生态毒理学中生物标志物研究进展
生态毒理学研究中的生物标志物探测和应用
生态毒理学研究中的生物标志物探测和应用随着环境污染程度的逐渐加剧，对生态毒理学的研究越来越受到关注。
生态毒理学是研究环境化学品对生物的毒性效应和环境基质中的生物毒理问题的学科。
在生态毒理学的研究中，生物标志物成为一种很重要的方法。
本文将探讨生态毒理学研究中的生物标志物探测和应用。
一、生物标志物的定义和分类生物标志物是一种能够反映生物体内生化变化的指标。
它能够反映生物体对外界环境因素的响应和对环境中化学污染物的暴露情况。
根据反映信号的机理和来源，生物标志物可以分为三类：代谢物标志物、蛋白质标志物和基因标志物。
1.代谢物标志物代谢物标志物是指通过生物体内新陈代谢过程中产生的代谢产物，包括代谢酶和代谢产物。
代谢酶主要指肝细胞内的谷草转氨酶和碱性磷酸酶等一些酶，而代谢产物则主要指尿液和血液中的代谢产物。
2.蛋白质标志物蛋白质标志物主要是通过生物体内反应而产生的蛋白质，它们能够直接反映生物体受污染程度的变化情况。
如胃肠激素类、神经肽类、生长因子及其受体、细胞凋亡标志物等。
3.基因标志物基因标志物是指以基因阵列技术为基础的一类新型的生物标志物。
能够通过基因表达量和突变频率反映生物体对环境中化学污染物的响应，以及对环境因素变化的适应性。
二、生物标志物在生态毒理学研究中的应用生物标志物在生态毒理学的研究中有着广泛的应用，可以通过生物标志物的检测和分析，了解生物在受到化学污染物影响时的生理状况和对环境的响应。
1.毒物质的生物评价毒物质是环境中对生物体有害的化学物质，在生态毒理学研究中，常常需要对其进行生物评价。
但是，单纯的急性和慢性毒性试验往往不能准确反映毒物质对生物体的影响。
而生物标志物的检测和分析则可以通过生理和代谢的改变反映化学毒性物质的剂量和作用方式，以及相应生物响应。
2.毒物质的生物监测毒物质的生物监测是生态毒理学研究的重要内容，也是社会保障的一项重要工作。
人类通过生物检测技术可以检测出环境中毒物质的存在情况，并且通过生物标志物的变化程度反映环境中有害污染物对健康的长期影响。
环境毒理学研究中的生物标志物
环境毒理学研究中的生物标志物生物标志物是指生物体内、组织或者环境中可呈现有关物质暴露的反映物，它可以为环境毒理学研究提供了有力的证据，并且为人类健康的评价提供了可靠的基础。
自20世纪60年代起，生物标志物一直是环境毒理学研究中的重要部分，因为它们可以展现复杂毒理事件的作用和功效，帮助研究人员了解生物体与化学物质之间的相互作用。
生物标志物可以是整个生物体的化学成分，也可以是生物组织中的分子或小片段。
例如，在血液或尿液中检测代谢产物，可以揭示毒理事件对个体的影响以及其暴露水平。
在DNA中检测突变，可以检测出对生命功能产生永久性影响的基因突变。
然而，在实践中，使用生物标志物并不容易，其中存在许多技术和生物学问题需要克服。
首先，许多环境毒理学研究中所需要检测的物质在生物体中的浓度非常低，需要开发更加精细和灵敏的技术来检测。
其次，新的生物标志物通常需要一系列的研究来建立它与硬性结果之间的联系，此外，个体之间的差异性也必须被考虑，在建立生物标志物参考范围和评价标准时，这些差异性必须要得到合理的考虑。
最后，许多环境毒理学研究的样本往往来自于野生种群，与实验条件和控制不同，因此，这些生物标志物的结果也非常复杂和容易误导。
尽管有许多困难和挑战，但生物标志物仍然是环境毒理学研究的重要组成部分。
随着技术的不断创新和解决技术难题的不断进展，生物标志物也将越来越重要，将成为环境毒理学工具箱中的重要研究工具。
在中国的环境保护和卫生行业中，生物标志物成为近年来越来越热门的研究方向。
一方面，随着城市化进程的加速，环境污染问题愈发严重，更多的病例也被发现，人们对环境毒理学研究的需求越来越高。
