现代毒理学的发展史

为了生存和繁衍,人类在与外界各种有毒物质作斗争的过程中,不断发现和了解毒物,用了大约5000年的时间研究供人使用的毒物,到20世纪发展为现代毒理学。可见,现代毒理学的整个发展过程,就是人类起源和文明史的发展过程。

古人对毒药和中毒过程的认识

在原始社会,人们以采集、狩猎、捕鱼等生产方式为生。在获取食物的过程中,他们经常误食有毒的动植物而引起中毒。中国古籍《淮南子》中“修事之训”一章,说“神农尝百草,一日遇七十毒”。古人经过长期的实践,学会了通过许多动物、植物、矿物的形状、颜色、味道来区分有毒和无毒的物质,并用文字记录下来。李周天工称胆矾、朱砂、雄黄、紫石、磁石为“五毒”。

古人还将毒药作为狩猎、战争和谋杀的工具。比如公元前4世纪,古罗马就用毒药作为杀人工具。直到公元前82年,苏拉颁布法律,禁止使用毒药作为杀人工具。关于毒药的各种词汇,是在古人的实践中逐渐创造和衍生出来的。例如,英语中的“toxic”一词最初来源于希腊语“toxon”,意为弓和箭,并由此衍生出“毒理学”。这一时期,古埃及和西方书籍中都有毒药和投毒的记载。

在与疾病的斗争中,人们逐渐积累了用天然产物治疗疾病的经验。中国古代第一部药物学著作《神农本草经》载有植物药252种,动物药67种,矿物药46种,共365种,分为上、中、下三类。古人认为:上品“多服久服不伤人”;中国产品“无毒、有毒、宜”;劣质产品“有毒,不持久。”说明古人已经意识到药物有毒副作用,知道毒副作用与服药疗程的关系和

剂量之间的关系。隋代钞的《病因论》对病因有独特的见解。

宋代宋词中提到因服毒而死(自杀或他杀),并较早提出毒物鉴定方法。他被认为是法医学的创始人。

明代李时珍编纂《本草纲目》,历时20年,三易其稿。这是一部对中国和世界都有重大影响的伟大作品。

现代毒理学的萌芽和发展

1.发生

现代毒理学的研究开始于16世纪,背景是西欧进入资本主义时代。随着科学技术的进步,生产力突飞猛进。经过长期的科学实践,一批从事科学研究的学者认识到,要摆脱只凭经验和直觉认识事物,通过实验观察事物的规律性和本质。最值得注意的是瑞士科学家帕拉塞尔苏斯(1493 ~ 1541)首先奠定了毒理学的实验基础,开始萌发现代毒理学的萌芽,摆脱了直觉和实证研究的模式,试图用实验研究、分析比较、逻辑推理等方法观察事物的本质和规律,取得了前所未有的成就。帕拉塞尔苏斯也是一位著名的医学家。他有一句名言,“有什么是毒药?所有的物质都是毒药,没有一种不是毒药。正确的剂量区分毒药和药物。”翻译成中文就是“一切物质都是毒药,没有一样是无毒的。只有正确的剂量才能使药物不成为毒药”。明确指出化学物质的剂量与其毒性之间的关系是毒理学的中心问题。在此期间,他与其他学者一起研究了职业性铅中毒、汞中毒、煤烟和煤烟的毒性危害,提出了早期的职业毒理学、法医毒理学和环境毒理学等概念,为现代毒理学的起源奠定了基础。

2.发展

毒理学作为一门独立的学科是在19世纪由西班牙学者吴昕(1787~1853)首先提出的。19世纪初是欧洲工业革命的开端。许多工人在工厂和矿山从事繁重的手工业生产,工作环境恶劣,缺乏保护。发生了许多严重的急性中毒事件,如陶瓷工人铅中毒、大多数采矿工人汞中毒和磷中毒、大多数矿工矽肺和甲醛中毒。为了适应当时的需要,许多学者围绕各种职业接触的化学品开展了大量的实验研究工作。马让迪(1783~1855)、吴昕(1787~1853)、勒温(1854~1929)先后进行了一系列实验毒理学研究,这些研究是药理学。他在法国对数千只狗进行了实验,反复观察到有毒物质与生物机体的毒性作用之间存在“剂量-效应(反应)关系”,建立了鉴定生物组织和体液中有毒物质的化学分析方法,为法医学和犯罪学开辟了作为中毒法定证据的尸检材料和化学分析方法,促进了法医学和犯罪学的发展。1815吴昕出版了第一部毒理学专著《毒理学》(法文版),提出毒理学是一门独立的学科。同时,许多学者进行了实验研究,如法国著名生理学家克劳德·纳德(1813 ~ 1878),他研究了一氧化碳和箭毒的毒性作用和性质。直到19年底,德国科学家发表了许多关于实验方法和各种毒物描述的专著,促进了现代毒理学的成熟。从19年底到20世纪初,现代毒理学成为一门独立的学科。

