毒理学像医学一样，既是一门科学，也是一种艺术。毒理学作为一门科学是指它遵循科学的基本规律和建立有自己系统完整的理论体系、实验体系。而毒理学的艺术是指它采用了逻辑推理、数理统计、管理科学等学科技术与手段，再从动物结果类推到人类、毒物的危险度评估与毒物管控等很多方面的技术、政策、法规的综合与平衡。

　　在大多数情况下，两者是相互联系的，因为由毒理学科学产生的事实被用于形成外推和假设，以解释化学物在信息极其有限时的有害效应，并进一步形成理论。毒理学家的贡献与活动涉及众多方面，根据毒理学职业活动的范畴，可将现代毒理学分为三个大的领域：描述毒理学，机制毒理学和管理毒理学。

　　一、描述毒理学

　　描述毒理学的任务是通过毒性测试，提供安全性评价和管理需求的基本毒性和毒理学信息。描述毒理工作者的任务是：

　　1.收集受试物质毒性相关信息，包括该物质的分子量、结构式、理化性质、用途、使用数量、方式与范围在环境介质中的稳定性及定量分析方法、既往毒性研究相关资料；

　　2.根据各国际组织和政府要求和法规设计合适的体外和整体实验动物的毒性试验方案与程序，选择合适的试验项目；

　　3.按照评价程序要求的标准方法开展各项测试；

　　4.分析与评价评价由于暴露于特定化学物造成的人类和环境危害；

　　5.研究探索与筛查新技术、新方法。

　　对于药物和食品添加剂而言，往往限于对人类的影响。而化学企业和环境生态的毒理学家不仅必须关注企业化学物对人类的危险性，还必须关注对鱼类，鸟类和植物的影响以及可能破坏生态系统平衡的其他因素。

　　描述毒理学是整个毒理学的基础部分，提供了化学物作用机制的重要线索，因而通过形成假设促进机制毒理学的发展。这样的研究也为管理毒理学家所应用的风险评估提供了基本信息。当然，目前新近发展的一些新技术可能使描述毒理学和机制毒理学的概念模糊起来，如所谓组学技术（基因组学，转录组学，蛋白组学，代谢组学等）的发展形成毒理基因组学的基础。这些技术整合到毒性试验中虽然就其属性而言多为描述性的，但实际上也为透彻了解化学物产生毒性效应的机制提供重要的依据，不好截然把它们区分开。

　　二、机制毒理学

　　机制毒理学家关注如何识别和了解化学物产生毒性效应的细胞，生化和分子机制。机制研究的结果对应用毒理学的许多领域具有十分重要的意义。

　　1.证实实验动物中观察到的有害效应（如癌症，出生缺陷）与人类的直接相关性。例如，根据不同种属动物间有机磷杀虫剂（OP）毒性的共同机制（胆碱酯酶抑制）和生物转化的差异，准确地预测这些杀虫剂对人类，啮齿类和昆虫的相对毒性强度。

　　2.探索人类与实验动物对毒性物质反应差别，识别与人类不相关的实验动物的有害反应。例如，广泛应用的人造甜味剂糖精引起大鼠膀胱癌的倾向在人类正常饮食摄取率时不具相关性。因为机制研究证实：膀胱癌仅在尿中糖精度高达可形成结晶沉淀时才会出现。剂量反应研究表明，即使在广泛的使用糖精的情况下，这样的浓度在人类膀胱不可能达到。

　　3.有助于设计和生产安全的替代化学物、开发化学中毒及相关疾病的治疗药物、制定合理治疗方案和预防措施。例如，药物反应停（沙利度胺，thalidomide）最初在欧洲和澳洲上市作为妊娠妇女的镇静剂。然而，由于在妊娠的关键期服用这种药物出现令人震惊的出生缺陷而于1962年停止临床应用。但过去几十年的机制研究证实：该药可能有独特的干扰血管形成的某些基因表达的分子作用机制。由于了解了这一机制，反应停被重新发现作为一种有价值的治疗药物，可能在治疗某些传染病（如麻风）和多发性骨髓瘤非常有效。这个案例表明，对特定人群（妊娠妇女）具有很高选择性毒性的药物只要适当的预警也能相对安全地应用。该药于1998年重新批准用于治疗，但孕妇禁用。因此，作用机制的透彻了解可指导安全用药和患者监测，从而使具有潜在危险性的药物得以安全和有效地用于治疗疾病。

　　4.识别遗传上易感的个体对环境因素反应的差异和高危人群。许多药物代谢酶和转运蛋白的遗传多态试验可用于在药物治疗之前识别遗传易感性个体。例如，遗传上缺乏6-巯基嘌呤（治疗白血病的化疗药）解毒能力的白血病幼童（这种遗传素质的纯合型大约占1/300），标准治疗剂量的这种药物可发生严重的毒性效应。近年来，基因组技术的发展使原来关注个别基因转变为全基因组关联分析（GWAS）。GWAS是基于快速扫瞄特定疾病相关的成千上万特定基因变异（称为tag SNP的标志），用机器人统计测试来识别特殊遗传标志与表型（如疾病状态或有害的药物反应）之间的联系。从单一的候选基因的方法转向全基因组研究，导致相对新的药物基因组学和毒理基因组学的出现，为机制毒理学家识别和保护遗传易感个体，避免有害环境暴露和个性化设置药物治疗方案，提高疗效和减少毒性提供了高效的手段。

　　5.有助于促进基础生理学，药理学，细胞生物学和生物化学等相关学科的发展。

　　三、管理毒理学（regulatory toxicology）

　　又称法规毒理学，是在描述毒理学和机制毒理学研究提供的资料的基础上，进行科学决策，协助政府部门制定相关法规条例、管理措施，将毒理学研究成果应用于外源物质管理，以保护公众健康和生态环境安全的应用科学。主要涉及化学物质的风险评估，风险管理和风险交流。其研究对象包括药品、工业化学品、化妆品、农药、食品添加剂、环境化学物等。在大多数发达国家，管理毒理学覆盖大部分企业、商业和环境，并面向社会和公众进行有效的沟通与交流。

　　管理毒理学工作者的职责是根据外源物质在经济与社会生活中的重要性、生产量、接触人数及可能对人体健康和环境的危害，从众多化学物质中，提出优先进行毒理学研究及危险管理的物质名单；不断收集国内外已有文献资料研究成果，对名单中的物质进行危险性评价；根据毒理学资料，为管理部门对化学物质危害控制，禁止某些极危险的化学物质生产、销售和使用以及新化学物质生产和进口前审批提供依据。

　　同时，为控制化学物质的接触者和环境的危害，参与各类安全性标准的制定；对化学物质安全性评价和风险评估的方法学进行研究，不断改进评价方法和扩展应用领域。以保证药物、食品或其他化学物在特定的目的投放市场后对人类和环境有足够低的危险性。

　　毒理学工作者在学术界、教育界、企业、评价机构和政府组织参加这些活动。尽管他们各自有其不同的职责，但彼此合作，互作贡献，共享了毒理学研究的信息和成果，并利用这些信息合理地预测各种毒物对人类和生态环境的可能的危害并做出危险度评估。

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