另一方面，新的环保法律和标准也要求在评估环境风险时，必须考虑生物标志物的应用。
由于环境毒理学研究的重要性，中国也有一些研究机构致力于推动生物标志物的研究。
例如，中国环境科学研究院生态环境研究中心和中国科学院环境健康中心等单位都在开展生物标志物的应用研究。
环境毒理学中的生物标记物研究
环境毒理学中的生物标记物研究环境毒理学是研究污染物对生物体的毒性效应和生态风险评估的科学领域。
在环境毒理学研究中，生物标记物是一项非常重要的工具，它可以用来监测和评估生物体受到的污染物暴露和体内毒性效应。
本文将介绍环境毒理学中的生物标记物研究。
一、什么是生物标记物？生物标记物是通过对生物体内的生化、生理、行为等指标进行监测，来反映生物体暴露于污染物的程度或其所引起的生态效应的物质。
生物标记物可以是生物体的分子、细胞、组织、器官或完整个体的特征性指标。
通过对生物标记物的分析和监测，可以及时了解污染物对生物体的影响，并对环境污染进行有效的评估和控制。
二、生物标记物的分类根据其监测对象的不同，生物标记物可以分为分子标记物、细胞标记物、组织标记物和个体标记物。
分子标记物主要包括某些物质或基因的变化，如DNA损伤、蛋白质氧化、酶活性的改变等。
这些分子标记物的变化往往与暴露于污染物的剂量和时间有关，可以用于评估污染物的暴露程度和生物体对污染物的敏感性。
细胞标记物是生物体内细胞功能和结构的指标，如细胞死亡率、细胞膜通透性的改变等。
通过对细胞标记物的监测，可以了解到暴露于污染物后细胞发生的异常变化，从而反映出污染物的毒性效应。
组织标记物主要是通过对组织结构和功能的监测，来评估污染物对生物体的影响。
如肿瘤细胞的形成、组织损伤的发生等，都可以作为组织标记物来使用。
个体标记物是对整个生物体的监测，如动物的行为、生长发育、生殖能力等。
通过对个体标记物的监测可以了解到生物体整体对污染物的适应能力和生态风险的评估。
三、生物标记物的应用生物标记物在环境毒理学研究中有着广泛的应用。
首先，生物标记物可以用来指示环境中污染物的存在和浓度。
例如，某些鱼类体内富集有某种金属元素，可以作为海洋和淡水中金属污染的指示物；某些植物在暴露于重金属污染土壤中会出现生长受阻等现象，可以作为土壤重金属污染的指示物。
其次，生物标记物可以用来评估污染物对生物体的毒性效应。
生态毒理学研究方法及其应用
生态毒理学研究方法及其应用生态毒理学指的是研究生态系统中生物与环境污染物之间相互作用关系的学科，是环境科学领域中的一个重要分支。
为了更好地了解毒物对环境与生物的危害程度以及评估生态系统健康状况，需要采用一系列科学的研究方法。
本文将介绍生态毒理学研究方法及其应用。
一、生态毒理学研究方法1. 毒性试验毒性试验是研究物质对生物的毒性程度的基本方法之一。
常用的毒性试验方法包括急性毒性试验、亚急性毒性试验和慢性毒性试验。
急性毒性试验可以评估在短时间内暴露下物质对生物的毒性；亚急性毒性试验可以评估生物长期暴露在某种物质下的损害程度；慢性毒性试验则可以评估毒物长时间低剂量暴露情况下对生物体造成的潜在风险。
2. 生物标志物生物标志物是使用生物体内的某些物质或生理指标来反映环境污染程度和毒物暴露水平的方法。
常用的生物标志物包括酶活性、代谢产物、DNA损伤指标等。
生物标志物可以作为一种可靠的检测和监测手段，评估生态系统中污染物对生物体的影响。
3. 生态毒理学模型生态毒理学模型是通过对生态系统中污染物在生物体内、水、土壤和大气等不同介质中的迁移、转化和作用进行数学模型化，预测生态系统中污染物的存在和可能发生的效应的方法。
生态毒理学模型广泛应用于污染地区环境风险评估、环境管理和规划及生态安全评估等方面。
二、生态毒理学的应用1. 环境污染评估生态毒理学可以通过评估环境样品中的毒性及生物学影响，了解污染物对环境的影响，为环境保护和生态修复提供科学依据。
