الكلمة العلامات البيولوجية هو اختصار للعلامة البيولوجية ، وهو مصطلح يشير إلى حدث قابل للقياس يحدث في نظام بيولوجي ، مثل جسم الإنسان. ثم يتم تفسير هذا الحدث على أنه انعكاس ، أو علامة ، لحالة أكثر عمومية للكائن الحي أو لمتوسط العمر المتوقع. في مجال الصحة المهنية ، يتم استخدام المرقم الحيوي بشكل عام كمؤشر على الحالة الصحية أو مخاطر المرض.
تستخدم المؤشرات الحيوية في الدراسات المختبرية وكذلك في الجسم الحي التي قد تشمل البشر. عادة ، يتم تحديد ثلاثة أنواع محددة من العلامات البيولوجية. على الرغم من صعوبة تصنيف عدد قليل من المؤشرات الحيوية ، إلا أنه يتم فصلها عادةً إلى مؤشرات حيوية للتعرض أو مؤشرات حيوية للتأثير أو مؤشرات حيوية للتأثر (انظر الجدول 1).
الجدول 1. أمثلة على المؤشرات الحيوية للتعرض أو المؤشرات الحيوية للتأثير المستخدمة في دراسات السمية في الصحة المهنية
| عينة | مقاسات | الهدف |
| المؤشرات الحيوية للتعرض | ||
| الأنسجة الدهنية | الديوكسين | التعرض للديوكسين |
| دم | قيادة | التعرض للرصاص |
| عظم | الألومنيوم | التعرض للألمنيوم |
| الزفير | التولوين | التعرض للتولوين |
| الشعر | ميركوري | التعرض لميثيل الزئبق |
| سيروم | البنزين | التعرض للبنزين |
| بول | الفينول | التعرض للبنزين |
| تأثير المؤشرات الحيوية | ||
| دم | كاربوكسي هيموجلوبين | التعرض لأول أكسيد الكربون |
| خلايا الدم الحمراء | الزنك بروتوبرفيرين | التعرض للرصاص |
| سيروم | الكولين استريز | التعرض للفوسفات العضوي |
| بول | ميكروغلوبولين | التعرض الكلوي |
| خلايا الدم البيضاء | مقاربات الحمض النووي | التعرض للطفرات |
بالنظر إلى درجة مقبولة من الصلاحية ، يمكن استخدام المرقمات الحيوية لعدة أغراض. على أساس فردي ، يمكن استخدام المرقم الحيوي لدعم أو دحض تشخيص نوع معين من التسمم أو أي تأثير ضار ناتج كيميائيًا. في موضوع صحي ، قد يعكس المرقم الحيوي أيضًا فرط الحساسية الفردية لتعرضات كيميائية محددة ، وبالتالي قد يكون بمثابة أساس للتنبؤ بالمخاطر وتقديم المشورة. في مجموعات العمال المعرضين ، يمكن تطبيق بعض المؤشرات الحيوية للتعرض لتقييم مدى الامتثال للوائح مكافحة التلوث أو فعالية الجهود الوقائية بشكل عام.
المؤشرات الحيوية للتعرض
قد يكون المرقم الحيوي للتعرض مركبًا خارجيًا (أو مستقلبًا) داخل الجسم ، أو منتجًا تفاعليًا بين المركب (أو المستقلب) ومكون داخلي ، أو حدث آخر مرتبط بالتعرض. الأكثر شيوعًا ، تشتمل المؤشرات الحيوية للتعرض للمركبات المستقرة ، مثل المعادن ، على قياسات تركيزات المعادن في عينات مناسبة ، مثل الدم أو المصل أو البول. مع المواد الكيميائية المتطايرة ، يمكن تقييم تركيزها في الزفير (بعد استنشاق هواء خالٍ من التلوث). إذا تم استقلاب المركب في الجسم ، فيمكن اختيار واحد أو أكثر من المستقلبات كمؤشر حيوي للتعرض ؛ غالبًا ما يتم تحديد المستقلبات في عينات البول.
