
根據實驗結果對毒物進行毒性評價,稱為一般毒性評價(evaluationforgeneral toxity)。毒物的一般毒性作用研究是毒理學的重要內容;是化學物毒理學安全性評價和危險度評定的基礎;防治毒物所致急、慢性中毒;制訂衛生標準及管理毒理學決策均有重要意義。
一般毒性(general toxicity)分為:急性毒性、亞慢性毒性和慢性毒性
所進行的用以觀察毒效應、評價化學毒物綜合毒性的哺乳動物試驗分為:急性毒性試驗、亞慢性毒性試驗和慢性毒性試驗
一般毒性評價目的:1.確定受試物毒作用表現和性質;2.確定受試物毒作用劑量-反應/效應關系;3.確定毒作用靶器官;4.確定損害是否可逆。
一般毒性品評價試驗動物選擇:物種選擇:1.吸收、代謝、生物化學和毒理學特征與人類最接近;2.易于飼養和操作;3.經濟、易獲得;4.自然壽命不太長。品系:品系純化,有穩定性和可比性;選用兩種以上動物級別:清潔級或以上動物;SPF(無特殊病原體動物)及GF(無菌動物)性別:一般為雌雄各半;敏感性有性別差異時應選擇敏感的性別年齡、體重:1.急性毒性評價試驗用成年動物2.亞慢性、慢性評價試驗用年幼或初斷乳動物體重不超過平均體重20%,或按規定。檢疫:檢疫期內出現異常者應放棄。
染毒方式:1.經口(胃腸道)染毒:喂飼、灌胃、吞咽膠囊;2.經呼吸道染毒:吸入接觸(靜式吸入動式吸入)、受試物注入動物氣管3.經皮膚染毒:定性試驗、定量試驗4.經注射途徑染毒:腹腔注射、靜脈注射、肌內注射、皮下注射。
急性毒性(acute toxicity):指機體(人或實驗動物)一次接觸或24h內多次接觸化學物后,短期(14d內)發生的毒性效應,包括一般行為、外觀改變、大體形態變化及死亡效應。
一次接觸指瞬間給實驗動物染毒,如經口、經注射途徑染毒。但經呼吸道或經皮,則指在特定期間使動物持續接觸化學物的過程。“一次”含有時間因素。此外,當化學物毒性很低需給予較大劑量時,可在24h內多次給予,這時的急性接觸即為“多次”。
急性毒性試驗的目的:測出化合物一種或幾種動物的LD50及其它急性毒性參數,以了解急性毒作用強度;②探索急性毒性的劑量-反應關系,并通過觀察中毒表現和死亡的情況,了解急性毒作用性質、可能的靶器官,初步評價對人損害的危險性。③為進一步毒理學試驗劑量設計提供參考。④提供毒理學機制研究的初步線索。
急性毒性試驗常用參數最常用的是LD50(或LC50)其次為Zac(LD50/Limac) 在一些毒性上、下限指標中,目前主張用LD84/LD16或LC84/LC16的比值。比較2種以上,LD50相同/近似的毒物的致死毒性時還可用毒物的劑量-反應曲線斜率(死亡率概率單位與劑量對數回歸直線的斜率)表示。
急性毒性試驗物種選擇:以選擇哺乳動物為主,首選大鼠:年齡與性別:成年大鼠,一般雌雄各半;雌、雄分別求LD50。若是為致畸試驗作準備,可僅作雌性LD50。染毒劑量與分組:
了解化學物的一般性質預實驗劑量設計:有相關資料(找出近似化合物資料、設定預期毒性中值、以4倍計量差為組距設計劑量組);無相關資料(最大耐受劑量試驗、最低劑量組試驗)正式試驗劑量設計:寇氏法、改進寇氏法(又稱Karber法或平均致死量法);Horn法;Bliss法(又稱最大似然性法)。經典方法替代方法:限量試驗、固定劑量法、急性毒性分級法、上-下移動法
【改進寇氏法:利用劑量對數與死亡率呈S型曲線設計,又稱Karber法或平均致死量法。優點:計算簡便、準確率高。要求:每組動物數相同,組距等比,死亡率呈正態分布,最
