外源化學(xué)物的一般毒性作用

1外源化學(xué)物的一般毒性作用GeneralToxicityofXenobiotics毒理學(xué)—實(shí)驗(yàn)科學(xué)，標(biāo)準(zhǔn)的研究方法是整體動(dòng)物實(shí)驗(yàn)主要用于篩選和預(yù)測(cè)急性毒性和機(jī)制研究invitroinvivo是以實(shí)驗(yàn)動(dòng)物為模型，最終目的是通過(guò)外源學(xué)物對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的毒性反響，向人〔原型〕外推，以期評(píng)估外源化學(xué)物對(duì)人的危害及危險(xiǎn)性那么可進(jìn)一步深化和證實(shí)在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中所得到的資料人體實(shí)驗(yàn)和流行病學(xué)調(diào)查毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)根本原那么化學(xué)物在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物產(chǎn)生的作用，可以外推于人；實(shí)驗(yàn)動(dòng)物必須暴露于高劑量，這是發(fā)現(xiàn)對(duì)人潛在危害的必需的和可靠的方法；成年的健康實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和人可能的暴露途徑是根本的選擇；實(shí)驗(yàn)動(dòng)物物種選擇的根本原那么1.選擇對(duì)受試物的吸收、代謝、生物化學(xué)和毒理學(xué)特征與人最接近的物種2.自然壽命不太長(zhǎng)的物種3.易于飼養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)操作的物種4.經(jīng)濟(jì)并易于獲得的物種毒理學(xué)毒性評(píng)價(jià)試驗(yàn)的根本目的1.受試物毒作用的表現(xiàn)和性質(zhì)2.劑量-反響〔效應(yīng)〕研究3.確定毒作用的靶器官4.確定損害的可逆性動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的職業(yè)道德3R原那么：替代〔replacement)、減少〔reduction)、優(yōu)化〔refinement)引言一般毒性作用根底毒性全身各系統(tǒng)對(duì)外源化學(xué)物的毒作用反響急性毒性重復(fù)劑量毒性亞慢性毒性慢性毒性特殊毒性致畸致突變致癌試驗(yàn)第一節(jié)急性毒性作用

概述急性毒性(acutetoxicity)

機(jī)體一次或24小時(shí)內(nèi)接觸屢次一定劑量外源化學(xué)物在短期內(nèi)所產(chǎn)生的毒作用及死亡經(jīng)口、經(jīng)注射瞬間經(jīng)呼吸道、經(jīng)皮膚一段規(guī)定時(shí)間內(nèi)24h內(nèi)分次染毒毒性很低

急性毒性試驗(yàn)是評(píng)價(jià)化學(xué)物急性毒性作用的試驗(yàn)，是了解和研究外源化學(xué)物對(duì)機(jī)體毒作用的第一步，在短期內(nèi)可以獲得許多有用的信息和資料急性毒性作用是毒理學(xué)研究中最根底的工作，是了解外源化學(xué)物對(duì)機(jī)體產(chǎn)生急性毒性的主要依據(jù)意義急性毒性試驗(yàn)〔acutetoxicitytest)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?

測(cè)定毒物的致死劑量以及其他急性毒性參數(shù)

LD50

LD100

LD01MLDLD03為后續(xù)的重復(fù)劑量、亞慢性和慢性毒性實(shí)驗(yàn)研究及其他毒理試驗(yàn)提供接觸劑量設(shè)計(jì)依據(jù)，為選擇觀(guān)察指標(biāo)提出建議4

提供毒理學(xué)研究的初步線(xiàn)索2初步評(píng)價(jià)毒物對(duì)機(jī)體的毒效應(yīng)特征、靶器官、劑量-反響〔效應(yīng)〕關(guān)系和對(duì)人體產(chǎn)生損害的危險(xiǎn)性二經(jīng)典的急性毒性實(shí)驗(yàn)嚙齒類(lèi)動(dòng)物

每個(gè)劑量組每種性別≥5只動(dòng)物兔2~2.5kg變異≤20%平均體重大鼠180~240g小鼠18~25gSHR大鼠Wistar大鼠SD大鼠BALB/C小鼠ICR小鼠

昆明小鼠轉(zhuǎn)基因鼠日本大耳白兔新西蘭白兔非嚙齒類(lèi)動(dòng)物

雌雄兼用每組同一性別動(dòng)物數(shù)應(yīng)相等

哥廷根小型豬比格犬實(shí)驗(yàn)動(dòng)物微生物等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)普通動(dòng)物清潔動(dòng)物無(wú)特定病原體動(dòng)物〔SPF〕無(wú)菌動(dòng)物雌性動(dòng)物應(yīng)為未孕和未產(chǎn)過(guò)仔的

