶段。本文就多年以来国内外对贝类血细胞的分类，血细胞中与免疫有关的细胞结构，血细胞的培养和凋亡，免疫因子及其在抵御病原生物入侵时所起的作用，与贝类免疫相关的基因研究，贝类免疫的细胞和分子生物学机制及免疫调节机理等方面取得的进展做一综述。 l.贝类的细胞免疫 1.1血细胞的分类 对于贝类血细胞的分类，多数学者根据大小和胞内颗粒，将贝类血细胞分为有颗粒细胞和无颗粒细胞，而许多贝类还存在其他的一些亚型。分类方法多采用电镜观察结合一些细胞染色技术以及借助流式细胞仪将大小和粒度存在差异的贝类血细胞区分[1]，张朝霞[2]，提出细胞核质比和免疫功能特点是贝类血细胞分类的重要依据，结合血细胞的形态结构可以将杂色鲍血细胞分成两大类（颗粒细胞和无颗粒细胞），而无颗粒细胞又可以进一步细分成透明细胞和类淋巴细胞，两者在核质比和细胞免疫功能上明显不同。 1.2血细胞的功能 贝类血细胞参与了机体损伤的修复、贝壳的重建、吞噬异物颗粒和消除有毒物质等过程，是贝类免疫的主要承担者。异物入侵贝类机体直至异物被吞噬和消化的整个过程，需要血细胞内和血淋巴中很多物质的参与，一些学者指出该过程受到温度、盐度和污染物等环境胁迫因素的影响。张朝霞[2]等首次研究了对杂色鲍流行病病原弧菌具有良好抑菌效果的。种抗生素对杂色鲍血细胞的吞噬、趋化和溶酶体膜完整性等免疫功能的影响，发现种抗生素对鲍血细胞的免疫功能均有不同程度的破坏，且促进血细胞吞噬活性的作用并非随抗生素的浓度上升而提高，以此说明贝类养殖中滥用抗生素和盲目加大投放浓度的严重后果，并发现链霉素用于治疗鲍弧菌病，不但可以显著地提高杂色鲍血细胞对病原弧菌的吞噬活性，对鲍血细胞的趋化和产生活性氧等免疫功能的破坏程度也低。 2体液免疫 在贝类的免疫系统中，除了细胞免疫方式外，血淋巴中的溶酶体酶、凝集素、非特异性抗菌肽等体液因子也发挥重要的防御作用。细胞免疫和体液免疫协同作用，共同抵抗外来物质的入侵。 2．1溶酶体酶 溶酶体酶主要有酸性磷酸酶、碱性磷酸酶、p葡萄糖甘酸酶、脂肪酶、氨肽酶、溶菌酶等，
2Chin J Ind Hyg Occup Dis,Febru ary1998,Vol.16,No.1 述 评 镉的毒性和毒理学研究进展 刘杰 镉(Cadmium)是一种重金属,它与氧、氯、硫等元素形成无机化合物分布于自然界中。镉对人体健康的危害主要来源于工农业生产所造成的环境污染。镉对肾、肺、肝、睾丸、脑、骨骼及血液系统均可产生毒性,被美国毒物管理委员会(ATSDR)列为第6位危及人体健康的有毒物质。环境中的镉不能生物降解,随着工农业生产的发展,受污染环境中的镉含量也逐年上升。镉在体内的生物半衰期长达10～30年,为已知的最易在体内蓄积的毒物。镉在肾脏的一般蓄积量与中毒阈值很接近,安全系数很低。在60年代提出了镉污染与日本“痛痛病”的因果关系后,环境中的镉与健康关系的研究日益受到重视。近几年来,有关镉毒理学研究的文献每年超过600篇(Medline检索)。美国目前有大约100个关于镉与健康的研究课题,涉及各个领域。国内对镉的毒性和毒理学的研究开展得也比较广泛,其中一些在中毒机制方面作了较深入的探讨,有的学者甚至进行了长达十几年的研究。 镉的毒性和毒理学研究进展主要包括以下几个方面: 一、镉污染与人类健康 1.环境中的镉:对环境中镉污染的早期关注局限于锌、铜、铅矿的冶炼。后来注意力转为镉在工业中的应用,如电池、电镀、合金、油漆和塑料等工业。经过多年的努力,国内外对职业劳动中接触镉的卫生保护已大大加强。近年来,对环境中的镉通过食物链对一般人群的潜在危害已受到高度重视。随着含镉磷肥的施用、污水灌溉等,土壤中镉含量增加,继而被某些植物摄取而进入食物链。1997年国际地球生化学会在美国加州专门对此问题进行了讨论并出版了专著;国际环境科学委员会(SCOPE)则进一步将土壤中镉的来源、价态、食物链中的转化以及对一般人群健康的影响定为目前镉研究的一个重点方向。 