低劑量組死亡率<20%,最高劑量組死亡率>80%。
Bliss法:又稱最大似然性法,是最精確的LD50計算方法。我國《新藥臨床前毒理學研究指導原則》及《新藥(西藥)毒理技術要求規范》均推薦此法。設計要求不像前三法那么苛刻。
但計算較復雜,多利用計算機軟件(如中山醫科大編制的《多功能半數致死量軟件》)運算。
Horn氏法:利用劑量對數與死亡率的概率單位呈直線關系而設計,又稱平均移動法或劑量遞增法。優點:省動物;可直接查表求出LD50及其95%可信限。缺點:LD50的95%可信限范圍大,方法精確度不夠。分4個劑量組;每組動物數相等,4或5只;劑量組距為等比;按劑量范圍寬窄,分2個劑量系列(組距2.15倍或組距3.16倍)。根依據每組動物數、組距和每組死亡數,查表求出LD50及其95%可信限。
序貫法:利用序貫設計原理,又稱平均數法、階梯法或上-下法,先用一劑量試驗,若動物死亡,則用下一個較小劑量試驗,若仍死亡則以更小劑量試探;如動物存活,則以較大劑量
試探,依次類推,最終求出LD50。優點:節省動物,一般12~14±只即夠。缺點:只適于快速出現中毒反應及死亡的毒物,不適合遲發性毒物。】
動物數與分組:根據評價程序規定采用的LD50計算方法。概率單位法、改進寇氏法、Bliss法要求5~7個劑量組,每組10只動物或10只以上;霍恩氏(Horn)法要求4個劑量組組動物,每組4或5只;序貫法(平均數法、階梯法、上-下法):由第一只動物反應決定第二只接受劑量,一般使用12~14只;固定計量法:4個劑量,每個劑量至少10只;急性毒性分級法:平均2~4個階段,每階段3只。
急性毒性替代試驗:固定劑量法:預先選定或固定的一系列劑量染毒,觀察化學物的毒性反應,進行分級。不以動物死亡為觀察終點。急性毒性分級法:應用于嚙齒類動物,以死亡為終點從三個固定劑量中選一個,分階段進行。每階段3只,根據死亡動物數進入下一階段,以較高或較低水平進行試驗。上下移動法:以死亡為終點,需要選擇一個較合適的劑量范圍。根據資料初步確定第一個動物接受的劑量,由該動物染毒后反應,決定第2只動物接受的劑量。
試驗周期與毒效應觀察: LD50(LC50),要求計算染毒后14d內的死亡數。對速殺型毒物,可按24h死亡率求LD50(LC50),與14dLD50(LC50)往往無明顯差別,但報告中應注明
為24hLD50(LC50),便于毒性比較。觀察中毒表現,對了解急性毒作用特征很重要,可補充單純以LD50(LC50)表示急性毒性的不足。
中毒表現:中毒癥狀:出現的中毒癥狀、時間、發展經過、死前特征及死亡時間等。
主要觀察內容見表6-2。體重:在觀察期14d內稱存活動物體重變化,以了解毒效應持續時間。病理檢查及其它指標:死亡動物及時作大體解剖和病理組織學檢查,觀察期結束時對存活動物進行大體病理檢查,必要時做組織病理學檢查。死亡及死亡時間:觀察和記錄每只動物的死亡時間,特別是最早死亡時間及各組死亡數。
LD50 意義:標化化學物毒作用強度,評價毒性大小;計算毒性劑量距離;為后續的試驗提供參考劑量;比較不同途徑的LD50值,提供生物利用度信息; LD50試驗結果外推至人的致死劑量和中毒癥狀。
LD50試驗局限性:可提供的有效信息少;波動性大;物種差異、個體差異明顯;經典試驗
耗費動物較多。
局部刺激試驗(local toxic effect):亦稱局部刺激試驗,指機體暴露與化學物后,在其接觸和暴露部分造成的局部毒性損傷、刺激(如眼刺激、皮膚刺激)和或變態反應等。