现代毒理学的形成和特点

20世纪是毒理学大发展的时期,也是生命科学顽强快速发展的时代。可以说,现代毒理学和生命科学的发展是同步的,生命科学的新理论和新技术推动了现代毒理学的快速发展。

1953 DNA双螺旋结构的发现,揭开了生命的奥秘。遗传密码的破译、遗传信息传递中心法则的确立和重组DNA技术的建立,推动了分子生物学的概念和技术向生命科学和现代毒理学的各个领域渗透,所以20世纪40年代以后,现代毒理学的分支学科如雨后春笋般蓬勃发展起来。我国现代毒理学有30多个分支学科,学术交流十分活跃。分子毒理学和遗传毒理学在建立和应用新的分子终点方法后,为预测致癌化学物质开辟了新的前景。

现代毒理学的形成和发展是以现代毒理学为基础,经过一百多年的发展,完善了今天的边缘性和应用性现代毒理学。具有以下特点:

1.20世纪在印度时代之后已经发展成为多学科的特征。

(1)分类工业毒理学、环境毒理学、食品毒理学、军事毒理学、药物毒理学、临床毒理学、法医毒理学、分析毒理学、兽医毒理学、饲料毒理学、管理毒理学、昆虫毒理学、动物毒理学、植物毒理学、辐射毒理学和毒理学史。

(2)按靶器官分类的肝毒理学、肾毒理学、肺毒理学、血液毒理学、眼毒理学、神经和精神毒理学、行为毒理学、免疫毒理学、生殖发育毒理学和皮肤毒理学

(3)根据机理研究分为生化毒理学、分子毒理学、膜毒理学、细胞毒理学、遗传毒理学、受体毒理学和量子毒理学。

(4)金属毒理学、农药毒理学、有机溶剂毒理学、高分子毒理学、材料毒理学按化学物质分类。

毒理学的上述众多分支不仅在毒理学领域内相互交叉,而且与生命科学领域的相关学科交叉,扩大了毒理学研究的范围。可以预料,未来将会出现新的学科分支。

2.学术队伍日益壮大,国际学术交流频繁。

美国是世界上第一个成立毒理学学会(1960)的国家,也是第一个出版专业杂志《毒理学与药理学》(1958)的国家,这在现代毒理学发展史上具有里程碑意义。它不仅标志着现代毒理学的成熟,也促进了毒理学的快速发展。此后,国际毒理学学会和各国毒理学学会相继成立,学术会议和国际交往频繁。论文数量逐年增加。世界各国平均每年举办10多场毒理学会议,创办70多种专业杂志,出版20种学术专著。25种,大型国际毒理学大会1977~2001 * *已举办9届,发表论文9篇。从1907年化学文摘发表到1991年初,已经收集了67959篇毒物的毒性和毒理学文摘,其中1991一年只收集了12584篇,这是20世纪的韧性。第一届美国毒理学协会只有20名成员。经过40年的发展,现在已经有4000多名会员。国际毒理学联盟(IUTOX)自1977成立至今,已有25年的历史。当时只有13个国家和地区毒理学学会会员,现在增加到43个,IUTOX的主要会员有来自37个国家和地区的2000多名毒理学家:

继1960美国毒理学学会成立后,英国、法国、意大利、加拿大、欧洲、日本、波兰和俄罗斯相继成立了毒理学学会。中国毒理学学会成立于20世纪80年代,正值卫生毒理学大发展时期。此时已形成毒理学专业部队伍,成员100余人,大部分分布在预防医学科研单位。当时叫“中华预防医学会卫生毒理学专业委员会”。1993 65438+2月9日,中国毒理学学会正式成立。同期成立了16个中等专业委员会,成员超过300人。到2001年9月,注册会员1100余人,二级专业委员会和地方毒理学学会30余个。1997中国毒理学学会加入了国际毒理学联盟和亚洲毒理学学会。65438-0995年,旅美中国毒理学家成立中国旅美毒理学家协会,报效祖国,积极与国内毒理学家开展学术交流,在国内举办现代毒理学及其应用研讨会,出版现代毒理学及其应用生命科学专著。