2.镉的摄入及监测:职业人群镉暴露的主要途径是吸入。对作业场所空气中镉的浓度进行监测并控制在容许范围之内,是保护工人健康的一个重要手段。对一般人群来说,镉暴露主要来源于食物和吸烟。人们每日可从食物中摄镉30～50 g,但仅有1%～3%被肠胃吸收。因此,对镉的胃肠吸收、体内分布和排泄的影响因素一直是镉毒理学研究中的一个热点。其中,镉与金属硫蛋白(m etal-lothio nein,MT)的结合,及镉与锌、钙的相互作用是影响镉体内代谢动力学的重要因素。血镉的含量可用来评价近期的镉暴露,尿镉含量则在一定程度上反映了镉性肾损伤和体内的镉负荷。尿中的 2-微球蛋白和尿M T的含量已作为镉暴露的生物标志物。 二、镉的毒性研究进展 1.镉的肾毒性:肾损伤是慢性染镉对人体的主要危害。一般认为镉所致的肾损伤是不可逆的,目前尚无有效的疗法。很多学者认为:镉所致的肾损伤是由在肝脏形成的镉-金属硫蛋白(M T)复合物(CdM T)引起的。因此,一次性大量注射CdMT造成肾损伤的动物模型用来研究镉的肾毒性机制已达20年之久。最近,用删除了M T的转基因动物的实验结果表明:镉所致的肾损伤并不一定依赖于CdM T的形成,无机镉亦能直接造成肾脏损伤。一次性注射CdM T主要造成肾小管细胞的坏死,而慢性染镉造成的病理改变则波及整个肾脏,包括肾小球的损伤和肾间质的炎症。慢性染镉 作者单位:66160美国堪萨斯城,堪萨斯大学医学中心药理毒理系
第一章药物毒理学绪论 药物毒理学(drug toxicology):研究药物对机体的毒性反应、中毒机制及其防治方法的一门独立的学科,它也就是药理学研究不可缺少的内容之一。 ?就是研究药物对生命有机体有害作用的科学 ?就是毒理学的分支学科之一 ?就是一门与药学、药理学、临床药物治疗学密切相关与交叉的药学边缘学科。 第一节毒理学概述 毒理学 (toxicology) : 传统毒理学:研究外源化学物对生物体损害作用的学科。 现代毒理学:以毒物为工具,在实验医学与治疗学的基础上,发展为研究化学、物理与生物因素对机体的损害作用、生物学机制、危险度评价与危险度管理的科学。 一、毒理学简史: (一)古代与中世纪毒理学 ?萌芽 5000前(3000-2000 B、C),有文字记载约3500年历史。 ?最早的毒物研究开始于1500 B、C,人类最早的医书、古埃及的《埃伯斯草文稿》已记载了700多种的毒物与药物,如毒芹、铅与锑等。 ?公元50年希腊医生迪奥斯克理德斯(Dioscorides)所著的《药物论》,把毒物分成动物、植物与矿物,描述配图,成为之后16世纪毒物的主要资料。 ?我国明朝初的《本草纲目》等也记载了有关毒物。如砒石、钩吻、乌头、番木鳖等。 (二 )启蒙时代毒理学 ?产业革命前 由于社会上中毒、误服——法医毒理学 化学药物的合成——药物毒理学 ?产业革命后(19世纪) 工业革命快速发展,职业中毒——工业毒理学
(三 )现代毒理学 ?二次世界大战药品、农药、工业化学物生产的大量增加,毒理学研究亦应运而生。 ? 20世纪20年代许多药物毒性事件的发生,形成了毒理学研究的雏形:砷中毒、氨基比林退热、 2,4二硝基酚减肥、磺胺事件等。 ? 20世纪50年代,FDA对毒理学的职能开始加强 ? 20世纪60年代,震惊世界的“反应停事件”极大地推动了毒理学科学的发展。 1、现代毒理学特点: ?研究范围不断扩大,合作研究机构应运而生。 ?研究内容不断深入,并取得了一些突破性进展。 ?在宏观管理与立法方面的作用日益重要,危险度评定开始成为现代毒理学研究的主要目的与任务。 ?趋于早期参与新产品开发,与经济发展的关系更加密切。 ?学术队伍不断壮大,国际间学术交流不断发展。 2、众多学科交叉渗透 3、从高度综合到高度分化 4、新技术新方法在毒理学研究的应用 基因组学、蛋白质组学的原理与技术的发展与应用,为建立高通量毒性检测、有害因素鉴定方法提供了技术支特 生物标志物的研究与确定,为工业毒物、药物、环境毒物的危险度评价提供了工具。 5、系统毒理学 人类基因组计划(HGP,1990启动) 环境基因组计划(EGP,1998启动) 毒理基因组学(Toxicogenomics,2000) 系统毒理学(Systems toxicology,2002) …… 二、毒物(toxicant)
