毒理學(xué) 第六章化學(xué)毒物的一般毒性作用

第六章化學(xué)毒物的一般毒性作用（commontoxicityofchemicalpoison）2023/3/30一、基礎(chǔ)毒性1急性毒性作用2亞急性毒性作用3亞慢性毒性作用4慢性毒性作用2023/3/30外源化學(xué)物一般毒性評(píng)價(jià)

和研究的主要目的確定受試物毒作用的劑量－反應(yīng)（效應(yīng)）關(guān)系確定受試物毒作用的表現(xiàn)和性質(zhì)確定毒作用的靶器官確定損害的可逆性其它：敏感檢測指標(biāo)和生物學(xué)標(biāo)志、毒作用機(jī)制、毒物動(dòng)力學(xué)、中毒的解救措施…2023/3/30確定受試物毒作用的表現(xiàn)和性質(zhì)通過一般毒性評(píng)價(jià)試驗(yàn)，觀察受試物對(duì)機(jī)體的有害作用，初步評(píng)價(jià)外源化學(xué)物對(duì)對(duì)人體產(chǎn)生損害的可能性2023/3/30確定受試物毒作用的

劑量－反應(yīng)（效應(yīng)）關(guān)系在毒理學(xué)研究中，劑量－反應(yīng)關(guān)系的存在被視為受試物與機(jī)體損傷之間存在因果關(guān)系的證據(jù)外源化學(xué)物劑量－反應(yīng)（效應(yīng)）關(guān)系研究是毒理學(xué)評(píng)價(jià)的主要目的之一，得到外源化學(xué)物的多種毒性參數(shù)，如：

1、急性毒性試驗(yàn)—半數(shù)致死量LD50

2、亞急性、亞慢性及慢性試驗(yàn)①有害作用的最低水平（LOAEL）

②未觀察到有害作用水平（NOAEL）2023/3/30劑量-反應(yīng)關(guān)系劑量－反應(yīng)關(guān)系（gradeddose-responserelationship）表示化學(xué)物質(zhì)的劑量與某一群體中反應(yīng)發(fā)生率之間的關(guān)系

劑量－效應(yīng)關(guān)系（quantaldose-responserelationship）表示化學(xué)物質(zhì)的劑量與個(gè)體中發(fā)生的量反應(yīng)強(qiáng)度之間的關(guān)系

2023/3/30確定毒作用的靶器官靶器官(targetorgan)：外源化學(xué)物可以直接發(fā)揮毒作用的器官就稱為該物質(zhì)的靶器官許多化學(xué)物質(zhì)有特定的靶器官，另有一些則作用于同一個(gè)或同幾個(gè)靶器官在同一靶器官產(chǎn)生相同毒效應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)，其作用機(jī)制可能不同某個(gè)特定的器官成為毒物的靶器官可能有多種原因2023/3/30確定損害的可逆性可逆作用(reversibleeffect)是指停止接觸外源化學(xué)物后可逐漸消失的毒性作用。如受損傷的組織再生能力較強(qiáng)，或外來化合物與酶或受體等非共價(jià)結(jié)合所產(chǎn)生的毒作用，往往是可逆的，如鉛、汞不可逆作用(irreversibleeffect)是指在停止接觸外源化學(xué)物后其毒性作用繼續(xù)存在，甚至對(duì)機(jī)體造成的損害作用可進(jìn)一步發(fā)展。如砷引起的皮膚癌-致畸等作用2023/3/30生物學(xué)標(biāo)志

生物學(xué)標(biāo)志(biomarker，biologicalmarker)

指針對(duì)通過生物學(xué)屏障進(jìn)入組織或體液的化學(xué)物質(zhì)即其代謝產(chǎn)物、以及它們所引起的生物學(xué)效應(yīng)而采用的檢測指標(biāo)，可分為接觸生物學(xué)標(biāo)志、效應(yīng)生物學(xué)標(biāo)志和易感性生物學(xué)標(biāo)志三類2023/3/30接觸生物學(xué)標(biāo)志(biomarkerofexposure)是對(duì)各種組織、體液或排泄物中存在的化學(xué)物質(zhì)及其代謝產(chǎn)物，或它們與內(nèi)源性物質(zhì)作用的反應(yīng)產(chǎn)物的測定值，可提供有關(guān)化學(xué)物質(zhì)暴露的信息包括體內(nèi)劑量標(biāo)志和生物效應(yīng)劑量標(biāo)志體內(nèi)劑量標(biāo)志可以反映機(jī)體中特定化學(xué)物質(zhì)及其代謝物的含量，即內(nèi)劑量或靶劑量。如檢測人體的某些生物材料如血液、尿液、頭發(fā)中的鉛、汞、鎘等重金屬含量可以準(zhǔn)確判斷其機(jī)體暴露水平生物效應(yīng)劑量標(biāo)志可以反映化學(xué)物質(zhì)及其代謝產(chǎn)物與某些組織細(xì)胞或靶分子相互作用所形成的反應(yīng)產(chǎn)物含量2023/3/30效應(yīng)生物學(xué)標(biāo)志(biomarkerofeffect)指機(jī)體中可測出的生化、生理、行為等方面的異常或病理組織學(xué)方面的改變，可反映與不同靶劑量的外源化學(xué)物或其代謝物有關(guān)聯(lián)的對(duì)健康有害效應(yīng)的信息包括反映早期生物效應(yīng)(earlybiologicaleffect)、結(jié)構(gòu)和／或功能改變(alteredstructure／function)、及疾病(disease)三類標(biāo)志物2023/3/30易感性生物學(xué)標(biāo)志

(biomarkerofsusceptibility)是關(guān)于個(gè)體對(duì)外源化學(xué)物的生物易感性的指標(biāo)，即反映機(jī)體先天具有或后天獲得的對(duì)接觸外源性物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)能力的指標(biāo)。

