第11章管理毒理學

第十一章管理毒理學

RegulatoryToxicology趙苒廈門大學公共衛(wèi)生學院【毒理學三大研究領域】描述毒理學（DescriptiveToxicology）機制毒理學（MechanisticToxicology）管理毒理學（RegulatoryToxicology）MechanisticToxicologyRegulatoryToxicologyDescriptiveToxicology【管理毒理學】是對外來化學物的毒性和潛在危險進行定性或定量的評價，包括對化學物的安全性評價和危險度評定，尋找人類安全接觸化學物的水平，制定各類容許接觸限值，為化學物的管理提供科學依據(jù)，保證人們在生產(chǎn)和使用時的健康與安全。是現(xiàn)代毒理學中的一個分支學科年輕而發(fā)展迅速

收集包括：處理流行病學和實驗毒理學數(shù)據(jù)評價決策：針對化學物有害效應保護健康和環(huán)境內(nèi)容

概述全球化學品統(tǒng)一分類和標簽制度介紹（自學）安全性評價危險性分析毒理學網(wǎng)絡信息資源（自學）

目的要求掌握管理毒理學的基本概念掌握危險度評價過程掌握安全性評價、評價程序及注意事項熟悉毒理學安全性評價程序的選用原則第一節(jié)概述

(introduction)管理毒理學產(chǎn)生的背景化學物質(zhì)給人類帶來的不利影響

有機貢污染所致水俁病反應停引起新生兒畸形印度異氰酸甲酯泄漏造成的中毒事件2002年，國際癌癥研究機構(gòu)確定了87種化學毒物或生產(chǎn)過程對人類有致癌性管理毒理學的特點管理毒理學是“科學”與“藝術”的統(tǒng)一ScienceArt實驗毒理學和人群流行病學方法;收集外源物對生物體作用的資料;研究相互作用的客觀現(xiàn)象和本質(zhì)研究如何制定公眾政策;實際上是一種政府行為;通過制定和實施法規(guī)來影響和約束人類行為，解決人們之間的爭議或利益沖突管理毒理學需要行政管理人員和毒理學工作者的共同參與和密切合作行政管理部門毒理學工作者毒理學原理、實驗數(shù)據(jù)決策規(guī)范、程序、準則影響毒理學的科學研究與政府的決策行為之間的矛盾協(xié)調(diào)決策科研國內(nèi)有關有毒化學品的衛(wèi)生管理法規(guī)單行法：《藥品管理法》《食品管理法》《礦山安全法》《職業(yè)病防治法》管理機構(gòu)：國家藥品監(jiān)督管理局衛(wèi)生部衛(wèi)生監(jiān)督司國家環(huán)境保護總局勞動部農(nóng)業(yè)部授予執(zhí)法權具體的法規(guī)、章程：

《食品安全性毒理學評價程序（試行）》1983《農(nóng)藥毒性試驗方法暫行規(guī)定（試行）》1982《農(nóng)藥安全性毒理學評價程序》1991《化妝品安全性評價程序和方法》1987《藥品非臨床研究質(zhì)量管理（GLP）規(guī)定試行》1994《新藥臨床研究質(zhì)量規(guī)范》1995管理辦法：

目前我國行政管理部門對化學物質(zhì)采用分類分級管理，即依類別和毒性級別采用不同管理尺度管理對毒理學的影響（一）法規(guī)毒理學和GLP管理部門：權威性、強制性、資金保證良好實驗室工作規(guī)范（GLP）：確保安全性試驗科學規(guī)范、資料真實可靠管理對毒理學的影響（二）動物保護和3R原則實驗動物：對醫(yī)學發(fā)展的貢獻中國《實驗動物管理條例》：對實驗動物必須愛護，不得戲弄或虐待毒理學研究中的3R原則：替代（replancement）、減少（reduction）、優(yōu)化（refinement）管理對毒理學的影響（三）人體醫(yī)學科學研究的倫理學要求涉及人體試驗應遵循：《赫爾辛基宣言》、《人體生物醫(yī)學研究國際倫理指南》、《藥物臨床試驗質(zhì)量管理規(guī)范》建立倫理審查委員會和知情同意原則第三節(jié)安全性評價