動(dòng)物隨機(jī)分組至少設(shè)3個(gè)劑量組組間劑量距離適當(dāng)?shù)热萘抗辔阜?/p>

觀(guān)察期限一般14天大體解剖觀(guān)察終點(diǎn)：動(dòng)物死亡概率單位法改進(jìn)寇氏法霍恩法注意改進(jìn)寇氏法(平均致死量法〕〔karber’smethod)利用劑量對(duì)數(shù)與死亡率呈S型曲線(xiàn)而設(shè)計(jì)的方法計(jì)算簡(jiǎn)便，準(zhǔn)確率高要求每個(gè)染毒劑量組要相同，各劑量組距呈等比級(jí)數(shù)，死亡率呈正態(tài)分布，最低劑量組死亡率<20%，最高劑量組死亡率>80%三急性毒性替代實(shí)驗(yàn)固定劑量法〔fixeddoseprocedure)劑量范圍550500mg/kg最高2000mg/kgLD50＜25mg/kg25~200mg/kg200~2000mg/kg

＞2000mg/kg高毒有毒有害不分級(jí)EEC急性經(jīng)口毒性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)觀(guān)察化學(xué)物毒性反響急性毒性分級(jí)法(acutetoxicclassmethod)死亡為終點(diǎn)分階段試驗(yàn)每階段3只動(dòng)物平均經(jīng)2~4階段即可判定急性毒性選擇一個(gè)劑量開(kāi)始25、200、2000mg/kg判斷:不需要進(jìn)一步試驗(yàn)進(jìn)行分級(jí)下一階段以相同劑量的另一種性別試驗(yàn)下一階段以較高或較低的劑量水平進(jìn)行上下移動(dòng)法(down/upmethod)死亡為觀(guān)察終點(diǎn)根據(jù)初步資料確定第一個(gè)動(dòng)物接受化學(xué)物的劑量由第1只動(dòng)物染毒后反響決定第2只動(dòng)物接受化學(xué)物的劑量需單性別動(dòng)物6~10只上-下移動(dòng)法〔up/downmethod)序貫法〔sequentialmethod)、階梯法利用序貫設(shè)計(jì)原理，先以一個(gè)劑量進(jìn)行試驗(yàn)，如動(dòng)物死亡，那么以下一個(gè)較小劑量試探，假設(shè)仍死亡那么以更小劑量試探如動(dòng)物存活，那么以較大劑量試探，以此類(lèi)推，最終求出LD50四毒性作用觀(guān)察中毒體征、發(fā)生過(guò)程、體重、病理形態(tài)學(xué)變化、死亡情況、時(shí)間分布毒性表現(xiàn)的規(guī)律興奮抑制死亡不同化學(xué)物引起的毒性表現(xiàn)有所不同中毒體征開(kāi)展迅速，很快死亡

開(kāi)展緩慢非致死性效應(yīng)的可逆性毒性作用反響可以表現(xiàn)出各個(gè)系統(tǒng)的特征不同系統(tǒng)毒性表現(xiàn)可不一樣一些中毒表現(xiàn)和行為改變是多個(gè)系統(tǒng)的毒性反響嚙齒類(lèi)動(dòng)物急性中毒表現(xiàn)系統(tǒng)和器官觀(guān)察工程中毒后常見(jiàn)表現(xiàn)自主神經(jīng)系統(tǒng)瞳孔，腺體分泌散大/消失；流涎、流淚、出汗

呼吸系統(tǒng)鼻鼻孔溢液，鼻翼扇動(dòng)；呼吸表現(xiàn)徐緩/過(guò)速，張口/腹式呼吸，呼吸困難/衰竭

消化系統(tǒng)攝食；腹部外形不攝食、少食、拒食；腹膨隆、凹陷大便；糞便硬度顏色腹瀉/便秘；不成形，色澤異常

心血管系統(tǒng)心區(qū)觸診，聽(tīng)診震顫、心動(dòng)過(guò)速/過(guò)緩、心律不齊等四肢末端血管充血，四肢末端明顯發(fā)紅中樞神經(jīng)系統(tǒng)與軀體行為體位，叫聲，活動(dòng)異常感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)運(yùn)動(dòng)異常、失調(diào)、步態(tài)蹣跚、痙攣、抽搐等等對(duì)外界刺激反響性易興奮、激惹，感覺(jué)遲鈍/過(guò)敏，反響低下/高腦、脊髓反射減弱或消失肌肉張力松弛或緊張皮膚和被毛顏色、張力松弛、發(fā)紅、發(fā)紺、皮疹、潰瘍、被毛蓬松、豎毛黏膜結(jié)膜、口腔分泌物增多、充血、水腫、蒼白、發(fā)紺、黃疸

