生物侦测

生物侦测是一种暴露评估工具。测量个人在暴露环境中，透过吸入、摄取、皮肤接触等暴露途径而吸收到的化学物质含量，同时也可估计人体内可负荷的累积估计值、识别不同人群之间的暴露差异群体，还可识别人口暴露随时间的变化。因此生物侦测一开始主要应用于职业，在评估工作场所内的健康风险扮演重要角色，其主要目的是在有害物质于体内产生不良反应前进行检测，而非监测不良反应变化，后续也应用于环境健康与流行病学研究当中。

## 定义

1.1980年欧盟与美国国立职业安全与健康研究所和健康协会等专家在会中定义“生物侦测”为：“采集生物检体（如组织、头发、指甲、尿、血液、呼出气体等），分析检体中有害物质或其代谢物的浓度，再与设定的标准对比，评估人员的暴露与健康危害情形，并于必要时提出改善建议。”

2.美国劳工部劳工安全卫生条款对生物侦测定义为：生物侦测只包括能直接估计个人对某化学物质的吸收的组织，即测量化学物质或其代谢物在血液、尿液、呼出的气体、毛发或指甲中的含量，但不包括该其所引起的生物效应。

3. 德国职业与环境医学协会（DGAUM）在其职业医学指南中对“生物侦测”一词（2013）的定义如下：“在职业医学领域，生物侦测为对员工的身体组成物进行检查，以定量测定有害物质。目标是评估暴露和对员工造成的健康风险，将分析值与适当的生物评估值进行比较，并提出可能的适当措施，以减少对健康造成的风险。”

## 方法

1980 年由欧洲经济共同体（EEC）、国家职业安全与健康研究所（NIOSH）和职业安全与健康协会 (OSHA)在卢森堡联合主办的研讨会提及，为预防工作环境有害物质暴露，评估职场员工所受的危害程度或健康损害有三种侦测方法，分别是环境侦测、暴露生物侦测和效应生物侦测：

环境侦测对工作场所有害因子量测和评估，以环境界面为主体（如空气、工作台面、水及食物等），量测环境中暴露物质浓度，计算外在剂量与适当参考值比对，评估环境暴露及健康风险程度，对于人体暴露评估属间接性量测。

生物侦测透过生物组织、分泌物、排泄物等检体包含血液、尿液、呼出气体、毛发、指甲、唾液等，直接测量体内暴露化学物剂量，或借由间接检测其代谢物含量，与标准值进行比对推断人员暴露程度，为内在剂量（internal dose）。

生物效应侦测又称为健康监测，对工作环境暴露人员定期医学生理检查，主要是人体暴露于有害物质后，于其体内所产生的不良效应，评估个体之健康情形与临床上产生的症状等，为生物效应剂量（biologically effective dose）。

生物侦测以血液和尿液为最常使用的检体，主要分析方法包括感应耦合电浆质谱（ICP-MS）、气相层析法质谱（GS-MS）、高效液相层析质谱（HPLC-MS）等质谱仪检测法、配体结合分析（ligand-binding assays）、免疫测定（immunoassays）等检测方式进行检体测定。以美国工业师协会（ACGIH）制定之“生物性暴露指标”（Biological Exposure Indices, BEI），或德国研究基金会（DFG）制定之“生物容忍指标（Biologische arbeitsstoff toleranzwerte, BAT），订定生物侦测结果参考值，进行结果比较，以评估职业环境对健康之危害。

## 生物侦测在环境健康中的应用

一般健康调查，通常以访谈或问卷的方式收集吸烟、饮食习惯或用药等暴露资讯，但会有回忆偏差等等资讯错误的状况产生，直接使用血液、尿液分析等生物侦测的方式，可以提供更可靠的健康资料。生物侦测也可以广泛了解人们体内包含食品、空气、日常接触的各种污染源资讯。

此外，环境中的污染源常常是以混合物的方式存在，但目前的监管机制基本上还是以单一化合物的方式进行评估和管制，环境中混合物评估的方式因为其复杂性，许多工具都还不够成熟。生物侦测补充环境侦测无法确认人体吸收效能的不足，可以较准确评估环境化学物质暴露造成人类健康风险的影响。

### 各地环境卫生生物监测执行概况

#### 台湾

台湾已进行多种生物侦测调查，并借此评估公共卫生政策方向调整，如调查幼儿园儿童血中铅的浓度范围及可能影响因素，并提出铅相关暴露的防治建议与儿童血中铅侦测警戒值的设定。也有研究分析台湾民众尿液中的金属成分，发现暴露程度因性别、年龄、地区和都市化程度而异，并建立尿液中金属浓度的参考数据。另因应塑化剂事件，民众对食品安全的关注度提升，也有研究针对邻苯二甲酸盐的暴露，进行人体生物侦测的调查，并建立相关参考值。

台湾中央研究院也于2012年成立“台湾人体生物数据库”，针对台湾常见疾病进行长期大规模世代研究，除了基因资讯，也一并采集参与者的血液、尿液，评估环境暴露、饮食及生活习惯等危险因子，为公共卫生及生物医学研究提供庞大资源，以厘清台湾常见疾病与风险因子间的关系。

台湾国家卫生研究院的国家环境医学研究所也于2021年开始规划建置“人体生物监测资料”，希望能够建立台湾民众体内污染物质浓度的基准资料，以供评估特定族群或事件的污染情形，成为公共卫生政策之参考依据，并能与“国民营养健康状况调查”资料一并进行收集，执行相关数据实验及分析，与世界人体生物侦测数据库接轨。

#### 美国

《关于人类接触环境化学物质的国家报告》是利用生物监测对美国人口接触环境化学物质的情况进行的一系列持续评估。该报告提供了1999-2000年至2017-2018年收集的具有全国代表性的累积生物监测数据。