新药毒理学研究现状和展望 吴远洪 随着医药科技的不断进步发展，人类开发药物的技术越来越成熟，研发新型药物的周期也越来越短，特别是加上巨大的医药市场利润的诱惑，让众多药物研发企业都在日夜不停地开发新药物。虽然研发一种新型药物仍然具有较高的门槛，但是每年上市的新药也并不少，而且很多都是针对现在重大疾病的药物（见表一），然而，“是药三分毒”，药物的上市虽然解决了很多人类疾病，但也同样带来了一系列的不安全因素，近年来，由药物导致事故的报道已是屡见不鲜，每年因为出现重大不良反应或者毒副作用而撤出市面的药物也不在少数，从80年代起，撤药事件就有17起（见表二），因此而造成的经济损失，包括企业经济和社会经济基本上都是天文数字，更重要的是其直接造成的生命和健康的代价更是无可估量。 药物不良反应（adverse drug reaction,ADR）是指合格药品在正常用法用量情况下出现的用药目的无关或意外的有害反应[6]。毒理学是研究毒物与机体交互作用的一门学科，已经为人类提供了重要的以剂量-效应关系为中心的数据资料，为化学物毒性评价和人类危险度量化评估提供了基本数据[7]。所以，毒理学是一种预测临床药物毒性，药物安全性评价的重要手段，为药物上市前做好良好的铺垫，也为以后避免造成不必要的经济浪费提供一个决策点。因此，建立准确性高、可靠的药物毒性研究机制是新药研发过程中迫切希望解决的问题。本文就为毒理学在新药研发的应用做出以下综述。 表一、2008-2009年中国上市新药分类统计
一、 毒理学在药物研发的必要性 众所周知，新药研发是一个长周期、高风险、高投入和高产出的工作和过程。其中在整个药物研发过程，临床前毒理学具有非常重要的参考价值和决策价值，其必要性不仅仅体现在经济效价上，也体现在社会价值上。 1.1 毒理学的经济效价 通常情况下，新药从发现到正式上市需要10年左右的时间，2010年一种新药从研发到进入Ⅲ期临床试验所需的费用增加到19亿[1]。所以研发一种药物是建立在庞大的资金链和漫长的研发周期基础上的，其中所付出的人力物力更是乃以计数，然而就算有多艰难研究出来的药物，因为一个不良反应也照样可以彻底毁掉这个药物，甚至是整个企业。往往一个药物的不良反应不仅仅给人们的生命健康带来强烈的冲击，就连企业本身也难脱劫难，就算是基础坚固的百年商业帝国也一样被摧毁殆尽，这在医药历史上已不是鲜为人知的事。因此，如果因为药物不良反应而撤出市场的话，其浪费的资源和付出的代价是相当惊人的。 新药研发经济学研究表明，新药临床试验成功率从20%提高到33%， 可节表二、历史上FDA 的撤药事件
环境毒理学，是环境科学和毒理学的一个分支。它是从医学及生物学的角度，利用毒理学方法研究环境中有害因素对人体健康影响的学科。其主要任务是研究环境污染物质对机体可能发生的生物效应，作用机理及早期损害的检测指标，为制定环境卫生标准做好环境保护工作提供科学依据。利用毒理学方法研究环境污染物对人体健康的影响及其机理的学科。是环境医学的一个组成部分，也是毒理学的一个分支。它主要通过动物实验来研究环境污染物的毒作用。环境污染物对机体的作用一般具有下列特点:接触剂量较小；长时间内反复接触甚至终生接触;多种环境污染物同时作用于机体；接触的人群既有青少年和成年人，又有老幼病弱，易感性差异极大。 