قد تسمح طرق التحليل الحديثة بفصل الأيزومرات أو متجانسات المركبات العضوية ، وتحديد انتواع المركبات المعدنية أو النسب النظيرية لعناصر معينة. تسمح التحليلات المتطورة بتحديد التغيرات في بنية الحمض النووي أو الجزيئات الكبيرة الأخرى الناتجة عن الارتباط بالمواد الكيميائية التفاعلية. لا شك في أن مثل هذه التقنيات المتقدمة ستكتسب أهمية كبيرة للتطبيقات في دراسات العلامات الحيوية ، ومن المحتمل أن تجعل حدود الكشف المنخفضة والصلاحية التحليلية الأفضل هذه المرقمات الحيوية أكثر فائدة.
حدثت تطورات واعدة بشكل خاص مع المؤشرات الحيوية للتعرض للمواد الكيميائية المسببة للطفرات. هذه المركبات تفاعلية ويمكن أن تشكل مقاربات مع جزيئات كبيرة ، مثل البروتينات أو الحمض النووي. يمكن الكشف عن مقاربات الحمض النووي في خلايا الدم البيضاء أو خزعات الأنسجة ، وقد تفرز أجزاء معينة من الحمض النووي في البول. على سبيل المثال ، يؤدي التعرض لأكسيد الإيثيلين إلى تفاعلات مع قواعد الحمض النووي ، وبعد استئصال القاعدة التالفة ، سيتم التخلص من الجوانين N-7 (2-hydroxyethyl) في البول. قد لا تشير بعض المقاربات مباشرة إلى تعرض معين. على سبيل المثال ، يعكس 8-hydroxy-2´-deoxyguanosine الضرر التأكسدي للحمض النووي ، وقد يتم تشغيل هذا التفاعل بواسطة عدة مركبات كيميائية ، يحفز معظمها أيضًا على أكسدة الدهون.
يمكن أيضًا تغيير الجزيئات الكبيرة الأخرى عن طريق تكوين التقارب أو الأكسدة. ذات أهمية خاصة ، مثل هذه المركبات التفاعلية قد تولد مقاربات الهيموجلوبين التي يمكن تحديدها كواسمات حيوية للتعرض للمركبات. الميزة هي أنه يمكن الحصول على كميات كبيرة من الهيموجلوبين من عينة الدم ، وبالنظر إلى عمر خلايا الدم الحمراء لمدة أربعة أشهر ، فإن التقارب المتكون من الأحماض الأمينية للبروتين سيشير إلى إجمالي التعرض خلال هذه الفترة.
يمكن تحديد المُقَدِّمات بواسطة تقنيات حساسة مثل كروماتوغرافيا الدهون عالية الأداء ، كما تتوفر أيضًا بعض الطرق المناعية. بشكل عام ، تعتبر الطرق التحليلية جديدة ومكلفة وتحتاج إلى مزيد من التطوير والتحقق من الصحة. يمكن الحصول على حساسية أفضل باستخدام 32فحص ما بعد وضع العلامات P ، وهو مؤشر غير محدد على حدوث تلف في الحمض النووي. من المحتمل أن تكون كل هذه التقنيات مفيدة للرصد البيولوجي وقد تم تطبيقها في عدد متزايد من الدراسات. ومع ذلك ، هناك حاجة إلى طرق تحليلية أبسط وأكثر حساسية. نظرًا للخصوصية المحدودة لبعض الطرق عند التعرض منخفض المستوى ، فقد يؤثر تدخين التبغ أو عوامل أخرى بشكل كبير على نتائج القياس ، مما يتسبب في صعوبات في التفسير.
يمكن أيضًا تحديد التعرض للمركبات المطفرة ، أو المركبات التي يتم استقلابها إلى مطفرات ، من خلال تقييم الطفرات الجينية في البول من فرد معرض. يتم تحضين عينة البول بسلالة من البكتيريا يتم فيها التعبير عن طفرة نقطية معينة بطريقة يمكن قياسها بسهولة. إذا كانت هناك مواد كيميائية مطفرة في عينة البول ، فسيحدث زيادة في معدل الطفرات في البكتيريا.
