1.2 重金属及有害元素残留

我国中药材中重金属残留的情况十分普遍且来源复杂，其主要与被工业生产污染的环境、不合格农药和肥料的使用、炮制过程中由容器或辅料带入以及药用植物本身的特性等因素有关[45]。重金属及有害元素主要包括镉、汞、铅、铬等比重大于5的金属元素和某些微量即能危害人体健康的有毒金属。其具有隐蔽性和蓄积毒性，进入人体后与蛋白酶牢固结合，破坏人体的代谢功能和组织结构[46]，引起癌症、帕金森病、阿尔茨海默病和不孕不育[47-48]等。我国对重金属残留的限量标准为0.2～3.0 mg/kg，而在各种中药材中重金属超标的情况仍时有发生。对全国10个产地的共48批次玄参药材进行重金属残留检测，结果显示汞的含量有3批次超标[49]。普查182种药材共1771多批次样本，根据残留限量的标准计算，所有样品都检测到了重金属，其中超标率最高的是铅，此研究还表明重金属在果实和种子类的药材中检出率最高，而在全草类药材中超标率最高[50]。此外，采用电感耦合等离子质谱技术检测水蛭中的重金属残留，结果表明水蛭样品中的重金属含量严重超标[51]，提示同样要重视监测动物类中药材中的重金属残留。

1.3 真菌毒素残留

中药材在储存、加工和运输等过程中，一旦有适合真菌生长的温度、湿度、光照、酸碱度和渗透压等环境条件就有可能产生真菌毒素，危及人体健康和带来经济损失。目前中药中受到关注的真菌毒素主要有黄曲霉素、赭曲霉素、玉米赤酶烯酮和伏马霉素[52]。真菌毒素具有致癌、诱变、免疫抑制、肾毒性和致畸性[53]等毒性特点。黄曲霉毒素是世界上毒性最强的真菌毒素之一，其研究和监测广受重视。Zhao等[54]研究发现含脂肪油的中药材最容易受到黄曲霉素的污染，其次是含多糖和蛋白质的中药 材，挥发油含量高的中药材不容易被污染。测定21种中药饮片中的几种真菌毒素的含量，结果有柏子仁和薏苡仁中全检出黄曲霉素，且75%的柏子仁中黄曲霉素含量超出了法定标准限量，不合格率较高[55]。赭曲霉素也是一种毒性较强的真菌毒素。研究者检测来自不同产区的57种中药材，其中44%的样品检出赭曲霉毒素，同时研究还表明了中药材受赭曲霉毒素污染的程度与发霉程度并不呈正相关[56]。因此，为了保证安全，不能靠外观断定药材是否有赭曲霉毒素的污染。此外在人参、姜黄、连翘、葛根、麦芽等中药材中也 检出赭曲霉毒素[57]。同时其他真菌毒素也在中药材中频繁检出，比如地龙、薄荷、三七等药材中检出伏马霉素、薏苡仁、瓜蒌皮中检出玉米赤酶烯酮[58]。真菌毒素在中药材中普遍存在，故要加强防护措施并且有针对性地进行风险评估。

1.4 植物生长调节剂残留

作为一种可以提高作物产量、优化作物品相的新型农药，植物生长调节剂在中药材种植过程中常被不规范使用，导致其在药用植物上残留过多或者蓄积于土壤中引起中药材的二次污染。植物生长调节剂根据其功能的不同可分为7类：生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类、乙烯类、脱落酸、甾醇类 和生长抑制物质[59]。除少数植物生长调节剂属于中等毒性物质外，多数属于低毒性物质，但目前不完全清楚其毒性机制。研究发现多效唑可抑制视网膜感光细胞的增殖和分化[60]、提高肝细胞的凋亡率[61]，还会使雄性大鼠和雌性大鼠甲状腺分泌紊乱，且对雌性大鼠的干扰效应强于雄性大鼠[62]。近年来植物生长调节剂的不规范使用和乱用、滥用偶有发生，导致中药中植物生长调节剂残留严重。麦冬中多效唑的检出率可达100% [63]。采用超高效液相色谱-串联质谱法从知母中检出了矮壮素[64]。同法测定多种常用中药材中植物生长调节剂的含量，发现4-硝基苯酚钠的检出率高达50%，党参、白术和丹参中几乎全部检出植物生长调节剂[65]。综上分析发现，植物生长调节剂在根茎类药材中的检出率较高，究其原因可能与土壤中的残留有较强的相关性。在规范使用的条件下，植物生长调节剂不会对人体健康造成危害，但是乱用滥用势必会产生一定的健康风险，故一方面应该监督植物生长调节剂的规范使用，另一方面要重视其风险评估以保证用药安全。