生态毒理学方法可以预测环境中有毒或危险物质的成分、来源以及后果，有助于做好环境保护工作。
2. 生态系统管理生态毒理学可以为生态系统管理提供科学依据。
生态毒理学模型可以预测生态系统中物质的迁移，提供生态系统的维护与改善方案。
同时，生物标志物可以监测生态系统中物质的暴露和损伤程度，为环境污染和生态失衡预警提供数据支持。
3. 毒物风险评估生态毒理学方法可以帮助评估毒物对整个生态系统的影响，对于评估毒物安全性、毒性水平及可能的毒害机制有很大帮助。
生物标志物的研究进展
效应 ［。 言之 ， ３简 ］ 生物 标志 物是 生 态毒理 学试 验 的
终点， 所谓 终 点 ， 即在生态 毒 理试验 过程 中所测 得 生物 体的 生物 学反应 。
收 稿 Ｅ期 ： ０８ ０－ ｌ ２ ０ － ２ １ ５
随着分子 生物 学理论和 技术 的迅 速发 腱， 生物
标志物 （ｂ ｏ ａ ｅ ） ｉｍ ｋ ｒ 的研究作 为 个崭新的领 域逐 渐 引起 了国 内外 预防 医学 界的 ｉ 沛 。 ， 物 ｌ Ｊ ｊ ＿ 。 ｛ ’
生物 学 反应 的范 围很广 ，从分 子水 平上 化学
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ｓ ｅ ｉ ｓ Ｂ ｏ ｎ ｉ ａ ｏ ） 随着 污 染生 态学 的野 ｐ ｃｅ 或 ｉ ｉｄｃ ｔｒ ， 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 ， 括 发生 在 分 子 、 物 化学 、 包 生 生理 、 理组 织 、 病
或 由暴 露所 引起 的亚致 死 效 应 资料 瞄。 生物 标志 ： 物 是 机 体对 某种 或某 些 化 学物 质 的牛物 学 反应 ， 可 用 以衡量化 学物 质暴 露 ，有 时也用 以衡量 毒性
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生物 监 测 （ ｉｍ ｎ ｔ ｒ ｎ ） 生 物 标 志 物 是 Ｂ ｏ ｏ ｉｏ ｉｇ 和
年 美 国国家 科学 院首 先将 乍物标 志 物定 义 为 ０ 牛 ｊ 物 体或 样 品可测 出由外 来 化合物 导致 的细胞 学 或
生物标志物研究的回顾与思考
中国科学院水生生物研究所徐盈
有关持久性有机污染物（ＰＯＰｓ）的环境影响及其生态安全评价，已成为当今环境科 学研究的前沿和最富活力的生长点之一．目前已有许多对环境中ＰＯＰｓ进行定性定量分 析的国际标准化学分析方法，但是这些精确的仪器分析方法往往价格昂贵．费时费剂。 而且不能检测生物效应。环境保护的最终目标是保护人类赖以生存的生态系统，生物效 应理应是主要关注的目标。深入研究作为指示污染物危害生物信号的生物标志物．对于 揭示ＰＯＰｓ的生态毒理学效应。生态风险评价及其危害早期预报具有重要的科学意义和 广泛应用前景。 生物标志物是指生物体内由于外源化合物的诱导所产生的可测量的变化，这些变化 包括细胞、生理生化成分、生物转化过程以及结构与功能方面的改变。因此，从广义上 讲，生物标志物是研究污染物与不同水平的生物组织的反应，并用所产生的毒性影响来 反映污染物的作用．虽然生物标志物指示污染物的危害可在不同水平上选择。但随着分 子一细胞一组织一个体一种群水平的生态相关性增加，而可检测的生物标志物却大大减 少。这是因为污染物对生态系统的影响需要经历一段较长的时问才能表现出来，如果等 到生态系统完全退化或功能全部丧失．那时的一切研究已经晚矣．因此，生物标志物研 究的立足点在于其早期预报（ｅａｒｌｙ ｗａｒｎｉｎｇ）研究。在生态系统中．无论污染物对生 态系统的影响有多复杂或者最终的影响如何严重．其最早期的影响必然是从分子水平上 的作用开始的．然后逐一从分子、细胞、组织、个体、种群、群落以至整个生态系统各 个水平上反映出来．