يجب تقييم المؤشرات الحيوية للتعرض فيما يتعلق بالتغير الزمني في التعرض والعلاقة مع الأجزاء المختلفة. وبالتالي ، يجب تحديد الإطار (الأطر) الزمنية التي يمثلها المرقم الحيوي ، أي إلى أي مدى يعكس قياس المرقم الحيوي التعرض (التعرّض) السابق و / أو عبء الجسم المتراكم ، من البيانات الحركية السمية من أجل تفسير النتيجة. على وجه الخصوص ، ينبغي النظر في الدرجة التي يشير بها المرقم الحيوي إلى الاحتفاظ في أعضاء مستهدفة محددة. على الرغم من أن عينات الدم تُستخدم غالبًا في دراسات العلامات الحيوية ، إلا أن الدم المحيطي لا يُنظر إليه عمومًا على أنه مقصورة على هذا النحو ، على الرغم من أنه يعمل كوسيط نقل بين الأجزاء. تختلف الدرجة التي يعكس بها التركيز في الدم المستويات في الأعضاء المختلفة اختلافًا كبيرًا بين المواد الكيميائية المختلفة ، وعادةً ما تعتمد أيضًا على طول فترة التعرض وكذلك الوقت منذ التعرض.
في بعض الأحيان يتم استخدام هذا النوع من الأدلة لتصنيف المرقم الحيوي كمؤشر للجرعة الممتصة (الإجمالية) أو مؤشر للجرعة الفعالة (أي الكمية التي وصلت إلى النسيج المستهدف). على سبيل المثال ، يمكن تقييم التعرض لمذيب معين من خلال بيانات عن التركيز الفعلي للمذيب في الدم في وقت معين بعد التعرض. سيعكس هذا القياس كمية المذيب التي تم امتصاصها في الجسم. سيتم زفير بعض الكمية الممتصة بسبب ضغط بخار المذيب. أثناء الدوران في الدم ، سيتفاعل المذيب مع مكونات مختلفة من الجسم ، وسيصبح في النهاية عرضة للتحلل بواسطة الإنزيمات. يمكن تقييم نتائج عمليات التمثيل الغذائي عن طريق تحديد أحماض مركبتوريك معينة تنتج عن الاقتران مع الجلوتاثيون. قد يعكس الإفراز التراكمي لأحماض مركابتوريك الجرعة الفعالة بشكل أفضل من تركيز الدم.
قد تؤثر أحداث الحياة ، مثل التكاثر والشيخوخة ، على توزيع مادة كيميائية. يتأثر توزيع المواد الكيميائية داخل الجسم بشكل كبير بالحمل ، وقد تمر العديد من المواد الكيميائية حاجز المشيمة ، مما يتسبب في تعرض الجنين. قد تؤدي الرضاعة إلى إفراز المواد الكيميائية القابلة للذوبان في الدهون ، مما يؤدي إلى انخفاض احتباس الأم مع زيادة امتصاص الرضيع. أثناء فقدان الوزن أو تطور مرض هشاشة العظام ، قد يتم إطلاق مواد كيميائية مخزنة ، والتي يمكن أن تؤدي بعد ذلك إلى تعرض الأعضاء المستهدفة المتجدد والمطول. قد تؤثر العوامل الأخرى على الامتصاص الفردي ، والتمثيل الغذائي ، والاحتفاظ وتوزيع المركبات الكيميائية ، وتتوفر بعض المؤشرات الحيوية للحساسية (انظر أدناه).
المؤشرات الحيوية للتأثير
قد تكون علامة التأثير مكونًا داخليًا ، أو مقياسًا للقدرة الوظيفية ، أو بعض المؤشرات الأخرى لحالة أو توازن الجسم أو نظام العضو ، كما يتأثر بالتعرض. علامات التأثير هذه بشكل عام مؤشرات ما قبل السريرية للشذوذ.