1.5 二氧化硫残留

硫磺熏蒸是防止中药材霉变和虫蛀以及保色的一种传统手段，且与自然风干的药材相比，经过硫熏的药材含有更多水分，增加了质量并带来更多经 济收益，这很容易促使中药加工厂商过度使用硫熏方法，此举会导致二氧化硫的残留量超标和有效成分的破坏[66-68]。体内蓄积的二氧化硫会产生一种衍生物——亚硫酸钠，其能损害皮肤黏膜及呼吸系统[69]、神经系统[70]、心血管系统[71]和生殖系统[72]，增加人患哮喘[73]、心血管疾病和慢性肺病[74]的风险。虽然鉴于二氧化硫的毒性，《中国药典》2005年版已删除了硫磺熏蒸的方法并在增补版中增加了用酸碱滴定测二氧化硫残留量的方法[75]，但其在许多中 药中仍然被检出。如针对不同产区黄精中的二氧化硫残留量的研究中发现云南产区的二氧化硫残留检出率为3.7%，而其他产区的检出率达26.9% [76]。周同宁等[77]在银川市随机抽取多批黄芪饮片样品进行检测，结果二氧化硫超标率达68.18%。相比之下，对不同产区的荷叶进行检验发现均未检出二氧化硫[78]。综上分析，在黄精、黄芪等颜色偏白或偏浅的中药材饮片中更容易有二氧化硫残留，因此要重视监测此类药材的二氧化硫残留量。

2 中药中外源性有害物的检测手段

2.1农药残留检测

现代农药成分多属于有机小分子，有紫外或荧光吸收且一般具有很好的挥发性和流动性，故可以采用气相色谱-串联质谱技术、液相色谱-串联质谱技术、免疫分析技术和质谱联用技术进行检测。农药残留检测包括样品前处理和检测2个步骤[79]，其 中最关键的步骤是农药残留检测。由于样品基质复杂，因此必须经过前处理才能用于仪器测定。经过前处理的样品质量分数越高，对检测仪器的灵敏度和选择性要求越低 。前处理方法主要有索氏提取法、分散固相萃取法、加速溶剂萃取法、QuEChERS样品前处理方法和超临界流体萃取法[80]，其中应用最广泛的是固相萃取法，其次是QuEChERS样品前处理方法。中药中的农药残留检测方法总结如表2所示。

2.2 重金属及有害物残留检测

重金属及有害物本身不具有紫外或荧光吸收，因此需要先进行衍生化再测定，其测定方法主要有3种：原子荧光光谱法、原子吸收光谱法和电感耦合等离子体发射光谱法[91]。采用电感耦合等离子体质谱联用技术测定中药饮片中重金属及有害元素的含量，结果显示线性关系良好，灵敏度较高[92]。 邢凤晶等[93]用冷蒸汽-原子吸收分光光度法测定金银花中砷和汞的含量，阐明金银花中的重金属残留量符合中国药典的要求。但是冷蒸汽-原子吸收分光光度法不能连续测定多种重金属残留，无法很好地满足现实需要，而电感耦合等离子体原子发射光谱法弥补了这一缺陷。李佳[94]用电感耦合联合质谱连续分析紫梢花中5种重金属元素；李邦进[95]用高效液相色谱-电感耦合等离子质谱连续分析中药中10种不同形态的砷，以上2个研究结果均表明此法满足中药材重金属残留的检测需求。