如外源化學(xué)物在接觸者體內(nèi)代謝酶及靶分子的基因多態(tài)性，屬遺傳易感性標(biāo)志物。環(huán)境因素作為應(yīng)激原時(shí)，機(jī)體的神經(jīng)、內(nèi)分泌和免疫系統(tǒng)的反應(yīng)及適應(yīng)性，亦可反映機(jī)體的易感性易感性生物學(xué)標(biāo)志可用以篩檢易感人群，保護(hù)高危人群2023/3/30生物學(xué)標(biāo)志接觸標(biāo)志效應(yīng)標(biāo)志暴露吸收劑量靶劑量生物學(xué)效應(yīng)健康效應(yīng)易感性標(biāo)志

從暴露到健康效應(yīng)的模式圖和與生物學(xué)標(biāo)志的關(guān)系2023/3/30生物學(xué)標(biāo)志的意義通過動(dòng)物體內(nèi)試驗(yàn)和體外試驗(yàn)研究生物學(xué)標(biāo)志并推廣到人體和人群研究，生物學(xué)標(biāo)志可能成為評(píng)價(jià)外源化學(xué)物對(duì)人體健康狀況影響的有力工具；接觸標(biāo)志用于人群可定量確定個(gè)體的暴露水平；效應(yīng)標(biāo)志可將人體暴露與環(huán)境引起的疾病提供聯(lián)系，可用于確定劑量—反應(yīng)關(guān)系和有助于在高劑量暴露下獲得的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)資料外推人群低劑量暴露的危險(xiǎn)度；易感性標(biāo)志可鑒定易感個(gè)體和易感人群，應(yīng)在危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)和危險(xiǎn)度管理中予以充分的考慮。2023/3/30毒理學(xué)研究方法動(dòng)物實(shí)驗(yàn)體內(nèi)試驗(yàn)體外試驗(yàn)人群調(diào)查人體觀察流行病學(xué)研究2023/3/30體內(nèi)實(shí)驗(yàn)：以實(shí)驗(yàn)動(dòng)物為模型，最終目的是通過外源化學(xué)物對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的毒性反應(yīng)，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)性體外實(shí)驗(yàn)：篩選和預(yù)測急性毒性和機(jī)制研究人體實(shí)驗(yàn)和流行病學(xué)調(diào)查：進(jìn)一步深化和證實(shí)在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中所得到的資料以動(dòng)物實(shí)驗(yàn)為中心，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、實(shí)施、結(jié)果觀察和評(píng)價(jià)是毒理學(xué)研究的基本功。2023/3/30動(dòng)物實(shí)驗(yàn)整體動(dòng)物實(shí)驗(yàn)（invivo）體外試驗(yàn)（invitro）一般毒性試驗(yàn)特殊毒性試驗(yàn)微生物試驗(yàn)哺乳動(dòng)物試驗(yàn)急性毒性重復(fù)劑量毒性亞慢性毒性慢性毒性致突變致癌致畸致突變器官水平組織水平細(xì)胞水平亞細(xì)胞水平分子水平2023/3/30體內(nèi)實(shí)驗(yàn)法

通常在整體動(dòng)物進(jìn)行，使實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在一定時(shí)間內(nèi)，按人體實(shí)際接觸方式接觸一定劑量的受試外來化合物，然后觀察動(dòng)物可能出現(xiàn)的形態(tài)或功能變化。實(shí)驗(yàn)多采用哺乳動(dòng)物，例如大鼠、小鼠、豚鼠、家兔、倉鼠、狗和猴等。通常檢測外來化合物一般毒性，例如急性毒性試驗(yàn)、亞慢性毒性試驗(yàn)和慢性毒性試驗(yàn)等。2023/3/30體外實(shí)驗(yàn)法利用游離器官、原代培養(yǎng)細(xì)胞、細(xì)胞系和細(xì)胞器等進(jìn)行。利用器官灌流技術(shù)可對(duì)肝臟、腎臟、肺和腦等進(jìn)行灌流，借此可使離體臟器在一定時(shí)間內(nèi)保持生活狀態(tài)，與受試外來化合物接觸，觀察臟器出現(xiàn)的形態(tài)和功能變化，同時(shí)還可觀察受試物在臟器中的代謝情況。游離細(xì)胞和細(xì)胞器多用于外來化合物對(duì)機(jī)體各種損害作用的初步篩檢、作用機(jī)理和代謝轉(zhuǎn)化過程的深入研究，有許多優(yōu)點(diǎn)。2023/3/30一般毒性試驗(yàn)接觸期限

急性毒性試驗(yàn):

24小時(shí)內(nèi)一次或多次染毒 重復(fù)急性毒性試驗(yàn):在1個(gè)月或短于1個(gè)月的重復(fù)染毒 亞慢性毒性試驗(yàn):在1個(gè)月至3個(gè)月的重復(fù)染毒 慢性毒性試驗(yàn):在3個(gè)月以上的重復(fù)染毒2023/3/30

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)原則隨機(jī)：代表性對(duì)照：鑒別處理因素與非處理因素的差異及處理因素效應(yīng)大小，消除和減少隨機(jī)化原則所不能控制的抽樣誤差及實(shí)驗(yàn)者操作熟練程度等造成的差異空白/陰/陽性對(duì)照，自身對(duì)照，歷史性對(duì)照重復(fù)：樣本量、重復(fù)次數(shù)毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本原則2023/3/30①物種：選擇化學(xué)毒物的代謝和毒效應(yīng)表現(xiàn)與人的反應(yīng)盡可能一致的試驗(yàn)動(dòng)物；自然壽命不太長、易于飼養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)操作、經(jīng)濟(jì)易獲得②品系純化③級(jí)別：清潔級(jí)以上的動(dòng)物【實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分為：無菌動(dòng)物、悉生動(dòng)物、無特定病原體動(dòng)物（SPF動(dòng)物）、清潔動(dòng)物和普通動(dòng)物】④性別⑤年齡和體重⑥生理與健康狀況二、一般毒性試驗(yàn)的動(dòng)物選擇和染毒方式（一）一般毒性試驗(yàn)的動(dòng)物選擇除特殊需要外，首選哺乳動(dòng)物2023/3/30試驗(yàn)動(dòng)物的種屬和品系試驗(yàn)動(dòng)物的種屬和品系最好用兩種種屬的動(dòng)物嚙齒類（rodentspecies）