قد تكون هذه المؤشرات الحيوية محددة أو غير محددة. تعتبر المؤشرات الحيوية المحددة مفيدة لأنها تشير إلى تأثير بيولوجي لتعرض معين ، وبالتالي توفر أدلة يمكن استخدامها لأغراض وقائية. لا تشير المؤشرات الحيوية غير المحددة إلى سبب فردي للتأثير ، ولكنها قد تعكس التأثير الكلي والمتكامل بسبب التعرض المختلط. لذلك قد يكون لكلا النوعين من المؤشرات الحيوية فائدة كبيرة في الصحة المهنية.
لا يوجد تمييز واضح بين المؤشرات الحيوية للتعرض والمؤشرات الحيوية للتأثير. على سبيل المثال ، يمكن القول أن تكوين التقارب يعكس تأثيرًا بدلاً من التعرض. ومع ذلك ، تشير المؤشرات الحيوية للتأثير عادةً إلى تغييرات في وظائف الخلايا أو الأنسجة أو الجسم الكلي. يُدرج بعض الباحثين تغييرات جسيمة ، مثل زيادة وزن الكبد لحيوانات المختبر المكشوفة أو انخفاض نمو الأطفال ، كمؤشرات حيوية للتأثير. لغرض الصحة المهنية ، يجب أن تقتصر المؤشرات الحيوية للتأثير على تلك التي تشير إلى تغيرات كيميائية حيوية تحت إكلينيكية أو قابلة للعكس ، مثل تثبيط الإنزيمات. من المحتمل أن يكون المرقم الحيوي للتأثير الأكثر استخدامًا هو تثبيط إنزيم الكولينستيراز الناجم عن بعض المبيدات الحشرية ، أي الفوسفات العضوي والكاربامات. في معظم الحالات ، يكون هذا التأثير قابلاً للانعكاس تمامًا ، ويعكس تثبيط الإنزيم التعرض الكلي لهذه المجموعة المعينة من المبيدات الحشرية.
لا تؤدي بعض حالات التعرض إلى تثبيط الإنزيم بل تؤدي إلى زيادة نشاط الإنزيم. هذا هو الحال مع العديد من الإنزيمات التي تنتمي إلى عائلة P450 (انظر "المحددات الجينية للاستجابة السامة"). قد تكون ناتجة عن التعرض لبعض المذيبات والهيدروكربونات متعددة الحلقات (PAHs). نظرًا لأن هذه الإنزيمات يتم التعبير عنها بشكل أساسي في الأنسجة التي قد يكون من الصعب الحصول على خزعة منها ، يتم تحديد نشاط الإنزيم بشكل غير مباشر في الجسم الحي عن طريق إدارة مركب يتم استقلابه بواسطة هذا الإنزيم المعين ، ثم يتم قياس منتج الانهيار في البول أو البلازما.
قد تؤدي حالات التعرض الأخرى إلى تخليق بروتين وقائي في الجسم. ربما يكون أفضل مثال على ذلك هو الميتالوثيونين ، الذي يربط الكادميوم ويعزز إفراز هذا المعدن ؛ يعد التعرض للكادميوم أحد العوامل التي تؤدي إلى زيادة التعبير عن جين الميتالوثيونين. قد توجد بروتينات وقائية مماثلة ولكن لم يتم استكشافها بعد بشكل كافٍ لتصبح مقبولة كمؤشرات حيوية. من بين المواد المرشحة للاستخدام المحتمل كمؤشرات حيوية ما يسمى ببروتينات الإجهاد ، والتي يشار إليها في الأصل ببروتينات الصدمة الحرارية. يتم إنشاء هذه البروتينات من قبل مجموعة من الكائنات الحية المختلفة استجابة لمجموعة متنوعة من التعرض الضار.
يمكن تقييم الضرر التأكسدي عن طريق تحديد تركيز malondialdehyde في مصل الدم أو زفير الإيثان. وبالمثل ، يمكن استخدام إفراز البول للبروتينات ذات الوزن الجزيئي الصغير ، مثل الألبومين ، كعلامة بيولوجية لتلف الكلى المبكر. قد تكون العديد من المعلمات المستخدمة بشكل روتيني في الممارسة السريرية (على سبيل المثال ، هرمون المصل أو مستويات الإنزيم) مفيدة أيضًا كمؤشرات حيوية. ومع ذلك ، فإن العديد من هذه المعلمات قد لا تكون حساسة بدرجة كافية لاكتشاف الضعف المبكر.
