人们最早多采用整体动物实验研究化学物毒性及毒作用机制。由于动物种属、剂量等的差异，实验动物的毒性资料向人体外推有一定困难。近年来，体外毒理学迅速发展，并成功应用于各种化学物毒性筛选中毒机制研究，给毒理学研究提供了新的思维和研究工具，改变了毒理学研究的基本格局，使毒理学研究从经典的整体器官水平向细胞和分子水平飞跃。

随着细胞培养方法的建立和成熟，其在毒理学研究领域中的应用已越来越广泛。随着现代工业的迅速发展，越来越多的外源化学物进入我们的生活，目前全球每年有7000多种新化学物进入环境。而传统整体动物实验耗资高，周期长，动物使用数量大，实验结果外推到人存在不确定性，且由于国外受动物保护主义的抵制，使人们更倾向于采用省时、价廉和易操作的体外测试系统研究化学物对环境及人类健康的影响及其机制。生命科学在基础研究领域取得的理论和技术进展的基础上不断发展，细胞培养体外测试系统为毒性试验和机制研究提供了新的方法和应用领域，体外测试结果也将为进一步的体内测试提供可借鉴的资料。

细胞培养应用于毒理学试验，有其明显的优点，如在精确控制的实验条件下，可直接观察细胞及组织对化学物的反应；试验所用细胞和组织是从整体的稳态和激素调控中分离出来，影响因素较少；体外试验的给药剂量可准确掌握；试验结果可以定量；可以应用人体组织，避免从实验动物外推到人的种属差异。但同时，体外毒理学试验也存在一定的限制，如化学物在体内试验中可能根本不被吸收或很难吸收，但在体外试验中可以直接接触该化学物；化学物在体内可能吸收充分，但存在“首关效应”；分布到靶器官组织的化学物量比预测量要低；化学物在体内迅速被代谢成活性／无活性代谢物，而这些产物比原化学物有不同的活性或作用周期；体内效应是整体动物高度整合系统发生变化而引起，而这种效应在体外系统是反映不出来的；此外，体外试验不能预测药物在中央及外周的分布容积，不能预测化学物的清除速率，不能预测化学物在特殊剂量下体内动力学是呈线性还是非线性关系，不能预测药物动力学指标如生物利用度、最高血浆浓度和半衰期等。总之，应有效利用体外试验的优势，结合体内试验，有效进行化学物的毒理学评价。

第一节细胞毒性检测方法

细胞毒性（cytotoxicity）是指由细胞或者化学物质引起的单纯的细胞杀伤事件，不依赖于凋亡或坏死的细胞死亡机制。它可以是由产品、材料及其浸渍物所造成的细胞死亡、细胞溶解和细胞生长抑制。

新的药物、化妆品、食品添加剂等在投入使用之前，都必须经过大量的细胞毒性试验，来证明其是没有毒性的。但是现代药物的开发等更强调分子靶标的特异性以及准确的代谢调控，所以对于现代药物的开发来说，细胞毒性试验并不完全适合，但是细胞毒性试验还是由于他们的经济、易于量化、并且可以重复而被大量采用。相比体内试验，细胞试验还是存在着许多的不足，所以细胞毒性试验还需要更多更加精准的有关代谢紊乱的试验来加以补充。

细胞毒性可从细胞形态、细胞生长情况及其生化改变来评价。常用指标分为以下几类：反映细胞数量多少的指标：每孔细胞蛋白质含量、每孔细胞DNA含量、活细胞计数、结晶紫试验、中性红试验,MTT试验和WST-1试验；反映细胞膜完整性或通透性的指标：锥虫蓝拒染率，乳酸脱氢酶漏出率等；反映亚细胞器损伤的指标：中性红试验（溶酶体）、MTT试验和WST-1试验（线粒体）；反映细胞代谢活性的指标，如反映细胞能量代谢（ATP含量，乳酸／丙酮酸比值）、反映氧化还原状态（还原型谷胱甘肽(GSH）含量，脂质过氧化产物生成）和反映生物大分子合成状况（蛋白质合成量、DNA合成量）；反映形态学改变的指标：细胞形态变化、细胞核和细胞质的改变、细胞空泡积累、脂质小滴，细胞膜膨出（鼓泡），细胞核染色质的变化以及细胞器如线粒体、溶酶体等的变化、细胞脱壁和贴壁等。

指标的具体选择要考虑到是否与体内诱导的损害相符外，还要注意以下几个主要方面：可靠性、可重复性、灵敏度、方便性、费用及种属差异，最后还要考虑检测的化学物的毒性作用特点。