小鼠（昆明種、NIH、ICR)大鼠(Sprague-Dawley（SD）、Wistar)

豚鼠或家兔非嚙齒類（nonrodentspecies）：狗或猴急性皮膚毒性試驗(yàn)可選用成年大鼠、豚鼠或家兔，優(yōu)先考慮白色家兔。而急性吸入毒性試驗(yàn)和經(jīng)口急性毒性試驗(yàn)則優(yōu)先考慮大鼠2023/3/30根據(jù)接觸途徑選擇實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

急性經(jīng)口和吸入毒性試驗(yàn)大鼠、小鼠

急性經(jīng)皮毒性試驗(yàn)成年大鼠、豚鼠、家兔實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的物種和品系2023/3/30大鼠：180-240g小鼠：18-25g家兔：2-2.5kg實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的年齡和體重急性試驗(yàn)動(dòng)物不宜過老或過幼，通常要求選擇剛成年、健康、未曾交配和受孕的動(dòng)物進(jìn)行試驗(yàn)小動(dòng)物根據(jù)體重同一次試驗(yàn)同一批實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體重變異范圍不應(yīng)超過平均體重的20%2023/3/30實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的性別急性毒性試驗(yàn)的主要內(nèi)容是求LD50，除特殊要求外，一般急性毒性試驗(yàn)對(duì)動(dòng)物性別要求為雌雄各半。如果在預(yù)試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)化學(xué)毒物(如農(nóng)藥)對(duì)雌、雄動(dòng)物毒效應(yīng)的敏感性有明顯差異，則應(yīng)單獨(dú)分別求出雌性與雄性動(dòng)物各自的LD50。如果試驗(yàn)是為致畸試驗(yàn)作準(zhǔn)備，也可僅作雌性動(dòng)物的LD50測試。

2023/3/30實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組與數(shù)量根據(jù)組數(shù)和每組數(shù)量來決定數(shù)量LD50，一般為4-6組大、小鼠每組10只，犬類6只嚴(yán)格遵循隨機(jī)、均衡的原則2023/3/30實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的預(yù)檢給藥前檢疫觀察大、小鼠、兔、豚鼠1周，犬猴2~3周①適應(yīng)新環(huán)境，減少環(huán)境和生理?xiàng)l件變化可能對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響②篩檢健康狀況不符合試驗(yàn)要求的動(dòng)物2023/3/30實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的給藥前禁食處理經(jīng)口途徑染毒，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物胃腸道內(nèi)食物存留量對(duì)化學(xué)毒物的毒性可產(chǎn)生較明顯的干擾大、小鼠隔夜禁食，染毒2h后提供飼料經(jīng)口多次染毒可不禁食2023/3/30(二)一般毒性試驗(yàn)的染毒方式染毒途徑（exposureroutes）的選擇需考慮：模擬人在生活和生產(chǎn)環(huán)境中實(shí)際接觸受試物的途徑和方式；有利于不同化學(xué)物之間急性毒性大小的比較；受試物的性質(zhì)和用途；各種受試物毒性評(píng)價(jià)程序的要求等。

最常用的染毒途徑為經(jīng)口、經(jīng)呼吸道、經(jīng)皮及注射途徑。

2023/3/30工業(yè)毒物：經(jīng)呼吸道、皮膚農(nóng)用化學(xué)物：經(jīng)口、皮膚、呼吸道藥品：經(jīng)口、注射、皮膚食品：經(jīng)口環(huán)境污染物：經(jīng)口、呼吸道、皮膚

染毒途徑染毒方法消化道、呼吸道、皮膚、注射2023/3/30

染毒途徑影響受試物急性毒性

染毒方法不同途徑的吸收量和吸收速率吸收速率：靜脈注射>呼吸道>肌肉注射>腹腔注射>皮下注射>消化道>皮內(nèi)注射>經(jīng)皮同一受試物不同染毒途徑LD50的大小通常符合上述規(guī)律2023/3/301、經(jīng)消化道染毒LD50值來比較不同化學(xué)物急性毒性大小灌胃：溶液或混懸液，以注射器經(jīng)導(dǎo)管注入胃內(nèi)，等容量灌胃法吞咽膠囊：將受試物裝入膠囊中，放至舌后部，迫使動(dòng)物咽下。犬、猴喂飼：將受試物摻入動(dòng)物飼料或飲水中供實(shí)驗(yàn)動(dòng)物自行攝入染毒方法2023/3/30灌胃法空腹灌胃后2－3h復(fù)食灌胃體積：

小鼠0.21.0ml/只或0.10.5ml/10g

大鼠一次灌胃體積不超過5ml/只家兔不超過10ml/2kg

狗不超過50ml/10kg

2023/3/30灌胃法灌胃法是用灌胃器將所應(yīng)投給動(dòng)物的藥灌到動(dòng)物胃內(nèi)。小鼠的灌胃針長約4～5cm，直徑為1mm，大鼠的灌胃針長約6～8cm，直徑約1.2mm。灌胃針的尖端焊有一小圓金屬球，金屬球?yàn)橹锌盏摹：附饘偾虻哪康氖欠乐贯橆^刺入氣管或損傷消化道。針頭金屬球端彎曲成20°左右的角度，以適應(yīng)口腔、食道的生理彎曲度走向染毒方法2023/3/30鼠類的灌胃法：用左手固定鼠，右手持灌胃器，將灌胃針從鼠的口腔插入，壓迫鼠的頭部，使口腔與食道成一直線,將灌胃針沿咽后壁慢慢插入食道，可感到輕微的阻力,此時(shí)可略改變一下灌胃針方向，以刺激引起吞咽動(dòng)作，順勢(shì)將藥液注入。一般灌胃針插入小鼠深度為3～4cm，大鼠或豚鼠為4～6cm。常用灌胃量小鼠為0.2～1ml，大鼠1～4ml，豚鼠1～5ml2023/3/30靜式吸入染毒動(dòng)式吸入染毒2、經(jīng)呼吸道染毒