美国疾病管制与预防中心实验室科学部负责协调国家生物监测计划（NBP），该计划对美国人口的营养状况以及环境化学物质和有毒物质的暴露进行评估。透过生物监测我们可以了解人们接触过的环境化学物质，人体内实际存在的化学物质的含量，以及透过测量铁和叶酸等指标来了解人们的营养状况。

#### 德国

德国联邦环境局人类生物监测委员会于1992年成立，旨在为人类生物监测（HBM）的应用制定基于科学的标准。该委员会目前的工作重点是建立其他环境污染物（例如邻苯二甲酸盐、铊）的 HBM 值。此外，还采用了一种新方法，根据可接受的每日摄取量或可比较的健康相关暴露限值得出基于健康的HBM值。

#### 欧洲

欧洲人类生物监测计划（HBM4EU）是30个国家、欧洲环境署和欧盟委员会的共同努力，由 Horizon 2020共同资助。它旨在透过在参与国已实施或将要实施的计划的基础上协调HBM 领域的程序并建立数据平台，最终目标是支持政策制定。HBM4EU协调研究是一项为期5年的调查，于2017年启动，并将持续到 2021 年底，旨在从（国家）研究中收集尽可能统一的生物样本和数据，以得出代表整个地理范围内的欧洲人口/公民的当前内部暴露数据。

## 生物侦测于职业卫生之应用

1950年国际劳工组织（International Labour Organization, ILO）与世界卫生组织（WHO）共同会议中，将职业卫生定义为维持与增进所有行业劳工身心与社会福祉，预防工作环境造成劳工健康伤害与影响。不同工作环境具有不同危害类型，包括物理性（辐射、噪音、温度等）、化学性（致癌物质、生殖性危害物质等）、生物性（微生物、生物毒素等）、人因性及其他身心等危害。

生物监测于职业卫生之运用目的在于监管工作场所符合法规、健康监测和研究、确认危害控制的有效性或作为职业风险评估的一部分而进行，同时也可用于具风险或意外事件后的暴露情况，并评估个人防护设备的有效性。

### 各地职业卫生生物监测执行概况

#### 台湾

目前台湾针对生物侦测借由职业安全卫生法规进行规范，依据劳工健康保护规则，特别危害健康作业入职前执行体格检查，每年一次健康检查，人员需至劳动部职业安全卫生署劳工体格及健康检查认可医疗机构受检，其生物监测则由各医疗机构实验室分析，借由其检测数值以评估人员健康暴露风险、工作环境、个人防护具配戴等，以提出适切性控制与改善措施。

于1956年开始，陆续有铅中毒个案及流行病学报告，此化学物质慢性长期暴露进而造成健康危害，其铅作业之血中铅检测是台湾第一项生物检测项目，且订有容许暴露阈值。现特别危害健康作业共32项，其中包括铅作业检测尿中铅、四烷基铅作业检测血中铅、砷及其化合物（arsenic &itscompounds）作业尿中无机砷、铬酸及其盐类（chromic acid & chromates）或重铬酸及其盐类（dichromic acid & chromates）作业尿中铬、镉及其化合物（cadmium & itscompounds）作业尿中镉、镍及其化合物（Nickel & its compounds）作业尿中镍、汞及其无机化合物（Mercury & its compounds）作业尿中汞、铟及其化合物 （Indium & its compounds）作业血清铟等内容。

劳动部劳动及职业安全卫生研究所现已提供11种生物侦测分析方法，包括:血中铅、尿中苯基硫醇酸、甲基甲酰胺、镉、总汞、马尿酸与甲基马尿酸、锰、砷化氢、砷物种、镍与丙酮等，为预防职业病发生，建立作业环境监测技术及劳工生物侦测技术来量测劳工作业期间暴露危害程度，确保符合法令标准，来达到保护劳工的目的。

#### 美国

美国推行劳工生物侦测政府机关为美国职业安全卫生署（OSHA, Occupational Safety and Health Administration）、美国国立职业安全卫生研究所（（NIOSH, National Institute for Occupational Safety and Health, USA）；民间机关为美国政府工业卫生师协会（ACGIH, American Conference of Govermental Industrial Hygienists）、美国工业卫生学会（AIHA, American Industrial Hygiene Association）等，美国OSHA生物暴露指标Biological exposure index（BEI）相当于8小时日时量平均容许浓度暴露下，所测得的生物指标物浓度。针对工作场所接触苯、镉、铅等化学物质制定容许阈值，且执行劳工生物侦测，雇主需制定监测计划，确保劳工暴露风险程度。

#### 德国

德国职业安全卫生体系中，透过生物侦测的标准制定和管理机关德国科学基金会（Deutsche Forschungsgemeinschaft, DFG）订定生物容忍指标（Biologischer arbeitsstoff- toleranz-wert ,BAT）为暴露容许最高值，以健康效应评估为基础。

#### 欧盟

欧盟执行委员会（European Commission）是职业安全卫生策略制定之机构，为保护工作者免受因工作场所化学试剂或接触致癌物或突变剂等影响订定相关指令规范生物侦测阈值，避免产生安全与健康风险。

#### 日本

随着人权意识提升，对于职业伤病预防逐渐重视，日本于1972年通过实施“工业安全卫生法”，其法规规定雇主需提供劳工健康检查及特别危害健康作业检查，对于生物侦测技术逐渐发展。自1983年起，将八种有机溶剂和铅之生物侦测纳入特殊健康检查的项目；八种有机溶剂包括甲苯、二甲苯、苯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯、1,1,1-三氯乙烷、N,N-二甲基甲酰胺及正己烷等。