مجموعة أخرى من معلمات التأثير تتعلق بالتأثيرات السامة للجينات (التغيرات في بنية الكروموسومات). يمكن الكشف عن هذه الآثار عن طريق الفحص المجهري لخلايا الدم البيضاء التي تخضع لانقسام الخلايا. يمكن رؤية الأضرار الجسيمة للكروموسومات - انحرافات الكروموسومات أو تكوين النوى الدقيقة - بالمجهر. يمكن أيضًا الكشف عن التلف عن طريق إضافة صبغة إلى الخلايا أثناء انقسام الخلية. يمكن بعد ذلك تصور التعرض لعامل سام للجينات على أنه تبادل متزايد للصبغة بين كروماتيدات كل كروموسوم (التبادل الكروماتيد الشقيق). ترتبط الانحرافات الصبغية بزيادة خطر الإصابة بالسرطان ، ولكن أهمية زيادة معدل التبادل الكروماتيد الشقيق أقل وضوحًا.
يعتمد التقييم الأكثر تعقيدًا للسمية الجينية على طفرات نقطية معينة في الخلايا الجسدية ، أي خلايا الدم البيضاء أو الخلايا الظهارية المأخوذة من الغشاء المخاطي للفم. قد تؤدي الطفرة في مكان معين إلى جعل الخلايا قادرة على النمو في مزرعة تحتوي على مادة كيميائية سامة (مثل 6-ثيوجوانين). بدلاً من ذلك ، يمكن تقييم منتج جيني معين (على سبيل المثال ، تركيزات مصل أو أنسجة البروتينات المسرطنة المشفرة بواسطة جينات مسرطنة معينة). من الواضح أن هذه الطفرات تعكس إجمالي الضرر الناجم عن السمية الجينية ولا تشير بالضرورة إلى أي شيء حول التعرض المسبب. هذه الأساليب ليست جاهزة بعد للاستخدام العملي في مجال الصحة المهنية ، ولكن التقدم السريع في هذا النوع من البحث يشير إلى أن مثل هذه الأساليب ستصبح متاحة في غضون بضع سنوات.
المؤشرات الحيوية للإصابة
علامة القابلية للإصابة ، سواء كانت وراثية أو مستحثة ، هي مؤشر على أن الفرد حساس بشكل خاص لتأثير الكائنات الحية الغريبة أو لتأثيرات مجموعة من هذه المركبات. تم تركيز معظم الاهتمام على القابلية الوراثية ، على الرغم من أن العوامل الأخرى قد تكون على الأقل بنفس الأهمية. قد تكون الحساسية المفرطة ناتجة عن سمة موروثة أو تكوين الفرد أو عوامل بيئية.
إن القدرة على استقلاب بعض المواد الكيميائية متغيرة ويتم تحديدها وراثيًا (انظر "المحددات الجينية للاستجابة السامة"). يبدو أن جينًا واحدًا يتحكم في العديد من الإنزيمات ذات الصلة. على سبيل المثال ، يتم إجراء أكسدة المواد الكيميائية الأجنبية بشكل أساسي من عائلة من الإنزيمات التي تنتمي إلى عائلة P450. تجعل الإنزيمات الأخرى المستقلبات أكثر قابلية للذوبان في الماء عن طريق الاقتران (على سبيل المثال ، N-acetyltransferase و μ-glutathion-S-ناقل). يتم التحكم في نشاط هذه الإنزيمات وراثيًا ويختلف بشكل كبير. كما ذكرنا سابقًا ، يمكن تحديد النشاط بإعطاء جرعة صغيرة من الدواء ثم تحديد كمية المستقلب في البول. تم الآن توصيف بعض الجينات ، وهناك تقنيات متاحة لتحديد النمط الجيني. تشير الدراسات المهمة إلى أن خطر الإصابة بأشكال معينة من السرطان يرتبط بإمكانية استقلاب المركبات الأجنبية. لا تزال العديد من الأسئلة بلا إجابة ، وبالتالي في هذا الوقت يحد من استخدام هذه المؤشرات الحيوية للتأثر المحتمل في الصحة المهنية.