氣管內(nèi)注入染毒方法

吸入染毒2023/3/30靜式吸入染毒染毒方法方法：一定體積的密閉容器，加入易揮發(fā)的液態(tài)或氣態(tài)受試物染毒柜體積、動(dòng)物數(shù)、時(shí)間，依據(jù)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物最低需氣量計(jì)算優(yōu)點(diǎn)：簡單、方便、受試物消耗少，適合于小鼠缺點(diǎn)：氧氣減少，濃度不穩(wěn)定，經(jīng)皮吸收，不適合稍大動(dòng)物，揮發(fā)性不強(qiáng)的受試物用此法受限2023/3/30實(shí)驗(yàn)動(dòng)物最低需氣量及不同體積染毒柜應(yīng)放置動(dòng)物數(shù)關(guān)系

動(dòng)物種屬呼吸通氣量(L/小時(shí))最低需氣量(L/小時(shí))不同容積染毒柜放置動(dòng)物數(shù)(只)25L50L100L300L小鼠大鼠1.4510.183.4530.53~56~10112~151~236~405~62023/3/30動(dòng)式吸入染毒

將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物處于有空氣流動(dòng)的染毒柜中，新鮮空氣不斷流入，污染空氣不斷流出。溫度、濕度、氧及二氧化碳分壓相對(duì)恒定，并有隨時(shí)補(bǔ)充受試物，維持濃度穩(wěn)定?？刹蓸颖O(jiān)測受試物濃度，可持續(xù)接觸受試物，無時(shí)間限制染毒方法2023/3/30動(dòng)式吸入染毒裝置的組成染毒柜機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)配氣系統(tǒng)染毒方法2023/3/30動(dòng)式吸入染毒設(shè)備A整體暴露B口鼻暴露2023/3/30動(dòng)式吸入染毒優(yōu)缺點(diǎn)染毒方法優(yōu)點(diǎn)：受試物濃度和氧分壓比較穩(wěn)定缺點(diǎn)：設(shè)備要求高，消耗受試物量很大，操作比較復(fù)雜，費(fèi)時(shí)費(fèi)工2023/3/303、經(jīng)皮膚染毒染毒方法農(nóng)藥、化妝品、工業(yè)、環(huán)境、外用藥物常用大鼠染毒方式：脫毛：化學(xué)或機(jī)械法脫毛（體表面積的10%）染毒：局部涂敷或大鼠、小鼠浸尾法2023/3/30

4、經(jīng)注射途徑染毒染毒方法注射藥品、機(jī)制研究、毒物代謝動(dòng)力學(xué)分類：2023/3/30

幾種動(dòng)物不同注射途徑注射量(ml)范圍注射途徑小鼠大鼠豚鼠兔狗靜脈肌肉皮下腹腔0.2~0.50.1~0.20.1~0.50.2~1.01.0~2.00.2~0.50.5~1.01.0~3.01.0~5.00.2~0.50.5~1.02.0~5.03.0~100.5~1.01.0~3.05.0~10.05.0~15.02.0~5.03.0~10.0－2023/3/30劑量分組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物必須暴露于高劑量，這是發(fā)現(xiàn)對(duì)人潛在危害的必需和可靠的辦法。除對(duì)照組外，一般設(shè)3個(gè)或3個(gè)以上劑量組，以觀察劑量一反應(yīng)(效應(yīng))關(guān)系，確定受試化學(xué)物引起的毒效應(yīng)及其毒性參數(shù)。2023/3/302023/3/30目的要求2023/3/30第二節(jié)急性毒性作用acutetoxicity2023/3/30時(shí)間：1984年12月3原因：印度中部博帕爾市北郊的美國聯(lián)合碳化物公司印度公司的農(nóng)藥廠儲(chǔ)氣罐閥門失靈后果：52萬人口受到嚴(yán)重?fù)p害，15多萬人中毒，5萬多人失明，2500人死亡印度異氰酸甲酯泄漏事件2023/3/30博帕爾毒氣泄漏事件2023/3/302023/3/30

機(jī)體一次或24h內(nèi)多次接觸外源化學(xué)物后在短期內(nèi)（最長14天）所產(chǎn)生的毒性效應(yīng)，包括一般行為和外觀改變、大體形態(tài)變化以及死亡效應(yīng)一、急性毒性的概念急性毒性（acutetoxicity）2023/3/30實(shí)驗(yàn)動(dòng)物接觸化合物的方式或途徑不同，“一次”的含義也有所不同。凡經(jīng)口接觸和各種方式的注射接觸，“一次”是指在瞬間將受試化合物輸入實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的體內(nèi)。而經(jīng)呼吸道吸入與經(jīng)皮膚接觸，“一次”是指在一個(gè)特定的期間內(nèi)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物持續(xù)地接觸受試化合物的過程，所以“一次”含有時(shí)間因素；化合物使實(shí)驗(yàn)動(dòng)物發(fā)生中毒效應(yīng)的快慢和劇烈的程度，可因所接觸的化合物的質(zhì)與量不同而異。有的化合物在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物接觸致死劑量的幾分鐘之內(nèi)，就可發(fā)生中毒癥狀，甚至死亡。而有的化合物則在幾天后才顯現(xiàn)中毒癥狀和死亡，即遲發(fā)死亡；化學(xué)毒物急性毒性大對(duì)人類和生態(tài)的危害大，即使沒有遺傳毒性也應(yīng)放棄使用。2023/3/30急性毒性的概念需要注意急性接觸的次數(shù)一次:經(jīng)口、注射；呼吸道、皮膚(一段時(shí)間)24h多次中毒效應(yīng)出現(xiàn)的時(shí)間不能僅以接觸毒物后毒性癥狀出現(xiàn)的時(shí)間，主要以接觸毒物的時(shí)間，觀察時(shí)間：7~14天強(qiáng)度一次性大劑量，中毒癥狀明顯，常發(fā)生死亡2023/3/30二、急性毒性試驗(yàn)的目的測試和求出化學(xué)毒物對(duì)一種或幾種試驗(yàn)動(dòng)物的致死量(以LD50表示)以及其它的急性毒性參數(shù)，了解急性毒作用強(qiáng)度通過觀察動(dòng)物中毒表現(xiàn)和死亡的情況，了解急性毒作用性質(zhì)、可能的靶器官和致死原因，提供化學(xué)毒物的急性中毒資料、初步評(píng)價(jià)對(duì)人體產(chǎn)生損害的危險(xiǎn)性探求化學(xué)毒物急性毒性的劑量—反應(yīng)關(guān)系與中毒特征為亞慢性、慢性毒性作用試驗(yàn)的染毒劑量設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)為研究化學(xué)毒物急性中毒的預(yù)防和急救治療措施提供依據(jù)為毒理學(xué)機(jī)制研究提供線索2023/3/30急性毒性試驗(yàn)常用的毒性參數(shù)：LD50Zac