2.3 真菌毒素残留检测

真菌毒素多为香豆素或生物碱等小分子化合物，可溶于水或有机试剂，有紫外或荧光吸收，故可以采用薄层色谱法、流式微球技术[96]、液相色谱法[55]以及免疫分析技术、分子印迹技术和生物酶抑制技术等快速检测技术[97]进行检测。李小琪[98]用薄层色谱法测定广藿香中黄曲霉毒素残留量，证明此方法灵敏度较低，适宜用于定性及辅助定量检测。Wang等[99]用QuEChERS-高效液相-串联质谱法快速检测葛根17种真菌毒素的残留量，结果表明此方法线性关系良好，灵敏度高。基于间接竞争原理的简单、快速且灵敏的流式微球技术可用于复杂基质中真菌毒素的分析检测[96]。此外以荧光传感检测、表面增强拉曼散射和电化学传感器等为识别原件的分子印迹技术在黄曲霉毒素的检测中也有良好的应用前景[100]。Sun等[101]成功开发了时间分辨荧光免疫色谱法，此法用具有独特光学特性的Eu纳米球和单克隆抗体作为检测探针，提高了荧光色谱的灵敏度和稳定性。

2.4植物生长调节剂残留检测

植物生长调节剂的化学性质与农药类似，但目前国家关于植物生长调节剂的相关标准大多侧重于食品领域，较少涉及到药品领域，并且检测方法操作繁琐，缺乏便捷高通量的检测技术。植物生长调节剂的检测方法主要有：免疫测定法，以气相色谱、液相色谱及其联用技术等为代表的色谱法和以原子吸收光谱法为代表的光谱法[102]，其中最常用的是色谱法。QuEChERS-高效液相色谱-串联质谱法可以同时测定中药中多种植物生长调节剂的残留量，此法操作简单、耗时较少。Luo等[103]用高效液相色谱-串联质谱法检测中药中多种植物生长调节剂残留量，结果表明此方法结果线性关系良好，符合方法学验证要求。色谱法有仪器要求精密且昂贵、对技术人员要求高、前处理复杂等特点，仍需探索更加高效快速地检测中药材中的植物生长调节剂残留的技术。三相中空纤维液相膜微萃取联合液相色谱法是一种新的、简单有效的分析方法，适合用于分析痕量且基质复杂的植物生长调节剂残留。Hong等[104]成功用此法分析了金线莲中的3种微量植物生长调节剂，结果表明此法的样品纯化能力强、灵敏度高且溶剂耗量少。

2.5 二氧化硫残留检测

中药中的二氧化硫残留通常以亚硫酸盐的形式存在，既可电离又可在酸性条件下生成二氧化硫气体。常用的二氧化硫残留检测方法有滴定法、气相色谱法、离子色谱法和比色法，随着技术的发展又有了表面增强拉曼光谱分析技术和高场不对称波形离子迁移谱技术（FAIMS技术）。牛鹤丽[105]用库伦滴定法测枸杞中的二氧化硫残留量，结果精密度和准确度均较好。滴定法操作简单方便，满足二氧化硫残留的快速检测需求。张丹[106]用离子色谱法、酸碱滴定法和FAIMS技术测定山药、枸杞和丹参等中药材中二氧化硫残留量并将结果做了对比，发现3种方法测得的二氧化硫残留量有一定的差异：离子色谱法检测结果比较准确但仪器昂贵；酸碱滴定法可以比较准确的判定终点，但耗时长且试剂容易变 质；FAIMS技术灵敏快速、耗材少。盐酸副玫瑰苯胺法是测定二氧化硫残留量最常用的比色法也是我国国家标准规定的方法，此法用于测定中药材中二氧化硫的残留量具有良好的可行性，检测限较低[107]。表面增强拉曼技术是一种拉曼光谱和纳米技术相结合而来的新型光谱分析技术。Dong等[108]成功用顶空薄膜微萃取技术结合表面增强拉曼光谱技术测定了白芍等中药材中亚硫酸盐含量，结果显示该法简单、快速、线性关系好、选择性强，有望成为各种固体物质中亚硫酸盐的检测通用技术。

