الرصد البيولوجي

في الكيمياء التحليلية ، يُعرف الرصد البيولوجي بأنه قياس تركيز المركبات الكيميائية السامة أو العناصر أو نواتجها الأيضية في المواد البيولوجية. ^{[ 1 ] [ 2 ]} وغالبًا ما تُجرى هذه القياسات على الدم والبول. ^{[ 3 ]} يُستخدم الرصد البيولوجي في كلٍ من الصحة البيئية والسلامة والصحة المهنية كوسيلة لتقييم التعرض ومراقبة الصحة في مكان العمل .

يُعدّ برنامجا الولايات المتحدة وألمانيا من أفضل برامج الرصد البيولوجي البيئي القائمة على عينات تمثيلية من عامة السكان، على الرغم من وجود برامج مماثلة في عدد قليل من الدول الأخرى. ^{[ 4 ]} في عام 2001، بدأت مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها في الولايات المتحدة (CDC) بنشر تقريرها الوطني الذي يُصدر كل سنتين حول تعرض الإنسان للمواد الكيميائية البيئية ، والذي يتضمن عينة تمثيلية إحصائياً من سكان الولايات المتحدة. ^{[ 5 ]}

تتضمن المراقبة البيولوجية استخدام الكائنات الحية لتقييم التلوث البيئي ، مثل تلوث الهواء أو الماء المحيط. ويمكن إجراؤها نوعياً من خلال مراقبة وتسجيل التغيرات في الكائنات الحية، أو كمياً من خلال قياس تراكم المواد الكيميائية في أنسجة الكائنات الحية. ومن خلال مراقبة أو قياس تأثيرات البيئة على الكائنات الحية التي تعيش فيها، يمكن الاشتباه في التلوث أو استنتاجه . ^{[ 6 ]}

تاريخياً، استندت لوائح الصحة العامة إلى حسابات نظرية للمخاطر وفقاً لمستويات معروفة من المواد الكيميائية في الهواء والماء والتربة والغذاء والمنتجات الاستهلاكية الأخرى ومصادر التعرض المحتملة الأخرى. يوفر الرصد البيولوجي البشري فرصة لتحليل المستويات الداخلية الفعلية للمواد الموجودة في الجسم من جميع طرق التعرض المحتملة في وقت واحد، مما قد يساهم في تحسين تقييمات المخاطر. ^{[ 7 ]}

أتاحت التطورات العلمية إمكانية الكشف عن عدد أكبر من المواد الكيميائية بتراكيز أقل في الجسم، حيث يمكن الكشف عن بعض المواد الكيميائية بمستويات منخفضة تصل إلى أجزاء من التريليون. ^{[ 8 ]} إن قياس الرصد البيولوجي لمرة واحدة يمثل لقطة واحدة فقط في وقت محدد، وقد لا يعكس بدقة مستوى التعرض على مدى فترات زمنية أطول. ^{[ 9 ]}

لا يُشير وجود مادة كيميائية بيئية في الجسم بالضرورة إلى ضرر. ^{[ 10 ]} لقد تطورت الكيمياء التحليلية للكشف عن المواد الكيميائية بوتيرة أسرع من القدرة على تفسير العواقب الصحية المحتملة. ^{[ 11 ]} عادةً ما تُحدد المخاطر الصحية من خلال دراسات السمية على حيوانات المختبر والأدلة الوبائية على البشر. يُعد الرصاص مادة كيميائية دُرست جيدًا، ويبلغ مستوى التدخل الذي حددته مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC) حاليًا 10  ميكروغرام/ديسيلتر، أو 100 جزء في المليار ، في الدم؛ ومع ذلك، لوحظ وجود خلل عصبي سلوكي عند مستويات أقل من هذا المستوى. ^{[ 12 ]} نظرًا لأن هذا النهج يتطلب إثبات العلاقة السببية في الدراسات الوبائية وفهمًا دقيقًا لاستجابة الإنسان للجرعة، فإن البيانات التي تدعم هذه الأنواع من مستويات التدخل لا تتوفر إلا لعدد قليل من المواد الكيميائية البيئية. وقد طُوّر مفهوم مكافئات الرصد البيولوجي (BEs) كنهج بديل للمساعدة في تفسير نتائج الرصد البيولوجي وإيصالها في سياق المخاطر الصحية المحتملة. ^{[ 13 ]}