分子水平的变化是毒性影响的最早期信号，形态学观察到的变化所 显示的往往已经是毒性影响的后期结果．因此选择分子水平和不同层次上的生物，根据 不同污染物的毒性反应，开展利用生物标志物早期预报污染物危害影响的研究，具有最 重要的科学价值。 生物标志物分为暴露生物标志物、效应生物标志物和耐受性生物标志物。这三者在 实际应用中是相辅相成的。暴露标志物反映的是毒物在生物体内或引起生物效应的剂 量。通常．暴露生物标志物为母体化合物或者其代谢产物，需要采用化学分析的方法去 定性定量：效应标志物是指生物内能够导致危害的生化，生理方面的改变，酶功能的改 变或者污染物与ＤＮＡ等生物大分子的相互作用。离体与活体生物试验方法是研究效应生 物标志物必不可少的试验模型。耐受性标志物是指生物个体固有的对污染物特定的敏感 反应，因此选择指示性生物或生物指示物进行试验对于生物标志物的灵敏度和特异性至
环境毒理学研究中的生物标志物应用
环境毒理学研究中的生物标志物应用环境污染是当前人们共同面临的问题之一，而环境污染对生态系统、动物和人类的影响越来越明显。
在环境污染防治的过程中，科研人员常常使用生物标志物来确定病害或分析污染物的来源和影响。
本文将详细介绍环境毒理学研究中生物标志物的应用，包括生物标志物的概念、分类、选择、采集、分析和评估等方面，以期为环境污染防治及生物安全保护提供参考。
一、生物标志物的概念生物标志物（biomarker）是指在生物体内或其代谢产物中可以被检测到的物质，可反映环境负荷或某种生物学状态的参数。
它们可以是生命体内代谢产物的聚合物或其降解产物，如内源性类固醇、蛋白质、核酸或其外源化合物（如有机污染物、重金属）。
生物标志物可以通过生物学特征（如生物指示器）或生物过程（如毒素代谢结果）来检测环境影响。
通过检测生物标志物，可以对环境污染的程度和对生物体的影响进行评估、预测和控制。
二、生物标志物的分类生物标志物按环境污染物学过程分类可分为四类：代谢标志物、效应标志物、毒性标志物和敏感标志物。
其中，代谢标志物反映环境污染物在生物体内的代谢过程，如多环芳烃、二噁英、苯系物等；效应标志物是直接反映环境污染物对生物体影响结果的指标，如DNA损伤、蛋白质和细胞膜等的崩解；毒性标志物是毒物或代谢产物引起毒性反应和毒性临床症状的指标，如气胸毒素、蓝氧盐、苯胺等；敏感标志物是最敏感地反映生物体对环境污染物暴露的指标，如儿茶酚，鸟苷酸等。
根据生物体类别分为三类：单细胞生物标志物、无脊椎动物标志物、脊椎动物标志物。
其中，单细胞生物标志物在微生物学、细胞学和生物化学中有着广泛的应用，对病原体的检测、种类和数量测定具有非常重要的意义。
而无脊椎动物标志物应用于水生环境中污染物的检测和生物监测，包括浮游生物和石油贝壳类等；脊椎动物标志物应用于陆地和水生活环境毒物污染评估和生物监测。
三、生物标志物的选择与采集生物标志物的选择适应于研究目的和环境污染的类型。
生物科技在生态毒理学的研究
汇报人：
生态毒理学概述 生物科技在生态毒理学中的应用 生物科技在生态毒理学中的研究进展 生物科技在生态毒理学中的挑战与前景 结论与展望
生态毒理学概述
生态毒理学的定义
生态毒理学是研究化学物质对生物体和生态系统的毒性效应及其作用机制的学科
生态毒理学关注化学物质在环境中的暴露、吸收、分布、代谢和排泄等过程
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跨学科合作：加强与其他领域的合 作，共同推进生态毒理学研究
公众认知与教育：提高公众对生物 科技在生态毒理学中的认知水平， 加强相关教育
THANK YOU
汇报人：
生物科技在生态毒理学中的应 用
基因编辑技术在生态毒理学中的应用
基因编辑技术的原理和工具 基因编辑技术在生态毒理学中的应用案例 基因编辑技术在生态毒理学中的优势和局限性 未来展望：基因编辑技术在生态毒理学中的发展前景