3 中药中外源性有害物风险评估的研究进展

3.1 风险评估方法

3.1.1点评估点评估又称为确定性评估，急性和慢性暴露评估是其中最常用的评估方式。此法使用现有的消费数据和污染物含量数据评估暴露风险，可以直观地反映短期和长期摄入有害物质的暴露风险，为安全用药增加了保障[109]。然而此法结果保守，与实际有一定的差距。根据公式（1）计算急性暴露量（acute dietary exposure portion，EXPa），其中LP表示日消费最大量的97.5%，HR表示污染物的最大含量，bw表示理论平均体质量60㎏。根据公式（2）计算慢性暴露量（chronic dietary exposure portion，EXPc），其中I表示日消费量，R表示污染物平均含量。EXPa和急性参考剂量（acute reference dose，ARfD）之比即为急性暴露风险；EXPc与每日允许摄入量（acceptable daily intake, ADI）之比即为慢性暴露风险，分别用公式（3）和公式（4）表示[110]。当比值≤100%时认为暴露风险属于可接受范围内，对人体不会产生健康威胁，反之则超过可接受限度，提示应该采取控制措施。值得一提的是，《中国药典》2020年版规定要先从长期的毒性试验数据中获得的无明显毒性效应剂量（noobserved adverse effect level，NOAEL），再依此推算ADI值，并推荐了各种外源性有害物的残留限量最大理论值的计算方法，还对无急性毒性或仅短期暴露的的情况做了特殊说明，为风险评估指明了方向。

EXPa＝LP×HR/bw （1）

EXPc＝I×R/bw （2）

急性暴露风险＝EXPa/ARfD （3）

慢性暴露风险＝EXPc/ADI （4）

3.1.2概率评估概率评估又称为不确定性评估，此方法进行大批量随机抽检，用消费量和不同摄入量相乘得一个概率分布。此法相较于点评估考虑的因素更多，结果更接近于实际，更具有科学性和代表性。概率评估的理想模型如公式（5）。

yi，j表示第i个受试者第j天的暴露量，xi，j, k 表示第i个受试者第j天第k种暴露，bwi表示i受试者的体质量[111]

3.1.3累积暴露评估累积暴露评估是指对多种因素、多环境、多途径综合风险的分析、表征和量化[112]。目前用于中药的累积暴露评估常用方法包括相对效能因子（relative potency factor，RPF）法[38]、危害指数（hazard index，HI）法、暴露限值（margin of exposure，MOE）法和靶标危害系数（targethazardquotients，THQ）法[113]。其中应用最广泛的是HI法，此法适用于有相似毒性且剂量-反应关系明确的一组外源性污染物。单个外源性污染物暴露量EXP i和参考剂量RfD（一般用每日允许摄入量ADI代替）的比值即为外源性污染物的危害商HI，其计算方法如公式（6）所示。

当HI＞1时表示这一组外源性污染物对人的暴露风险很大，会对健康带来伤害，应当引起足够重视。当多种外源性污染物具有相同的作用靶点和相似的毒性机制时可以采用RPF法进行评估，此法相对于HI法具有更高的准确性。MOE法是以毒性效应为终点的一种评估方法，按公式（7）来计算，其中BMDL 10为毒性发生率为10%时的暴露浓度，MOE＜10 000时认为暴露风险超出可接受范围，应该引起关注[114]。THQ法是一种评估通过食物摄取外源性污染物风险的方法[115]， 按公式（8）计算THQ值，其中C表示外源性污染物 的质量分数，EF表示一年中的暴露天数，ED表示暴露年数，IRD表示每日服用的药材量，AT表示平均接触外源性污染物时间（70年×365 d）。当THQ＜1时，认为外源性污染物对人体健康的危害处于可接受范围内，反之则认为外源性污染物对人体的健康危害超出了可接受范围，应当引起重视。

MOE＝BMDL10/暴露水平（7）

THQ＝(C×EF×ED×IRD)/(bw×AT×RfD) （8）

3.2 风险评估研究

3.2.1农药残留《中国药典》2020年版收载了人参、西洋参、红参、黄芪和甘草5种药材以及人参总皂苷和人参茎叶总皂苷2种中药提取物的农药限量标准，其中五氯硝基苯限量均为0.1 mg/kg，对其他有机氯类农药也分别做了限量规定[116]。已有限量标准的中药和农药种类有限，不能满足于现实需求，因此采用各种评估手段对中药进行风险评估尤为重要。李纯等[117]采用HI法计算陈皮中农药残留的慢性累积风险，结果显示累积暴露指数略小于1而农药检出率却高达98.5%，提示有机磷农药的残留风险虽可控但仍需要密切关注。Xiao等[118]用HI法和THQ法评估白芍、牡丹和木瓜中农药残留造成的健康风险，结果表明其暴露水平远低于健康风险水平，但3种中药中检出了几种禁用农药，提示不可忽视长期暴露带来的累积风险且应当考虑制定最大残留限量标准。王莹等[38]采用HI法和RPF法评价枸杞中拟除虫菊酯类农药的累积暴露风险并将2种评估方法进行对比，发现2种方法的累积风险值均远小于1但存在一定的差异，从评估角度分析发现RPF法的准确度高于HI法。