توجد أنواع مختلفة من المؤشرات الحيوية التي تدل على التعرض أو التأثير أو القابلية للإصابة. ^{[ 14 ]}

يمكن الكشف عن المواد الكيميائية ومستقلباتها في مجموعة متنوعة من المواد البيولوجية مثل الدم والبول والهواء الزفير والشعر والأظافر والبراز والسائل المنوي وحليب الثدي واللعاب. ^{[ 15 ] [ 14 ]} يُعدّ الدم والبول أكثر المواد استخدامًا في مجال السلامة والصحة المهنية . ^{[ 14 ]}

يُعد حليب الأم مادةً مفضلةً لقياس المركبات المحبة للدهون ، والمستمرة، والمتراكمة بيولوجيًا، والسامة (PBT) أثناء الرضاعة ؛ إذ يُعد هذا المسار الرئيسي للتعرض لدى الأطفال الرضع. ^{[ 16 ]} كما يمكن الكشف عن المركبات المحبة للدهون في الدم ، بينما يمكن الكشف عن المركبات المحبة للماء في البول . ^{[ 17 ]}

تشمل الطرق التحليلية التي يستخدمها مركز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC) قياس الطيف الكتلي بالتخفيف النظائري ، وقياس الطيف الكتلي بالبلازما المقترنة حثيًا ، أو قياس الامتصاص الذري في فرن الجرافيت . ^{[ 17 ]} وتشمل طرقًا أخرى كروماتوغرافيا الغاز أو كروماتوغرافيا السائل عالي الأداء المقترنة بكواشف متنوعة مثل كواشف الأشعة فوق البنفسجية ، وكواشف التقاط الإلكترون ، وكواشف التأين باللهب ، وكواشف الانبعاث الذري ، أو كواشف قياس الطيف الكتلي . كما تُستخدم أيضًا فحوصات ارتباط الليجاند والفحوصات المناعية . ^{[ 14 ]}

بما أن الرصد البيولوجي ينطوي بالضرورة على العمل مع البشر والعينات، فإن إجراءات السلامة البيولوجية ضرورية لمنع انتقال مسببات الأمراض. ^{[ 14 ]}

يستطيع العلماء الذين يُجرون اختبارات الرصد البيولوجي الكشف عن تركيزات المواد الكيميائية الطبيعية والصناعية وقياسها في عينات الدم والبول البشري بمستويات تتراوح من أجزاء في المليار إلى أجزاء في الكوادريليون. وقد خلص تقرير صادر عن المجلس الوطني للبحوث الأمريكي عام 2006 إلى أنه على الرغم من قدرة العلماء على الكشف عن هذه المواد الكيميائية بهذه المستويات، إلا أن أساليب تفسير وجودها وتوضيح دلالاته فيما يتعلق بالمخاطر الصحية المحتملة على الفرد أو المجتمع لا تزال غير كافية. ^{[ 18 ]} وأوصى التقرير بإجراء بحوث علمية لتحسين تفسير نتائج الرصد البيولوجي وتوضيحها من خلال استخدام تقييمات المخاطر الحالية لمواد كيميائية محددة. ^{[ 18 ]}

لمعالجة هذه المشكلة، أقرت عدة جهات بإمكانية ترجمة قيم إرشادات التعرض، مثل الجرعة المرجعية والمدخول اليومي المسموح به ، إلى تقديرات مقابلة لتركيزات المؤشرات الحيوية، وذلك في حال توفر بيانات كافية، لاستخدامها في تفسير بيانات الرصد البيولوجي. ^{[ 19 ] [ 20 ]} في عام 2007، نشر علماء من شركة Summit Toxicology المنهجية الأولية للترجمة المنهجية لقيم إرشادات التعرض إلى قيم فحص مقابلة لبيانات الرصد البيولوجي، والتي أُطلق عليها اسم "مكافئات الرصد البيولوجي". ^{[ 20 ]} لاحقًا، اجتمعت لجنة من الخبراء من الحكومة والصناعة والأوساط الأكاديمية لوضع مبادئ توجيهية مفصلة لاستخلاص هذه المكافئات ونشرها. ^{[ 21 ]}

