食品安全风险评估:毒理学原理、方法与应用

本书为国家科学技术学术著作出版基金资助项目，由国内食品安全领域一线专家撰写，陈君石院士作序。内容描述系统而实用，涵盖食品安全风险分析、毒理学原理、各种毒理学方法以及毒理学方法在食品安全风险评估中的应用案例，对于国内从事食品安全风险评估的研究人员具有较强的参阅价值。 

《食品安全风险评估——毒理学原理、方法与应用》由南方医科大学杨杏芬教授和国家食品安全风险评估中心吴永宁研究员等编著。陈君石院士特为本书作序。全书系统介绍了食品安全风险评估中所涉及的毒理学原理及方法，同时从实用性角度出发，结合近年社会关注的热点问题，介绍常见食品添加剂、新食品原料及污染物在食品安全风险评估中的毒理学方案，也详细阐述了毒理学原理和方法在食品安全风险评估中的应用。本书可供从事食品安全风险监测评估等领域科技人员查阅，也可供食品安全领域的教师与研究生，以及食品安全监管人员参考。

杨杏芬，医学博士，教授，广东省疾病预防控制中心副主任、首席科学家。兼任南方医科大学博士研究生导师、中山大学和暨南大学硕士研究生导师。主要研究方向为应用毒理学和食品安全风险评估，近年致力于食品安全评价与风险评估技术、动物实验体外替代方法与毒理学安全性评价体系研究及公共卫生实验室管理技术研究。担任国家科技攻关项目、国家“863计划”（分题）、国家自然科学基金、国家卫生标准研制、国家科技支撑计划（分题）等项目主持人。2008年获评卫生部 “有突出贡献中青年专家”，2010年获评国务院“政府特殊津贴专家”。担任联合国粮农组织/世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会（FAO/WHO JECFA）成员、国家食品安全风险评估专家委员会委员、中国毒理学会副理事长及食品毒理专业委员会副主任委员等。先后在国内外重要学术期刊发表论著论文170多篇，承担国家标准制修订7项，获发明专利 3项，实用新型专利2项，参编 4部全国统编教材，主编1部和主审3部专著。获2006年国家质检总局科技一等奖、2007年广东省科技成果二等奖等。吴永宁，国家食品安全风险评估中心技术总师，重点实验室主任，WHO食品污染监测合作中心（中国）主任，研究员、博士生导师。研究领域：食品化学与污染监控。2007年入选国家新世纪百千万人才工程，2010年享受国务院特殊津贴，2011年获吴阶平-保罗.杨森医学药物奖（公共卫生），2012年获卫生部有突出贡献中青年科学家。先后获国家科技进步奖二等奖（2006），中国分析测试协会科技进步特等奖（2014），中国食品科学技术学会一等奖（2014),华夏医学科技奖一等奖（2011等。主编专著8部，发表SCI论文百余篇。

