獸醫(yī)藥理學教案第十五章動物毒理學基礎

第十五章動物毒理學基礎

以科學研究為FI的而進行科學飼養(yǎng)繁殖的動物稱為實驗動物。實驗動物學作為在現(xiàn)代科

學帶動崛起的一門以生命科學為主體，以醫(yī)學、生物為核心的綜合性獨立的新興學科，正以

嶄新的面貌，異乎尋常的速度，影響著整個生命科學各領域，成為生命科學研究的奠基學科

和重要支撐條件，因而受到世界各國政府和科學家的重視，甚至作為衡量一個國家生物科學

水平高低的標志之一。

食品毒理學的很多研究工作需要通過動物實驗來進不。使用實驗動物進行科研的優(yōu)點是

花費人力、物力較少，時間短，易發(fā)現(xiàn)單因素與結果的關系，能提供大量有價值的可與人類

生命活動現(xiàn)象相類比的資料。在毒理學實驗研究中，健康的實驗動物是保證工作順利進行和

獲得正確可靠的研究結果的重要條件。

食品毒理學研究外源化學物對于機體（特別是人體）的有害作用與其機制。食品毒理學研究的

主要手段是動物實驗。體內(nèi)試驗是以實驗動物為模型，最終目的是通過外源化學物對實驗動

物的毒性反應，向人（原型）外推，以期評估外源化學物對人的危害與危險性。體外實驗主要

用于篩選和預測急性毒性和機制研究；人體實驗和流行病學調(diào)查則可進一步深化和證實在動

物實驗中所得到的資料。實際上，食品毒理學作為一門實驗科學是以動物實驗為中心的，食

品毒理學動物實驗的設計、實施、結果觀察和評價是毒理學研究的基本方法。

食品毒理學試驗是對化學物安全性評價的主要手段，已為各國際組織或各國的行政部門所頒

布的規(guī)程或指南列為常規(guī)試驗，有稱為法規(guī)毒理學試驗（），這類毒理學試驗是以篩查和描

述外來化學物的毒性為目的，屬于描述毒理學范疇。

第一節(jié)食品毒理學實驗的原則和局限性

一、食品毒理學實驗的原則

在毒理學的試驗中，有三個基木的原則.