يمكن استخدام مكافئات الرصد البيولوجي لتقييم بيانات الرصد البيولوجي في سياق تقييم المخاطر. وتتيح مقارنة بيانات الرصد البيولوجي لمادة كيميائية ما مع مكافئها في الرصد البيولوجي وسيلةً لتقييم ما إذا كان تعرض السكان للمواد الكيميائية ضمن المستويات الآمنة التي تعتبرها الهيئات التنظيمية أو أعلى منها. ^{[ 22 ]} وبالتالي، يمكن لمكافئات الرصد البيولوجي أن تساعد العلماء ومديري المخاطر في تحديد أولويات المواد الكيميائية لأنشطة المتابعة أو إدارة المخاطر. ^{[ 20 ]}

منذ عام 2007، قام العلماء باستخلاص ونشر مكافئات الرصد البيولوجي لأكثر من 110 مواد كيميائية، بما في ذلك الكادميوم ، والبنزين ، والكلوروفورم ، والزرنيخ ، والتولوين ، وكلوريد الميثيلين ، والتريكلوسان ، والديوكسينات ، والمركبات العضوية المتطايرة ، وغيرها. ^{[ 23 ] [ 24 ]} وقد طُوِّر العديد منها من خلال تعاون علماء من وكالة حماية البيئة الأمريكية ، ومراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها، وهيئة الصحة الكندية . ^{[ 21 ]} كما اقترح باحثون من اللجنة الألمانية للرصد البيولوجي البشري ^{[ 25 ]} مفهومًا لاستخلاص قيم فحص مماثلة لمكافئات الرصد البيولوجي. ^{[ 24 ]}

أكد تقرير المجلس الوطني للبحوث لعام 2006 على أن دقة إيصال نتائج الدراسات الاستقصائية البيولوجية أمرٌ أساسي للاستخدام الأمثل لها، ولكنه أشار في الوقت نفسه إلى أنه "لا يوجد معيار مُعتمد لجودة التواصل في هذا المجال". ^{[ 11 ]} وفي عام 2007، نظمت كلية الصحة العامة بجامعة بوسطن حلقة نقاش حول هذا الموضوع. ^{[ 26 ]}

نشرت لجنة خبراء معنية بمعادلات الرصد البيولوجي إرشادات لتوصيل المعلومات إلى عامة الناس ومقدمي الرعاية الصحية. ^{[ 27 ]}

أُجريت مقابلة مع تشارلز مكاي من مركز مكافحة السموم في ولاية كونيتيكت في فيديو بعنوان "وجهة نظر طبيب حول الرصد البيولوجي"، والذي يركز على مساعدة عامة الناس على فهم الرصد البيولوجي بشكل أفضل. ^{[ 28 ] [ 29 ]}

في عام 2006، نشر المجلس الوطني للبحوث في الولايات المتحدة تقريرًا بعنوان " الرصد البيولوجي البشري للمواد الكيميائية البيئية" . أقرّ التقرير بأهمية الرصد البيولوجي في فهم أفضل للتعرض للمواد الكيميائية البيئية، وتضمن العديد من النتائج والتوصيات لتحسين استخدام بيانات الرصد البيولوجي في تقييم المخاطر الصحية . ^{[ 18 ]} باختصار، دعا التقرير إلى وضع معايير صحية أكثر صرامة لاختيار المواد الكيميائية التي تُدرج في دراسات الرصد البيولوجي؛ وتطوير أدوات وتقنيات لتحسين تفسير بيانات الرصد البيولوجي وتوصيلها بناءً على المخاطر؛ ودمج الرصد البيولوجي في تقييم التعرض والبحوث الوبائية؛ واستكشاف القضايا الأخلاقية الحيوية المتعلقة بالرصد البيولوجي، بما في ذلك الموافقة المستنيرة، وسرية النتائج، وغيرها. ^{[ 30 ]}

