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目前，因环境污染及吸烟等因素导致肺癌的发病呈逐年上升的态势。吸烟作为首要致癌原因已被证实。吸烟产生的烟焦油中主要有毒物质是苯并芘等多环芳烃化合物，其中苯并芘具有较强的致癌作用，它通过共价键结合或者氧化反应，造成DNA不可逆的损伤。早在1933年，英国学者就从煤焦油中分离出苯并芘（B(a)P），并成功诱发出小鼠皮肤癌使得B(a)P成为第一个被发现的环境化学致癌物。并在1983年由国际癌症机构将其确认为环境致癌物。动物实验证明，B(a)P对局部或全身都有致癌作用；流行病学研究也表明，B(a)P可以通过皮肤、呼吸道、消化道等多种途径被人体吸收，且能够诱发皮肤癌，肺癌，直肠癌，胃癌，膀胱癌等。除致癌外，B(a)P还具有致畸，致突变作用。而B[a]P本身并无致癌活性,必须在体内活化代谢后生成终致癌物，如反式二羟环氧苯并芘(anti-benzo[a]py rene trans-7,8-di hydrodio l-9,10-epoxide,anti-BPDE)等才具有致癌活性。 目前我国人群吸烟状态仍处于较高水平，成年人群总吸烟率为27.3％，男性为59.7%，女性为3.8%。这将带来很多危险因素，这也是我国肺癌发病率及死亡率居高不下，且逐年上升的原因。 鉴于B(a)P对人类的危害性，人们对苯并芘的暴露量与各种癌症相关性的关注度日趋升高。这几十年来已经有大量的研究报道了苯并芘暴露与肺癌的相关性数据。B(a)P的终致癌物质BPDE的检测方法的研究也日渐增加。目前绝大部分的研究都是着重于检测BPDE的DNA、蛋白加合物或BPDE加合物的水解产物进行定性、定量分析或通过细胞学来测定BPDE的量。但这些方法前处理步骤繁多,且BPDE加合物的回收率低。因此研究结果不理想。所以本研究考虑，如果能够选择直接检测BPDE，不仅简单易行，还可以提供个体内剂量变化。用内剂量来代替暴露量进行风险评估更有说服力和准确性。但是考虑到人体试验涉及伦理及有害性问题，有毒物质苯并芘吸收、分布、代谢试验不能够在人体进行。因此我们考虑可以使用计算机软件模型来代替人体试验进行模拟人体转化过程，从而更直接的通过内剂量来反应吸烟量与发生肺癌的关系。从伦理学的角度,人们希望医学研究中能够减少实验动物的数量,减轻临床试验中人体试验对象不必要的痛苦,因此,数学模型所发挥的作用已经受到高度重视。 生理药代动力学(PBPK)模型是数学模型中对化学物质在体内吸收、分布、排泄和贮存的描述模型。近些年广泛应用于描述暴露于环境化学物所带来的内剂量。利用PBPK模型可以评估、估算和预测毒理学相关剂量。PBPK模型涉及到了人体内多个房室内物质代谢的微分方程,但求解代数方程组获得内暴露的近似值的计算过程较为复杂。因此研究人员通常采用编程的方法来实现PBPK模型的计算。本研究使用的暴露相关剂量估算模型(ERDEM)是由美国国家暴露研究实验室(NERL)开发的PBPK模拟系统,该软件以ACSL语言为基础,可以通过选择与构建需要模拟的房室,输入各种生理及代谢参数,来实现有毒物质在体内的代谢模拟。 ERDEM的数据库中包含了研究人员根据流行病学调查或毒理学实验数据而构建, 并得到了广泛认可的各类毒物及其代谢产物的PBPK模型。模型测试系统设计了三种暴露途径,吸入、摄取和皮肤,以及八条进入“电子模拟”测试系统的路线。根据指令利用Windows绘图界面和相关数据库,输入、编辑、报告和输出模拟的生理信息数据集。同时该软件还支持新的PBPK模型的建立,以此来解决特定的问题。本研究中我们将建立新的苯并芘暴露模型来解决苯并芘暴露量与内剂量变化的问题。并通过剂量反应关系数据来计算苯并芘暴露的致肺癌风险值。得到苯并芘暴露剂量与致肺癌的量化反应关系。