（LD50/Limac）LD100絕對(duì)致死劑量LD01最小致死劑量LD0最大無作用劑量MDT最大耐受劑量2023/3/30急性毒性的參數(shù)半數(shù)致死劑量：LD502023/3/30半數(shù)致死量(LD50)半數(shù)致死量(LD50)系指能引起50%實(shí)驗(yàn)動(dòng)物死亡的受實(shí)物劑量，也稱致死中量。LD50的單位mg/kg體重，LD50數(shù)值越小，表示外來化合物毒性越強(qiáng)；LD50的測定受許多因素影響，只代表實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中半數(shù)死亡半數(shù)存活的劑量界點(diǎn)而不能反應(yīng)中毒特征；單獨(dú)使用LD50評(píng)價(jià)化合物的急性毒性有局限性。2023/3/30化合物經(jīng)口急性毒性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)毒性分級(jí)大鼠經(jīng)口LD50(mg/kg)大約相當(dāng)體重70kg人的致死劑量mg/kg6級(jí)，極毒5級(jí)，劇毒

4級(jí)，中等毒3級(jí)，低毒

2級(jí)，實(shí)際無毒1級(jí)，無毒<11~5051~500501~50005001~15000>15000稍嘗500~40004000~3000030000~250000250000~50000>5000002023/3/30急性毒性的參數(shù)

急性毒作用帶：Zac=LD50/Limac急性毒作用帶＝半數(shù)致死量急性毒性最小有作用劑量2023/3/30

急性毒作用帶(Zac)

通常以LD50/Limac的比值表示此比值越大，毒物的急性毒作用帶越寬則急性最小有作用劑量與可能引起半數(shù)死亡的劑量的差距就越大說明該毒物引起急性致死性中毒的危險(xiǎn)性越小反之，比值越小，則引起致死性中毒的危險(xiǎn)性就越大2023/3/30（一）經(jīng)典的急性毒性試驗(yàn)（傳統(tǒng)的LD50法）的基本規(guī)定：三、急性毒性試驗(yàn)方法的要點(diǎn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物：首選大鼠且體重變異不超過平均體重的20%染毒途徑：染毒劑量：設(shè)足夠的劑量組（5-7組，至少3組）；觀察周期：14天，臨床觀察每天至少1次觀察指標(biāo)的選擇、計(jì)算方法和評(píng)價(jià)2023/3/30霍恩法（Horn）：4個(gè)劑量組平均移動(dòng)內(nèi)插法（movingaverageinterpolation）改進(jìn)寇氏法（Karber法、平均致死量法）Bliss法（多用于新藥臨床毒理學(xué)研究，計(jì)算復(fù)雜）最大似然性法（maximumlikelihoodmethod），最精確的計(jì)算方法LD50的幾種計(jì)算方法2023/3/30（二）受試物及處理理化特性水溶液、混懸液、油溶液水溶性受試物：蒸餾水、去離子水、生理鹽水，保持與體內(nèi)滲透壓一致（注射）水不溶性受試物：溶于或懸浮于適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑中受試物一般應(yīng)臨用前新配受試物成分和配方應(yīng)穩(wěn)定不變2023/3/30適宜容積染毒毒性較大的受試物給藥量較小毒性較低的受試物常需較大量的染毒給藥容積根據(jù)染毒途徑和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物經(jīng)口：20ml/kg(空腹動(dòng)物)

經(jīng)皮：2ml/kg

靜脈：1ml/kg(5min以上)受試物及處理2023/3/30試驗(yàn)動(dòng)物的飼養(yǎng)環(huán)境恒定的溫度：22±3℃濕度：30~70%照度：晝夜各半飼料合格、飲水合格、墊料合格2023/3/30（四）劑量選擇參考新化學(xué)物的理化性質(zhì)參考相關(guān)資料先用少量動(dòng)物，以較大的劑量間隔染毒，找出10%-90%（或0%-100%）的致死劑量范圍，然后設(shè)計(jì)正式實(shí)驗(yàn)的劑量和分組根據(jù)試驗(yàn)所選的LD50計(jì)算方法確定劑量組數(shù)預(yù)試一般每組4只動(dòng)物，每次3組，以10倍為組距。根據(jù)第一次預(yù)試結(jié)果判定需要增加還是降低劑量，組距保持不變，直至粗略預(yù)測到LD100及LD0為止。2023/3/30劑量選擇1．查閱文獻(xiàn)①了解化學(xué)毒物的結(jié)構(gòu)式、分子量、常溫常壓下的狀態(tài)、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、密度、閃點(diǎn)、揮發(fā)度、蒸氣壓、水溶性和脂溶性等理化特性，生產(chǎn)批號(hào)及純度，雜質(zhì)成分與含量等。②確定使用哪一種計(jì)算方法求LD50，然后再設(shè)計(jì)劑量分組。LD50的計(jì)算方法常用寇氏法、概率單位法、霍恩法等。③找出與受試化學(xué)毒物結(jié)構(gòu)與理化性質(zhì)近似的化學(xué)物的毒性資料，并以文獻(xiàn)資料中相同的動(dòng)物種系和相同接觸途徑所測得的LD50(LC50)值作為受試化學(xué)物的預(yù)期毒性中值。2023/3/30染毒劑量與分組:2．預(yù)試驗(yàn)

