内容提要国内近几10年有关稀土某些生物学效应的研究成果，如对植物光合作用，促进叶绿素生长，对温血动物的毒性及远期生物学效应；对内分泌系统，生长激素的刺激作用；对免疫系统的影响；对自由基抗氧化系统的影响等，均表明其毒理作用因素。首先是稀土的放射性物质含量致关重要，同时与稀土侵入机体途径也密切相关，如给猴静脉注入毒性大，而给鼠灌胃、喂饲则属低毒。还有对某些生物学效应，如生长刺激素和巨噬细胞的吞噬功能等，给大剂量对其有抑制，而给小剂量则有激活作用。同时研究证明，轻稀土在一定剂量下，有抗诱变、抗癌、抑制自由基和提高体内抗氧化系统等的有益作用。此外还研究了稀土在动物体内的转归，主要分布在网状内皮系统的骨、肝与脾。还对接触稀土作业人群，进行了大量的流行病学调查，并提出了食品与车间空气卫生标准的建议值。

我国是稀土大国，稀土的储藏量居世界首位，产量大，品种齐全，大有开发前景。稀土元素包括镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钇(Y)、钪(Sc)17种元素，将其分成以镧、铈为代表的铈组稀土为轻稀土，以钇、镥为代表的钇组稀土为重稀土。以往，稀土主要用于工业，国防等高科技领域，如做永磁铁、超导、荧光材料等。由于其在自然界常与放射性钍、铀共存，钍、铀的放射性往往影响其在医学生物学方面的应用。早在20～30年代，稀土曾以静脉给药作为抗凝血剂应用于临床，但它能够引起溶血，造成严重肝损伤，如肝坏死、肝脂肪变性等一系列损害而停止使用，使其生物效应一直未得到深入研究。目前主要利用稀土元素中放射性同位素做为示踪材料用于临床诊断，或做成磁性材料用于核磁共振诊断。70年代，我国首次将轻稀土用于农业，取得了良好的增产效果，相继在林业、畜牧业、养殖业、水产业得到推广应用。随着稀土在工农业的应用日渐扩展，稀土也广泛进入了生态环境，并且由食物链等渠道进入体内，因此稀土对环境、生态和人体健康的影响，以及对稀土近期和远期生物学效应的研究也越来越引起人们的关注，我国一些科研院所从不同角度探讨了稀土的某些生物学效应，现分述如下。

1稀土对农业的增产效应

我国从70年代开始在农业上应用轻稀土元素，有促进小麦，水稻，玉米增长，使水仙花，牡丹花色泽鲜艳等显著效果。目前虽然增产机制尚不清楚，吴兆明^［1］研究报道，将黄瓜根系经单一稀土(LaCl₃,EuCl₃)处理后，引起植物伤流增加，表明单一稀土对根系活力有促进生长作用。储钟稀^［2］报道，稀土能促进高等植物光合作用效率和叶绿素的形成，能推迟叶片的衰老过程，并能使低等藻类提高蛋白质含量，并促进光合放氧活性，以及叶绿素和蛋白质的形成。

2稀土对畜牧养殖业的增产效应

国内于90年代开始用轻稀土喂饲猪、鸡、鱼、虾、兔、牛、羊等，发现有抗病增重效果，到目前为止，其作用机理并不清楚，但国内学者从分泌系统的研究有如下报道。马文彬等^［3］通过血清激素测定和电镜观察发现雌性大鼠连续3天腹腔给SmCl₃ 80 mg/kg，第6天时血清生长激素(GH)明显升高，甲状腺原氨酸(T₄)明显下降，而卵泡刺激素(FSH)，黄体生成素(LH)、促甲状腺素(TSH)、三碘甲状腺原氨酸(T₃)、皮质醇等均未见明显改变。给一定剂量的SmCl₃具有促进生长激素细胞分泌,使血清生长激素水平升高，损伤甲状腺滤泡上皮细胞，使T₄水平降低的作用。

周莉，王丽华，聂毓秀等^［4］用放射免疫法研究发现，以腹腔、灌胃及尾静脉注射的3种不同途径隔日给大鼠氯化钐(SmCl₃)0.05 mg/kg体重剂量，1个月后，测试，血清中的GH和胰岛素水平明显升高，而T₄仅腹腔注射组增高。表明一定剂量的稀土有刺激的作用。不同剂量的SmCl₃对体外培养的猪甲状腺细胞与功能的影响，如喂SmCl₃浓度为0.001和0.01 mmol/L时，T₄较对照组明显升高，其摄碘量增多，电镜下甲状细胞呈功能旺盛相。当喂浓度0.1mmol/L时，T₄较对照组降低，其摄碘量减少，电镜下甲状腺细胞功能呈现不活跃状态^［5］。表明稀土浓度低时对甲状腺细胞的合成与分泌功能具有促进作用，而浓度高时，对甲状腺细胞合成与分泌功能具有抑制作用。综上所述，可见稀土有促进动物分泌促生长激素的作用，同时对与生长发育有关的甲状腺素也有一定的影响。