3.2.2重金属残留重金属作为外源性有害物之一，人们格外重视对其暴露风险的研究。孔丹丹等[119]用电感耦合等离子体质谱法（inductively coupled plasma-mass spectrometry，ICP-MS）结合THQ法和致癌风险值（carcinogenic risk，CR）测定党参、黄芪和昆布中的重金属含量以及致癌和非致癌风险，结果表明3种药材的THQ值对于成人和儿童都远高于标准值，对健康存在一定的威胁，而其中镉、铅、砷的CR值均低于标准值而不存在致癌风险。左甜甜等[120]采用HI法对40批玉竹中的铅、镉和砷进行联合暴露风险的评估，结果发现其中2批镉残留量超标，3批HI值大于1，表明玉竹中重金属的联合暴露风险需要关注。为了更准确地分析外源性危害物进入机体的剂量，生物可给性被纳入风险评估的范畴。基于体外消化模型，生物可给性是指胃消化液和肠消化液中的外源性危害物残留量之和与药材中的残留量之比。研究发现黄连、川芎、莪术和乌药4种药材中镉的生物可给性均小于70%，说明重金属残留不能被人体全部吸收[121]。吴建杰等[122]用ICP-MS测定30批柴胡饮片中重金属残留量，并用体外消化模型结合HQ法进行重金属残留的风险评估，结果铬、铜、砷、镉、铅的生物可给性分别为41.01%～98.09%、43.30%～66.02%、26.92%～56.78%、62.89%～108.50%、10.49%～25.21%，成人和儿童的HQ值以及多种重金属HI值均小于1，表明柴胡中的重金属残留对成人和儿童都没有健康风险。此外细胞转运模型也被应用于生物可给性考察之中，例如研究者借助犬肾 小管上皮细胞系（madin-darby canine kidney，MDCK）构建体外消化/MDCK模型模拟胃、肠二步消化，并采用HI法和MOE法对地龙中镉和砷进行风险评估的结果显示镉在MDCK细胞转运前风险不可接受，细胞转运后风险降至可接受范围内[123]。综上可知，生物模型直接模拟生物体对外源性有害物的代谢途径，增加了风险评估的准确性和客观性。

3.2.3二氧化硫残留《中国药典》2020年版规定毛山药、光山药、天冬和天麻等10余种中药材的二氧化硫限量为400 mg/kg，山药片限量为10 mg/kg。用HI法评估菊苣根中的二氧化硫残留风险，其残留量为7.8～46.3 mg/kg，HI值小于1，证明健康风险较低[124]。王艳红等[125]用点评估法和概率评估法评估鲜参、生晒参、红参和人参蜜片中二氧化硫残留风险，其HI值均小于1。天麻是市场上二氧化硫含量最高的硫熏中药之一，Kang等[126]对不同比例的硫熏天麻进行风险评估，并综合考虑了二氧化硫的ADI值，结果表明按1∶40的比例进行硫熏处理1 h既可达到杀菌、防霉、防蛀的效果又不会造成健康风险。许玮仪等[127]用点评估的方法评估了来自全国的10种中药中亚硫酸盐残留量的暴露风险，分别用残留量平均值、中位值和最大值计算HI值，其中山药、党参和白芍等几种药材最大值对应的HI值大于1，说明市售药材仍存在一定的二氧化硫暴露风险。