①設(shè)定以此預(yù)期值作為待測化學(xué)物的中間劑量組，并在該劑量的上下各設(shè)計(jì)l一2個(gè)劑量組作為預(yù)試驗(yàn)劑量。②根據(jù)確定的劑量組進(jìn)行染毒。③根據(jù)預(yù)試驗(yàn)的死亡資料確定組距。可根據(jù)以下公式計(jì)算出劑量分組：

i=(lgLD90-lgLD10)／(n-1)或：i=(lgLD100-lgLD0)／(n-1)

式中i為組距(相鄰的兩個(gè)劑量組對(duì)數(shù)劑量之差)；

n為設(shè)計(jì)的劑量組數(shù)。2023/3/30正式試驗(yàn);一般來說、根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)所選用的LD50計(jì)算方法來確定組數(shù)。例如幾率單位法、寇氏法一般設(shè)6～10個(gè)劑量組；霍恩法固定設(shè)4個(gè)劑量組。求得i值后．以最低劑量組(LD0或LD10)的對(duì)數(shù)劑量加上一個(gè)i值，即是第二個(gè)劑量組的對(duì)數(shù)劑量，依此類推直至最高劑量組，查各自的反對(duì)數(shù)即得出各組劑量的真實(shí)值。

123456LgLD0LgLD0+iLgLD0+2iLgLD0+3iLgLD0+4i???

2023/3/30全面觀察動(dòng)物的各種反應(yīng)和變化，仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在染毒后出現(xiàn)的中毒表現(xiàn)、劑量效應(yīng)、時(shí)間分布。觀察記錄的內(nèi)容：中毒體征及發(fā)生過程死亡情況和時(shí)間分布體重病理形態(tài)學(xué)變化（五）毒性作用觀察2023/3/30毒性作用觀察中毒體征及發(fā)生過程詳細(xì)觀察和記錄動(dòng)物出現(xiàn)的中毒體征發(fā)生時(shí)間體征發(fā)展的經(jīng)過各個(gè)系統(tǒng)的特征初步確定急性毒性靶器官不同表現(xiàn)提供毒性機(jī)制的信息2023/3/30

2023/3/30續(xù)表6-1嚙齒類動(dòng)物急性中毒表現(xiàn)

2023/3/30毒性作用觀察死亡情況和時(shí)間分布實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的死亡數(shù)對(duì)LD50值產(chǎn)生明顯影響分析中毒死亡時(shí)間的分布規(guī)律可以提供重要信息：原形，代謝2023/3/30體重毒性作用觀察反映動(dòng)物中毒后綜合性整體變化，比較客觀簡便的量化指標(biāo)應(yīng)定期多次稱量動(dòng)物的體重變化，一般為每周1次或2次對(duì)體重指標(biāo)的變化要仔細(xì)觀察和分析2023/3/30

體重變化的原因毒性作用觀察體重改變的原因很多，若化學(xué)毒物刺激或損傷消化道可出現(xiàn)試驗(yàn)動(dòng)物飲食減少甚至拒食，表現(xiàn)為體重減輕。若化學(xué)毒物引起腹瀉，將影響食物吸收和利用，體重也會(huì)減輕。如果化學(xué)毒物影響水的攝取或腎功能急性損傷，也可能在體重上反映出來。所以，對(duì)存活動(dòng)物尤其是對(duì)低于LD50劑量組的存活動(dòng)物．應(yīng)在觀察期14天內(nèi)稱量其體重的變化．以便了解受試物引起毒效應(yīng)的持續(xù)時(shí)間。2023/3/30毒性作用觀察病理檢查死亡動(dòng)物：急性毒性試驗(yàn)中，對(duì)死亡的動(dòng)物均應(yīng)及時(shí)進(jìn)行大體解剖和病理組織學(xué)檢查，肉眼觀察主要臟器的大體病理變化，如臟器大小、外觀、色澤的變化，有無充血、出血、水腫或其它改變，對(duì)有改變的臟器進(jìn)行取材做組織病理學(xué)檢查。2023/3/30毒性作用觀察病理檢查存活動(dòng)物：對(duì)存活動(dòng)物在觀察期結(jié)束時(shí)進(jìn)行大體病理檢查．必要時(shí)做組織病理學(xué)檢查。根據(jù)試驗(yàn)需要可進(jìn)一步擴(kuò)大觀察項(xiàng)目．如體溫、心電圖、腦電圖或進(jìn)行某些生化指標(biāo)測定等。2023/3/30（六）觀察時(shí)間和周期死亡和死亡時(shí)間：染毒以后應(yīng)即刻開始觀察動(dòng)物中毒表現(xiàn)和死亡情況重點(diǎn)觀察和記錄每只動(dòng)物死亡的時(shí)間，特別是最早出現(xiàn)死亡的時(shí)間以及各個(gè)劑量組動(dòng)物的死亡數(shù)。分析中毒死亡時(shí)間的規(guī)律具有一定意義，可為深人研究化學(xué)物的毒作用機(jī)制提供參考。2023/3/30觀察周期一般為14天LD50(LC50)計(jì)算時(shí)以觀察周期內(nèi)各組動(dòng)物的總死亡數(shù)為依據(jù)不同化學(xué)物質(zhì)引起動(dòng)物死亡的時(shí)間存在個(gè)體差異速殺型化學(xué)毒物僅計(jì)算24h的死亡率