الصفات الموروثة الأخرى ، مثل ألفا1- نقص أنتيتريبسين أو نقص نازعة هيدروجين الجلوكوز 6 فوسفات يؤدي أيضًا إلى ضعف آليات الدفاع في الجسم ، مما يسبب فرط الحساسية لتعرضات معينة.
تعاملت معظم الأبحاث المتعلقة بالحساسية مع الاستعداد الوراثي. تلعب العوامل الأخرى دورًا أيضًا وقد تم إهمالها جزئيًا. على سبيل المثال ، قد يكون الأفراد المصابون بمرض مزمن أكثر حساسية للتعرض المهني. أيضًا ، إذا تسببت عملية مرضية أو التعرض السابق للمواد الكيميائية السامة في بعض تلف الأعضاء تحت الإكلينيكي ، فمن المحتمل أن تكون القدرة على تحمل التعرض السام الجديد أقل. يمكن استخدام المؤشرات البيوكيميائية لوظيفة العضو في هذه الحالة كمؤشرات حيوية للتأثر. ربما يكون أفضل مثال على الحساسية المفرطة يتعلق باستجابات الحساسية. إذا أصبح الفرد حساسًا لتعرض معين ، فيمكن اكتشاف أجسام مضادة معينة في مصل الدم. حتى إذا لم يصبح الفرد حساسًا ، فإن التعرضات الحالية أو السابقة قد تزيد من مخاطر تطوير تأثير سلبي مرتبط بالتعرض المهني.
تتمثل المشكلة الرئيسية في تحديد التأثير المشترك للتعرضات المختلطة في العمل. بالإضافة إلى ذلك ، قد تؤدي العادات الشخصية وتعاطي المخدرات إلى زيادة القابلية للإصابة. على سبيل المثال ، يحتوي دخان التبغ عادة على كمية كبيرة من الكادميوم. وبالتالي ، مع التعرض المهني للكادميوم ، فإن المدخن الشره الذي تراكمت كميات كبيرة من هذا المعدن في الجسم سيكون أكثر عرضة للإصابة بأمراض الكلى المرتبطة بالكادميوم.
التطبيق في الصحة المهنية
تعتبر المؤشرات الحيوية مفيدة للغاية في أبحاث السموم ، وقد يكون الكثير منها قابلاً للتطبيق في المراقبة البيولوجية. ومع ذلك ، يجب أيضًا الاعتراف بالقيود. تمت دراسة العديد من المؤشرات الحيوية حتى الآن في حيوانات المختبر فقط. قد لا تعكس أنماط الحركة السمية في الأنواع الأخرى بالضرورة الوضع في البشر ، وقد يتطلب الاستقراء دراسات تأكيدية في متطوعين من البشر. أيضًا ، يجب مراعاة الاختلافات الفردية بسبب العوامل الوراثية أو الدستورية.
في بعض الحالات ، قد لا تكون المؤشرات الحيوية للتعرض ممكنة على الإطلاق (على سبيل المثال ، للمواد الكيميائية قصيرة العمر في الجسم الحي). قد يتم تخزين مواد كيميائية أخرى في ، أو قد تؤثر على ، أعضاء لا يمكن الوصول إليها عن طريق الإجراءات الروتينية ، مثل الجهاز العصبي. قد يؤثر مسار التعرض أيضًا على نمط التوزيع وبالتالي أيضًا على قياس المرقم الحيوي وتفسيره. على سبيل المثال ، من المرجح أن يفلت التعرض المباشر للدماغ عبر العصب الشمي من الكشف عن طريق قياس المؤشرات الحيوية للتعرض. فيما يتعلق بتأثير المؤشرات الحيوية ، فإن العديد منها ليس محددًا على الإطلاق ، ويمكن أن يكون التغيير بسبب مجموعة متنوعة من الأسباب ، بما في ذلك عوامل نمط الحياة. ربما على وجه الخصوص مع المؤشرات الحيوية للتأثر ، يجب أن يكون التفسير حذرًا للغاية في الوقت الحالي ، حيث لا تزال هناك العديد من الشكوك حول الأهمية الصحية العامة للأنماط الجينية الفردية.
