生物监测2014.10-ppt课件

5/7/2020职业卫生与职业医学（第6版）1第三节生物监测（315）5/7/20202职业或环境卫生中监测的类型预防措施环境监测外接触接触的生物监测健康监护生物接触限值预防措施医疗保健措施(a)(b)(c)在职业卫生服务领域，我们主要从事的是生产环境的环境监测和健康监护。25/7/20203环境监测指测定和评价工作场所空气中的有毒有害因素，又称为空气监测；空气监测是评价接触的最常用方法，已有有害物质的监测方法、接触效应及接触—效应关系和接触限值。空气监测在监测急性接触危险物、确定发射源、评价工程控制方法的效果和评价职业卫生状况等方面有着重要作用。一、生物监测的基本概念5/7/20204空气监测无伤害，一次空气监测可防止许多人的过量接触。空气监测的应用范围比生物监测广得多，对主要在接触部位起作用（刺激、呼吸道致癌）的有害物质，和机体吸收很少的有害物质来说，比生物监测要有用。可区别职业和非职业接触。但是，环境监测并不能准确地告诉我们机体实际接触的情况。一、生物监测的基本概念5/7/20205生物监测是指定期（有计划）地、系统地监测人体生物材料（血、尿和呼出气等）中化学物及其代谢物的含量或由他们所致的生物效应水平，将测得值与参考值相比较，以评价人体接触化学物质的程度及其对健康产生的潜在影响。一、生物监测的基本概念职业性有害因素呼吸道皮肤消化道机体非职业性有害因素生物监测生物监测反映了不同途径和不同来源总的接触量和总负荷。吸收效率5/7/20209airmonitoring空气监测bloodMetabolites血代谢产物或原型urinarymetabolites尿代谢产物proteinAdducts蛋白加合物exhaledair呼出气5/7/202010血液各种有害物质进入人体，不论经过哪个途径进入，都进入血液，再输送到机体的各部分，血液中有害物质和其代谢物的浓度通常反映了接触的水平。优点：反映接触水平。缺点：血液的采集会造成一些损伤。注意事项：当取血量在0.5m1以上时，当收集样品的环境有外源性化学物质存在增加了污染可能性时，以及测定血中易挥发性的化学物质时，均不宜采集末稍血，应采集静脉血。有些有害物质及代谢物在全血、血浆、血清和血细胞中分布是不同的，因此，在采样时必须根据检测的需要，采集不同的血液部分。在进行金属分析时，必须考虑EDTA抗凝剂对金属离子的络合作用，影响测定结果，最好采用肝素抗凝。用注射器采静脉血时，在转移血液时应先把注射器针头取下，再将血样慢慢注入容器内，可避免发生溶血。取未梢血时，不得用力挤压采血部位，要尽量让其自然流出，避免因渗出组织液使血液稀释，并弃去第一滴血。在运输过程中，血样应避免强烈振动和大的温度改变。血液冷冻后会溶血，为了防止溶血，可以将血液的各部分（血浆和血细胞）分别冷冻贮存。如果血样临时存放过夜，可放在4℃保存，否则必须冷冻保存。用于测酶活性的血样，必须尽快分析，放置时间过长会使酶活性降低。注意事项：5/7/202013尿液许多有害物质及其代谢物通过尿液排泄，其浓度与接触剂量有一定的相关关系；优点：采集简单方便没有伤害，容易接受。缺点：受多种因素影响必须进行校正5/7/2020141.校正的方法有尿比重法和肌酐法将尿样中待测物浓度校正到标准比重的方法。(我国规定标准比重为1.020g/ml)校正公式：1.020–1.000C＝c×D–1.000式中：C－校正后尿样中待测物的浓度，mg/L或g/L；c－校正前尿样中待测物的浓度，mg/L或g/L；D－尿样的实测比重，g/ml。5/7/2020152.肌酐校正法将尿样中的待测物浓度用尿中肌酐浓度进行校正的方法。(机体每日肌酐的排泄量是比较稳定的，不受饮食、出汗等因素影响)校正公式：c（mg/L）C＝――――――――cr（g/L）式中：C－校正后尿样中待测物的浓度，mg/g；c－校正前尿样中待测物的浓度，mg/L；cr－尿样的肌酐浓度，g/L。