基于毒性通路的毒理学危险度评价方法

当前的危险度评价(risk assessment)体系主要依赖整体动物试验进行危害鉴定和剂量-反应关系的外推.对于毒效应有阈值的化学物,由动物实验获得未观察到有害作用水平(no observed adverse effect level,NOAEL)、观察到有害作用的最低水平(lowest observed adverse effect level,LOAEL)或基准剂量(benchmark dose,BMD)除以合适的不确定系数得到安全水平或每日允许暴露量;对于毒效应无阈值的化学物,由动物实验获得高剂量的剂量-反应关系,再依靠数学模型分析低剂量暴露的风险,计算危险度.     

基于毒性通路的毒理学危险度评价方法

当前的危险度评价(risk assessment)体系主要依赖整体动物试验进行危害鉴定和剂量-反应关系的外推.对于毒效应有阈值的化学物,由动物实验获得未观察到有害作用水平(no observed adverse effect level,NOAEL)、观察到有害作用的最低水平(lowest observed adverse effect level,LOAEL)或基准剂量(benchmark dose,BMD)除以合适的不确定系数得到安全水平或每日允许暴露量;对于毒效应无阈值的化学物,由动物实验获得高剂量的剂量-反应关系,再依靠数学模型分析低剂量暴露的风险,计算危险度.     

基于毒性通路的毒理学危险度评价方法

当前的危险度评价(risk assessment)体系主要依赖整体动物试验进行危害鉴定和剂量-反应关系的外推.对于毒效应有阈值的化学物,由动物实验获得未观察到有害作用水平(no observed adverse effect level,NOAEL)、观察到有害作用的最低水平(lowest observed adverse effect level,LOAEL)或基准剂量(benchmark dose,BMD)除以合适的不确定系数得到安全水平或每日允许暴露量;对于毒效应无阈值的化学物,由动物实验获得高剂量的剂量-反应关系,再依靠数学模型分析低剂量暴露的风险,计算危险度.     

基准剂量统计软件BMDS简介

危险度评定（risk assessment）传统采用未见有害作用量（no observed adverse effect level，NOAEL），再除以安全因子（safe factor）或不定因子（uncertainly factor）缩小若干倍后，得到参比剂量或浓度（reference dose or concentration，RfD or RfC）。但NOAEL法存在不足，如NOAEL值易受实验设计（剂量组及其组距）的影响，由于NOAEL值仅决定于某一剂量组而不能很好地反映剂量反应关系，而且随着样本的增大，     

GAMMA模型在危险度评价中应用

在环境化学物质进行危险度评价时，剂量-反应评价（Dose-response Assessment）是危险度评价的重要定量部分。目的在于确定某环境污染物暴露量与人群有害效应之间的定量关系。确定人类暴露在某环境污染物中的危险度的剂量-反应关系的主要依据是在参照类似人类可能接触情况下进行动物毒性试验和有关人群流行病学调查的资料。但传统上均是以实验所得的数据来确定不可检出有害作用水平（NOAEL）和最低可检出有害作用水平（LOAEL）。由于求出的NOAEL或LOAEL局限于实验剂量，忽略了剂量-反应曲线的形状。其值及其可靠性与各剂量组所用的动物数量有极其密切的关系，因而相应于其危险度在不同实验间的差异巨大，并且由动物向人外推时，安全系数还可能偏大。正是由于传统方法的缺陷，美国环境保护局（EPA）和其他几个机构推荐使用基准剂量法（benchmarkdose，BMD）作为非致癌效应危险度评估的方法。该方法通过拟合不同的数学模型，克服丁当前可供选择的基础来计算参考剂量（reference dose，RfDs）、参考浓度（reference Concentration，RfCs）和NOAEL的局限性，同时用BMD software对剂量-反应进行评价。下面介绍建立在BMD软件的GAMMA模型及其应用。     

