生物标志物在危险度评价中的.ppt

第一页，共三十七页，2022年，8月28日 生物标志物概述 1987年美国国家科学院首先将生物标志物定义为由生物体或样品可测出由外来化合物导致的细胞学或生物化学组份或过程、以及结构或功能的变化。 最初只是将耐污的生物物种称为指示生物(Indicator species或Bioindicator)，随着污染生态学的野外研究和实验室毒性试验研究，逐渐将生物指示物的应用范围扩大至污染生态学的不同生物学组织层次，小至分子水平，大至生态系统结构与功能，包括发生在分子、生物化学、生理、病理组织、生物个体、种群、群落和生态系统等不同生物学组织水平上的生物学效应，从生物学的角度为环境质量的监测和评价提供依据。 第二页，共三十七页，2022年，8月28日 1 生物标志物的定义 生物标志物是生物体受到严重损害之前，在分子、细胞、个体或种群水平上因受环境污染物影响而产生异常变化的信号指标。一种标志物应能敏感有效地反映出生物体发生严重损伤之前的生物变化，并能准确评估生物体所处的污染状态及其潜在危害，为环境污染提供早期警报。 第三页，共三十七页，2022年，8月28日 2 生物标志物的分类 各种生物标志物按其功能，一般可分为三类 。 暴露生物标志物(Biomarkers of exposure) 反应或毒性效应生物标志物(Biomarkers of responser or toxic effect) 易感性生物标志(Biomarkers of susceptibility)。 第四页，共三十七页，2022年，8月28日 2.1 暴露生物标志物 暴露生物标志物指示机体经化学品的暴露，即污染物引起的物体的反应，如指示对重金属暴露的金属硫蛋自(MTs)，但此类标志物不能指示污染物的毒性效应，有助于研究生物对化学分析方法很难检测到的的环境中的不稳定化合物的暴露。暴露生物标志物一般依靠测定体液和组织中特定化学物质或者其代谢物，或者与生物分子相互作用形成的产物。 第五页，共三十七页，2022年，8月28日 2．2反应或毒性效应生物标志物 效应标志物是指在一定的环境暴露作用下，生物体产生相应的可测定的生理生化变化或其它病理方面的改变，即指示污染物对生物体健康状况的损害效应。如指示DNA损伤的DNA加合物，它可能是生物机体中某一内源性成分或测定机体功能容量，产生疾病或障碍的改变等。 确定化学物质的生物学效应的生物标志物很多，从最简单的标志物如监测体重变化至复杂的标志物如采用免疫化学技术测定特定同功酶。酶活性抑制持久，因此，可作为重要的效应生物标志物。 第六页，共三十七页，2022年，8月28日 2.3 易感性生物标志物 易感性标志物是指当生物体暴露于某种特定的外源化合物时，由于其先天遗传性或后天获得性缺陷而反映出其反应能力的一类生物标志物，可指示生物个体对污染物的敏感性。在污染物与生物体相互作用过程中，机体因素是很重要的，性质与剂量相同的污染物对不同的个体可能出现迥然不同的反应，这取决于受作用个体的敏感性一。 一般地各个层次的生物组织，小到微观分子，大到生态系统，在污染物的作用下，都有各自相对应的污染效应及相应的生物标志物。如水藻的种类、数量、结构等可以指示水体污染程度。但生物标志物的研究多集中于分子或细胞水平，种群、群落和生态系统层次上的生物标志物正处于研究的初始阶段。 第七页，共三十七页，2022年，8月28日 3 生物标志物的特征 3.1 特异性 对特定有机污染物或重金属的暴露，有特定生物标志物。因此这些标志物对污染状况具备诊断作用。进一步了解相应的分子反应，并与更高层次的生态危害建立关联，生物标志物便可提供专一性的预报功能。 第八页，共三十七页，2022年，8月28日 3.2 预警作用 污染物与生物体之间所有的相互作用都始于分子水平。生物标志物的产生是对污染物暴露的早期反应，因此这类标志物成了污染物暴露和毒性效应早期警报的指示物。 第九页，共三十七页，2022年，8月28日 3.3 广泛性 从微观分子到宏观生态系统，生物标志物在各个不同层次的生物组织上体现着污染物和生物之间的因果关系。 一般来说生物体之间的共性在分子水平上最大，所以许多分子生物标志物，可广泛应用于实验室研究，也可用于现场实际监测。而污染物的毒性活体鉴定则有难度。 第十页，共三十七页，2022年，8月28日 4 生物标志物的优势 与其他方法相比，生物标志物的最大区别在于可以确定污染物与生物体之间已发生的相互作用。 与其他方法相比，生物标志物的优势主要有一下7大优势。 第十一页，共三十七页，2022年，8月28日 4.1 污染的时空分布 能够了解生物有效性的污染物质在时间和空间上的累积效应，而不是像化