章 概述 001

节 食品安全风险分析 / 001

一、背景 / 001

二、食品安全风险分析框架 / 002

三、食品安全风险分析的主要特征 / 004

第二节 食品安全风险评估 / 004

一、相关概念与主要研究对象 / 004

二、食品安全风险评估步骤 / 006

三、风险评估的基本特征 / 008

四、食品安全风险评估的发展概况 / 009

第三节 毒理学在食品安全风险评估中的应用 / 012

一、数据来源多元化 / 012

二、研究方法多样化 / 012

三、风险评估程序标准化 / 013

四、风险评估对象复杂化 / 013

参考文献 / 014

第二章 毒理学原理 016

节 毒理学基本概念 / 016

一、术语和定义 / 016

二、剂量和剂量-反应（效应）关系 / 020

三、表示毒性的常用指标 / 021

第二节 毒物在体内的生物转运和转化 / 022

一、生物膜与生物转运 / 022

二、吸收 / 024

三、分布 / 025

四、排泄 / 026

五、生物转化 / 027

第三节 毒作用机制 / 030

一、毒物的ADME过程与靶部位 / 030

二、靶分子的反应 / 031

三、细胞调节功能障碍 / 032

四、修复障碍 / 034

第四节 影响毒性作用的因素 / 035

一、化学物因素 / 035

二、环境因素 / 037

三、机体因素 / 038

参考文献 / 040

第三章 危害识别中的毒理学方法——体内试验 041

节 概述 / 041

一、试验原则 / 041

二、毒理学试验设计 / 042

三、毒理学试验方法 / 044

第二节 急性毒性试验 / 049

一、急性毒性试验目的 / 049

二、受试物的配制与给予 / 049

三、实验动物 / 050

四、急性毒性试验方法 / 050

五、急性毒性试验的观察指标 / 055

六、急性毒性试验结果 / 055

第三节 亚急性和亚慢性毒性试验 / 058

一、概述 / 058

二、试验方法 / 059

三、观察指标 / 061

第四节 慢性毒性试验与致癌试验 / 063

一、慢性毒性试验 / 063

二、致癌试验 / 065

第五节 遗传毒性试验 / 066

一、概述 / 066

二、试验方法 / 067

第六节 致畸试验 / 078

一、概述 / 078

二、试验方法 / 079

第七节 生殖发育毒性试验 / 080

一、概述 / 080

二、试验方法 / 080

第八节 特殊毒性试验 / 084

一、神经毒性试验 / 084

二、内分泌毒性试验 / 088

三、免疫毒性试验 / 090

参考文献 / 102

第四章 危害识别中的毒理学方法——体外替代试验 105

节 概述 / 105

一、动物试验替代方法的形成与发展 / 105

二、动物替代试验的研究途径和方法 / 106

三、动物替代试验的试验设计 / 106

四、动物试验替代方法在食品安全风险评估中的应用前景 / 108

第二节 急性毒性试验替代方法 / 108

一、中性红摄取试验 / 109

二、台盼蓝拒染试验 / 109

三、乳酸脱氢酶释放试验 / 109

四、MTT试验 / 110

五、Alamar Blue还原法 / 110

六、脱氧胸苷嘧啶掺入法 / 110

七、集落形成试验  / 110

第三节 遗传毒性试验替代方法 / 111

一、哺乳动物细胞体外微核试验 / 111

二、单细胞凝胶电泳试验 / 111

三、体外哺乳动物细胞姐妹染色单体交换试验 / 112

四、DNA加合物检测 / 112

五、酿酒酵母基因突变试验 / 112

六、酿酒酵母有丝分裂重组试验 / 113

第四节 重复剂量毒性试验替代方法 / 113

一、定量构效关系与计算机模型 / 114

二、靶器官毒性体外模型 / 114

三、组学和影像技术 / 116

四、旨在减少、优化和替代动物使用的策略 / 117

第五节 致癌性试验替代方法 / 117

一、结构与生物活性关系分析 / 117

二、遗传毒性试验/体外转化试验用于预测致癌性 / 117

三、肿瘤流行病学研究 / 118

第六节 生殖发育毒性试验体外方法 / 118

一、生殖毒性体外评价试验 / 119

二、发育毒性细胞培养评价模型 / 122

参考文献 / 123

第五章 危害识别中的毒理学方法——毒理学测试新技术与新方法 126

节 定量构效关系 / 126

第二节 高通量筛选技术 / 129

第三节 组学技术 / 131

一、基因组学 / 132