眼眼瞼；眼球；角膜上瞼下垂；突出、震顫、充血；混濁、血性分泌物

其他直腸溫、皮溫升高/降低一般情況消瘦、姿勢(shì)異常等嚙齒類(lèi)動(dòng)物急性中毒表現(xiàn)泌尿生殖系統(tǒng)

小便尿頻、失禁、混濁、血尿陰戶(hù)、陰道口、腫脹/分泌物增多，乳腺、陰莖會(huì)陰部污穢，脫出，遺精系統(tǒng)和器官觀(guān)察工程中毒后常見(jiàn)表現(xiàn)五LD50應(yīng)用中的有關(guān)問(wèn)題意義1標(biāo)準(zhǔn)化藥物毒作用強(qiáng)度，評(píng)價(jià)藥物對(duì)機(jī)體毒性大小，比較不同藥物毒性大小2計(jì)算藥物的治療指數(shù)，藥效劑量和毒性劑量的距離3為后續(xù)的重復(fù)給藥毒理學(xué)試驗(yàn)劑量的選擇提供參考4通過(guò)比較不同途徑的值，獲得生物利用度的信息5試驗(yàn)結(jié)果可用來(lái)推測(cè)人類(lèi)的致死劑量以及中毒后的體征，為臨床毒副反響提供監(jiān)測(cè)參考意義評(píng)價(jià)新藥或化學(xué)物時(shí)，其給予有效的信息較少，實(shí)用性有限波動(dòng)性很大，影響因素很多物種差異對(duì)其影響大經(jīng)典急性毒性試驗(yàn)消耗的動(dòng)物量大局限性六急性毒性分級(jí)和評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)化學(xué)物的急性毒性強(qiáng)弱用于比較其急性毒性大小GHS

GlobalHarmonizationofHazardClassifica-tionandLabelingSystems

急性毒性危害類(lèi)別和估計(jì)值〔LD50或LC50值〕

接觸途徑第1類(lèi)第2類(lèi)第3類(lèi)第4類(lèi)第5類(lèi)經(jīng)口(mg/kg體重〕5503002000經(jīng)皮(mg/kg體重〕50200100020005000氣體〔ppm，V)10050025005000蒸氣〔mg/L〕0.52.01020粉塵與煙霧〔mg/L〕0.050.51.05外源化學(xué)物急性毒性分級(jí)（WHO）毒性分級(jí)大鼠一次經(jīng)口LD50(mg/kg)6只大鼠吸入4h，死亡2~4只濃度(ppm)兔經(jīng)皮LD50(mg/kg)對(duì)人可能致死估計(jì)量g/kg總量(g/60kg)劇毒<1<10<5<0.050.1高毒1~10~5~0.05~3中等毒50~100~44~0.50~30低毒500~1000~350~5~250實(shí)際無(wú)毒5000~10000~2180~>15>1000三聚氰胺灌胃方式從低劑量給藥,每組6只昆明小鼠(雌雄各半),觀(guān)察48h。小鼠死亡后剖解觀(guān)察。最高劑量組給藥后9h,小鼠開(kāi)始出現(xiàn)不安,呼吸急促,隨后在幾十分鐘內(nèi)死亡。其他劑量組小鼠僅見(jiàn)精神不振,反響遲鈍,閉眼伏臥,不食等病癥,隨后在24~48h出現(xiàn)個(gè)別死亡。灌胃死亡的小鼠輸尿管中均有大量晶體蓄積,局部小鼠腎臟被膜有一層晶體。其他臟器未見(jiàn)有明顯的變化。三聚氰胺的急性毒性試驗(yàn):三聚氰胺的最大不致死的最大劑量5000mg/kg。參考國(guó)家藥物急性毒性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，LD50>5000mg/kg，可以初步認(rèn)定為微毒或根本無(wú)毒。那么，如何理解三聚氰胺的一般毒性作用？第二節(jié)局部刺激試驗(yàn)(LocalIrritationTest)局部毒性