基准剂量方法在风险评估中的应用

考虑到欧洲食品安全局(European Food Safety Authority,EFSA)科学委员会和科学小组进行风险评估时使用透明、科学、合理方法的需要,EFSA请求科学委员会对基准剂量(benchmark dose,BMD)使用情况的已有资料进行评价,作为对传统使用的未观察到有害作用水平(no observed adverse effect level,NOAEL)方法的替代,并对EFSA是否应该使用BMD方法以及在何种情况下使用此方法较为合适提供建议。同时请求科学委员会就如何使用BMD方法来分析实验研究获得的剂量-反应数据提供指导,并探讨在观察流行病学研究数据处理中使用该方法的可能性。最后,科学委员会还需对用BMD方法确定参考点时是否需要选择恰当的不确定系数提供建议。依惯例,当实验动物数据用于食品中无遗传毒性或无致癌性物质的风险评估时,该物质的临界效应—NOAEL和/或最低可观察到的有害作用水平(lowest observed adverse effect level,LOAEL)形成了推导健康指导值(如每日容许摄入量,ADI)的参考点。此方法仅适应于定性资料分析,而不适应于定量数据的处理。相反,BMD方法拓展了动物实验或观察流行病学研究获得的剂量-反应数据的适用范围,可更好地描述潜在风险的特征并将其量化。尽管EFSA的某些科学小组偶尔也使用BMD方法,但到目前为止,EFSA尚未系统地使用过此方法。此外,也时常收到用于BMD计算的实验数据。EFSA科学委员会在之前的意见中也提到过用BMD方法推导具有遗传毒性和致癌性物质暴露限值的参考点。在对BMD和NOAEL方法推导风险评估参考点的优点和局限性进行比较之后,科学委员会认为:由于BMD方法拓展了可用的剂量-反应数据的使用范围,且对剂量-反应数据中的不确定性进行了量化,因此在推导参考点时,BMD是一种更科学、更先进的方法。作为特定基准反应的结果,用BMD方法推导出的参考点更加一致。目前可用软件进行BMD分析,科学委员会注意到其正在发展,并预期在不远的将来在诸如模型平均化及连续数据分析方面会有重大发展。科学委员会同时认为,当修订毒性试验指南(如OECD指南)时,BMD方法的某些具体方面也应考虑修订。从大量风险评估的平均结果来看,用BMD方法获得的健康指导值,预计与那些用NOAEL方法推导出的指导值一样具有保护性。因此,目前采用的针对不确定系数的默认值仍然是恰当的,不需要设定额外的不确定系数。由于BMD和NOAEL方法的均值具有可比性,因此科学委员会认为没有必要使用BMD方法对以前所做的评估再重复一遍。只有当人类暴露量接近ADI时,才有必要完善以前的风险评估结果,此时BMD方法的应用方具有特殊价值。BMD方法适用于食品中不同类别或来源的所有化学物质,如杀虫剂、食品添加剂或污染物。BMD方法在下列情况下使用具有特殊价值:(1)NOAEL不能确定的情况;(2)在物质既有遗传毒性又有致癌性的情况下,为暴露限值提供参考点;(3)观察流行病学资料中的剂量-反应评估。短期内,应大力提倡EFSA科学小组及单位在上述情况中采用BMD方法。从长远来看,科学委员会预计BMD将作为一种备选方法用于确定参考点,以便推导健康指导值及暴露限值。为此,考虑到该方法的引进和EFSA广泛使用的实际情况,同时认识到它的应用需要专家水平的判断以及建模专业知识等,科学委员会提议,对科学小组和EFSA内部专家提供剂量-反应建模以及软件使用的培训。科学委员会要在此后的两年时间内对BMD方法在EFSA工作中的实施情况、经验及接受程度等进行审查。     