(safetyevaluation)毒理學安全性評價的意義（一）國際現(xiàn)狀各國的衛(wèi)生管理法規(guī)中都明確規(guī)定了對化學物質(zhì)的毒理學安全性評價要求：有毒物質(zhì)貿(mào)易法（瑞士）化學物質(zhì)管理法（日本）環(huán)境污染法（加拿大）產(chǎn)品管理法（挪威）有毒物質(zhì)管理法（美國）（二）我國現(xiàn)狀1983年，衛(wèi)生部，《食品安全性毒理學評價程序（試行）》1994年，衛(wèi)生部，《食品安全性毒理學評價程序》1991年，衛(wèi)生部和農(nóng)業(yè)部，《農(nóng)藥安全性毒理學評價程序》1995年，國家技術監(jiān)督局，《農(nóng)藥登記毒理學試驗方法》1985年，衛(wèi)生部，《新藥審批辦法》1993年，衛(wèi)生部，《新藥（西藥）毒理學研究指導原則》2000年，衛(wèi)生部，《化學品毒性鑒定管理規(guī)范》2011年，國務院，《危險化學品安全管理條例》安全性和安全性評價安全性（safty）：在規(guī)定條件下化學物暴露對人體和人群不引起健康有害作用的實際確定性安全性評價：利用規(guī)定的毒理學程序和方法評價化學物對機體產(chǎn)生有害效應（損傷、疾病或死亡），并外推和評價在規(guī)定條件下化學物暴露對人體和人群的健康是否安全。毒理學安全性評價是通過動物試驗和對人群的觀察，闡明待評物質(zhì)的毒性及潛在的危害，決定其能否進入市場或闡明安全使用的條件，以達到最大限度的減少其危害作用、保護人民身體健康的目的。確定安全系數(shù)，從而制定安全限值（衛(wèi)生標準）毒理學安全性評價的基本內(nèi)容毒理學安全性評價程序的選用原則：根據(jù)受試物質(zhì)的種類選擇相應的程序遵循分階段試驗的原則首創(chuàng)的化學物質(zhì)；有一定毒性資料的仿制品（一）毒理學試驗前的準備工作1.收集化學物質(zhì)有關的基本資料：受試物的化學結(jié)構(gòu)組成成分和雜質(zhì)理化性質(zhì)化學物的定量分析方法原料和中間體2.了解化學物質(zhì)的使用情況：包括使用方式及人體接觸途徑、用途及使用范圍、使用量，化學物質(zhì)所產(chǎn)生的社會效益、經(jīng)濟效益和人群健康效益等，這些將為毒性試驗的設計和對試驗結(jié)果進行綜合評價等提供參考3.選用人類實際接觸和應用的產(chǎn)品形式進行試驗：一般說來，用于毒理學安全性評價的受試物應采用工業(yè)品或市售商品，而不是純化學品，以反映人體實際接觸情況當需要確定該化學品的毒性來源時，通常采用純品和應用品分別試驗，將其結(jié)果進行比較。4.選擇試驗動物的要求：動物的種類對受試物的代謝方式應盡可能與人類相近，如哺乳動物大鼠、小鼠等。最好采用純系動物或內(nèi)部雜交動物和第一代雜交動物進行試驗。（二）不同階段的毒理學實驗項目安全性毒理學評價程序的四個階段：急性毒性試驗、局部毒性試驗重復劑量毒性、遺傳毒性與發(fā)育毒性試驗亞慢性毒性、生殖與發(fā)育毒性、代謝試驗慢性毒性試驗和致癌試驗第一階段急性毒性試驗和局部毒性試驗急性毒性（1）目的：了解受試物的毒性強度和性質(zhì)為蓄積性和亞慢性毒性試驗的劑量選擇提供依據(jù)（2）受試動物：急性經(jīng)口LD50大鼠和小鼠；急性經(jīng)皮LD50大鼠；急性吸入LG50大鼠局部毒性試驗皮膚、粘膜刺激試驗眼刺激試驗皮膚致敏試驗皮膚光毒光變態(tài)反應試驗第二階段重復劑量毒性（蓄積毒性）試驗、遺傳毒性與發(fā)育毒性（致突變）試驗重復劑量毒性試驗（1）目的：了解受試物在體內(nèi)的蓄積情況，并為慢性毒性試驗及其他有毒行試驗的劑量選擇提供參考。（2）試驗項目：包括蓄積系數(shù)法和20天試驗法遺傳毒性與發(fā)育毒性試驗（1）目的：對受試物是否具有致癌作用的可能性進行篩選（2）試驗項目：包括體外試驗與整體試驗第三階段亞慢性毒性試驗、生殖毒性試驗、代謝（毒動學）試驗亞慢性毒性（1）目的：觀察化學物以不同計量水平較長期喂養(yǎng)對動物的毒作用性質(zhì)和靶器官，并初步確定最大無作用劑量和最小有作用劑量，以及劑量－反應關系了解化學物對動物生殖和子代的影響（包括致畸作用）為慢性毒性和致癌試驗的劑量選擇、試驗設計提供依據(jù)（2）試驗項目：90天喂養(yǎng)試驗喂養(yǎng)繁殖試驗喂養(yǎng)致畸試驗傳統(tǒng)致畸試驗