في مجال الصحة المهنية ، يجب أن يفي المرقم الحيوي المثالي بعدة متطلبات. بادئ ذي بدء ، يجب أن يكون جمع العينات وتحليلها بسيطًا وموثوقًا به. للحصول على جودة تحليلية مثالية ، يلزم التوحيد القياسي ، لكن المتطلبات المحددة تختلف اختلافًا كبيرًا. مجالات الاهتمام الرئيسية تشمل: إعداد الأفراد ، وإجراءات أخذ العينات ومعالجة العينة ، وإجراءات القياس. وتشمل الأخيرة العوامل الفنية ، مثل إجراءات المعايرة وضمان الجودة ، والعوامل المتعلقة بالفرد ، مثل تعليم وتدريب المشغلين.
لتوثيق الصلاحية التحليلية وإمكانية التتبع ، يجب أن تستند المواد المرجعية إلى المصفوفات ذات الصلة وبتركيزات مناسبة من المواد السامة أو المستقلبات ذات الصلة عند المستويات المناسبة. لاستخدام المؤشرات الحيوية في المراقبة البيولوجية أو لأغراض التشخيص ، يجب أن يكون لدى المختبرات المسؤولة إجراءات تحليلية جيدة التوثيق مع خصائص أداء محددة ، وسجلات يمكن الوصول إليها للسماح بالتحقق من النتائج. في الوقت نفسه ، ومع ذلك ، يجب مراعاة اقتصاديات توصيف واستخدام المواد المرجعية لاستكمال إجراءات ضمان الجودة بشكل عام. وبالتالي ، فإن جودة النتائج التي يمكن تحقيقها ، والاستخدامات التي يتم استخدامها ، يجب أن تكون متوازنة مع التكاليف الإضافية لضمان الجودة ، بما في ذلك المواد المرجعية والقوى العاملة والأجهزة.
مطلب آخر هو أن المرمز الحيوي يجب أن يكون محددًا ، على الأقل في ظل ظروف الدراسة ، لنوع معين من التعرض ، مع علاقة واضحة بدرجة التعرض. خلاف ذلك ، قد يكون من الصعب للغاية تفسير نتيجة قياس المرقم الحيوي. من أجل التفسير الصحيح لنتيجة قياس المرقم الحيوي للتعرض ، يجب أن تكون الصلاحية التشخيصية معروفة (أي ترجمة قيمة المرقم الحيوي إلى حجم المخاطر الصحية المحتملة). في هذا المجال ، تعمل المعادن كنموذج لأبحاث العلامات الحيوية. أظهرت الأبحاث الحديثة مدى تعقيد ودقة علاقات الاستجابة للجرعة ، مع وجود صعوبة كبيرة في تحديد مستويات عدم التأثير ، وبالتالي أيضًا في تحديد التعرضات التي يمكن تحملها. ومع ذلك ، فقد أوضح هذا النوع من البحث أيضًا أنواع التحقيق والتحسين الضروريين للكشف عن المعلومات ذات الصلة. بالنسبة لمعظم المركبات العضوية ، لا تتوفر بعد الارتباطات الكمية بين حالات التعرض والآثار الصحية الضارة المقابلة ؛ في كثير من الحالات ، حتى الأعضاء المستهدفة الأولية غير معروفة على وجه اليقين. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما يكون تقييم بيانات السمية وتركيزات المرقم الحيوي معقدًا بسبب التعرض لمزيج من المواد ، بدلاً من التعرض لمركب واحد في ذلك الوقت.
