4.2 金属毒理学

金属毒理学（Мetal Toxicology），是研究环境中金属的来源、生物转运、毒性效应，金属中毒的诊断和治疗以及金属毒性安全性评价的一门新兴学科。

历史上，人类对金属毒性的认识在不断深化。早期比较关注金属的急性的、明显的效应，例如铅毒性引发的腹绞痛，摄食腐蚀性的（汞）升华物引起的血性腹泻，这些急性毒性效应现在已不多见。工业革命特别是20世纪80年代以来，那些工业重金属污染严重地区发生的轻度的、慢性的以及长期毒性效应金属中毒事件受到高度的关注。由于人们在生产和生活活动中都可能接触到金属，而且金属对人体健康的损害日益显现，从而使金属毒理学的概念在不断地拓展。

毒理学家在研究砷、铍、镉、铬和镍及其化合物的毒性和致癌性的同时，有机金属的毒性作用成为当代金属毒理学研究的重大焦点。一是甲基汞。例如：以1971—1972年伊拉克暴发的甲基汞中毒事件为线索，进行了大量人群研究；对美国海岸的一些吃鱼人群及某些动物模型进行了追踪；使用神经、行为毒理学技术在甲基汞染毒的哺乳动物模型上寻找早期诊断指标，并探讨有应用价值的人体评价技术。二是有机锡。许多不同结构和化学性质的有机锡化合物均能影响大鼠肝和肾的血红素代谢，表现为血红质氧化酶活性增高和细胞色素P450 含量下降，为确定有机锡的毒性提供了一个敏感的代谢系统。此外，毒理学家对有机锡的大脑脱髓鞘作用、中枢神经系统的溶酶体酶改变以及多种行为毒理学指标等均有所研究，提示了把有机锡作为研究神经毒理学的“工具毒物”的新动向。三是一些有机金属化合物，如有机锰、有机镍能导致细支气管上卡拉细胞（Clara Cell）的急性坏死。此外，毒理学家还在工业污染区内研究无公害水稻与金属毒理学效应，了解金属元素通过食物链进入人体的路径和对健康的影响^[1]，研究城市污水和工业废水处理过程存在的重金属危害问题。

20世纪80年代，美国金属毒理学的研究取得许多新的进展，将常见金属、稀有金属及微量金属的毒性研究集中在三个方面^[2]。一是金属在人体内分布的特性与脑部损害的关系。如镉能引起新生大鼠的小脑出血性损害，出现神经毒性，而成年鼠则不会。二是重金属的一般生化毒理过程。如金属对肺微粒体的脂质过氧化作用亦有影响，汞、铅及锡等金属离子对谷胱甘肽转移酶均可有抑制作用。三是重新评价沿用的络合剂和研究效果更佳的新络合剂。如丙酰青霉胺（NPPA，甲基汞对抗剂）能有效地降低脑及其他靶组织（血、肝、肾）的甲基汞水平，增加尿甲基汞排泄，明显降低全身含量和缩短体内半衰期。

此外，1994年成立的临床金属毒理学国际董事会（International Board of Clinical Мetal Toxicology，IBCМT）致力于金属中毒治疗中排毒、脱毒、“ 螯合”原理、“螯合”技术的研究、应用与推广。

1985年，王文雄^[3]著《微量金属生态毒理学和生物地球化学》（四川科学技术出版社），以环境运输、生物累积、生物毒性与风险评估为主要内容，介绍了近20年的研究新成果以及作者近10年在实验室对于微量金属生态毒理学和生物地球化学的研究成果。

图165 《微量金属生态毒理学和生物地球化学》（封面）

2008年，常元勋主编《金属毒理学》（北京大学医学出版社），全书分三个部分，共23 章。第一部分，介绍金属的化学性质，环境中金属的来源与转化，金属的生物转运，金属毒性的剂量-反应关系，影响金属毒性的因素，评价金属毒性的生物标志物，金属中毒的诊断和治疗及常见金属中毒，安全性评价和危险性评价，金属的卫生标准及金属纳米材料及毒性。第二部分，介绍金属的靶器官毒性，包括金属的神经系统、呼吸系统、心血管系统、血液系统、免疫系统、消化系统、泌尿系统、生殖系统和皮肤与骨骼毒性。第三部分，金属的遗传毒性与致癌性，介绍砷、铍、镉、铬和镍及其化合物，二氧化硅及石棉对人类的致癌性；可疑人类致癌物铅、汞及其化合物，焊接烟尘，镍金属制品和铁复合物。

图166 常元勋主编《金属毒理学》（封面）