用兩種性別大鼠和/或小鼠前三項試驗可用同一批動物進行注意代謝（毒動學）試驗至少應進行以下幾項試驗：胃腸道吸收試驗測定血濃度，計算生物半衰期和其他動力學指標主要器官和組織中的分布試驗排泄（尿、糞、膽汁）試驗第四階段慢性毒性試驗、致癌試驗（1）目的：發(fā)現(xiàn)只有長期接觸受試物后才出現(xiàn)的毒性作用，尤其是進行性或不可逆的毒性作用及致癌作用。確定最大無作用劑量，對最終評價受試物能否應用于食品提供依據(jù)（2）試驗項目：將兩年慢性毒性試驗和致癌試驗合在一個試驗中進行用兩種性別大鼠和/或小鼠（三）人群暴露資料包括：對職業(yè)接觸人群的監(jiān)測對環(huán)境污染區(qū)居民的調(diào)查對藥物毒性的臨床觀察對中毒事故的原因追查對志愿人員的試驗與檢測等安全性評價需注意的問題遵循有關機構(gòu)的規(guī)范或指南進行質(zhì)量控制，全面貫徹執(zhí)行GLP設計和實施時注意貫徹3R原則必要時進行靶器官毒理學研究確定安全限值第四節(jié)危險性分析

(riskassessment)1976年，美國EPA首推危險度評價系統(tǒng)；1983年，美國NRC提出四步評價程序：危害性認定（Hazardidentification）劑量－反應關系評價（Dose-ResponseAssessment）接觸評定（ExposureAssessment）危險度特征分析（RiskCharacterization）一、基本概念危險度（risk）：是指在特定條件下，因接觸某種水平的化學毒物而造成機體損傷、發(fā)生疾病，甚至死亡的預期概率?；瘜W結(jié)構(gòu)理化特性接觸的可能性接觸劑量吸收量吸收速率與頻率安全性（safety）：是指化學毒物在特定條件下不引起機體出現(xiàn)損害效應的概率。危險度安全性相同點：都屬于統(tǒng)計學概念不同點：同一問題的不同研究角度可接受危險度（acceptablerisk）：是指公眾和社會在精神、心理等各方面均能承受的危險度。實際安全劑量（virtualsafedose）：是指與可接受危險度相對應的化學毒物的接觸劑量。危險度評價：外源化學物危險度評價是以定量的概念，在人類接觸環(huán)境危害因素后，對健康的潛在損害的程度進行估測或鑒定。危險度評價是對各種環(huán)境有害因素進行管理的重要依據(jù)，具有客觀性、能定量及預測性的特點。二、危險度評價危險度評價的