第一個原則，化學物在實驗動物產(chǎn)生的作用，可以外推子人?；炯僭O為：①人是最敏感的

動物物種；②人和實驗動物的生物學過程包括化學物的代謝，與體重（或體表面枳）相關。這

兩個假設也是全部實驗生物學和醫(yī)學的前提。以單位體表面積計算在人產(chǎn)生毒作用的劑量和

實驗動物通常相近似。而以體重計算則人通常比實驗動物敏感，差別可能達倍。因此可以利

用安全系數(shù)來計算人的相對安全劑量。已知人致癌物都對某種實驗動物具有致癌性；實驗動

物致癌物是否都對人有致癌性，還不清楚，但這已作為動物致癌試驗的基礎。一般認為，如

果某一化學物對幾個物種實驗動物的毒性是相同的，則人的反應也可能是相似的。

第二個原則是實驗動物必須暴露于高劑量，這是發(fā)現(xiàn)對人潛在危害的必需的和可靠的方法。

此原則是根據(jù)質反應的概念，隨劑量或暴露增加，群體中效應發(fā)生率增加。毒理學試驗中，

一般要設個或個以上劑量組，以觀察劑量反應（效應）關系，確定受試化學物引起毒效應與其

毒性參數(shù)。毒性試驗的設計并不是為了證明化學品的安全性，而是為了表征化學品可能產(chǎn)生

的毒作用。僅僅檢測受試化學物在人的暴露劑量是否引起毒效應是不夠的。當引起毒效應的

最低劑量。與人的暴露劑量接近時，說明該化學物不安全。當該劑量與人的暴露劑量有很大

的距離（幾十倍，幾百倍或以上），才認為具有一定安全性，此距離越大，安全性越可靠。如

果在研究中所用的一系列的劑量不能引起毒性效應，則認為所用劑量還不足夠高，應增加劑

量，以確定受試化學品的毒性,但如果在試驗的最高劑量組的劑量與人可能的暴露劑量有足

夠的安全界限，則對于安全性評價來說未觀察到毒效應的研究是可以接受的。在毒理學試驗

中實驗模型所需的動物總是遠少于處于危險中的人群。為了在少量動物得到有統(tǒng)計學意義的

可靠的結果，需要應用相對較高的劑量，以使效應發(fā)生的頻率足以檢測。例如，低達％的癌

癥發(fā)生率，這意味著在萬人群中有人發(fā)生癌癥，此發(fā)生手太高，不能為公眾接受。在實驗動

物直接檢測如此低發(fā)生率將至少需要只動物。因此，別無選擇，在毒理學試驗中，對相對較

少的實驗動物必須以較高劑量進行試驗，然后根據(jù)毒理學原則外推估計低劑量暴露的危險

性。

第三個原則，成年的健康（雄性和雌性未孕）實驗動物和人可能的暴露途徑是基本的選

擇。選用成年的健康（雄性和雌性未孕）實驗動物是為了使實驗結果具有代表性和可重復性。

以成年的健康（雄性和雌性未孕）實驗動物作為一般人群的代表性實驗模型，而將幼年和老年

動物、妊娠的雌性動物、疾病狀態(tài)作為特殊情況另作研究。這樣可降低實驗對象的多樣性，

減少實驗誤差。毒理學實驗結果的敏感性取決于受試物處理引起毒效應強度和實驗誤差兩個

因素，處理引起的毒效應強，實驗誤差小，則實驗結果的敏感性增加，反映受試物處理的真

實效應，反之亦然。在下文所述的實驗設計是要規(guī)定實驗條件，嚴格控制可能影響毒效應的

各種因素，實施質量保證，降低實驗誤差。只有這樣，才能保證試驗結果的準確性和可重復

性，不能重復的實驗結果是沒有任何科學價值的。外源億學物以不同途徑染毒，實驗動物表

現(xiàn)的毒性可有很大差異，這是由于因染毒部位解剖生理特點不同，外源化學物吸收進入血液

的速度和后也不同，首先到達的器官和組織也不同。因此，毒理學試驗中染帚途徑的選擇，

應盡可能模擬人接觸該受試物的方式。

二、食品毒理學實驗的局限性

歷史上，環(huán)境污染物與某些藥物所引起的中毒和死亡多次發(fā)生，引起各國的重視，推動

了毒理學的發(fā)展，各國政府主管部門制訂和多次修訂了有關藥品和各種化學品安全性評價的

規(guī)范或準則，希望在嚙齒類和非嚙齒類的毒理學研究能為有關候選新藥和各種化學品提供安

全性證據(jù)，但以動物的資料預測人的毒性的預測價值尚有待于研究。0和。根據(jù)有限的臨床

資料報告，發(fā)現(xiàn)對人的毒性約一半不能由臨床前（動物）毒性研究預測。（）報告?zhèn)€化學物（大多

為藥品）的靶器官毒性在大鼠和狗（或猴）之間的相符率僅％。等0報告種化學物對動物的毒性

與人的毒性相符率，嚙齒類為％，非嚙齒類（狗和猴）為％,合并達％,所有的物種相符率可

