5.6 纳米毒理学
纳米毒理学（Nanotoxicology，Toxicology of Nanoparticles），是研究纳米物质对生物体的有害效应、毒作用规律和机制，为纳米物质的安全性和危险性评估，防止其对生态环境和人体健康的可能危害提供科学依据的一门毒理学新兴分支学科。简言之，纳米毒理学是研究纳米材料毒性的学科。
诞生于20世纪80年代的纳米技术以惊人的速度发展，纳米材料在工农业生产与医药卫生领域的应用也随之增多，因此，纳米材料对人体的潜在威胁引起毒理学家的高度关注[10]。如纳米物质由于尺寸小，更易透过血脑、血睾、胎盘等屏障，也易于透过生物膜上的孔隙进入细胞内或细胞器内，导致纳米材料进入机体、细胞，通过血脑和血睾等屏障的概率增加。由于表面积大，可能有更多不同的毒作用方式。如一般的微米铜粉[11]被认为是基本无毒的，但研究发现，纳米铜粉对小鼠的脾、肾、胃均能造成严重伤害，而相同剂量的微米铜粉却没有损害。因此，原有的对常规尺度物质的安全评估体系是否适合于纳米材料成为人们面临的一个重大问题。2003年4月，《科学》杂志首先发表文章讨论纳米材料与生物环境相互作用可能产生的生物效应问题。随后，《自然》和《科学》杂志在一年内，先后四次发表文章，美国化学会以及欧洲许多学术杂志也纷纷发表文章，与各个领域的科学家们探讨纳米生物效应，尤其是纳米颗粒对人体健康、生存环境和社会安全等方面是否存在潜在的负面影响，即纳米生物环境安全性问题。2003年10月，美国政府在没有预算的情况下，增拨专款600 万美元启动了纳米生物效应的研究工作。英国政府委托英国皇家学会与英国皇家工程学院对纳米生物环境效应问题进行调研，历时一年三个月，于2004年7月29日发表了长达95 页的研究报告。该报告建议英国政府成立专门研究纳米生物环境效应与安全性的研究中心（年预算1100 万美元）。2004年12月5日，欧共体在布鲁塞尔公布了“欧洲纳米战略”，把研究纳米生物环境健康效应问题的重要性列在欧洲纳米发展战略的第三位。同时，欧洲宣布启动“纳米安全要素计划”（Nano Safety Integrating Projects），全面开展纳米生物效应与安全性的研究。中国科学院于2003年成立的纳米生物效应与安全性重点实验室，于2006年启动了“人造纳米材料的生物安全性研究及解决方案探索”的973项目。2012年4月6日，中国毒理学会成立了纳米毒理学专业委员会。
鉴于纳米物质的重要性和在安全性方面的特殊性，2004年国际上提出了纳米毒理学的概念。2005年1月，《纳米毒理学》（Nanotoxicology）专业杂志在英国出版。
目前，纳米毒理学正处于快速发展阶段。2011年美国政府颁布《纳米技术环境、健康、安全研究》白皮书，美国国家科学院颁布《纳米材料的环境、健康、安全研究战略》；2013年美国又启动了《纳米技术环境、健康、安全研究》计划。而欧盟在2005—2010年纳米安全研究领域的经费投入累计达1.25 亿欧元，共建立了24 个纳米毒理学与安全性研究计划。
与此同时，纳米毒理学的国际学术交流比较频繁。2004年11月31日，中国召开“纳米安全性”的香山科学会议。2006年7月30日召开“纳米材料的生物安全性评估研讨会”东方科技论坛。2011年5月31日至6月2日，以“纳米生物效应与纳米生物分析前沿”为主题的香山科学会议在北京召开。会议中心议题包括：
第一，与纳米生物医学相关的分析科学前沿；
第二，生物纳米技术中的分析科学前沿；
第三，纳米毒理学与纳米安全性相关的分析科学前沿；
第四，环境纳米技术与生态环境效应相关的分析科学前沿。
国际学术界于2007年（意大利威尼斯）、2008年（瑞士苏黎世）、2010年（英国爱丁堡）、2012年（中国北京）召开了多次“纳米毒理学国际大会”[12]。
21世纪，在发展纳米技术的同时，同步开展其安全性的研究，使纳米技术成为安全造福人类的新技术。为此，纳米毒理学研究的未来，需要加强纳米技术战略管理和评估，制定纳米技术相关的安全性研究的战略，加强纳米技术的伦理、法律和社会议题的研究，开展科学界与公众的对话，进一步加强对纳米产品的规范，加强国际合作交流。
21世纪初出版的有关纳米毒理学专著主要有：《纳米毒理学：纳米材料与生物系统的相互作用》（Nanotoxicology：Interactions of Nanomaterials with Biological Systems），赵宇亮、哈里·辛格·纳尔瓦（Hari Singh Nalwa）著（美国科学出版社，2007）（图170）。
《纳米毒理学：特性，剂量及对健康的影响》，南希·A.蒙泰罗里维埃（Nancy A.Мonteiro-Riviere）主编、陈良德参编（泰勒弗朗西斯出版集团出版，2007）。该书由庄志雄、刘建军、袁建辉译为中文版，由科学出版社于2009年 11月出版（图171）。
《纳米毒理学：纳米材料安全应用的基础》，赵宇亮、柴之芳主编（科学出版社，2010）。
《纳米毒理学》，张英鸽主编（中国协和医科大学出版社，2010），全书共26章，上篇8 章介绍纳米毒理学一般知识，中篇11 章介绍纳米粒子对人体及生物体的毒性作用以及观察到的毒性现象，下篇7 章介绍纳米粒子的环境毒理学。
图170 赵宇亮等著的《纳米毒理学：纳米材料与生物系统的相互作用》（英文版2007）
图171 《纳米毒理学：特性，剂量及对健康的影响》（1.英文版，2007；2.中译本，科学出版社，2009）