觀察時(shí)間和周期2023/3/30

急性毒性試驗(yàn)求出LD50(LC50)值，通過LD50值進(jìn)行急性毒性分級(jí)(acutetoxicityclassification)，評(píng)價(jià)毒物的急性毒性強(qiáng)弱，比較毒物的急性毒性大小四、急性毒性分級(jí)和評(píng)價(jià)2023/3/30LD50應(yīng)用中的有關(guān)問題LD50的歷史作用1926年Wingarden給573只家貓靜脈注射毛地黃制劑試驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)常態(tài)分布曲線中央為其死亡的平均值,而且該處動(dòng)物最多,特別敏感和特別耐受的動(dòng)物反而較少；1927年英國生物學(xué)家Trevn首先建議測定一些藥物如毛地黃、胰島素、白喉類毒素等的毒性大小,用導(dǎo)致50%動(dòng)物死亡劑量即LD50來表示,并發(fā)表于皇家學(xué)會(huì)雜志上,即沿用至今的毒理學(xué)的經(jīng)典方法之一。2023/3/30LD50試驗(yàn)的意義LD50標(biāo)準(zhǔn)化藥物毒作用強(qiáng)度，評(píng)價(jià)藥物對(duì)機(jī)體毒性的大小，比較不同藥物毒性的大小。計(jì)算藥物的治療指數(shù)，藥物劑量和毒性劑量的距離。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。通過比較不同途徑的LD50值，獲得生物利用度的信息。試驗(yàn)結(jié)果可用來推測人類的致死劑量及中毒后的體征，為臨床毒副反應(yīng)提供檢測參考。2023/3/30LD50的局限性評(píng)價(jià)新藥和化學(xué)物時(shí)，LD50值給予有效的信息較少，實(shí)用性有限?；瘜W(xué)物單次大劑量急性中毒，動(dòng)物多死于中樞神經(jīng)系統(tǒng)及心血管功能障礙，并不能很好的顯示出各自的毒作用特征。LD50的波動(dòng)性很大，影響因素很多，如性別、年齡、身體狀況以及環(huán)境條件等，即使對(duì)于同一藥品所得出的結(jié)果差別也較大。物種差異對(duì)LD50影響大。消耗動(dòng)物量大。2023/3/30急性毒性分級(jí)和評(píng)價(jià)

2023/3/302023/3/30急性毒性分級(jí)和評(píng)價(jià)按照急性毒性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)毒性大小是相對(duì)粗略的分級(jí)報(bào)告：LD50、急性毒性級(jí)別；中毒體征、出現(xiàn)體征時(shí)間、死亡前征兆、死亡時(shí)間和劑量組間分布、存活動(dòng)物的體重變化和恢復(fù)情況、死亡動(dòng)物的病理變化2023/3/30IntroductionMethodandmaterialsResultsDiscussions1234舉例2023/3/30舉例2023/3/301材料與方法1.1主要試劑：四硼酸鈉、亞硒酸鈉舉例2023/3/30舉例2023/3/30結(jié)果急性毒性試驗(yàn)：急性硒中毒動(dòng)物在服藥5min后出現(xiàn)急性硒中毒癥狀，最初表現(xiàn)為嘔吐、腹瀉，然后呼吸困難，四肢痙攣，直至死亡。急性硼中毒動(dòng)物在服藥60min后出現(xiàn)急性中毒癥狀，表現(xiàn)為不好動(dòng)、腹瀉、口鼻出血，甚至驚厥死亡舉例2023/3/30結(jié)果舉例2023/3/30結(jié)果聯(lián)合作用評(píng)價(jià)結(jié)果舉例2023/3/30討論LD50：四硼酸鈉對(duì)雌、雄性大鼠1470mg/kg。亞硒酸鈉對(duì)雄性大鼠14.70mg/kg，對(duì)雌性大鼠6.81mg/kg。聯(lián)合對(duì)大鼠的急性毒性，雄性大鼠為1727.10mg/kg，雌性大鼠1717.94mg/kg舉例2023/3/30討論我國工業(yè)毒物急性毒性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)：本實(shí)驗(yàn)四硼酸鈉與亞硒酸鈉混合毒物屬于低毒類物質(zhì)。該毒物的值可為亞慢性毒性實(shí)驗(yàn)提供染毒劑量水平的設(shè)計(jì)依據(jù)舉例2023/3/302023/3/302023/3/30

毒理學(xué)資料的外推種屬差異及外推：致畸、致癌（自發(fā)、敏感、靶器官）高劑量效應(yīng)與低劑量效應(yīng)的差異與外推（高劑量和低劑量的效應(yīng)性質(zhì)不一定相同，劑量-反應(yīng)曲線不同）對(duì)化學(xué)物的安全性評(píng)價(jià)需要充分利用國內(nèi)外資料，根據(jù)毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)和流調(diào)毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)基本原則2023/3/30第三節(jié)短期、亞慢性和慢性毒性作用2023/3/30蓄積毒性一、基本概念二、蓄積毒性試驗(yàn)方法及其評(píng)價(jià)2023/3/30

一、蓄積作用

化學(xué)毒物進(jìn)入機(jī)體后，經(jīng)過生物轉(zhuǎn)化以代謝產(chǎn)物或化學(xué)物原型排出體外。

但是，當(dāng)化學(xué)毒物反復(fù)多次給動(dòng)物染毒，化學(xué)毒物進(jìn)入機(jī)體的速度(或總量)超過代謝轉(zhuǎn)化的速度和排泄的速度(或總量)時(shí)，化學(xué)毒物或其代謝產(chǎn)物就有可能在機(jī)體內(nèi)逐漸增加并貯留，這種現(xiàn)象稱為化學(xué)毒物的蓄積作用(accumulation)。