环境毒理学主要通过动物实验来研究环境污染物的毒作用。环境污染物对机体的作用一般有接触剂量较小；长时间内反复接触甚至终生接触；多种环境污染物同时作用于机体；接触的人群既有青少年和成年人，又有老幼病弱，易感性差异极大等特点。 环境毒理学的任务主要有三项：研究环境污染物及其在环境中的降解和转化产物，对机体造成的损害和作用机理；探索环境污染物对人体健康损害的早期观察指标，即用最灵敏的探测手段，找出环境污染物作用于机体后最初出现的生物学变化；定量评定有毒环境污染物对机体的影响，确定其剂量与效应或剂量一反应关系，为制定环境卫生标准提供依据。 环境毒理学主要研究环境污染物及其在环境中的降解和
转化产物在动植物体内的吸收、分布、排泄等生物转运过程，和代谢转化等生物转化过程，阐明环境污染物对人体毒作用的发生、发展和消除的各种条件和机理。 ①研究环境污染物及其在环境中的降解和转化产物对机体造成的损害和作用机理； ②探索环境污染物对人体健康损害的早期观察指标，即用最灵敏的探测手段，找出环境污染物作用于机体后最初出现的生物学变化，以便及早发现并设法排除； ③定量评定有毒环境污染物对机体的影响，确定其剂量与效应或剂量－反应关系，为制定环境卫生标准提供依据。 研究环境污染物及其在环境中的降解和转化产物在体内的吸收、分布、排泄等生物转运过程和代谢转化等生物转化过程，阐明环境污染物对人体毒作用的发生、发展和消除的各种条件和机理。 环境污染物对机体毒作用的评定，主要是通过以下几种动物实验方法进行的： 急性毒性试验 其目的是探明环境污染物与机体作短时间接触后所引起的损害作用，找出污染物的作用途径、剂量与效应的关系，并为进行各种动物实验提供设计依据。一般用半数致死量 (LD50)、半数致死浓度(LC50)或半数有效量(ED50)来表示急性毒作用的程度。 亚急性毒性试验
第一章药物毒理学绪论 药物毒理学（drug toxicology）：研究药物对机体的毒性反应、中毒机制及其防治方法的一门独立的学科，它也是药理学研究不可缺少的内容之一。 ?是研究药物对生命有机体有害作用的科学 ?是毒理学的分支学科之一 ?是一门与药学、药理学、临床药物治疗学密切相关和交叉的药学边缘学科。 第一节毒理学概述 毒理学 (toxicology) ： 传统毒理学：研究外源化学物对生物体损害作用的学科。 现代毒理学：以毒物为工具，在实验医学和治疗学的基础上，发展为研究化学、物理和生物因素对机体的损害作用、生物学机制、危险度评价和危险度管理的科学。 一、毒理学简史: (一)古代与中世纪毒理学 ?萌芽 5000前(3000-2000 B.C)，有文字记载约3500年历史。 ?最早的毒物研究开始于1500 B.C，人类最早的医书、古埃及的《埃伯斯草文稿》已记载了700多种的毒物和药物，如毒芹、铅和锑等。 ?公元50年希腊医生迪奥斯克理德斯（Dioscorides)所著的《药物论》,把毒物分成动物、植物和矿物，描述配图，成为之后16世纪毒物的主要资料。 ?我国明朝初的《本草纲目》等也记载了有关毒物。如砒石、钩吻、乌头、番木鳖等。 (二 )启蒙时代毒理学 ?产业革命前 由于社会上中毒、误服——法医毒理学 化学药物的合成——药物毒理学 ?产业革命后(19世纪)