生物信息学在生态毒理学中的应用
生物信息学概述：介绍生物信息学的定义、发展历程和应用领域。
未来展望：展望基 因编辑技术在生态 毒理学中的未来发 展趋势，提出相关 研究建议和展望， 为后续研究提供参 考。
生物信息学在生态毒理学中的研究进展
添加标题
生物信息学概述：介 绍生物信息学的研究 领域、发展历程和应
用现状。
添加标题
生物信息学在生态毒 理学中的应用：阐述 生物信息学在生态毒 理学中的具体应用， 如基因组学、蛋白质 组学、代谢组学等。
生态毒理学研究化学物质对生物体和生态系统的毒性效应，包括急性毒性、慢性毒性、致畸性、 致突变性等
生态毒理学的研究成果可以为环境保护和公共卫生提供科学依据
生态毒理学的研究目的
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038 生态毒理学中生物标志物研究进展万 斌(中国预防医学科学院环境卫生与卫生工程研究所,北京 100050)摘要: 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。
对它的检测可为严重毒性伤害提供早期警报,因此受到国内外学者普遍关注。
本文对生态毒理学领域中生物标志物的特性及其在行为、生理、生化方面的研究进展加以综述。
关键词: 生物标志物;生态毒理学;生物标志物检测中图分类号: X 17115 文献标识码: A 文章编号: 100121226(2000)022********审校者:修瑞琴收稿日期:1999205207;修回日期:1999209227 美国国家科学院生物标志物委员会于1987年对生物标志物(b i om arker )进行了系统论述[1]。
目前,生物标志物已被许多学科发展运用,越来越受到人们关注。
生态毒理学领域中,生物标志物也占有重要位置,其概念和检测研究均有所扩展,本文对这方面的研究情况进行了综述。
1 生态毒理学中的生物标志物在美国国家环保局发表的有关生物标志物的报告中,将生物标志物概括为:穿过机体屏障并进入人类组织或体液的环境污染物或其产生的生物效应。
对它们的检测结果可作为生物体暴露、效应及易感性的指示物[2]。
90年代初,D ep ledge 和Fo ssi 等[3,4]曾先后提出生态毒理范畴的生物标志物,认为生物标志物是生物体组织或体液样品中或在个体水平上所能检测到的生化、细胞、生理或行为变化,这种变化可阐明生物体暴露和产生生物效应的信息。
Gok soyr 等[5]认为这些生物标志物系统是生物体暴露于亚致死剂量下的有毒化合物而发生异常变化的信号指标,这种指标不仅可为环境质量退化提供早期警报,而且可以特异性地检测到环境中致癌、致畸、致突变化合物的生物可利用性。
环境污染物首先必须进入生物体,到达靶位点后,才可能产生生物学变化。
广义上说,从暴露到效应产生,其间的级联生物效应都可用适当的生物标志物进行检测,这些生物反应从分子相互作用到细胞损伤及至整个生物体的毒性显现都反映了生物系统与环境因子的相互作用,这些作用可发生在分子、细胞及个体水平上,使生物体产生功能、生理、生化变化。
如果这些生物反应先于严重的结构损害,标志物就有助于确定生物体所处的污染状态及其潜在危害,为严重毒性伤害提供早期警报。
2 生物标志物的特性确定一个与各毒性终点相关的实用标志物需多学科的合作研究。
污染导致的最初反应是从分子相互作用开始的,因此,基于分子机制的标志物研究也是十分必要的[6]。
使用与毒性相关的标志物可加速环境污染危险评价进程,增大其可靠性。
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。
在用动物模型研究低浓度污染物效应时,选择敏感的标志物尤为重要。