達％。按照目前的規(guī)范，進行毒理學安全性評價，可以在一定程度上提高新藥和各種化學品

的使用安全性，但仍不能完全排除對人健康危害的風險。在《臨床前藥物安全性實驗原則》

的文件中指出“雖然事先對生物活性物質進行了最仔細徹底的研究，但給人使用時總是不可

避免地要冒一定的風險?！边@就是利用動物實驗的局限性，即動物實驗的結果外推到人的不

確定性。

用實驗動物的毒理學實驗資料外推到人群接觸的安全性時，會有很大的不確定性。這是

因為，外源化學物的毒性作用受到許多因素的影響。

首先，實驗動物和人對外源化學物的反應敏感性不同，有時甚至存在著質的差別。雖然

在毒理學實驗中通過用兩種或兩種以上的動物，并盡可能選擇與人對毒物反應相似的動物，

但要完全避免物種差異是不可能的。而且，實驗動物不能述說涉與主觀感覺的毒效應，如瘩

痛、腹脹、疲乏、頭暈、眼花、耳鳴等，這些毒效應就難以或不可能發(fā)現(xiàn)。在動物實驗中，

可觀察到體征0，而沒有癥狀0。

第二，在毒理學實驗中，為了尋求毒作用的靶器官，并能在相對少量的動物上就能得到

劑量反應或劑最效應關系，往往選用較大的染毒劑量，這一劑量通常要比人實際接觸的劑展

大得多。有些化學物在高劑量和低劑量的毒性作用規(guī)律并不一定一致，如大劑量下出現(xiàn)的反

應有可能是由于化學物在體內(nèi)超過了機體的代謝能力，這就存在高劑量向低劑量外推的不確

定性。

第三，毒理學實驗所用動物數(shù)量有限，那些發(fā)生率很低的毒性反應，在少量動物中難以

發(fā)現(xiàn)。而化學物一旦進入市場，接觸人群往往會很大。這就存在小數(shù)量實驗動物到大量人群

外推的不確定性。

第四，實驗動物一般都是實驗室培育的品系，一般選用成年健康動物，反應較單一，而

接觸人群可以是不同的人種、種族，而且包括年老體弱與患病的個體，在對外源化學物毒性

反應的易感性上存在很大差異。

以上這些都構成了從毒理學動物實驗結果向人群安全性評價外推時的不確定因素。

第二節(jié)毒理學毒性評價試臉的基本目的

毒理學實驗的常規(guī)部分是毒性評價或安全性評價試驗。為了對受試物的毒性進行全面的測

試，增強測試結果的可靠性，權威機構規(guī)定了評價程序，以保證毒性評價研究可以達到普遍

能接受的最低要求和原則。毒理學家認為毒理學試驗程序應該有一定的靈活性。對毒理學試

驗的原理和設計思路的深入理解，有助于研究者對評價程序的實施，在發(fā)現(xiàn)新的現(xiàn)象或線索

時，可進行一些補充實驗來證實，并可進一步研窕其機制。

毒性評價或安全性評價方面的基本目的包括以下幾點：

.受試物毒作用的表現(xiàn)和性質。在急性和慢性毒性試驗中，觀察受試物對機體的有害作用，

對有害作用的觀察應該是對每個實驗動物進行全面的逐項的觀察和記錄.發(fā)現(xiàn)有需作用是進

行劑量反應（效應）研究的前提。

.劑量反應（效應）研究。劑量反應（效應）研究是毒性評價和安全性評價的基礎。通過對不同

有害作用的劑量反應（效應）研究，可以得到該受試物的多種毒性參數(shù)。在急性（致死性）毒性

試驗中，應該得到，也可以得到和。在急性非致死性毒性試驗中，應該得到急性可觀察到有

害作用的最低劑量0和未觀察到有害作用的劑量0。在亞急性、亞慢性與慢性毒性試驗中，

應該得到相應的和。在致突變、致癌和致畸等特殊毒性試驗中，劑量反應（效應）研究將為確

定受試物是否具有這些特殊毒性提供依據(jù)。在致畸試驗也可得到和；在致突變、致癌試驗中，

盡管認為是無閾值的，但也可得到表觀的和。

.確定毒作用的靶器官。確定受試物有害作用的靶器官，是毒理學研究的重要目的，以

闡明受試物毒作用的特點，并為進一步的機制研究和毒性防治提供線索。

.確定損害的可逆性。一U確認有害作用存在，就應研究停止接觸后該損害是否可逆和

消失，器官和組織功能是否能恢復，還是像化學致癌作用那樣停止接觸后損害繼續(xù)發(fā)展毒

性的可逆性關系到對人的危害評價，如果受損的器官組織能夠修復并恢復正常功能，貝!可能

接受較高危險性的接觸水平。

當然，毒理學研究還可能有其他的目的和要求，例如毒作用的敏感檢測指標和生物學標志、

壽命。

水消耗0

飼料消耗（成木）

成體代謝（/）

體溫（?391381

呼吸頻率

(次/)(?)(?)(?)(?)(?)（?）??