工业革命快速发展，职业中毒——工业毒理学 (三 )现代毒理学 ?二次世界大战药品、农药、工业化学物生产的大量增加，毒理学研究亦应运而生。 ? 20世纪20年代许多药物毒性事件的发生，形成了毒理学研究的雏形：砷中毒、氨基比林退热、 2,4二硝基酚减肥、磺胺事件等。 ? 20世纪50年代，FDA对毒理学的职能开始加强 ? 20世纪60年代，震惊世界的“反应停事件”极大地推动了毒理学科学的发展。 1.现代毒理学特点： ?研究范围不断扩大，合作研究机构应运而生。 ?研究内容不断深入，并取得了一些突破性进展。 ?在宏观管理和立法方面的作用日益重要，危险度评定开始成为现代毒理学研究的主要目的和任务。 ?趋于早期参与新产品开发，与经济发展的关系更加密切。 ?学术队伍不断壮大，国际间学术交流不断发展。 2、众多学科交叉渗透 3、从高度综合到高度分化 4、新技术新方法在毒理学研究的应用 基因组学、蛋白质组学的原理和技术的发展和应用，为建立高通量毒性检测、有害因素鉴定方法提供了技术支特 生物标志物的研究和确定，为工业毒物、药物、环境毒物的危险度评价提供了工具。 5. 系统毒理学 人类基因组计划(HGP,1990启动) 环境基因组计划(EGP,1998启动) 毒理基因组学(Toxicogenomics,2000) 系统毒理学(Systems toxicology,2002) ……
?专家讲座? 哮喘的新概念和免疫学研究进展 李明华 山东省青岛市中西医结合医院 青岛266000 近十年来随着分子生物学的迅速发展,在哮喘病的病因学、遗传学、流行病学、免疫学、发病机理、病理生理学、诊断方法、预防、抗哮喘药物的药理学、新型抗哮喘药物的开发、吸入方法、物理治疗、心理学治疗、生活质量、哮喘病教育、哮喘病与过敏性鼻炎的关系、特殊性哮喘、计算机对哮喘病的管理和哮喘动物实验等方面的研究有了许多新的进展。现将有关哮喘的一些新概念及免疫研究进展加以论述。1 哮喘病的新概念 近年来哮喘病学的重大进展是认识到无论任何严重程度、任何类型的哮喘病的基本病理改变均是一种气道变应性炎症,这种气道炎症是引起哮喘病人气道高反应性、气道通气障碍、临床症状和疾病慢性化的关键。气道炎症机制的提出使哮喘的诊断、治疗和预防等临床发生了很大的变化,提出了许多新的理论和观点,并由此提出了以下新的概念。 1.1 气道炎症和气道重塑 无论任何严重程度、任何类型哮喘病的基本病理变化均是一种气道炎症性改变。这种非特异性气道炎症是引起哮喘病人气道高反应性、气道通气障碍、临床症状和哮喘病慢性化的关键因素,在哮喘病的发病机制中,比气道平滑肌痉挛更为重要。研究证实,所有哮喘病患者的大、中、小气道均存在着不同程度的炎症,属变应性炎症(A llergric inflamm ati on),认为所有类型的哮喘病均与IgE有关,推测所有哮喘病患者的气道炎症均可能是变应性的。 长期的气道炎症可导致气道重塑(A irw ayrc2 m odelin s),包括气道平滑肌细胞的增生、气道平滑肌表现型的转变、气道基底膜增厚、腺体增生、炎症对气道粘膜的破坏和上皮脱落导致的上皮下纤维化增殖、胶原沉积等均可以引起气道管壁的增厚,使管腔直径变小,从而导致气道的重塑和重建。许多细胞因子(特别是生长因子)和基因表达参与了气道重塑的调节,气道的重塑和重建是导致哮喘慢性化的主要原因。 1.2 细胞因子已成为哮喘病治疗的重要免疫靶 随着对哮喘病免疫药理学的研究进展,近年来已经推出了许多新的用于抗变应性炎症的免疫调节药物。如1999年问世的抗IgE单抗、2000年问世的抗R an tes单抗等,抗Eo tax in单抗也将于2003年在英国上市。这些细胞因子调节均在防治变态反应和哮喘病方面取得了较好的临床疗效。同时发现许多重要的哮喘病免疫治疗靶目标。①细胞因子(Cy2 tok ines):主要参与哮喘病发病机制早期阶段的调节,最为重要的是I L23、I L24、I L25、I L26、I L213、I L2 8、I L216和粒细胞巨噬细胞集落刺激因子;I L24、I L2 13参与IgE合成调节;I L23是一种强力的肥大细胞增殖因子;I L25是一种重要的嗜酸性细胞分化因子和B细胞生长因子;I L26是一种强力的B细胞分化和刺激因子;I L28是一种重要的炎性细胞趋化因子;I L216是一种重要的淋巴细胞趋化因子。