二、转录组学 / 132

三、蛋白质组学 / 132

四、代谢组学 / 133

第四节 生物信息学/数据库管理 / 133

第五节 计算系统生物学技术 / 135

第六节 新的毒性测试策略 / 136

第七节 有害结局路径 / 137

第八节 毒理学关注阈值 / 139

参考文献 / 141

第六章 危害识别中的毒理学方法——人群流行病学研究和人体试验 144

节 概述 / 144

第二节 人群流行病学研究 / 145

一、流行病学研究方法类型 / 145

二、风险评估中流行病学研究方法类型 / 145

第三节 人群流行病学在食品安全风险评估中的应用实例 / 155

一、黄曲霉毒素暴露、HBV感染与肝癌的巢式病例对照研究 /
155

二、居民膳食镉暴露与基准剂量初探 / 155

参考文献 / 156

第七章 危害特征描述 157

节 概述 / 157

第二节 剂量-反应关系 / 158

一、基本概念 / 158

二、剂量-反应模型 / 160

三、剂量-反应评估与健康指导值 / 162

四、关于剂量-反应模型的综合考虑 / 167

第三节 外推和不确定性 / 167

一、种属间外推（从动物到人） / 168

二、种内外推（从人群到人群） / 169

三、高剂量到低剂量的外推 / 170

四、途径-途径外推 / 171

五、暴露时间外推 / 172

六、不确定系数的综合考虑 / 173

参考文献 / 174

第八章 暴露评估中需要考虑的毒理学问题 175

节 概述 / 175

第二节 暴露评估方法 / 176

一、数据来源 / 176

二、暴露评估方法 / 178

第三节 暴露评估方法研究进展 / 181

一、生物标志物 / 181

二、累积暴露 / 182

参考文献 / 184

第九章 风险特征描述涉及的毒理学考虑 185

节 概述 / 185

第二节 风险特征描述的分类 / 185

一、定性风险特征描述 / 185

二、半定量风险特征描述 / 186

三、定量风险特征描述 / 187

第三节 不确定性和变异性分析 / 188

第四节 多种物质的暴露风险 / 190

一、多物质暴露的作用方式 / 190

二、多物质暴露的评价方法 / 191

第五节 对具有遗传毒性和致癌性的化合物的风险特征描述 / 193

第六节 亚人群的风险 / 195

参考文献 / 196

第十章 食品安全风险评估的毒理学方法与评价 198

节 天然毒素 / 198

一、概述 / 198

二、天然毒素的毒性 / 200

三、天然毒素的毒理学研究 / 203

四、天然毒素的毒理学试验方法与评价 / 203

第二节 食品添加剂 / 206

一、概述 / 206

二、食品添加剂的毒性 / 207

三、食品添加剂的毒理学试验方法与评价 / 208

四、食品添加剂的风险评估 / 209

第三节 农药残留 / 210

一、概述 / 210

二、农药残留的毒理学试验方法与评价 / 211

三、农药残留的风险评估  /
213

第四节 兽药残留 / 214

一、概述 / 214

二、成分结构与毒性分析 / 215

三、兽药残留的毒理学试验方法与评价 / 215

四、兽药残留的风险评估  /
217

第五节 包装材料带来的化学污染 / 218

一、概述 / 218

二、各种包装材料中污染物的理化性质、结构与毒性分析 / 219

三、毒理学试验方法与评价 / 223

四、食品包装材料危险性评估  /
226

第六节 过敏原 / 229

一、概述 / 229

二、过敏原的种类与结构 / 230

三、食物过敏的危害 / 231

四、食物过敏的机制 / 232

五、食物过敏原的检测方法 / 232

六、食物过敏原的毒理学试验方法与评价 / 233

第七节 营养素及其相关物质 / 234

一、营养素的毒理学考虑 / 235

二、营养素的安全性评估 / 235

第八节 全食品 / 239

一、概述 / 239

二、全食品的安全性评估 / 239

第九节 转基因食品 / 241

一、概述 / 241

二、转基因食品的种类 / 241

三、转基因食品食用安全性和营养质量评价策略 / 242

四、转基因食品食用安全性与营养质量评价内容 / 246

第十节 新食品原料 / 247

一、概述  / 247

二、新食品原料毒理学安全性评价 / 247

三、新食品原料毒理学安全性评估 / 248

四、新食品原料安全性评估报告 / 250

第十一节 纳米食品 / 250

一、概述 / 250

二、纳米食品的安全性 / 251