حظيت قضية التعرض للمواد الكيميائية البيئية باهتمام واسع النطاق نتيجةً لتقارير تلفزيونية قدمها بيل مويرز على قناة PBS وأندرسون كوبر ضمن سلسلة " كوكب في خطر " على قناة CNN . ^{[ 31 ]} كما ساهم كتاب " مستقبلنا المسروق " ، الذي كتب مقدمته نائب الرئيس السابق آل غور ، في رفع مستوى الوعي من خلال التركيز على اضطراب الغدد الصماء .

لا تتضمن الدراسات الاستقصائية لتعرض الإنسان للمواد الكيميائية عادةً عدد المركبات الكيميائية التي تم الكشف عنها لكل فرد وتركيز كل مركب. وهذا يترك حالات تعرض مهمة دون اختبار؛ على سبيل المثال، ما إذا كان الأفراد ذوو التركيزات المنخفضة لبعض المركبات لديهم تركيزات عالية من مركبات أخرى. تُظهر تحليلات تركيزات مركب معين عادةً أن معظم المواطنين لديهم تركيزات أقل بكثير من أقلية معينة. وجدت دراسة استندت إلى عينة تمثيلية من سكان كاتالونيا (إسبانيا)، ^{[ 32 ]} والتي جمعت عدد المركبات التي تم الكشف عنها لكل فرد وتركيز كل مركب، أن أكثر من نصف السكان لديهم تركيزات في الربع الأعلى لواحد أو أكثر من المواد السامة المستمرة الـ 19 (المبيدات الحشرية، ثنائي الفينيل متعدد الكلور) التي تم تحليلها. تراكمت مخاليط المواد السامة المستمرة بتركيزات عالية لدى مجموعات فرعية كبيرة من السكان. على سبيل المثال، كان لدى 48% من النساء اللواتي تتراوح أعمارهن بين 60 و74 عامًا تركيزات من 6 مواد سامة مستمرة أو أكثر في الربع الأعلى؛ كان لدى نصف السكان مستويات من 1 إلى 5 مركبات سامة أعلى من 500  نانوغرام/غرام، بينما كانت نسبة المواطنين الذين لديهم جميع المركبات السامة ضمن الربع الأدنى أقل من 4%. لذا، تبدو تركيزات المركبات السامة منخفضة لدى معظم السكان فقط عند دراسة كل مركب على حدة. ليس من الدقيق القول بأن معظم السكان لديهم تركيزات منخفضة من هذه المركبات. يجب أن يأخذ تقييم تأثيرات المخاليط في الاعتبار حقيقة أن معظم الأفراد ملوثون بمخاليط من المركبات السامة تتكون من مركبات ذات تركيزات منخفضة وعالية على حد سواء.

في مجال السلامة والصحة المهنية ، قد يُجرى الرصد البيولوجي لأسباب تتعلق بالامتثال للوائح، ومراقبة الصحة في مكان العمل، والبحث العلمي، وتأكيد فعالية إجراءات مكافحة المخاطر، أو كجزء من تقييم المخاطر المهنية . كما يُمكن استخدامه لإعادة بناء حالات التعرض بعد الحوادث الحادة أو العرضية، ولتقييم فعالية معدات الوقاية الشخصية . وهو مفيد في حالات التعرض الجلدي، حيث لا تتوفر عادةً طرق أخذ العينات بسهولة، وفي اكتشاف حالات التعرض أو مساراتها غير المتوقعة. ^{[ 14 ] [ 44 ] [ 45 ] [ 46 ]} توجد أيضًا مؤشرات حيوية ليس فقط للمخاطر الكيميائية ، بل لأنواع أخرى مثل الضوضاء والإجهاد . ^{[ 14 ]} تختلف الصحة المهنية عن الصحة البيئية في أن الأولى تشمل عددًا أقل من الأفراد المعرضين، ولكن بنطاق أوسع من مستويات التعرض. ^{[ 47 ]}

