5.1 毒理基因组学

毒理基因组学（Toxicogenomics），是研究外源化学物对基因活性和基因产物的影响及相互作用，通过外源化学物在基因组水平的效应评价或预测毒性的一门毒理学分支学科。

在20世纪末21世纪初，随着基因组学的建立和发展，毒理基因组学将传统的毒理学研究手段与先进的基因组学技术结合在一起，在全基因组的水平上研究毒物与基因的相互作用及其与中毒性疾病的关系^[1]。

早在1997年，赫勒（R.A.Heller）等就开展了毒理基因组学方面的研究，他们比较了人体细胞对炎性物质脂多糖（LPS）反应与佛波醇乙酯促有丝分裂活性反应的基因表达谱。1999年，纳韦塞尔（E.F.Nuwaysir）最早提出毒物基因组学这一名词并给予定义。他将毒理基因组学定义为将基因组学知识扩展应用于鉴定和评价外源化学物在基因组水平效应的一门毒理学分支学科。

随着研究的深入和基因组学的发展，毒理基因组学的概念又有了扩展。美国国家毒理学规划机构（The National Toxicology Program，NTP）认为，毒理基因组学是研究外源化学物对基因活性和基因产物的影响及相互作用的科学，因而，毒物基因组学整合了多个研究领域的信息，包括利用微阵列技术进行基因组水平的转录表达谱分析，细胞或组织范围的蛋白表达谱分析，遗传多态性分析以及计算机模型的建立等。世界卫生组织（WHO）将毒物基因组学定义为是一门与遗传学、基因组水平上RNA 表达（转录组学）、细胞和组织范围的蛋白表达（蛋白质组学）、代谢谱（代谢组学）、生物信息学和常规毒理学结合，以阐明化学物作用模式和基因-环境相互作用的潜在意义的科学。

为推动毒理基因组学在环境与健康领域的发展，国际生命科学研究所（International Life Sciences Institute，ILSI）于1999年成立了基因组学在基于机制的危险度评价中应用的委员会。美国国家环境卫生科学研究所（NIEHS）于2000年6月成立了国家毒理基因组学中心（The National Center for Toxicogenomics，NCT），NCT 还主办了毒理基因组学的专门杂志《毒理基因组学》（Toxicogenomics）。

2002年，日本国立卫生科学院邀请医药公司加盟，政府与商业团体联合启动了毒理基因组学合作研究计划。

毒理基因组学的主要研究目标是阐明环境应激与人体疾病易感性之间的关系，鉴定毒性物质暴露和疾病的生物标志物及揭示毒性的分子机制。焦点是阐明毒性通路，以便采取多个步骤以预防暴露有害物质导致的危害。实践应用表明毒物基因组学在揭示化学物对机体健康的影响和评价其安全性或危险度上有广泛的应用前景。

值得指出的是，毒理基因组学是利用最新的基因组信息和技术来进行毒理学研究的，它能够快速全面地检测出化合物和生物体相互作用后的全基因组表达的变化，再通过生物信息学的方法对化合物的毒性进行定性分析；它可以为传统毒理学检测筛选更多的生物学标志物，解释有毒物质的致毒机制，降低风险评价的不确定性。但是，目前毒理基因组学还存在许多问题，如实验设计不统一、分析理论不完善、检测费用太昂贵等。其中最主要的问题在于研究工作仍然集中在生物标志物的筛选和致毒机制的解释上，而没有充分利用全基因组变化的信息。因此，目前毒理基因组学只能作为风险评价的参考，未来将为风险评价提供有力的理论依据和准确预测，提高风险评价的可靠性。

有关毒理基因组学的第一本专著《毒物基因组学》（Toxicogenomics）由英诺依（T.Inoue）和彭尼（W.D.Pennie）主编，于2002年出版。