明確外源化學物對機體損害作用的存在與否（危害認定/危害識別）

定量評定接觸劑量與損害程度關系（劑量－反應關系評定/危害表征）

確定人類實際接觸量和接觸情況（接觸評定/暴露評定）

在此接觸情況下對人群危險度的估計（危險度特征分析/危險度表征）內(nèi)容危險度評價的權衡外源物的利害確立安全接觸水平根據(jù)危險度大小，分輕重緩急進行管理和控制評估危害控制或者治理的效果以及治理后依然存在的危險度目標危險度評價的科學研究危險度評價危險度管理基本過程（一）危害認定（危害識別）hazardidentification主要內(nèi)容：危險度的定性評定主要任務：確定待評化學毒物能否引起機體損害效應效應的性質(zhì)、特點和強度化學毒物與損害效應之間是否存在因果關系鑒定的主要依據(jù)：待評化學毒物資料人群流行病學調(diào)查資料毒理學試驗資料

待評化學毒物的資料化學結(jié)構(gòu)與理化性質(zhì)有關用途、使用方式和范圍等方面資料在環(huán)境中的穩(wěn)定性，能否發(fā)生化學反應或轉(zhuǎn)化為更強或較弱的衍生物方面的資料結(jié)構(gòu)－活性關系研究1

人群流行病學調(diào)查資料在職業(yè)接觸人群或環(huán)境污染地區(qū)居民中進行調(diào)查藥物毒性的臨床觀察意外事故的原因追查對志愿人員的試驗與檢測2優(yōu)點：可獲得接觸者的主觀感受和精神心理狀態(tài)方面的資料缺點：難以找到穩(wěn)定、不同污染水平的現(xiàn)場同時存在多種有害因素，不易控制新物質(zhì)因無接觸人群不易調(diào)查人群流行病學調(diào)查的優(yōu)缺點

毒理學試驗資料常被用作危險度評價的主要資料優(yōu)點：可以人為控制實驗條件，排除混雜因素干擾，獲得比較確定的劑量－反應關系和因果關系，評價和預測對人體造成危害的可能性。包括：體內(nèi)（動物）試驗體外試驗3體內(nèi)（動物）試驗

急性毒性試驗局部毒性試驗蓄積毒性試驗、亞慢性毒性試驗慢性毒性試驗致突變試驗、致畸試驗、長期致癌試驗代謝動力學試驗

種屬壽命劑量接觸環(huán)境動物試驗結(jié)果外推及人，應慎重！體外試驗

器官水平：離體器官在模擬體內(nèi)生理環(huán)境中培養(yǎng)，觀察接觸有害因素后出現(xiàn)的各種變化。細胞水平：即細胞培養(yǎng)法，觀察接觸有害因素后細胞出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)或功能改變。分子水平：檢測接觸有害因素后器官、組織及細胞中某些物質(zhì)量和質(zhì)的改變。危害效應的分類有閾值效應：化學物質(zhì)對于機體產(chǎn)生的一般毒效應，如引起生理生化過程的異常改變，病理組織學的變化等。只有達到某一劑量水平才能發(fā)生，低于此劑量即檢測不到，屬于閾值效應。無閾值效應：目前認為，化學毒物的致癌作用以及致體細胞和生殖細胞突變作用在零以上的任何劑量均可發(fā)生，即具有零閾劑量－反應關系。國際癌癥研究機構(gòu)（IARC）的致癌物分類標準美國環(huán)境保護局（EPA）致癌資料分級評定表目的：

1.

在認定待評物質(zhì)具有危害性的基礎上，闡明不同劑量水平的待評物質(zhì)與接觸群體中出現(xiàn)的最敏感的關鍵性的有害效應發(fā)生率之間的定量關系，確定特定接觸劑量下評價人群危險度的基準值（criteria）。

2.