يُعدّ الرصد البيولوجي مكملاً لرصد التعرض ، إذ يقيس الجرعة الداخلية للمادة السامة داخل الجسم بدلاً من تركيزها خارجه، ما يُؤكد حدوث التعرض والامتصاص فعلياً. ^{[ 14 ] [ 44 ]} كما يأخذ في الحسبان الاختلافات في التمثيل الغذائي، والجهد البدني، ومزيج المواد السامة بين الأفراد، والتي تؤثر على الجرعة الداخلية. ويمكن إجراؤه بشكل فردي أو جماعي. ^{[ 44 ]}

يُستخدم جزء كبير من بيانات علم السموم المهنية لتحديد المؤشرات الحيوية (بما في ذلك المادة السامة ومستقلباتها ) التي يمكن استخدامها في الرصد البيولوجي، ووضع مؤشرات التعرض البيولوجي. تُستخدم هذه المؤشرات خلال تقييم التعرض وأنشطة مراقبة الصحة المهنية لتحديد حالات التعرض المفرط، واختبار صحة حدود التعرض المهني . تهدف هذه المؤشرات الحيوية إلى المساعدة في الوقاية من خلال الكشف المبكر عن الآثار الضارة، على عكس التشخيصات الطبية السريرية المصممة للكشف عن الحالات المرضية المتقدمة. ^{[ 48 ] [ 49 ]}

في الولايات المتحدة، أصدرت إدارة السلامة والصحة المهنية ، اعتبارًا من عام 2017، ثلاثة لوائح تلزم بالمراقبة البيولوجية: بعد التعرض للبنزين في حالة تسرب غير مخطط له، وللموظفين المعرضين للكادميوم أو الرصاص عند مستوى محدد أو أعلى منه لفترة زمنية محددة. ^{[ 14 ]} في الاتحاد الأوروبي ، تُحدد القيم الحدية البيولوجية بناءً على المعايير الصحية، بينما تُستمد القيم الإرشادية البيولوجية إحصائيًا وتشير إلى مستويات التعرض الأساسية لدى عامة السكان. اعتبارًا من عام 2020، يُعد الرصاص المادة الوحيدة التي لها قيمة حدية بيولوجية ملزمة في الاتحاد الأوروبي. ^{[ 44 ]} تحتفظ كل من المؤتمر الأمريكي لخبراء الصحة الصناعية الحكوميين ، ومؤسسة الأبحاث الألمانية ، وهيئة الصحة والسلامة التنفيذية في المملكة المتحدة ، والوكالة الفرنسية لسلامة الأغذية والبيئة والعمل (ANSES) ، والصندوق السويسري للتأمين ضد الحوادث، بقوائم طوعية لحدود التعرض البيولوجي أو مستويات العمل . يُجري المعهد الوطني الأمريكي للسلامة والصحة المهنية المراقبة البيولوجية لأغراض البحث كجزء من برنامج علم الأوبئة والمراقبة الخاص برصاص الدم لدى البالغين ، بالإضافة إلى دراسات أخرى في مجال الصحة المهنية. ^{[ 14 ]}

• المؤشرات الحيوية
• الحركية الدوائية
• تقييم التعرض
• العلاقة بين الجرعة والاستجابة
• علم السموم
• كوكب آمن

• موقع Biomonitoringinfo.org مؤرشف بتاريخ 2 فبراير 2009 على موقع Wayback Machine
• البرنامج الوطني للرصد البيولوجي
• الرصد البيولوجي البشري للمواد الكيميائية البيئية ، المجلس الوطني للبحوث
• الرصد البيولوجي - تحتاج وكالة حماية البيئة إلى تنسيق استراتيجيتها البحثية وتوضيح صلاحياتها في الحصول على بيانات الرصد البيولوجي. مؤرشف بتاريخ 21 مايو 2011 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine )، مكتب محاسبة الحكومة الأمريكية.
• جوهر الموضوع المتعلق بحليب الأم والمواد الكيميائية البيئية: نقاط أساسية لمقدمي الرعاية الصحية والآباء الجدد ، مراجعة
• تفسير تحليل العناصر النزرة في سوائل الجسم ، مراجعة