有人曾用处于胚胎或幼体时期的生物体来检测生物的生理变化,如En senbach 等[7]发现斑马鱼在胚胎仔鱼阶段,生长、发育和存活率对有机污染十分敏感,很低浓度的3,42二氯苯胺(40m g L )高丙体六六六(2Λg L)的混合暴露即可明显减缓仔鱼的生长发育,80Λg L的林丹可降低仔鱼的存活率。
标志物要在生态系统现状研究中广泛运用,还应对一类污染而非针对某一种污染产生反应[5]。
特异性标志物可反映特定污染物的不良效应,有助于建立暴露2效应关系。
在混合暴露时,高特异性标志物可用以确定污染物的化学性质[8]。
但非特异性标志物也可提供环境暴露的有关信息[9]。
在实际应用中,所发生的标志物反应还应有一段稳定时间,而不是瞬间反应,从而可稳定地加以检测,同时要快速、技术易于掌握[9,10]。
但一种标志物常难以同时具备这些特性。
意大利V igana 等[11]提出同时用几种标志物进行检测,以减少结果的模糊性和误导性。
在标志物选取时还应选择在标志物检测时对受试生物损害较小的标志物指标,称为非破坏性标志物[4,8,9]。
3 生物标志物检测生物标志物是与环境污染的生物检测密不可分的,它是一种有效、前景广阔的环境危险评价工具。
目前研究热点有行为、生理、生化等标志物。
311 行为标志物行为标志物的检测可反映发生在较低生物水平(细胞或分子水平)所产生的综合效应。
包括四种主要杀虫剂在内的许多毒物都可导致神经毒性,亚致死剂量下生物神经系统的生化变化将直接影响生物体的正常行为[9,12]。
若行为的变化影响了生物的繁殖、行动、捕食、回避等行为,则将对生物的生长、发育乃至存活产生不利影响,从而间接导致种群水平的变化。
如:美国的B ridges[13]研究发现315m g L西维因可降低蝌蚪90%的行动能力,且其冲刺游动速度和距离也显著降低,捕食能力、逃避天敌的能力受到影响。
从而其生长率及适应环境的能力大大降低。
有人报道用鱼的栖息地选择行为或游动行为来检测腐殖质变化对鱼的影响[14]。
大型氵蚤(D ap hn iam ag na)由于具有敏感等优越性,也已用于行为测试。
Hoof等[15]概述了大型氵蚤行为测试,包括趋光性分析和运动分析。
此外还有用牡蛎壳运动反应,发光菌、藻尖荧光等进行标志物研究的报道。
近来,行为标志物检测已采用计算机辅助生物测试系统。
有人用这套系统研究了重金属对一种海滩蟹(Ca rcirus m aenas)的行为影响,检测其活动时间、平移速度、运动距离等指标,但重金属暴露的行为变化指标的敏感性和特异性仍有待验证[3]。
行为标志物检测的一大优点是对生物不产生损害。
312 生理标志物生理标志物包括一些特异的生理反应终点,如免疫学反应,也包括普通的生理现象,如生长、繁殖、发育等。
确认污染诱导的生理变化首先要了解测试生物的正常生理状态。
近年技术发展已使人们可同时监测多个生物体的生理指标。
D ep ledge[3]曾报道同时监测多个甲壳类动物的心脏活动,对其正常生理活动和变化进行较全面、深入研究。
这些监测系统也可用于检测捕食率、尿量、粪量、生长率等。
对水生生物进行的连续检测有血循环、分泌、渗透压调节、生长、繁殖等。
有的生理指标既是生理参数又是行为参数。
如鱼的换气行为是与耗氧率密切相关的,鱼鳃组织是首先接触污染物的组织,故会产生明显生理变化,影响鱼的呼吸,同时伴随相应行为变化[12,15]。
这些生理指标都涉及多个组织或系统,对它们的损害将导致生存活力下降。
31211 生长余能检测生长余能(scope fo r grow th,SFG)是对生物能量状态的综合测试,它基于的理论是:生物体在保证正常状态所消耗的能量之外,剩余能将用于生长、发育和繁殖。
生物体暴露于环境污染物时,其防御机制消耗能量,这样将减少用于生长、发育、繁殖的能量。
从整个生态系统来看,这将对个体生物乃至整个种群产生不利影响[9]。
Sm aal等[16]通过研究双壳类的SFG指标,认为它是生物检测的敏感标志物。