進行試驗動物與人群之間以及不同人群之間的劑量－反應關系的推導，確定合適的劑量－反應曲線。（二）劑量－反應關系評價（危害表征）（dose-responseassessment）有閾值化學毒物的劑量－反應關系評價即安全評價法，通過評價確定待評物質(zhì)不引起機體出現(xiàn)任何有害效應的最高劑量（NOAEL）或出現(xiàn)有害效應的最低劑量（LOAEL），作為基準值來評價危險人群在某種接觸劑量下的危險度，并估算該物質(zhì)在各種環(huán)境介質(zhì)中的最高容許濃度。1.參考劑量（referencedose,RfD）是指人群在終身接觸該劑量水平待評物質(zhì)的條件下，預期一生中發(fā)生非致癌或非致突變有害效應的危險度可低至不能檢出的程度。在概念上類似于每日容許攝入量（ADI），為日平均接觸劑量的估計值（mg/kg·d）2.不確定系數(shù)（uncertaintyfactor,UF）即安全系數(shù)（SF），又稱外推系數(shù)或轉(zhuǎn)化系數(shù)：在計算RfD時，把實驗動物的NOAEL或LOAEL縮小一定倍數(shù)來校正誤差，確保安全，這一縮小的倍數(shù)即不確定系數(shù)。UFs：標準化不確定系數(shù)MF：修正系數(shù)（modifyingfactor,MF）3.確定RfD時需要考慮的問題人群中個體敏感性的變異帶來的不確定性，取10倍系數(shù)從試驗動物資料外推至人的不確定性，取10倍系數(shù)從亞慢性毒性試驗資料推導慢性毒性試驗結(jié)果的不確定性，最大可取10倍系數(shù)當以LOAEL代替NOAEL計算RfD時，最大可取10倍系數(shù)當用于推導的資料庫不完整，最大可取10倍系數(shù)。P237表11-4MF取值為10，主要考慮研究的科學性以及上面各項未能包括的不確定因素，由專家確定。當研究中的不確定因素可由UFs予以充分估計時，MF值為1。是一個可使化學毒物有害效應的反應率稍有升高的劑量的95％可信限下限值該反應率可以人為確定，通常選1％、5％或10％此時RfD的計算公式為：4.基準劑量（benchmarkdose,BMD）優(yōu)點：可靠性及準確性大大提高綜合考慮了試驗組數(shù)、每組實驗動物數(shù)、終點觀察指標觀察值的離散度等對于未直接觀察到NOAEL的試驗結(jié)果，仍可通過計算求出BMD可以通過連續(xù)性的計量資料獲得，應用范圍更廣無閾值化學毒物的劑量－反應關系評價這類化學毒物的致突變或致癌效應在除零外的所有劑量均可發(fā)生進行評價的關鍵問題是確定低劑量范圍內(nèi)的劑量－反應關系，在此基礎上預測危險人群在特定接觸水平下發(fā)生癌癥的危險度數(shù)學外推模型（三）接觸評定（暴露評定）exposureassessment目的：確定危險人群接觸待評化學毒物的總量并闡明接觸特征，為危險度評價提供可靠的接觸數(shù)據(jù)或估測值。如經(jīng)此階段認定待評化學毒物與人群無接觸或雖有接觸但不能引起健康損害，則危險度評價可不再向下進行。內(nèi)容：接觸人群特征分析：人數(shù)、性別、年齡分布接觸途徑及方式評定：鑒定有害因素進入機體的主要途徑及接觸的分布時間接觸水平估測：通過環(huán)境檢測和生物監(jiān)測的資料來估算接觸水平，同時還應注意其他方式的接觸，如食物、飲水及生活環(huán)境等（四）危險度特征分析（危險度表征）riskcharacterization有閾值化學毒物的危險度特征分析無閾值化學毒物的危險度特征分析有閾值化學毒物的危險度特征分析估計接觸劑量達到危險水平的人數(shù)：以RfD為衡量標準高危人群總接觸量估計值（EED）：與RfD相比，EED為來自各條途徑的化學物質(zhì)總接觸量。如EED小于或等于RfD，出現(xiàn)危