三、毒理学研究 / 252

四、风险评估 / 252

参考文献 / 254

第十一章 食品安全风险评估中的应用实例 260

节 食品中黄曲霉毒素的风险评估 / 260

一、一般背景资料 / 260

二、危害识别 / 261

三、危害特征描述 / 263

四、暴露评估 / 265

五、风险特征描述 / 265

六、风险管理措施 / 266

第二节 海水鱼中甲基汞的风险评估 / 266

一、一般背景资料 / 266

二、危害识别 / 267

三、危害特征描述 / 268

四、暴露评估 / 270

五、风险特征描述 / 271

六、风险管理措施 / 271

七、风险交流情况 / 272

第三节 氨基甲酸酯类农药呋喃丹的风险评估 
/ 273

一、一般背景资料 / 273

二、危害识别 / 273

三、危害特征描述 / 274

四、暴露评估和风险特征描述 / 275

第四节 含铝食品添加剂的风险评估 / 276

一、一般背景资料 / 276

二、危害识别 / 276

三、危害特征描述 / 280

四、暴露评估 / 281

五、风险特征描述 / 282

六、风险管理 / 283

第五节 邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯的风险评估 / 283

一、一般背景资料 / 283

二、危害识别 / 284

三、危害特征描述 / 286

四、暴露评估 / 287

五、风险特征描述 / 288

六、风险管理措施 / 289

第六节 反式脂肪酸的风险评估 / 290

一、一般背景资料 / 290

二、危害识别 / 290

三、危害特征描述 / 291

四、暴露评估 / 292

五、风险特征描述 / 294

六、风险管理措施 / 294

第七节 三聚氰胺的风险评估 / 295

一、一般背景资料 / 295

二、危害识别 / 296

三、危害特征描述 / 298

四、暴露评估 / 299

五、风险特征描述 / 300

六、风险管理措施 / 301

七、风险交流情况 / 302

参考文献 / 303

附录 书中所涉重要术语及英文缩写 314

中文索引 319

 

食品安全关系到广大人民群众的身体健康和生命安全，关系到经济健康发展与社会和谐稳定，关系到政府和国家形象，受到社会各界的广泛关注。近年来，世界各地不断发生一系列重大食品安全事件，食品安全已成为全球的焦点问题，各国的食品安全工作都面临困难和挑战。2009年《中华人民共和国食品安全法》出台，食品安全风险评估首次作为国家制度纳入食品安全的基本工作中；2015年4月新修订和10月1日实施的《中华人民共和国食品安全法》实行“预防为主、风险管理、全程控制、社会共治”，进一步强调食品安全风险评估工作的重要性。食品安全风险评估是风险管理和风险交流的科学基础，是食品安全风险分析的核心。毒理学评价已作为风险评估的科学内涵和重要的技术手段，应用于食品化学物的风险评估。目前，已出版的毒理学与食品安全风险评估方面的相关书籍和著作多以理论论述为主，这类书籍为从事毒理学与食品安全风险评估工作提供了重要理论基础。随着毒理学与风险评估方法在食品安全等多方面应用的深度和广度不断增加，毒理学的原理、方法如何应用于食品安全风险评估中，从理论到实践，进行系统而专业介绍的专著是非常必要的。应用先进的毒理学方法，提高食品安全风险评估能力，保障公众健康，推动食品行业发展，具有重要的经济和社会效益。本书共包含十一章。至第九章，对食品安全风险评估中所涉及的毒理学原理及方法进行了详细介绍，包括危害识别中常用的毒理学方法，如体内试验、体外替代试验、毒理学测试新技术与新方法、人群流行病学研究和人体试验，并全方位阐述了危害特征描述、暴露评估及风险特征描述中应用的毒理学关键技术。第十章，从实用角度出发，介绍了常见食品添加剂和污染物及其在食品安全风险评估中的毒理学方案。第十一章，结合近年社会关注的热点问题，以反式脂肪酸、黄曲霉毒素、甲基汞、三聚氰胺等为例，进行食品安全评估案例分析，阐述毒理学原理和方法在食品安全风险评估中的应用，为当今我国食品安全工作者迫切需要的风险评估技术应用提供帮助。本书作者基于实践经验，以案例形式展示毒理学原理、方法在食品安全风险评估中的应用，为系统而准确地应用风险评估技术评估我国食品安全风险提供帮助。本书可供食品安全监管部门及相关技术机构、食品安全风险监测评估等相关领域科技人员使用，也可供食品安全科学及公共卫生安全相关学科的教师与研究生使用。受作者水平限制，并且国际上风险评估及毒理学内容不断更新，书中可能有不妥和疏漏之处，恳请广大读者批评指正。编著者 2017年8月