3稀土的毒性及卫生标准的研制

3.1稀土的毒性关于稀土的毒性，国外以往多是对单一稀土元素从不同途径、不同动物进行毒性研究，其毒性大小与稀土的状态、给药途径和剂量有关，其中以口服毒性最小，静脉注射毒性最大。我国80年代将500 mg/kg的硝酸稀土掺入饲料中喂饲猴子，开始动物拒食，食入后出现大便秘结，经口灌胃引起动物呕吐，其半数有效量为68.1 mg/kg，以20 mg/kg静脉注射引起严重的抗凝血(阈浓度为1 mg/kg)及溶血作用(阈浓度为2 mg/kg)，出现血尿，并引起严重肝、肾损害和钙、磷代谢紊乱^［6］。随着农用稀土的推广应用，笔者对混合硝酸稀土按食品安全性毒理学评价程序进行了系统毒理学研究工作，对大鼠、小鼠、豚鼠、鱼类、蚤类等水生动物进行了经口急性毒性、兔皮肤粘膜刺激作用、传统致畸及喂养致畸实验，体内外11项短期致突变实验，3～6个月大鼠和恒河猴的亚慢性实验，大鼠两年慢性实验，大鼠和猴的体内的吸收、分布与排泄；猪、鸡、鱼体内的分布与残留测定等。实验结果表明硝酸稀土属于低毒物质，经消化道吸收很少，无明显蓄积与残留作用，未发现有致畸、致突变与致癌作用^［7～10］。相继有聂毓秀等^［11］用小剂量的LaCl₃、SmCl₃、YbCl₃(0.01 mmol/L)细胞培养16个月结果对细胞无毒性作用，对细胞的分裂活性及DNA合成略有促进作用，也未见姐妹染色单体交换率增多。卢国NFDB2^［12］，苏德召等，调查施用稀土后，土壤和农作物中的残留未见明显增加。提出人日允许摄入量为0.2～2.0 mg/kg(以氧化物计为0.12～1.02 mg/kg)。后修改为36 mg稀土硝酸盐(14 mg氧化物计)，植物食品中最高允许残留量为4 mg/kg的建议值^［13］，为轻稀土在农业推广应用提供了科学依据。

3.2卫生标准的研制邹世渠，雷春文等^［14］，将铈组稀土精矿粉尘经大鼠气管注入50、70、100 mg/kg，1年后可引起肺组织纤维化改变。用豚鼠肺巨噬细胞(AM)观察5种稀土粉尘的细胞毒性，发现均对细胞有一定毒性，毒性低于石英但高于二氧化钛。毒性大小顺序为：氧化铈＜包钢稀土精矿粉尘与稀土硅铁合金＜氧化镜＜江西龙南精矿粉尘^［15］。对稀土选矿厂、合金冶炼厂、单一稀土冶炼厂的劳动卫生和职业流行病学调查结果稀土粉尘在4.5～13.8 mg/m³，游离SiO₂含量0.1%～2.9%，对521名稀土粉尘作业工人体检发现，上呼吸道及皮肤疾患明显高于对照组，提出稀土粉尘最高允许浓度为4～6 mg/m^{3 ［16］}。

以钇为代表的重稀土的生物学效应研究较少，对钇稀土生产矿的劳动卫生职业流调作业厂所粉尘浓度在1.3～25.9 mg/m³，工人肺功能有明显改变，平均接尘为8.8年。实验发现钇组稀土粉尘有致纤维化作用，细胞毒性大于铈粉尘组，但显著低于石英粉尘组，提出生产车间钇组稀土卫生标准为3 mg/m^3［17］。

4远期生物效应及抗诱变抗癌作用

4.1致畸作用研究张凯琳用含量为16～200 mg/kg硝酸稀土饲料，喂养大鼠90天，进行繁殖致畸实验，未发现对大鼠妊娠、胚胎发育、胎鼠生长有明显影响，亦未见畸形；施渭龙等用含100和1 000 mg/kg的稀土饲料饲喂大鼠7个月，未见对大鼠受孕有影响。北京和山西同期给受孕大鼠55～330.98 mg/kg硝酸稀土，结果均未发现有致畸作用，但影响孕鼠的体重增长和仔鼠的生长发育，考虑是稀土的毒性所致^{［18～20］}。

4.2致突变抗突变的研究自然界中存在大量的致突变物，其中一部分又是致癌物，因此80年代初期在稀土农用安全评价时进行了大量的致突变试验，如用Amse实验、大肠杆菌诱变实验、枯草杆菌重组实验、SCE和非周期DNA合成实验小鼠睾丸精原细胞、精母细胞、骨髓和人淋巴细胞染色体畸变及微核实验、精子畸变等项致突变实验，结果证明硝酸稀土无致突变作用^［7］。在90年代始崔明珍，顾祖维等^{［21，22］}同时采用多种短期诱变筛选实验观察发现Re-EDTA、柠檬酸稀土(Re-Cit)、抗坏血酸稀土(Re-ASA)、ReCl₃、Re(NO₃)₃的抗诱变作用。在原噬菌体诱导实验中，Re-EDTA、Re-Cit在1～10 mg/皿、10～50 mg/皿时对4-硝基喹啉氧化物(4NQO)诱变的抑制率为43.1%～90%、10%～91.7%，用SOS显色反应对亚硝基胍(MNNG)、苯并(a)芘抑制率在31%～96%。在Amse实验中上述稀土对甲基磺酸甲酯(MMS)和4NQO诱发TA₁₀₀菌株回复有明显抑制作用，抑制率在25%～130%。在哺乳动物细胞抗突变实验中Re-Cit、Re-AS、Re-EDTA对MNNG中国仓鼠肺细胞(CHL)诱发微核发生率和染色体畸变率均有明显抑制作用，染色体畸变抑制率在14%～98%。La₂O₃、混合稀土、CeCl₃可以抑制丝裂酶素(MMC)诱发V₇₉细胞的微核率^［27］。表明上述稀土有一定抗突变作用。

4.3致癌和抗癌作用