2023/3/30蓄積作用實(shí)際上有二個(gè)含義：

物質(zhì)蓄積(materialaccumulation)

功能蓄積(functionalaccumulation)2023/3/30蓄積毒性試驗(yàn)方法及其評(píng)價(jià)化學(xué)毒物的蓄積作用是發(fā)生慢性中毒的物質(zhì)基礎(chǔ)，因此研究化學(xué)毒物在機(jī)體內(nèi)的蓄積性是評(píng)價(jià)化學(xué)毒物能否引起潛在慢性毒性的依據(jù)之一，也是衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)制訂過程選擇安全系數(shù)的主要依據(jù)。蓄積毒性試驗(yàn)是研究化學(xué)毒物基礎(chǔ)毒性的重要內(nèi)容之一，目的是通過試驗(yàn)求出蓄積系數(shù)K，了解化學(xué)毒物蓄積毒性的強(qiáng)弱，并為慢性毒性試驗(yàn)及其他有關(guān)毒性試驗(yàn)的劑量選擇提供參考。2023/3/30

蓄積作用的檢測

理化方法：判斷受試物在體內(nèi)的蓄積情況、儲(chǔ)存庫及半衰期生物學(xué)方法：判斷受試物是否具有蓄積作用2023/3/30二、短期毒性、亞慢性和慢性毒性作用的基本概念短期毒作用（重復(fù)劑量毒性作用、亞急性毒性作用）：連續(xù)接觸外源化學(xué)物28天內(nèi)所產(chǎn)生毒效應(yīng)；2023/3/30二、短期毒性、亞慢性和慢性毒性作用的基本概念一

亞慢性毒性作用：

亞慢性毒性的概念

亞慢性毒性試驗(yàn)的目的

亞慢性毒性試驗(yàn)的設(shè)計(jì)

二慢性毒性作用：

慢性毒性的概念

慢性毒性試驗(yàn)的目的

慢性毒性試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2023/3/30一、亞慢性和慢性毒性試驗(yàn)的概念、目的(一)概念：短期毒作用（重復(fù)劑量毒性作用、亞急性毒性作用）：連續(xù)接觸外源化學(xué)物28天內(nèi)所產(chǎn)生毒效應(yīng)。亞慢性毒性(subchronictoxicity)是指人或?qū)嶒?yàn)動(dòng)物連續(xù)接觸較長時(shí)間、較大劑量的外源化合物所引起的毒性效。慢性毒性(chronictoxicity)是指人或?qū)嶒?yàn)動(dòng)物長期(甚至終生)反復(fù)接觸低劑量的化學(xué)毒物所產(chǎn)生的毒性效應(yīng)。2023/3/30（二）試驗(yàn)?zāi)康模?.確定受試物亞慢性和慢性毒性的效應(yīng)譜，對(duì)在急性及亞急性毒性試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的毒作用提供新的信息，并發(fā)現(xiàn)在急性及亞急性毒性試驗(yàn)中未發(fā)現(xiàn)的毒作用；2.研究受試物亞慢性和慢性毒作用的靶器官；3.研究受試物亞慢性和慢性毒性劑量—反應(yīng)(效應(yīng))關(guān)系，確定其觀察到有害作用的最低劑量(LOAEL)和未觀察到有害作用的劑量（NOAEL），提出此受試物的安全限量參考值;

2023/3/304.研究受試物亞慢性和慢性毒性損害的可逆性;5.亞慢性毒性試驗(yàn)為慢性毒性試驗(yàn)的劑量設(shè)計(jì)及觀察指標(biāo)選擇提供依據(jù);6.確定不同動(dòng)物物種對(duì)受試物亞慢性和慢性毒效應(yīng)的差異，為將毒性研究結(jié)果外推到人提供依據(jù)。2023/3/30二、短期毒性、亞慢性和慢性毒性試驗(yàn)設(shè)計(jì)

（一）實(shí)驗(yàn)動(dòng)物選擇短期毒性、

亞慢性毒性試驗(yàn)?zāi)挲g：大鼠50~100g

狗4~6月齡小鼠10~15g數(shù)量：小動(dòng)物≥20

大動(dòng)物≥8性別：雌雄各半

慢性毒性試驗(yàn)?zāi)挲g：大鼠50~70g

狗<8月小鼠初斷乳數(shù)量：小動(dòng)物≥40

大動(dòng)物≥8性別：雌雄各半2023/3/30（二）實(shí)驗(yàn)動(dòng)物染毒期限：工業(yè)毒理學(xué)——3－6個(gè)月食品毒理學(xué)——6個(gè)月－1年環(huán)境毒理學(xué)——6個(gè)月－1年致癌試驗(yàn)——

接近或等于動(dòng)物的預(yù)期壽命2023/3/30實(shí)驗(yàn)動(dòng)物染毒期限表2023/3/30（三）實(shí)驗(yàn)動(dòng)物染毒方式

經(jīng)消化道經(jīng)呼吸道經(jīng)皮膚2023/3/30（四）試驗(yàn)分組和劑量設(shè)計(jì)亞慢性毒性的劑量選擇陰性對(duì)照組低劑量組中劑量組高劑量組急性毒性的閾劑量

1/20~1/5LD50組距：3~10倍，最低不小于2倍慢性毒性的劑量選擇陰性對(duì)照組低劑量組中劑量組高劑量組亞慢性閾劑量或其1/5~1/2

1/10

LD50組距：2~5倍，最低不小于2倍2023/3/30觀察指標(biāo)2023/3/30（五）觀察指標(biāo)1.一般綜合性觀察指標(biāo)：外觀體征、行為活動(dòng)、體重、食物利用率2.一般化驗(yàn)指標(biāo)：3.系統(tǒng)尸解和病理學(xué)檢查：（1）臟器濕重、臟器系數(shù)（臟/體比值）（如肝/體比，即