回归故里建设健康风险评价平台
——记北京航空航天大学空间与环境学院副研究员董兆敏

2018-01-03 09:32
科学中国人 2017年27期
关键词:化学物质化学品浓度

本刊记者 刘 江

回归故里建设健康风险评价平台
——记北京航空航天大学空间与环境学院副研究员董兆敏

本刊记者 刘 江

董兆敏

自19世纪工业革命以来,公害事件不断出现。酸雨、臭氧层破坏、二氧化碳含量增加等环境危害遍及全球,继而严重危害生态环境以及人群健康。近几十年来,健康风险评价应环境管理的需求逐步建立与发展起来,已经成为一种可直接为环境决策服务的技术方法。

健康风险评价是将化学物质污染与健康风险联系起来的一种评价方法。通过估算有害物质的暴露量及其健康毒性,进而评价暴露于该有害物质的个体以及群体所受到的健康风险。“我们的健康风险评价是对有毒化学物质的暴露以及毒理两方面进行研究,来提高健康风险评价的实用性及推动其在化学品管理中的应用。”作为北京航空航天大学“卓越百人计划”引进的青年人才,董兆敏如是说。他还说,在未来几年里,他想在中国搭建一个健康风险评价的平台,做方法学的创新和应用工具的开发。

归国无悔,于时代风口处起飞

健康风险评价起步于上世纪70~80年代,经过近半世纪的发展,其研究框架已经成熟,分为危害识别、剂量-效应曲线评价、暴露评价以及风险表征4个部分。我国是化学品生产、消费以及进出口的大国。化学品对社会进步与提高人民生活水平等起到了重要作用,但在化学品登记和管理方面仍不够完善,与发达国家相比尚有一段距离。主要差距是家底不清、法规和标准不够健全等。当前最紧迫的需要是尽快开展对有毒化学品在环境中的本底值、在环境中的行为以及对人体健康影响的研究,确定它们的环境暴露量以及环境健康毒性,并在此基础上来制定有毒化学品的优先控制清单。

2017年3月,还差3个月步入而立之年的董兆敏从纽卡斯尔大学归来进入北京航空航天大学空间与环境学院进行健康风险评价、化学品管理等研究。10年前,董兆敏进入北京大学进行研究生深造,师从教育部长江学者胡建英教授。2013年,董兆敏在北京大学城市与环境学院获得博士学位后分别在南澳大学、纽卡斯尔大学工作。国外的几年时光,董兆敏围绕健康风险评价开展了方法学、应用以及工具研究,以提高健康风险评价的实用性及推动其在化学品管理中的应用。

从研究生算起,董兆敏在健康风险评价研究领域已经有10个年头。10年中,董兆敏对风险评价进行了一系列的方法学研究和案例研究。比如,在风险评价中不确定性评价是一个重要组成部分,针对此课题,董兆敏对比了传统不确定性分析处理方法的一些优劣势,结合计算毒理学、生物标记物,对未来不确定性的方法研究进行了一些探索。在案例分析方面,董兆敏利用美国CDC公布的NHANES数据,对砷的毒性进行了重新评定。同时,董兆敏还采用流行病数据对PFAS类物质的参考剂量重新计算,以减少种间差异性等。

在应用研究方面,令董兆敏记忆最深的是2008年的时候,我国部分地区报道儿童血铅浓度超标的事件。追根溯源,在查找事件原因时,人们以为是环境介质浓度超标,但令人惊讶的是,当地的环境介质浓度在国家标准之内。那到底是什么导致儿童血铅浓度超标呢?这一现象引起了北京大学胡建英教授的注意。在胡建英教授的指导下,董兆敏利用Bayes反演计算,结合外暴露浓度以及内暴露浓度,重新核算了环境介质浓度铅标准。并得出结论,造成血铅浓度达标导致介质铅超标的原因在于当前各介质的贡献率已经超过100%。