其他细胞因子包括炎症前细胞因子:如肿瘤坏死因子2Α、I L21Β、I L26和I L218等。它们作用于炎症发生的较早阶段,因而可能有更广泛的生物学活性。阻断这些细胞因子的活性将是哮喘病治疗的重要靶目标。②粘附分子(A dhesi on m o lecu lcs):细胞间粘附分子(I CAM)21、2、3,血管2细胞间粘附分子(V CAM)21等10余种粘附分子,参与炎性细胞的粘附和跨内皮运动。③趋化因子(Chem ok ines):包括Α2趋化因子家族、Β2趋化因子家族和Χ2趋化因子家族的数十种趋化因子参与哮喘病的炎性细胞在气道内的趋化和聚集。④生长因子(Grow th facto r):包括T细胞生长因子21、2,内皮素等,参与气道的重塑。⑤细胞表面分子:多数细胞表面分子属于具有高度发展潜力的一类免疫治疗靶目标,包括CD4、复合刺激分子T1、CD28和CHLA24。T h2特异性趋化因子受体——CCR8和CCR4属于高度或中度发展潜力,假设这些T h2特异性整合素可能被阻断,则可以预防T h2细胞趋化至肺和气道。阻断I L24RΧ也是具有中度发展潜力的治疗哮喘病的方法,但可能诱发免疫抑制。几种细胞传递信号包括N F2?B、JA K3和JA K1等,虽然是哮喘病发病机制必需环节,但也能广泛作用于与哮喘病治疗并不相关的信息通道。然而酪氨酸激酶IT K和转录因子STA T6、BCL6和GA TA3对T h2细胞更具有特异性,是更重要的免疫治疗靶目标,见表1。
文章编号:1001-0580(2005)02-0254-03中图分类号:R114文献标识码:A=继续医学教育讲座> 作者简介:顾祖维,男,1935年1月生,上海人,研究员。1954~1960年在苏联列宁格勒公共卫生医学院学习。 1979~1981年在法国进修毒理学。1987年获法国国家毒理学博士学位。1960~1992年在上海医科大学劳卫生教研组任教,曾任教研室主任。1989~1992年应邀赴美国国家职业安全与卫生研究(NI OSH)工作,兼聘为美国国家研究委员会(NR C)高级研究员。1992年10月~1998年底任上海市劳动卫生职业病防治研究所研究员。1999年1月至今任上海市疾病预防控制中心研究员。从事职业医学和遗传及分子毒理学研究。现任中国毒理学会生化与分子毒理学专业委员会委员,国家自然科学基金会同行评议专家。5卫生毒理学杂志65工业卫生与职业病65中华医疗卫生65环境与健康展望6杂志副主编;5中华劳动卫生职业病杂志65中国工业医学杂志65中国公共卫生65环境与职业医学6等杂志编委。 现代毒理学的研究方法进展及其热点 顾祖维 毒理学在20世纪下半叶有了迅猛的发展,目前已形成了诸多的毒理学分支。按研究的对象或物质可分为金属毒理学、农药毒理学等。随着生产和科学技术的发展,肯定还会不断出现新的分支112。本文对现代毒理学的研究方法进展及其热点作一介绍。 1毒理学研究方法和技术发展 毒理学研究所用的方法和技术决定于要解决的问题。毒理学随科学发展,尤其是生物学和医学的发展也随之发展。毒理学发展的历史证明,引进新的概念、新的理论、新的方法和技术,会导致新的边缘学科的形成,出现毒理学新的分支。分子毒理学的形成是一个明显的见证。在毒理学研究中只要主动引进一种新的方法或技术,就有可能开创一个新的领域,获得一批创新和领先的科研成果。例如生物芯片包括基因芯片、蛋白质芯片的应用,将取代一些耗时的DN A印迹法(Souther n blot)、蛋白质印迹法(Western blot)、R NA印迹法(No rthern blot)和点印迹法(dot blot)。毒理学研究涉及受试化学物及它们的代谢产物的定性和定量问题,需要应用分析化学的方法。色谱)质谱联用的方法已普及。 在整体动物实验中常用组织病理学检查以观察全身器官和组织病理学改变,有利于找到靶器官,对进一步的研究可提供有价值的线索。