心率（次/）

血壓/////

（收縮/舒張）

出生體更（）

斷乳時體重（）<*w

開眼（）出生當天出生當天

妊娠（）

性周期（）

動情期（）

窩數(shù)里

斷乳年齡（周）■/

生殖年齡（月）

生殖期（年）

生殖季節(jié)任何時間存，秋任何時間任何時間任何時間任何時間任何時間

所需面積0*

環(huán)境溫度（"C）**w

血容量3

凝血時間。

（%紅細胞）

*所需面積（）,與為英尺，lft=30.48cm.引自:參考書,

二、實驗動物品系的選擇

品系0是實驗動物學的專用名詞，指用計劃交配的方法，獲得起源于共同祖先的一群動

物。

實驗動物按遺傳學控制分類可分為：

①近交系：指全同胞兄妹或親子之間連續(xù)交配代以上而培育的純品系動物。如小鼠有津

白、津白II、，/和/,,,/,和/等。

②雜交群動物（雜交代，），指兩個不同的近交系之間有目的進行交配，所產(chǎn)生的第一代

動物。

③封閉群：一個種群在五年以上不從外部引進新血緣，僅由同一品系的動物在固定場所

隨機交配繁殖的動物群。

如昆明種小鼠、小鼠、小鼠、大鼠、大鼠、（）大鼠等。

根據(jù)實驗動物遺傳的均一性排序，近交系最高、雜交群次之、封閉群較低。不同品系實驗動

物對外源化學物毒性反應有差別，所以毒理學研究要選擇適宜的品系，對某種外源化學物毒

理學系列研究中應固定使用同一品系動物，以求研究結果的穩(wěn)定性。

遺傳毒理學一般利用嚙齒類動物，主要是小鼠或大鼠。如果有合適的理由，其他物種也可接

受。有的文獻報告在小鼠骨髓微核試驗/品系比，或品系更敏感。但一般認為還沒能證明某

一品系對所有的遺傳毒性物質比其他品系都敏感。在致癌試驗中對實驗動物的品系有一定的

要求，特別重視有關病理次害的自發(fā)發(fā)生率。例如，某些大鼠品系垂體腫瘤發(fā)生率高，則不

適用于靶器官為內(nèi)分泌系統(tǒng)的毒性研究。又如雄小鼠肝腫瘤高發(fā)生率可能有礙于肝致癌反應

的檢測。

三、對實驗動物微生物控制的選擇

按微生物控制分類，實驗動物分為四級，見表。對于毒性試驗與毒理學研究應盡可能使用二

級（或二級以上）的動物，以保證實驗結果的可靠性。

表實驗動物微生物等級

級別要求

普通動物，應沒有傳染給人的疾病

11級清潔動物，除級標準外，種系清楚，沒有該動物特有的疾病

in級無特定病原體動物（），除H級標準外，動物為剖腹產(chǎn)或子宮切除產(chǎn)、按純系要求繁殖，

在隔離器內(nèi)或層流室內(nèi)飼養(yǎng)，可有不致病細菌叢，沒有致病病原體

級無菌動物，在全封閉無菌條件下飼養(yǎng)的純系動物，動物體外不帶有任何微生物和寄生蟲（包拈絕大

部分病毒）

四、個體選擇

實驗動物對外來化學物為毒性反應還存在個體差異，應注意實驗動物的個體選擇。

.性別同一物種、同一品系的實驗動物雌雄兩性通常對相同外源化學物毒性反應類似但雌

雄兩性對化學物的毒性敏感性上存在著差別。有文獻報道在種外源化學物中雌雄敏感性比值

小鼠平均為，大麻為，這種差別表現(xiàn)在熨驗動物性發(fā)育成熟開始，直至老牛期。可見雌雄兩

性動物的性激素性質和水平是關鍵因素，一般講雄性動物體內(nèi)微粒體細胞色素酶系活性大于

雌性動物，所以經(jīng)該酹系降解解毒的外源化學物對雌性動物表現(xiàn)的毒性大，然而經(jīng)該酶活化

增毒的外源化學物卻相反，

如果已知不同性別的動物對受試物敏感性不同，應選擇敏感的性別。如對性別差異不清楚，

則應選用雌雄兩種性別。如實驗中發(fā)現(xiàn)存在性別差異，則應將不同性別動物的實驗結果分別

統(tǒng)計分析。

在遺傳毒理學體內(nèi)試驗中，對性別的選擇有幾種意見：

o對單個物種應用兩種性別。