局部刺激試驗目的:了解外源化學物對皮膚、眼睛的局部刺激性和腐蝕性,包括眼刺激、皮膚刺激試驗。在我國,農藥、化學品和消毒劑試驗程序規定局部刺激試驗為必做項目
眼刺激試驗觀察終點:眼刺激:眼前表面接觸受試物后眼睛產生可逆性炎癥變化;眼腐蝕:眼前表面接觸受試物后眼睛產生不可逆性組織損傷。觀察內容:結膜:紅、球結膜水腫、分泌物角膜:混濁范圍及程度虹膜:充血、腫脹、角膜周圍充血。觀察期限:一般為7天,必要時可延長至21天
皮膚原發性刺激試驗觀察終點:皮膚刺激和皮膚腐蝕;觀察內容:色斑、水腫。觀察時間:癥狀消失或出現不可逆刺激,不超過14天。不適宜做皮膚刺激試驗情況強腐蝕性物質(pH<=2,pH>11.5);急性經皮試驗顯示強系統毒性;急性經皮試驗染毒劑量至2000mg/kg時無皮膚刺激。影響因素:1.皮膚完整性;2.固態受試物物理特性;3.受試物溶解狀態;4.受試物染毒時封閉嚴密程度;5.實驗動物年齡及受試部位;6.動物種屬差異;7.個人主管判斷差別;8.人實際接觸受試物方式與試驗動物接觸方式差異。
皮膚反應敏感性順序:兔>豚鼠>人>豬;試驗結果外推至人時應注意
眼刺激替代試驗:雞胚絨毛膜尿囊膜試驗、絨毛膜尿囊膜苔盼藍染色試驗、熒光素漏出試驗
皮膚刺激替代試驗:人工皮膚模型
皮膚致敏:對化學物的免疫介導反應在皮膚上表現出一系列癥狀。人體可見瘙癢、紅斑、水腫、丘疹、小水皰、大皰等。動物反應常僅見紅斑和水腫。
皮膚致敏試驗分為福氏完全佐劑法、不加佐劑法(不加佐劑,抗原量增大到10~20倍)
皮膚致敏試驗目的:預測化學物經皮接觸對人引起皮膚致敏的危害
皮膚致敏試驗方法:檢疫——脫毛、觀察有無破損—(24小時后)—誘導接觸—(10~14天)—激發接觸—(24h后)—觀察結果(24h、48h、72h)——分析評價。觀察內容:色斑、水腫
皮膚刺激試驗與皮膚致敏試驗的區別:皮膚刺激試驗:一次接觸一定時間后觀察可逆或不可逆作用,一般觀察不超過14天;皮膚致敏試驗:a誘導接觸:低濃度或中等濃度受試物對皮膚重復染毒;b間隔10~14天;c激發接觸:低于誘導劑量對動物未染過毒的皮膚涂抹,觀察24h、48h、72h皮膚反應
短期、亞慢性和慢性毒作用
蓄積作用(accumulation)
儲存庫(depot)。
物質蓄積(material accumulation)
功能蓄積(functional accumulation)
蓄積作用意義:蓄積作用是慢性中毒的基礎。求出蓄積系數K,了解化學物蓄積毒性的強弱,為慢性毒性試驗及其他有關毒性試驗的劑量選擇提供基礎資料。應用:若大鼠經口LD50>5000mg/kg,或已作過代謝試驗有T1/2數據者,可不做蓄積毒性試驗。注意急性非致死性實驗主要靶器官是否與亞急性試驗一致。
蓄積系數法:以生物效應為指標,用經驗系數(K)評價蓄積作用,即將多次染毒與一次染毒所產生的毒性效應(或死亡)進行比較。
蓄積系數(accumulation coefficient):是多次染毒使半數動物出現效應(或死亡)的累積劑量
[ED50(n)]與一次染毒使半數動物出現相同效應(或死亡)的劑量[ED50(1)]的比值,即K=ED50(n)/ED50(1),試驗中多用小鼠或大鼠,以死亡一半為效應指標,K值計算公式也可改為K=LD50(n)/LD50(1)
蓄積系數分級標準:
蓄積系數(K) 蓄積毒性分級
<1 高度蓄積
1~明顯蓄積