5/7/202016尿样校正要求采用尿比重校正法进行校正时，应在采样后未加防腐剂或保护剂以前尽快测量尿比重。如果条件允许，应在采集样品现场进行。测量时，将收集的尿样移入25ml量筒中，放入尿比重计，进行尿比重测定。对于比重低于1.010g/ml和大于1.030g/ml的样品应当舍弃，应重新进行采样。测量比重后的尿液，最好弃去不用。采用肌酐校正法进行校正的尿样，需要返回实验室后尽快进行肌酐检测，肌酐浓度大于3g/L和小于0.5g/L的尿样应当舍弃。5/7/202017尿样的采集和保存采样的时间很重要，一定要按照规定的时间进行采样。尿样的采集通常采集一次尿液，例如晨尿、班前尿、班中尿或班后尿，每次采样最好收集全部尿液，尿量应在50ml以上。24小时尿样采集方法是在一个规定时间，先将尿液排空弃掉，然后在24小时内，将所有的尿液收集到容器中，直到开始规定的时间。注意事项：采样时，采样对象应离开工作场所，更换工作服，洗净手和脸，最好洗澡后，在清洁的环境下，将尿液收集到清洁的容器内。在采集班中尿或班后尿时，必须防止外来物的污染。在收集的过程中，应尽量避免尿样被多次转移。为了防止尿样变质，通常需要加入防腐剂。常用的防腐剂是盐酸或硝酸、氯仿等。在测定金属化合物的尿样中加入酸，还起到保护金属离子不被容器壁吸附的作用。通常100ml尿样加1ml防腐剂，加后摇匀。采集的尿样若不能及时测定，应放在冰箱中保存；需要长期(5天以上)贮存的样品，最好保持在冰冻状态。有的尿样如测定尿汞和挥发性有害物质的要尽快分析，否则因容器壁的吸附或挥发使测定结果偏低。5/7/202019呼出气待测物在肺泡气与肺部血液之间，存在着血—气两相的平衡。进入人体的挥发性有害物质或产生的挥发性代谢物，可以通过呼出气排泄。呼出气中有害物质的量与体内的接触量有相关关系，特别是肺泡气；范围:常用于挥发性有害物质的检测,确定内剂量5/7/202020呼出气的采集和保存采集呼出气的检测对象必须是肺功能正常者。采集混合呼出气时，检测对象先深呼吸2～3次，然后按正常呼吸将呼出气全部呼入采样管和采样袋中，立即密封采样管和采气袋。收集终末呼出气时，检测对象先深呼吸2～3次，然后收集最后的约100ml呼出气。采样完毕如不能及时测定或样品待测物浓度很低，需要浓缩时，可将采得的呼出气样品转移到固体吸附剂管中；这既能起到浓缩作用，又有利于样品的运输和保存。注意事项：1、常用的采样器有塑料袋或铝塑采样袋和两端具有三通活塞的玻璃管；采样器的体积至少为25ml。2、所有的采样器均有一定程度的吸附作用，要选择对待测物吸附小的采样器。若有吸附，可在测定前将采样器适当加温，以减少吸附。3、采样器的密封性能要好，而且不能有阻力，以保证工人采集的是在正常呼吸状态下的呼出气。4、在采集班前呼出气时，必须在空气清洁的场所进行，因为班前呼出气中待测物浓度大约比班中浓度低100倍。5、当停止接触和接触情况变化时，呼出气中浓度变化很快。因此在接触期间或接触后短期内采样要特别注意采样的时机。5/7/202022三种监测的关系：相辅相乘，互为补充生物监测健康监护环境化学物机体排出（转归全过程）环境监测随着生物监测技术的不断完善,其在职业有害因素评价体系中的地位日益加强,改变了长期以来以“环境监测为主、生物监测为辅”的传统观念，它与环境监测“相辅相成、互为补充”的观点正成为学术界共识。5/7/202023化学物质从环境到机体靶分子的过程车间中的物质吸收分布（血和组织）生物转化非活性代谢产物活性代谢产物分布（血组织）结合在关键部位结合在非关键部位降解产物早期（可逆）有害效应亚临床损害临床损害修复，无有害生物学效应排泄环境监测生物监测健康监护职业病诊断5/7/202024生物标志物是生物监测的重要研究对象。生物监测的实际需求促进了生物标志物的研究，而更多有效生物标志物的确立为生物监测的实施提供了强有力保障。定义：指反映生物系统与环境中化学、物理或生物因素之间相互作用的任何可测定的指标。