（）對單個物種應用兩種性別，除非已在一個性別得到陽性反應，就不必對另一種性別

進行試驗。

0對單個物種應用兩種性別，除非經(jīng)毒代動力學研究證明受試物（和其代謝產(chǎn)物）在雄性

和雌性無差別和/或如果在確定劑量的預試驗證明有相等毒性。此假定在非遺傳毒性與遺傳

毒性之間有相關。

（）對單個物種常規(guī)用一種性別（雄性或雌性），除非預期/證明存在性別差異。由于歷史

的原因體內(nèi)/體外試驗常規(guī)用雄性大鼠。

一般來說，對于初次試驗的受試物，應該采用兩種性別。對大鼠和小鼠各一種性別進行試驗

可能比單個物種兩種性別提供更好的危害鑒定，但這需要更多的資料來證明。

.年齡和體重實驗動物同人類一樣，生命全程大體上可區(qū)分三個階段，即幼年期（從出生到

性成熟之前）、成年期和老年期。在成年期，各種激素（包括性激素）、代謝酶都處于高峰穩(wěn)定

期，并對外源化學物的毒性反應差異較小，且有代表性。在幼年期和老年期，對外源化學物

的生物轉運和生物轉化，靶器官和受體的敏感性均與成年期不同。如有報道外源化學物對成

年動物的致死劑量（或）與新生動物比較，其比值在?之間，表明有的外源化學物對新生動物

毒性低，也有的毒性反應強。毒理學試驗選用實驗動物的年齡取決于試驗的類型。急性試驗

一般選用成年動物;慢性試驗因實驗周期長，應選用較年幼的或初斷乳的動物，以使實驗周

期能復蓋成年期。實驗動物的年齡應由其出生日期來定，但實際工作中常以動物的體重粗略

地判斷動物的年齡，作為挑選適齡動物的依據(jù)。同一試驗中，組內(nèi)個體間體重差異應小于％,

各組間平均體重差異不應超過％。

.生理狀態(tài)在毒理學試驗中動物如出現(xiàn)妊娠，則影響體重與其他指標的檢測結果，并且，性

激素對外源化學物代謝轉化有影響，故應選用未產(chǎn)未孕的雌性動物。雌雄動物應分籠飼養(yǎng)。

但在某些試驗如顯性致死試驗、致畸試驗與繁殖試驗等，則需有計劃地合籠交配。

.健康狀況實驗動物的健康狀態(tài)對毒理學試驗結果有很大的影響，因此應選用健康動物。對

于實驗動物微生物控制的選擇實際上是選擇健康狀況的一個重要指標，健康個體的選擇還包

括了其他方面。健康動物應發(fā)育正常、體形健壯，無外觀畸形，被毛濃密、有光澤、順貼而

不蓬亂，行動靈活、反應敏捷，眼睛明亮有神，表皮無潰瘍和結癡，天然孔道干凈無分泌物

等。

為確保選擇健康動物，一股在實驗前觀察?天。對于大鼠和狗的亞慢性和慢性試驗，可在實

驗前采血進行血液學和血液生化學檢查，異常的動物應剔除；對狗應常規(guī)驅除腸道寄生蟲。

合理的全營養(yǎng)飼料對維持實驗動物健康和正常的生理活動是至關重要的。高溫與低溫時外源

化學物的毒性一般比常溫為高。氣溫升高而者性增大，這種害性變化可能是由于溫度影響了

毒物動力學所致。高溫、高濕環(huán)境共存時皮膚更易于外源化學物經(jīng)皮膚吸收。

人工晝夜周期，即使動物處于人工調(diào)控的小時白晝（早點至晚點）與小時黑夜（晚點至次口早

點），以穩(wěn)定其生物時間節(jié)律。在正常、健康的動物每天小時的生理規(guī)律不盡相同，即存在

著生物時間節(jié)律，對外源化學物的毒性反應也有晝夜性時間變化，因此出現(xiàn)毒理學新的分支

學科，稱為時間毒理學0。由于動物存在時間節(jié)律，外源化學物在不同時間表現(xiàn)的毒性反應

有差別，所以在毒理學實際工作中，尤其是進行亞慢性和慢性染毒時，每日的染毒時間應固

定一致，以防止出現(xiàn)時間毒性的影響。而且采取動物生物樣品（如血、尿等）進行各種指標的

化驗或一些生理功能的檢查（如血壓、體溫等）也應固定時間。

根據(jù)我國的法規(guī)和有關規(guī)定，國家實行實驗動物的質量監(jiān)督和質量介格證制度。實驗動物的