localtoxicity指發(fā)生在化學(xué)毒物與機(jī)體直接接觸部位處的損傷作用，如皮膚原發(fā)性刺激、皮膚變態(tài)反響、光毒性反響和光變態(tài)反響、接觸性蕁麻疹、中毒性上皮壞死、皮膚色素異常、對(duì)皮膚附件的損害〔如毛發(fā)脫落、痤瘡、汗腺損害〕、對(duì)直腸陰道黏膜的刺激局部刺激試驗(yàn)?zāi)康呐c意義了解外源化學(xué)物對(duì)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(yàn)為制定化學(xué)物對(duì)眼睛和皮膚防護(hù)措施提供依據(jù)是我國(guó)農(nóng)藥、化學(xué)品和消毒劑毒理學(xué)試驗(yàn)程序的必做工程一眼刺激試驗(yàn)眼原發(fā)性刺激試驗(yàn)〔eyeprimaryirritationtest)觀(guān)察終點(diǎn)眼刺激眼腐蝕eyeirritation

可逆性炎癥變化eyecorrosion

不可逆性組織損傷微、輕刺激性、刺激性一般對(duì)皮膚產(chǎn)生刺激的強(qiáng)酸及強(qiáng)堿性物質(zhì)可免做眼刺激試驗(yàn)適用范圍pH值接近中性的大局部化學(xué)物質(zhì)應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行眼刺激試驗(yàn)Draize試驗(yàn)家兔4只，滴眼后觀(guān)察結(jié)膜角膜虹膜觀(guān)察7天，必要時(shí)可至21天發(fā)紅球結(jié)膜水腫和分泌物混濁程度和范圍充血腫脹和角膜周?chē)溲鄞碳ぬ娲囼?yàn)方法用非實(shí)驗(yàn)動(dòng)物組織替代兔眼檢測(cè)刺激受精雞卵尿囊絨膜試驗(yàn)與結(jié)膜結(jié)構(gòu)相似檢測(cè)血紅蛋白變性細(xì)胞毒性試驗(yàn)

兔眼角膜上皮細(xì)胞模型生物模型替代方法

以培養(yǎng)立體皮膚為眼刺激模型非生物試驗(yàn)法二皮膚原發(fā)性刺激試驗(yàn)〔skinprimaryirritationtest)單次和屢次皮膚刺激試驗(yàn)完整皮膚和破損皮膚刺激試驗(yàn)觀(guān)察終點(diǎn)皮膚刺激皮膚腐蝕dermalirritation

局部可逆性炎癥變化dermalcorrosion

局部不可逆性組織損傷無(wú)、輕、中、強(qiáng)刺激性皮膚刺激試驗(yàn)不適用范圍推測(cè)可能有腐蝕性的物質(zhì)〔pH≤2或pH>11.5〕在急性經(jīng)皮毒性試驗(yàn)顯示有很強(qiáng)系統(tǒng)毒性的物質(zhì)在急性經(jīng)皮毒性試驗(yàn)中染毒劑量達(dá)2000mg/kg時(shí)仍未產(chǎn)生皮膚刺激體征的物質(zhì)皮膚刺激試驗(yàn)〔Draize試驗(yàn)〕不同時(shí)間里觀(guān)察涂抹部位皮膚反響常用動(dòng)物家兔及豚鼠皮膚反響紅斑紫紅色斑焦痂一般不超過(guò)14天破損皮膚刺激試驗(yàn)人為地將動(dòng)物皮膚某部位擦傷〔不能傷及真皮產(chǎn)生出血〕比較受試物對(duì)完整皮膚及受損皮膚造成的刺激反響的情況常用于傷口消毒用的產(chǎn)品影響因素皮膚的完整性固態(tài)受試物的物理特性于枯燥及溶解狀態(tài)下試驗(yàn)結(jié)果不同受試物如可能用于人受損皮膚，受試動(dòng)物也應(yīng)作相應(yīng)處理在動(dòng)物皮膚外表封閉染毒的嚴(yán)密程度實(shí)驗(yàn)動(dòng)物年齡與性別不同及受試部位影響個(gè)人主觀(guān)判斷的差異動(dòng)物物種不同對(duì)皮膚反響有差異皮膚刺激替代試驗(yàn)方法體外細(xì)胞株培養(yǎng)皮膚組織培養(yǎng)體外皮膚重建系統(tǒng)皮膚角質(zhì)形成細(xì)胞皮膚成纖維細(xì)胞三皮膚致敏試驗(yàn)皮膚致敏〔致敏性接觸性皮炎〕〔skinsensitization,allergiccontactdermatitis)是一種對(duì)化學(xué)物質(zhì)免疫介導(dǎo)的皮膚反響反響特點(diǎn)瘙癢紅斑水腫丘疹小水皰大庖或兼而有之不同物種