生物标志物（biomarker）5/7/202025接触性生物标志物(biomarkerofexposure)效应性生物标志物(biomarkerofeffect)易感性标志物(biomarkerofsusceptibility)但三者之间并无严格的界限,同一种标志物在一种情况下作为接触生物标志物,而在另一种情况下则可能可作为效应生物标志物。生物标志物分类5/7/202026生物标志物5/7/202027（一）接触性生物标志物反映机体生物材料中外源性化学物或其代谢物或外源性化学物与某些靶细胞或靶分子相互作用产物的含量。接触性生物标志物如与外剂量相关或与毒作用效应相关，可评价接触水平或建立生物阈限值。生物标志物5/7/202028（一）接触性生物标志物5/7/202029化学物及其代谢产物化学物及其代谢产物称为内剂量的生物标志物，是指直接测定细胞、组织(脏器、骨髓、头发、指甲、脂肪和牙齿)或体液(血液、乳汁、羊水、唾液和胆汁)或排泄物(粪便、尿液、汗液)或呼出气中外源性化学物及其代谢产物的浓度。如尿汞（接触汞），粘糠酸（接触苯），和扁桃酸（接触苯乙烯）,头发中的砷、铅等重金属;接触芳香胺的尿中偶氮代谢物。（一）接触性生物标志物5/7/202030与生物大分子形成的加合物与生物大分子形成的加合物称为生物效应剂量的生物标志物，是指达到机体效应部位（组织、细胞、分子）并与其相互作用的外源性物质或者代谢产物的含量。例如血液中的碳氧血红蛋白、高铁血红蛋白,组织中8羟基鸟嘌呤（8-OHdG）等。（一）接触性生物标志物5/7/202031接触生物标志物的稳定性对任何一种类型的生物标志物来说，接触某种化学物后所形成的生物标志物随时间的延长,其稳定性如何都是需要考虑的重要问题。5/7/202032接触生物标志物的稳定性5/7/202033（二）效应生物标志物指机体中可测出的生化、生理、行为或其他改变的指标。早期生物效应结构和/或功能改变肝功能、肾功能疾病1、苯所致再生障碍性贫血和白血病的血液和骨髓象的改变；2、正己烷所致周围神经改变的神经肌电图生理改变。3、血清谷丙转氨酶为心肌梗塞的生物标志物。生物学反应标志物举例标志物暴露生物学介质染色体致突性化学物质断裂白细胞姊妹染色单体变换白细胞微核粘膜点突变致突性化学物质次黄嘌呤—鸟嘌呤磷酸核苷转移酶白细胞胸苷激酶白细胞癌基因活化化学致癌物组织原卟啉升高铅红细胞乙酰胆硷脂酶活性降低有机磷杀虫剂全血因对暴露反应而引起的靶细胞或组织的生物学改变5/7/202035定义：即反映机体先天具有或后天获得的对接触外源性物质产生反应能力的指标。既可以与遗传有关，又可以与环境诱发有关。如参与环境化学物代谢酶及靶分子的基因多态性，属遗传易感性标志物。当环境因素作为应激原时，机体的神经、内分泌和免疫系统的反应及适应性，亦可反映机体的易感性（获得性易感性标志物）。易感性的生物标志物可用以筛检易感人群，保护高危人群。（三）易感性生物标志物5/7/202036易感性因素及其分类分类易感因素举例暴露因子效应体质性的易感因素遗传慢乙酰化芳香胺膀胱癌种族欧洲人种阳光黑色素瘤性别男性二溴一氯丙烷不孕年龄12-16周胎儿甲基汞神经发育迟缓获得性的易感因素疾病状态哮喘二氧化硫支气管阻塞生活方式吸烟石棉肺癌5/7/202037生物标志物的选择标准：该指标与研究的生物学现象之间的联系即关联性；能反映早期和低水平接触所引起的轻微改变，以及多次重复低水平接触累加引起的远期效应即灵敏度和特异度；受检对象可接受程度即实用性和准确性。5/7/202038二、生物监测的特点1.监测的系统性和连续性我们不能将生物监测单纯地看作生物材料中化学物质及其代谢产物或效应的检测。生物监测强调评价人体接触化学物质的程度及可能的健康影响，其目的是为了控制和降低其接触水平。只有定期地对接触者进行监测才能达到上述目的。若一旦发现超过所规定的接触水平，就应采取相应的控制措施，