第一节：概述

一、生物样品检验的概念

生物样品检验：检测人体生物材料中化学物质或其代谢产物的含量或由它们所致的无害生物效应水平，以评价人体接触化学物质的程度及可能的健康影响。

职业人群的生物样品检验：是指定期、系统和连续地检测接触有毒有害因素工人的生物材料中毒物和/或代谢产物含量或由其所致的生物易感或效应水平，并与参比值进行比较，以评价一组工人或个别工人接触毒物的程度及可能的潜在健康影响。

 不良的劳动条件，存在着各种职业性有害因素，威胁劳动者健康。

?评价劳动条件的两种主要方法：生产环境监测、生物监测。生产环境监测有其缺点。

 职业人群生物样品检验，属于生物监测的范围，主要针对某种特定生产环境的接触者。

主要任务是通过评价劳动者对化学物质的接触水平及其对机体可能的健康危害来评价外环境污染水平，从而为评价和改善劳动条件提供科学依据。

二、生物样品检验的内容

1、测定生物样品中有毒物质的含量

 目前开展最多的工作

 常用的生物材料时尿和血液，有时也用头发、呼出气等。

例如：体内重金属含量的测定。

2、测定生物样品中毒物的代谢产物

常用的生物材料是尿液。

?例如：接触苯时测定尿酚的含量。

?指标的确定取决于毒物在体内的代谢情况;有的与原形一一对应，有的是非特异性的，即许多化学物经过代谢可以产生这些代谢物，甚至是内源性的代谢产物(尿中的硫醚作为监测亲电子化合物的活性指标)。

3、测定生物样品中由毒物引起的生化指标的改变

毒物在体内影响了机体正常的生理生化功能，使得某种代谢产物增多或减少。

例如：铅中毒时血液或尿中δ-ALA增多;钒可使体内胱氨酸的消耗增加，头发中胱氨酸含量下降。

4、测定生物样品中酶学指标

毒物影响了体内某种酶的活性，使其活性降低或增加。

在职业中毒检验中占有重要地位，有的已成为早期诊断的敏感指标。

例如：有机磷中毒时，胆碱酯酶被抑制，活性降低。

5、测定活性化学物与靶分子相互作用所得产物的含量

 例如：检测血碳氧血红蛋白已在职业医学中长期使用，我国已制定了职业接触生物限值。

 检测活性化学物或活性中间代谢产物与靶分子，如DNA和蛋白质结合产物，以及与之相关、可以替代的与血红蛋白、白蛋白的结合产物。检测尿中巯基尿酸、尿中DNA降解产物8-羟基脱氧鸟苷等。

由于测定方法比较复杂，目前还没有作为常规指标。

三、生物样品检验的特点

1、反映机体总的接触量和负荷

 生物样品检验可反映不同途径(呼吸道、消化道和皮肤)和不同来源(职业和非职业接触)总的接触量和总负荷。

由于作业环境中有害物浓度常常波动较大;以及作业者接触毒物方式可以是多种途径、接触可以是连续抑或间断、接触时可以使用个人防护用品等，使得环境监测结果有时很难正确反映作业者的接触程度。

 环境监测仅能代表外接触量，特别是经呼吸道接触量。至于对作业者实际吸入量的估计，不仅取决于空气中有害物质的浓度，还与吸入空气的量及有害物质的吸收系数有关。不同化学物质的理化特性及其吸收系数亦有差异，波动范围为0～1。

 吸入空气量则受劳动强度、气象条件等多种因素影响，波动范围更大。对一些经皮吸收的化学物，环境监测则根本不能反映接触水平。

可以包括非职业接触。

 在反映接触水平上，生物样品检验较环境监测优越性显而易见。

2、直接检测内剂量和机体负荷及生物效应剂量

内剂量：表示吸收到体内的毒物的量，也可以指某一毒物的积累剂量或在特殊器官剂量，即在体内一个、几个器官组织或整个机体贮存量，这些毒物往往是具有蓄积毒性的，如血中的多氯联苯的量就是反映脂肪中的蓄积量。

 生物效应剂量：在靶器官、靶组织、靶细胞或靶作用部位，真正对机体发生作用的有害物和/或其代谢产物的浓度。

?内剂量和生物效应剂量与有害生物学效应间往往具有量效关系的，因此生物样品检测及监测与保护工人健康的关系较环境监测更为密切。

3、综合了个体差异因素和毒物动力学过程的变异性

生物样品检验是具有生物学基础的，与毒物的吸收、分布、代谢和排泄相关，特别是毒物的代谢及代谢动力学的变异性可影响生物监测的全过程(包括监测策略、指标选择是否准确及结果评价等)。