毒理病理学方法包括光镜和电镜的检查、酶组织化学及免疫组织化学,可用于揭示病变的性质和定位。近年来,也用于研究基因包括癌基因和抑癌基因的表达。经典的病理学检查往往是定性或半定量的,现今结合图像分析,可将图像的改变转化为数据,做到定量的研究。计算机体层摄影(CT)、磁共振成像(M RI)和超声检查可提供形态和功能改变的信息。 实质脏器功能主要应用血液和尿生化指标改变,多功能生化检测仪,在一次进样后可同时检测近百种指标,血液和尿液酶谱分析也常用。对脑的研究常用电生理方法,经典的有脑电图,进一步可用微电极观察特定脑区的电活动。化学物对海马回的作用揭示了大脑学习与记忆的功能,研究毒物对基底节的作用有助于了解Par kinson.s病。大脑诱发电位技术可客观地检查感觉神经系统通路的结构和功能。还常用神经递质及其代谢产物的分析12~62。我国神经行为方法在研究职业性毒物方面已广泛应用。 2当今毒理学研究的热点211一系列/组学0的形成当今毒理学面临前所未有的良好机遇和快速发展。近年来,生命科学在新理论和新技术上有了突飞猛进的发展,一系列/组学0(omics)应运而生,如基因组学(genomics)、蛋白质组学(proteomics)、细胞组学(ce-l lomics或cytomics),等新学科不断涌现,使人们对基因和基因组的认识,对生命本质的认识和认识生命、健康的手段取得了重要的进展。其中某些学科已与毒理学产生交叉融合形成了新分支。如基因组学v毒物基因组学和环境基因组学(tox-i cog enomics or environmental genomics),蛋白质组学v毒物蛋白质组学(tox icoproteomics),代谢组学(metabonomics)v毒物代谢组学(toxicometabonmics),生物信息学(bioinformatics)或芯片生物学(in silico biolog y)v芯片毒理学(in silico toxicolo-gy)等,这此交叉分支学科已成为当前毒理学中最活跃的研究领域172。 近年来,新技术、新方法不断涌现,如包括各种生物芯片转基因和基因删除(gene knockout)技术、报告基因技术、干细胞技术、基因或蛋白质差异表达检测技术、实时定量PCR(r e-a-l time and quantitative PCR)技术、蛋白质组技术平台、代谢组技术平台、发光技术、荧光/比色、干细胞培养技术等。人体和其他生物的基因组计划、环境基因组计划、细胞凋亡和细胞胀亡(o ncosis)等细胞死亡模式、细胞信号转导通路、细胞周期调控和细胞分化机制等的研究进展,为毒理学的发展提供了理论指导。由于物种间基因的同源性,鼠的基因仅比人少300条,约1%的差异,这为从基因水平上研究毒作用的种属差异提供了可能;生物芯片技术可用于筛选毒性相关基因、揭示毒作用的基因表达谱、快速筛选毒物、筛选和检测基因多态性、检测基因突变、进行安全性评价等,从而为解决化学物的联合作用、高通量的筛选化学物、研究毒作用机制等问题18~102。我国近来报道应用基因芯片技术探讨小鼠胚胎心脏发育过程中的差异基因,结果表明,在8404个靶基因中,143个基因差异表达,其中上调基因52个,下调基因91个,分别是细胞分裂、凋亡、信号传导、基因蛋白质表达调控及某些功能尚不清楚的基因1112。 21111代谢组学代谢组学(mteabonomics)是研究机体内代谢网络系统的科学,揭示机体在正常和病理状态下代谢的全貌1122。代谢组学的技术是一种检测整个机体的代谢动力学变化的方法。这种检测仅需几滴血液,利用高频无线电波检测血液中分子磁性,通过高级计算机程序分析,检测血液、血浆和尿液,标本无须特殊的前期处理。此检测也可以有效地 作者单位:上海市疾病预防控制中心,200336