为推动风险评价的发展,胡建英教授出版了我国的第一本化学物质风险评价的高等教材《化学物质的风险评价》。在这本教材的编写中,董兆敏主要负责其中的统计方法以及模型撰写。胡建英教授带领的课题组为推广风险评价应用化,开发设计了健康风险评价软件,作为课题组成员,董兆敏也参与此软件的开发。董兆敏说,目前此软件已获得专利。

2016年,环保部化学品环境管理领域发布了《“十三五”环保干部人才队伍建设目标》征集意见稿。征集稿表明要加强风险评价的队伍建设。同年,国家发布《优先评估化学品筛选指南(征求意见稿)》。这些文件表明,风险评价在我国发展势头强劲。在这个发展的黄金时期,董兆敏选择回祖国工作。他说:“目前我国的化学品健康风险评价队伍建设和学科人才储备非常弱。可以说还是处于一个起步阶段。国家从‘十一五’到‘十三五’中就说要促进这个学科的发展,加强人才队伍建设,我想这个时候回国,用自己在健康风险评价领域多年的研究与实践经验为国家的科研工作多出些力。”

立足科研,展望学科愿景

化学品管理一直是国际上一个交叉热点领域。为了有效管理众多商用化学品,美、日、欧盟等发达国家和组织都有相关的化学物质管理法规,对已有的化学物质筛选控制以及对新型物质进行危害性评估。化学品管理也是我国政府在环境管理领域高度及关注的问题之一。环保部印发的《国家环境保护“十三五”环境与健康工作规划》明确提出“评估现有化学物质环境健康风险,公布优先控制化学品名录,对高风险化学品生产、使用进行严格限制,并逐步淘汰替代”。

董兆敏说,在我国,目前生产使用的化学物质超过4.5万种,每年还有近百个新化学物质注册登记。为了有效管理众多化学品,我国于2004年签署了POPs的斯德哥尔摩公约。随后,我国先后颁布了《危险化学品安全管理条例》《危险化学品目录》等。但是,我国化学品管理起步较晚,化学品管理的重点还是一些易燃易爆以及剧毒化学品,而目前,化学品环境危害控制相关的技术规范和导则体系相对缺乏。为了规范我国的化学物质生产和使用,并使之与国际接轨,迫切需要开展我国化学品的评价方法、预测模型研究和筛选优控化学品。

为此,董兆敏说,他短期的目标就是建立一个风险计算平台,此平台包括暴露模型数据库、毒性模型数据及一些常用数据库,与open access性质类似。“风险评价是以数据为主的,但是目前大部分物质无论是毒性数据还是暴露数据都是非常缺乏。因此,高通量的暴露组学和毒性组学在风险评价中将起到基石作用。”

2014年,美国EPA出版一本叫Next generation risk assessment: incorporation of recent advances in molecular,computational, and systems biology的书,该书中提出了3个研究方向,分别是“群体风险评价研究”“in vitro数据应用研究”以及“新技术新数据应用研究”。然而,目前我国对这些研究相对来说比较匮乏。为此,作为青年研究者的董兆敏今年第一次申请了科学基金,目标是致力于开发“基于人群生理药代动力学的优控化学品筛选”。董兆敏说,这些研究将补充我国目前优控物质方法体系,为我国的化学品管理提供决策支持。

谈起自己的科研工作,董兆敏说,自己和同级的彭辉博士,赵砚彬博士一起入职。彭博士在高通量监测、蛋白组学等方面推动环境学研究;赵砚彬博士以水生生物为模式进行环境毒理学研究;而他则是在健康风险评价、化学药品管理埋头苦研。彭博士和赵博士在顶尖杂志发表了若干论文,取得了丰硕的科研成果。董兆敏说,相对于这两位科研中的“红花”,他觉得自己在科研上天赋不足。他要以自己的勤奋追赶两位的步伐,做不掉队的“绿叶”。

惟日孜孜,无敢逸豫。于30岁的董兆敏而言,在科研这条路上他要走的路还很长很长。谈起未来工作的规划,董兆敏早已列出了满满的一页:工作目标、预期贡献、教学计划、团队建设……他说,未来的日子,他已经做好了与时间赛跑的准备。

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