食品污染及其所导致的食源性疾病是全球普遍关注的重大公共卫生问题，某些化学危害仅在痕量和超痕量水平就可影响公众健康，而食源性疾病负担与溯源预警是评价食品安全监控措施有效性的科学基础，加强食品危害暴露鉴定与健康风险控制，已成为我国食品安全的当务之急。立足国际学科发展前沿，面向国家公共卫生重大需求，结合本实验室和本学科多年来的工作基础与优势确定研究方向为：以食品危害物对健康效应影响的风险评估为目标，开展食品危害暴露的分析表征与转化毒理学研究以及食源性疾病病因鉴定、溯源与预警研究，并同步建立食品危害物的化学与微生物监测参比实验室体系。重点实验室设立三个研究方向：1）食品危害暴露的分析表征技术；2）食源性疾病溯源与人体健康效应风险评估技术；3）基于系统生物学发展转化毒理学新技术。
1. 食品危害暴露的分析表征技术
1）食品中化学危害物鉴定与分析表征技术：建立理化参比实验室，运用现代科学理论和实验技术分离、识别与定量测定食品和生物体中化学污染物、天然毒素与有害残留、食品添加剂与包装材料添加剂的确证方法。发展化学性食物中毒诊断与食品安全应急检测技术，开发出简便、准确的样品前处理新方法、新技术。通过吸收、引进国外先进的标准方法体系，在适合国情的基础上开发能与国际接轨的污染监测标准体系，推动监测技术的进步。以同位素稀释技术结合高分辨气相色谱质谱法测定二恶英类化合物以及多溴联苯醚等新POPs污染物和多种色-质联用测定丙烯酰胺、氯丙醇、呋喃、氟代有机物、真菌毒素、热点污染物（emerging contaminants）的“金标准”，发展联用技术分离和测定食品中食品添加剂残留与包装材料添加剂迁移以及毒性有机金属化合物形态，结合生物检测技术发展真菌毒素等天然毒素和农、兽药残留等建立色-质确证方法。利用化学计量学研究代谢组学技术，为人体负荷暴露评估提供科学依据。
2）化学污染物暴露评估技术：以环境污染物（含金属元素、持久性有机污染物和食品加工形成污染物等）、天然毒素和农药（有机磷与氨基甲酸酯类）为典型污染物研究点评估和随机模型，开发暴露评估和风险表征中的核心技术。以世界卫生组织食品污染物合作中心（中国）为核心，针对不同易感人群开展典型污染物（农药残留、天然毒素和环境污染物）的暴露评估研究。开展中国总膳食研究，以“市场菜篮子方法”建立食品加工、烹调过程中全膳食组成暴露评估体系，以双份饭方法进行模型验证研究；利用随机概率模型开展以比较风险评估技术为手段的研究，建立暴露边界比（Margins of exposure, MoE）评价技术研究。利用人群母乳、血液等生物样品开展机体负荷监测，结合生物标志物的分子流行病学技术，研究人群内暴露剂量和生物有效剂量，为健康效应研究奠定基础。
3）抗生素耐药监测与检测技术：研究建立我国常见食物分离的食源性致病菌对抗生素耐药性与耐药谱监测标准化技术与监测数据库，为我国建立抗生素耐药性的生态风险评估和控制体系提供基础数据及理论支持。探讨抗生素浓度对耐药基因富集和扩散的影响，解析环境中耐药基因的遗传进化图谱以及独特遗传背景，探讨耐药基因的水平转移风险。重点研究抗菌药物耐药的产生、威胁程度和耐药随时间转移的趋势以及耐药基因的环境污染调查和迁移传播机制。
2. 食源性疾病溯源与人体健康效应风险评估技术
1）食源性疾病病原溯源技术：建立微生物参比实验室，针对食源性致病菌开展从影像到数字化的分型技术和评估模型研究，建立具有病例信息和实验室监测数据采集、致病菌分子分型图谱的采集与传输、文本与数字以及图谱信息比对、病原因子以及病因性食品的关联性分析、食源性疾病预警发布等为一体的食源性疾病主动监测与预警网络，更准确地掌握我国食源性疾病的发病和流行趋势，提高食源性疾病的预警与防控能力。重点研究重要食源性致病菌的标识基因和基因差异表达、PFGE和MLVA等分子分型技术和标准化以及基于Web的标准化溯源分析数据库建立。