锁阳水提物大鼠亚慢性毒性试验研究

目的研究锁阳水提物对大鼠的亚慢性毒性作用。方法按《食品安全性毒理学评价程序和方法》(GB 15193.13—2015)大鼠亚慢性经口毒性试验方法。选取SPF级Wistar大鼠80只,雌雄各半,按体重随机分为对照组及锁阳水提物低、中、高剂量组(2.83、5.66、8.49 g/kg)。大鼠经口灌胃给药,每日一次,连续90 d,灌胃容量13 mL/kg,阴性对照组给予等容量蒸馏水。检测指标包括大鼠的一般临床症状、体重、进食量及食物利用率,血液学及血液生化学检查,组织病理学检查。结果试验期间动物未见明显的中毒症状和死亡。与阴性对照组比较,锁阳水提物各剂量组大鼠体重、进食量、食物利用率差异均无统计学意义(P>0.05);个别剂量组动物血液学及血液生化学检查指标与阴性对照组相比,虽然差异有统计学意义(P<0.05),但值均在实验室正常范围内且无剂量-反应关系,无毒理学意义;雄鼠中、高剂量组血浆凝血酶原时间(prothrombin time,PT)偏高,差异均有统计学意义(P<0.05);雄鼠中剂量组睾丸脏器系数,高剂量组脾脏器系数、睾丸脏器系数、附睾脏器系数偏高,差异均有统计学意义(P<0.05)。组织病理学检查未发现明显异常变化。结论本次试验条件下,锁阳水提物使雄鼠中、高剂量组血浆PT明显增高,使雄鼠中、高剂量组睾丸脏器系数以及高剂量组附睾脏器系数明显增加,大鼠亚慢性经口毒性最大未观察到有害作用剂量(no observed adverse effect level,NOAEL)为2.83 g/kg,最小观察到的有害作用剂量(lowest observed adverse effect level,LOAEL)为5.66 g/kg。     

异丙隆原药慢性毒性研究

目的 为了解异丙隆原药的慢性毒性,提出其慢性最小有害作用剂量(LOAEL)和无害作用剂量(NOAEL).方法 480只SD种雄性和雌性大鼠(体重110～140 g)分为4组,3个染毒组分别喂饲染毒异丙隆原药50.0 mg/(kg·d)(高剂量组)、5.0 mg/(kg·d)(中剂量组)和0.5 mg/(kg·d)(低剂量组),对照组喂饲正常饲料,历时2 a;观察大鼠日常表现、检测体重和饲料消耗量;检查了解解剖、病理、血液学、血液生化和尿液等指标的改变.结果 高剂量组雌性和雄性大鼠的体重增长分别从试验第6周和第11个月开始减慢(P<0.01);高、中两剂量组雄性大鼠肝脏肿大,肝细胞水肿样变性和脂肪变性.结论 异丙隆原药对雌性和雄性大鼠慢性毒性的LOAEL分别为50.0 mg/(kg·d)和5.0 mg/(kg·d),而NAOEL为0.5 mg/(kg·d).     

小资料

兴奋效应(Hormeas):Hormesis国内通常译为兴奋效应,有的译为"低剂量有毒物质的刺激作用",环境科学词典译为"毒物兴奋作用"。Hormesis效应是当今毒理学界争论的一个热点问题。早在19世纪80年代有人发现"兴奋效应"现象,即高剂量的各种抗生素可抑制细菌生长,而剂量低到一定程度则能促进细菌生长。后来实验证明许多低剂量的辐射线和化学物都有促进细菌、植物和其他生物生长的效应。现在一般认为兴奋效应是指化学物在低干无可见的有害作用水平(NOAEL)以下的剂量具有兴奋或刺激的作用,与高剂量的作用相反,一般有益于受试的生物体。     

硫酸铟亚慢性毒性的实验研究

目的探讨硫酸铟的亚慢性毒性。方法选用60只健康Wistar大鼠,随机分成4个染毒组[硫酸铟染毒剂量分别为26.1,52.3,104.6,261.4 mg/kg(1/10~1/100 LD50)]和1个对照组。硫酸铟灌胃染毒,1次/d,实验期3个月。结果261.4 mg/kg染毒组大鼠体重增长缓慢,血红细胞、血小板计数降低,肝、肾明显肿大,肝细胞变性,肾小管细胞变性、溶解。4个染毒组大鼠血清尿素氮均明显增高。结论长期较低剂量硫酸铟染毒可对实验动物的生长发育、肾脏、肝脏及血液系统产生明显损害。肾脏可能是硫酸铟毒性作用的靶器官之一。大鼠经口硫酸铟染毒无可见有害作用水平(NOAEL)低于26.1 mg/kg。