生物标志物与身体负荷

生物标志物测量体内物质、其代谢产物或其生物学效应，为内部剂量提供了一个外部监测无法提供的窗口。身体负荷是指在给定时间点储存在体内的持久性物质的总量，它整合了可能多年累积的暴露。

Definition

生物标志物是在生物样本中测量的特征，表明对某种物质的暴露、效应或易感性；身体负荷是体内存在的物质总量，反映了摄入、分布和消除的平衡。

Scope

本主题涵盖了环境健康生物标志物的主要类别——暴露生物标志物、效应生物标志物和易感性生物标志物——持久性物质的身体负荷概念，以及半衰期、生理标准化以及内部测量能揭示和不能揭示外部暴露的解释问题。它是一项参考性处理，而非临床检测或解释指南。

Core questions

• 内部生物标志物能揭示哪些外部暴露测量无法揭示的信息？
• 暴露生物标志物、效应生物标志物和易感性生物标志物有何不同？
• 物质的半衰期如何影响单次测量的意义？
• 应如何对生物标志物浓度进行生理变异标准化？

Key concepts

• 暴露生物标志物
• 效应生物标志物
• 易感性生物标志物
• 身体负荷
• 内部（递送）剂量
• 生物半衰期
• 肌酐和比重标准化

Mechanisms

物质被吸收后，会经历分布、代谢和消除；测量血液、尿液或其他基质中的母体化合物或代谢产物，可以估算出实际接收的内部剂量。解释取决于物质的生物半衰期：短寿命物质反映近期暴露并每日变化，而持久性、亲脂性物质则累积形成身体负荷，整合了长期摄入。效应生物标志物（如酶变化或加合物）捕捉下游生物反应，而易感性生物标志物则指示个体间处理物质的差异（Biomarkers Definitions Working Group 2001）。斑点测量，尤其是在尿液中，必须使用肌酐或比重进行稀释调整，以便在不同个体间进行比较（Barr 2005）。

Clinical relevance

生物标志物和身体负荷测量将暴露-疾病研究锚定在内部剂量上，并支撑人群生物监测项目。这里的内容解释了如何在研究中解释这些测量结果；它不是个体诊断检测、结果解释或治疗的基础，这些都需要临床背景和参考值。

Epidemiology

人群生物监测显示，许多环境物质在体内普遍存在可检测的身体负荷，并揭示了浓度如何随年龄、性别和生理状态而变化，这就是为什么在跨人群比较中稀释调整很重要（Barr 2005）。暴露组（exposome）框架将全面的生物标志物测量视为捕捉与疾病相关的内部暴露总量的途径（Wild 2005; Rappaport & Smith 2010）。

Evidence & guidelines

生物标志物分为暴露、效应和易感性三类，以及生物标志物与替代终点之间的区别，遵循了生物标志物定义工作组（Biomarkers Definitions Working Group 2001）广泛引用的概念框架；尿液标准化方法在大规模人群研究中有所记载（Barr 2005）。

History

生物监测起源于职业医学，其中铅等物质的血液和尿液测量长期用于评估工人暴露。从20世纪末开始，国家生物监测调查将这种方法扩展到整个人群，2001年的定义框架和2005年的暴露组概念巩固了生物标志物作为环境流行病学核心工具的地位。

Debates

生物标志物浓度在多大程度上能代表外部暴露？

单一的内部测量既反映毒代动力学也反映摄入量，因此对于短寿命物质，它只捕捉近期暴露，并可能错误地代表通常暴露；将生物标志物解释为暴露指标需要考虑半衰期和生理标准化。

Key figures

• Dana Boyd Barr
• Christopher Wild
• Stephen Rappaport

Seminal works

• biomarkers-wg-2001
• barr-2005
• wild-2005

Frequently asked questions

暴露生物标志物和效应生物标志物有什么区别？

暴露生物标志物测量体内物质或其代谢产物以表明发生了吸收，而效应生物标志物测量由此产生的生物学变化，例如酶改变，它位于暴露与疾病之间的途径上。

在解释生物标志物时，物质的半衰期为何重要？

对于快速清除的物质，单次测量仅反映近期暴露，并且可能每日变化很大，而对于持久性物质，测量反映的是整合了长期暴露的累积身体负荷。