还有报道认为对暴露生物生长的直接测定(如:体长、体重)及对能量贮备的间接测定(如:甘油三酯 总脂)都是较为可靠的生物标志物。
B en ton等[1]测得一种鳉鱼(S a ilf in m olly)的体重增加百分比、脂类百分比、甘油三酯百分比等与DD T(o,p′2 DD T)的浓度呈负相关。
尽管有许多研究成功地用RNA DNA为暴露指标,但大多情况下,对水生无脊椎动物是不适用的,而且对不同鱼类,其敏感性也不同[18]。
对水生无脊椎动物来说,直接热量测定(如热损耗率)可反映细胞修复机制、生理性适应的后果,这种方法既可检测生物毒性效应,也可揭示毒物的代谢特征[19]。
SFG检测的不足之处在于它忽略了污染物对能量利用率的影响,而且其假设的剩余能量全部用于生长、繁殖,仍有待证明。
31212 免疫毒理学标志物检测水生生态毒理学的免疫标志物研究主要以鱼类为测试生物。
鱼的特异性免疫反应包括T细胞和B细胞介导的免疫反应。
E lgendy等[20]曾利用尼罗罗非鱼(T ilap a n ilotica)的脾细胞增殖反应来评价有机磷化合物诱导的细胞免疫反应,发现免疫反应的抑制程度与污染(克瘟散和草甘磷)的浓度相关,血清抗体效价也随暴露不断下降。
非特异性免疫反应则涉及细胞的防御机制,其中巨噬细胞功能测试有:趋化性、核噬作用、胞饮作用等。
W ester等[21]论述了鱼类免疫毒理学标志物有:①结构性参数,如:细胞数、组织重量、形态、血清蛋白等。
②免疫调节功能参数,如:对疾病的易感性。
并指出有一些免疫参数有望成为有效的实用标志物。
目前,免疫毒理学标志物的进一步确立和完善仍需对免疫机制进行深入探索。
31213 组织病理标志物近年来,许多学者开始采用组织病理方法进行标志物检测。
Hon rub ia[22]研究了抗蚜威(01002%,01014%)导致的一种蝌蚪(R ana p erez i)的组织病理变化(包括鳃、肝、胆囊、心脏及脊索)和死亡率变化,发现存在直接的剂量2效应关系。
组织病理变化一般不受生物体自身状态及正常环境影响(如季节变化、性别、年龄等),而大多与污染物或不良环境条件有关。
313 生化标志物生化标志物是生物体中最早可测得的污染物诱导反应,因而可为更高生物水平可能产生的损害提供信息[11,23]。
生化变化常涉及蛋白水平的变化、酶活性改变或DNA分子的变化。
应激蛋白是环境压力促使特定基因表达的产物,包括H SP(热休克蛋白)家族及相关蛋白(如葡糖调节蛋白),它是细胞保护机制的重要部分。
污染物可诱导H SP60和H SP70浓度上升,通过对它们的测定可定量地检测环境污染物的不良生物效应,而且对H SP60和H SP70积累的检测有利于大范围调查监测的回顾性研究[24]。
应激蛋白受到生物种类、年龄及外界环境影响,其产生是一种低剂量效应,可说明生物体及其所在生态系统的一般状态。
对污染物和环境因子(冷、热)诱导的H SP70蛋白水平的检测可用H SP70广谱抗体通过W estern b lo tting进行[25]。
Goering[23]还总结了用c DNA探针技术、代谢标记、蛋白染色等技术来检测生物体内应激蛋白的表达水平。
与细胞色素P450相关的混合功能氧化酶(M FO)系统已广泛用于污染物的标志物检测。
P450活性对有机污染(如PA H s,PCB s 等)极为敏感,且许多有机物代谢早期都由M FO介导[20]。
M FO活性不仅可在肝脏中和皮肤活组织中检测,也可通过检测转基因细胞株中P4501A1基因表达报告基因来评价污染物诱导的M FO系统成分活性[26,27]。
M FO系统成分中的常用指标有羟乙基试卤灵2O2脱乙基酶(EROD)及芳香烃羟化酶(A HH)、氨基比林2N2脱甲基酶(A PDM)、尿苷二磷酸葡糖转移酶()细胞色素还原酶、细胞色素b5、总细胞色素等。