قبل تطبيق المرقم الحيوي لأغراض الصحة المهنية ، هناك بعض الاعتبارات الإضافية ضرورية. أولاً ، يجب أن يعكس المرقم الحيوي تغييرًا دون إكلينيكيًا وقابلًا للانعكاس فقط. ثانيًا ، نظرًا لإمكانية تفسير نتائج المرقم الحيوي فيما يتعلق بالمخاطر الصحية ، يجب أن تكون الجهود الوقائية متاحة ويجب اعتبارها واقعية في حالة ما إذا كانت بيانات المرقم الحيوي تشير إلى الحاجة إلى تقليل التعرض. ثالثًا ، يجب اعتبار الاستخدام العملي للعلامة الحيوية بشكل عام مقبولًا أخلاقياً.
يمكن مقارنة قياسات الصحة الصناعية بحدود التعرض المطبقة. وبالمثل ، يمكن مقارنة النتائج المتعلقة بالعلامات الحيوية للتعرض أو المؤشرات الحيوية للتأثير بحدود الفعل البيولوجي ، والتي يشار إليها أحيانًا بمؤشرات التعرض البيولوجي. يجب أن تستند هذه الحدود إلى أفضل نصيحة للأطباء والعلماء من التخصصات المناسبة ، ويجب على المسؤولين المسؤولين مثل "مديري المخاطر" أن يأخذوا في الاعتبار العوامل الأخلاقية والاجتماعية والثقافية والاقتصادية ذات الصلة. يجب أن يتضمن الأساس العلمي ، إن أمكن ، علاقات الاستجابة للجرعة تكملها معلومات عن الاختلافات في القابلية للتأثر داخل السكان المعرضين للخطر. في بعض البلدان ، يشارك العمال وأفراد الجمهور في عملية وضع المعايير ويقدمون مدخلات مهمة ، لا سيما عندما يكون عدم اليقين العلمي كبيرًا. تتمثل إحدى نقاط عدم اليقين الرئيسية في كيفية تحديد التأثير الصحي الضار الذي يجب منعه - على سبيل المثال ، ما إذا كان تكوين التقريب باعتباره مرمزًا حيويًا للتعرض يمثل بحد ذاته تأثيرًا ضارًا (أي تأثير المرقم الحيوي) الذي ينبغي منعه. من المحتمل أن تنشأ أسئلة صعبة عند تقرير ما إذا كان من الممكن الدفاع أخلاقيا ، لنفس المركب ، أن يكون له حدود مختلفة للتعرض العارض ، من ناحية ، والتعرض المهني ، من ناحية أخرى.
يجب عمومًا نقل المعلومات الناتجة عن استخدام المؤشرات الحيوية إلى الأفراد الذين تم فحصهم ضمن العلاقة بين الطبيب والمريض. يجب مراعاة المخاوف الأخلاقية على وجه الخصوص فيما يتعلق بتحليلات العلامات الحيوية التجريبية للغاية والتي لا يمكن تفسيرها حاليًا بالتفصيل من حيث المخاطر الصحية الفعلية. بالنسبة لعامة السكان ، على سبيل المثال ، توجد إرشادات محدودة في الوقت الحالي فيما يتعلق بتفسير المؤشرات الحيوية للتعرض بخلاف تركيز الرصاص في الدم. من المهم أيضًا الثقة في البيانات الناتجة (أي ، ما إذا كان قد تم أخذ العينات المناسبة ، وما إذا تم استخدام إجراءات ضمان الجودة السليمة في المختبر المعني). هناك مجال إضافي للقلق الخاص يتعلق بفرط الحساسية الفردية. يجب أن تؤخذ هذه القضايا في الاعتبار عند تقديم التغذية الراجعة من الدراسة.
يجب إشراك جميع قطاعات المجتمع المتأثرة أو المهتمة بإجراء دراسة العلامات الحيوية في عملية صنع القرار حول كيفية التعامل مع المعلومات الناتجة عن الدراسة. يجب وضع إجراءات محددة لمنع أو التغلب على النزاعات الأخلاقية التي لا مفر منها ضمن الأطر القانونية والاجتماعية للمنطقة أو البلد. ومع ذلك ، فإن كل موقف يمثل مجموعة مختلفة من الأسئلة والمزالق ، ولا يمكن تطوير إجراء واحد للمشاركة العامة لتغطية جميع تطبيقات المؤشرات الحيوية للتعرض.