如前文所述，中药中的农药残留、重金属残留及二氧化硫残留的风险评估研究已取得一定进展，在缺乏外源性有害物限量标准的情况下，风险评估是一种通过提示健康风险来保障用药安全的有效手段。同时，生物可给性理论、体外转运模型和细胞模型与风险评估的融合增加了评估的准确性与客观性。除以上3种外源性有害物，针对真菌毒素和植物生长调节剂在中药中残留风险的研究较少，已发现黄曲霉素在使君子、酸枣仁中的暴露水平会对人的健康产生负面影响[128]。 而植物生长调节剂在中药种植过程中被广泛应用，其健康风险也应该引起重视。综上分析，有必要针对不同外源性有害物和不同检出中药建立更加健全的风险评估体系。

4生理药动学（physiologically based pharmacokinetic ，PBPK ）模型在中药外源性有害物风险评估中的应用前景

目前中药中外源性有害物残留的风险评估主要获得体外暴露量，实际上外源性有害物由于受本身性质和机体吸收、代谢等功能差异的影响，其体内暴露量与体外暴露量存在一定的差异，因此评估所得的风险值与客观实际之间有一定的差距。PBPK模型是一种整合了解剖生理学和药物理化性质，用于研究药物在不同组织或器官内的吸收、分布、代谢和排泄过程的数学模型[129]，将其应用于中药中外源性有害物的风险评估可提高评估的科学性和准确性。根据解剖生理学将不同的组织或器官视为独立的房室，其中对于每个房室来说流入和流出的药物遵循质量平衡的原则，因此可以预测外源性有害物在某个器官或组织的暴露量，同时借助计算机模拟和PBPK模型强大的外推力可进行由动物到人的跨物种外推，从而得到外源性有害物在人体中的药动学特性[130-131]，进一步明确量-毒关系，为制定中药 中外源性有害物的限量标准提供科学依据。此外，PBPK模型还可以根据儿童、老年人、孕妇或患者等特殊人群的生理病理特征在健康人体模型的基础上调节参数，使风险评估更具有针对性和准确性[132]。综上所述，PBPK模型更能客观地反映外源性有害物在机体中的动态变化，对于提高风险评估的置信度具有重要的意义。

5 结语与展望

中药质量安全不仅关系着人们的生命健康，也是制约中药走向国际社会的主要因素。中药中农药残留、重金属及有害元素、真菌毒素、植物生长调节剂、二氧化硫等外源性有害物残留复杂多样且通常为痕量，对人体产生慢性累积毒性。因此必须重视对中药中外源性有害物的监测，提高中药质量，保证用药安全，让中医药发展得更快更稳，走得更远。液相色谱、气相色谱、质谱等技术的发展为中药中外源性有害物的监测提供了技术手段。风险评估作为国际上推崇的评估有害物对人体产生不良反应概率的科学方法，已经在食品、环境等领域有所应用。中药中外源性有害物的风险评估目前还处于初级阶段，大多数有害物在中药中的残留还没有规定的限量标准，除了有明确规定限量标准的有毒重金属和农药，其他外源性有害物在中药中的残留情况也需要进行系统的风险评估。

目前中药中外源性有害物的风险评估主要结合目标人群的体外服用量和中药中有害物的残留量，通过急性和慢性暴露公式模拟得到体外的暴露量，然而由于中药种类繁多、外源性有害物污染复杂等诸多原因，这些评估方法仍存在一定的局限性，针对不同中药中农药残留、二氧化硫残留和重金属残留的风险评估研究有限，特别是对植物生长调节剂和真菌毒素在中药中残留风险评估的研究较少。此外，不同风险评估方法在客观性和准确性上存在一定差异，且方法通常忽视了禁用农药、禁用植物生长调节剂和禁止在中药中出现的重金属等外源性有害物使机体面临的长期暴露风险以及体内代谢和体外模型之间的差异给风险评估准确性带来的影响。PBPK模型能够通过建模和仿真来预测人体药动学行为，将其应用于中药中各种外源性有害物的风险评估当中，构建符合中药自身特点的评估模型，可以更好地推测外源性有害物在人体的安全剂量范围，改善暴露评估方法的准确度，为完善中药中有害物残留的风险控制和限量标准制定提供新策略。

利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突

参考文献（略）

来 源：窦亚洁，刘 慧，李晓萌，苏布达，许妍妍，李遇伯．中药中外源性有害物的残留现状及风险评估的研究进展 [J]. 中草药, 2023, 54(2):396-407.返回搜狐，查看更多