 由于所有的生物样品检验均为经机体代谢过程的产物，个体间的差异和动力学的变异均可以在检验结果中得到反映。

4、有助于发现和确定易感者

 机体对毒物的易感性是具有个体差异的，常与遗传因素有关，较常见的是机体缺乏某些代谢酶和存在酶的多态现象，致使机体对接触毒物的反应能力有差异。

在职业卫生与职业病防治实践中可见易感者的存在，如N-乙酰转移酶缺乏，对芳香胺化合物及多环芳烃较敏感。α-l-抗胰蛋白酶缺陷者，对呼吸道刺激剂、粉尘更为易感。

 通过易感性指标检测，尽早地发现易感个体，及时采取相应的防护措施。

5、为及时采取预防措施提供依据

四、生物样品检验的局限性

1、有些化学物不能或难于进行生物监测

化学活性大的物质，在接触呼吸道粘膜或皮肤时就起反应而无法检验。如卤族元素、无机酸类等。

 有些化学物进入体内后不易溶解，难于制定生物接触限制。例如石英、石棉等沉积在肺组织中。

属于正常代谢产物的物质，参比值一般波动范围较大，作为生物样品检验指标意义不大。

2、生物样品检验和监测方法有待完善

 有些毒物或其代谢产物尚无合适的检测方法。

 有的虽有可靠方法，但缺乏内剂量与生物效应之间的定量关系的资料，无评价标准，检验和监测结果无法解释。

3、不能反映空气中化学物的瞬间浓度和浓度的变化规律

4、生物样品检验的对象是人

能否很好合作。

 所用检验方法应尽量不给检验对象带来不便和痛苦，更不能损害健康。

检验指标个体间差异较大，影响因素多。

有的指标参比值随地区和测定方法而异。

 取样时间、保存和运输条件可对结果造成影响。

五、生物样品检验在职业卫生工作中的应用

1、接触水平评价

综合反映各种途径进入人体内的毒物含量，尤其是经皮肤吸收。

 例如：TNT的接触水平评价。

2、健康效应评价

 生物效应指标可以反映人体健康受损的程度，如胆碱酯酶活性可以反映有机磷农药中毒的程度。

生物接触限制可用作潜在职业危害和健康评价的依据。

3、生物接触指标可用于防护措施效果的观察和主要接触途径的分析

呼吸道面具的使用：面具的防护效果;接触途径的分析。

4、检出易感个体，保护高危人群

就业前和定期对特定生物样品的检验及监测。

六、生物样品检验的技术路线

1、确定最佳的生物样品、监测指标、采样时间等

 监测指标的选择是首要的。

了解毒物的代谢知识。

理想的监测指标：有较好的特异性和敏感性;与外剂量、最好能与早期的健康指标有明确的量效关系;有灵敏的检测方法。

选择依据：毒物在体内的过程、毒代动力学规律，毒作用特点，特别是中毒机制，以及监测的目。

生物材料的收集时间非常重要，原则上应当根据毒物动力学和毒效动力学的结果决定。通常，推荐一项生物监测指标的同时，会提出相应的采样时间(如班前、班后等)及注意问题。

 如对氯乙烯作业进行监测时，根据目前对其代谢途径研究，主要是通过醇脱氢酶连续氧化和直接氧化为氧化氯乙烯，与谷胱甘肽或半胱氨酸形成硫代二乙醇酸结合物，并有少量以原型由呼出气或乳汁中排出。

由此可选择如下监测项目和指标：①毒物及其代谢产物的测定：尿中硫代二乙醇酸的测定，呼出气、血和乳汁中氯乙烯的测定;②化合物与靶分子相互作用的量：血中烷化血红蛋白测定;③生物学效应指标：目前尚无特异的效应指标，可适当选择血液和肝脏损伤有关的指标。

2、了解有可能对样品检验结果产生干扰的物质

 现场空气中与毒物共存的干扰物质。

 分析过程中可能产生干扰的物质。

3、确定监测方法的灵敏度

了解监测指标的生物接触限值和本底值。

 被测物在非接触者也含有此成分时，监测方法要能够测出本地值的含量;非接触者不含有此成分时，要求能测出0.2倍生物接触限值。

4、确定技术路线

复习国内外发表的文献，调研标准方法，然后确定技术路线。

考虑仪器性能及试剂品种的可能性。

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