德国建立了毒理学家的毕业后教育模式,是教育学和毒理学相结合的产物,提供了涵盖毒理学所有学科的最好教育。受过教育的学生可以接受毒理学各个分支的系统理论培训,并获得德国实验与临床药理学和毒理学协会(DGPT)颁发的“毒理学专家”证书。德国的这一举动引起了全世界毒理学界的关注。2001在国际毒理学联盟第九届大会上,各国专家一致同意建立一个毒理学家国际认证机构。考虑到未来的国际合作,国家应该为新一代毒理学家的教育和认证制定标准。中国已跨入世界贸易组织(WTO)的门槛,毒理学国际合作和学术交流频繁。根据我国国情,制定适合我国的认证程序,有助于培养一批高素质的毒理学家。

3.研究机构不断完善,研究项目更加前沿。

各国政府、大学和企业建立了各种毒理学研究机构。例如,美国国家癌症研究所是美国著名的国家或军事毒理学研究机构,美国毒理学规划组织由7个国家研究单位组成,其中国家环境与健康科学研究所是组成单位,负责每年审批国家以拨款、资助或合同形式资助的项目,1980设立9900个课题,资助金额4亿美元。到1992,将增加到每年8亿美元。1998,美国毒理学学会和美国国家环境健康科学研究所(NBEHS)计划完成一项重大项目“环境基因组研究”,国家投资6000万美元。这项研究的目的是发现易受化学损伤的基因。他们计划从主要民族中选取1000人,对每个人基因组中的200多个基因进行测序,然后详细研究这些基因各自的功能,并对受试人群进行健康调查,研究这些关键基因与受试人群中各种高危疾病的关系。这项工作非常艰巨、复杂、耗资巨大,但一旦成功,将克服人类的各种疑难杂症,实现人类世世代代的夙愿。

世界上著名的大企业,如英国帝国化学公司、美国杜邦公司、陶氏公司,都建立了毒理学研究所或实验室。每年都有巨额资金投入毒理学研究和风险评估。仅在美国就有数百个独立的研究单位。估计全世界能接触到最顶尖的科学家。他们拥有精良的科学设备,集中了大批高素质的科技人才,对毒理学的发展起到了巨大的作用。

4.“毒理学基因组学”的发展将现代毒理学引向一个新时代。

20世纪,由于人类社会的发展、社会竞争和人类生活的需要,人们对自然采取了过度的开发利用,工业迅速发展,导致大量有害因素(物理、化学、生物)释放到人类生存环境中,危害人类健康。环境因子与生物相互作用的生物学效应和机制越来越受到人们的关注。毒理学面临着新的挑战,即研究生物对环境中有害因素的易感性机制,并对其进行识别和评价,特别是准确判断个体遗传易感性的差异,是毒理学研究的主要任务之一。由于毒理学的研究对象与人类的生存环境、生产活动和生活方式密切相关,毒理学在生命科学中的独特作用将在21世纪的人类社会生活和健康中得到充分展现。生命科学领域迅速发展的高新技术,随着人类基因计划(HGP)的实施及其巨大成功,为毒理学的发展注入了新的动力。

21世纪毒理学的发展进入了一个全新的阶段。著名毒理学家Terhard Zhinden在1992第六届国际毒理学大会上指出,实验毒理学研究可分为三个时代:①发现时代:从上世纪持续到21世纪初,80年代达到顶峰;②生物机制探索时代:20世纪40年代开始,90年代达到顶峰,21世纪将继续延伸;③个体表现时代:始于20世纪80年代,21世纪初达到人类发展的高峰。个体表达的主要内涵是强调环境因素暴露的个体遗传背景的重要性。这个时代的毒理学家将识别出大量的特征性基因表达标记,揭示决定暴露个体毒性反应的影响因素。通过一系列高科技手段,人们更加关注环境因素与机体的相互作用在与人类环境暴露相关的毒理反应和疾病(如肿瘤)中的重要性。2001在澳大利亚里斯本召开的第九届国际毒理学大会上,毒理学家Kenneth olden博士对“弹药的基因加载与环境屈曲”做了精辟的论述。人类基因组计划的成功实施导致了毒理学基因组学的产生,毒理学基因组学给了毒理学新的发展机遇,使毒理学家能够面对21世纪的挑战,迎来了毒理学发展的新时代。