2）健康效应风险评估数据信息综合分析技术：结合实验室数据，开发信息采集、计算机处理和函数模拟的集成系统，开展基于生理学的毒代动力学模型（PBTK）和毒效动力学模型（PBTD）研究，建立整合了PBTK和PBTD模型的BBDR模型；研究建立定量结构活性关系（QSAR）分析技术；建立食品安全毒理学数据库和毒理学资料系统综述方法；研究TTC方法并扩展其应用领域；优化BMD方法并开发友好操作平台；开发具有自主知识产权的健康效应风险评估软件和操作系统，建立健康效应预测模型和累积风险评估方法学；整合自动成像和图象分析软件，建立遗传毒性自动化分析系统。
3）重点目标物质安全性评估的研究与应用：针对国家重点关注食品及其危害物，开展健康效应风险评估研究，提出管控策略建议。如开展食物过敏人群流行病学研究和致敏食物过敏原表型研究；寻找食品中不同类型内分泌干扰物的共性敏感终点和分子靶点，开展基于效应强度的毒性当量和联合暴露交互作用模式研究，为国家有机污染的多层面治理提供技术支持；系统开展复合性状转基因食品、纳米材料和新食品资源的安全性和健康效应评估研究。
3. 基于系统生物学发展转化毒理学新技术
1）基于系统生物学发现食品危害物对健康影响的生物标志物：利用组学和生物信息学等系统生物学前沿技术，在已有毒理学评估模型的基础上，开发更灵敏、更科学的新型毒性检测方法。以食品中典型化学污染物和食品工业中常用纳米材料为研究对象，建立低剂量长期暴露的动物模型。重点发展系统生物学方法，特别是采用转录组学、蛋白质组学和代谢组学方法分析食品中危害物暴露后动物组织及体液（血液、尿液）中基因转录、蛋白表达及代谢产物的变化，利用生物信息学技术对毒理组学海量数据整理分析并建立模型，寻找与危害物暴露相关的生物标志物。从数据分析和信息挖掘入手建立毒性测试分析平台，研究健康效应评估用的生物标志物的新技术、新方法。
2）研究建立基于体外模型的毒性测试新技术：利用人源组织特异性细胞系或胚胎干细胞开发危害物体外暴露模型，针对食品中典型化学污染物和食品工业中常用纳米材料开展多种毒性测试，并结合组学和生物信息学手段建立危害物相关蛋白和基因表达谱数据库，重点关注可以作为毒性作用的早期靶标（如与氧化应激反应相关的蛋白、关键酶水平的变化、金属硫蛋白、细胞增殖等相关基因）的表达变化，从而发现有助于识别危害物及其代谢产物的生物标志物，进行安全性评价和健康风险评估，并与体内动物实验的结果相互验证，在此基础上开展可以替代动物实验、能更灵敏的检测有害物质从一般暴露水平到引起临床病理变化的暴露水平所致变化的TT21C新技术研发。
3）食品中化学危害物毒性作用机制及转化毒理学新技术：建立替代动物的体外实验模型，利用系统生物学手段寻找危害物的生物标志物分子，研究其分子信号通路、蛋白功能与危害物的交互作用，从分子水平阐释标志蛋白表达改变的生物学意义并论证其作为生物标志物的可靠性。同时研究发挥毒性作用的分子机制，探索危害物毒性作用的信号通路，发展以体外细胞实验为模型、以毒性通路为核心的转化毒理学评价新技术。
4）食品毒理学安全评估实验新技术标准化：优化常规毒理学评价方法，通过建立多种体外培养和细胞转化模型开展替代毒理学技术研究，进而开展微观-宏观相结合的毒理学安全评估技术的探索性研究和应用，研发整体动物模型和体外检测技术相结合的毒理学安全评价方法体系。利用基因芯片、毒理组学等前沿技术，开展生物学标志物研究，开发食品毒理学安全性评价新技术并研究转基因食品安全性评价的敏感技术。重点发展神经毒性、生殖毒性、免疫毒性和食物致敏性评价技术，基于早期生物标志物的筛选研究，寻找目标有害物质和新资源成分的敏感标志物，建立适于食品安全性评价和健康效应评估的组合技术，并探索研究免疫毒理学和食物致敏性评价研究的体外替代试验和新方法。针对转基因生物安全性评价技术，重点解决转基因产品特殊功效评价标准体系、毒性敏感终点和非预期效应的测定指标、多个功能基因相互作用的复合性状转基因生物安全评价的关键技术，建立我国转基因生物食用安全性评价体系。