保種、飼育、供應和應用單位，由各級醫(yī)學動物管理委員會進行定期監(jiān)督、監(jiān)測，并頒發(fā)實

驗動物和實驗設施的合格證書（有效期年）。應用的實驗均物必須有完整的資料。進行動物實

驗的人員應經(jīng)培訓，取得資格認可（上崗證）。實驗動物的飼養(yǎng)設施、環(huán)境條件與飼料等必須

符合有關的國家標準。

第四節(jié)食品毒理學試驗設計要點

一、體內(nèi)毒理學試驗設計

.劑量分組在毒理學試驗中，最重要的就是研究劑量反應（效應）關系，也就是當外源化學物

染毒劑量增加，實驗動物的毒性反應（效應）隨之而增強。劑量反應（效應）關系的存在是確定

外源化學物與有害作用的因果關系的重要依據(jù)，也可證明實驗結果的可靠性。因此，在毒理

學試驗中，一般至少要設個劑量組（即高劑量組、中劑量組、低劑量組），希望能得到滿意的

劑量反應（效應）關系。

一般要求，高劑晟組應出現(xiàn)明確的有害作用，或者高劑品組劑最已達到染毒的極限劑最（如

大鼠或小鼠灌胃或注射的最大容量）。低劑量組應不出現(xiàn)任何可觀察到的有害作用（即相當

于），但低劑量組劑量應當高于人可能的接觸劑量，至少等于人可能的接觸劑量。中劑量組

的劑量介于高劑量組和低劑量組之間，應出現(xiàn)輕微的毒性效應（即相當于）。高、中、低劑量

組劑量一般按等比例計算，劑量間距應為或Jib,低劑量組劑量一般為高劑量組劑量的?。

急性毒性試驗分組和劑量選擇見下一章。亞慢性毒性試驗的高劑量應該用急性毒性的的某個

分數(shù)或。在長期或致癌試驗，最高劑量選擇為由亞慢性毒性試驗確定的最大耐受劑量o,毒

動學或代謝資料可能有助于決定劑量，特別是有受試物或其代謝產(chǎn)物的蓄積或有劑量依賴性

解毒改變的證據(jù)。有人認為，在新藥安全性評價中，試驗期限等于或小于天，限度劑量為/

（?）；如大于天限度劑最為/（、）＜.在無毒性情況下，對限度劑最的例外是基于該途徑的最

大染毒容量。

毒理學試驗常用的對照有種：

（）未處理對照組（以前有稱為空白對照組）：即對照組不施加任何處理因素，不給受試物

也不給以相應的操作。未處理對照組往往用于遺傳毒理學試驗中，確定指示生物的生物學特

征的本底值，進行質量控制。

（）陰性（溶劑/賦形劑）對照：不給處理因素但給以必須的實驗因素（溶劑/賦形劑），以

排除此實驗因素（溶劑/賦形劑）的影響，陰性對照作為與染毒組比較的基礎“沒有陰性對照

組就不能說明受試物染毒與有害作用之間的關系。例如，在實驗中，染毒各劑量組實驗動物

出現(xiàn)某些異常、甚至死亡；如果陰性對照組沒有發(fā)現(xiàn)異常，我們可以認為此種異常和死亡是

由于受試物的毒作用；如果陰性對照組也出現(xiàn)同樣的異'首和死亡，則應考慮是由于實驗動物

患某種傳染病或其他非實驗因素所致，必須重新進行實驗。

（）陽性對照：用已知的陽性物（如致突變物）檢測試驗體系的有效性。陽性對照組最好與

受試物用相同的溶劑、染毒途徑與采樣時間。在遺傳毒理學試驗、致畸試驗和致癌試驗中都

使用了陽性對照組，陽性對照組是用已知的致突變物、致畸物或致癌物染毒，應該得到肯定

的陽性結果（即致突變性、致畸性或致癌性）。這是由于這些試驗，特別是遺傳毒理學試驗的

變異較大，為了進行質量控制而設置陽性對照組。當同時進行的陰性（溶劑/賦形劑）對照組

不能得到陰性結果，陽性對照組不能得到陽性結果，說明此次實驗質量有問題，全部數(shù)據(jù)無

效，必須重新實驗。在遺傳毒理學試驗中，陽性對照與受試物應該用同樣的途徑和溶劑/賦

形劑，但如有困難，則不同的染毒途徑、不同溶劑/賦形劑也可以接受。

（）歷史性對照：由本實驗室過去多次實驗的對照組數(shù)據(jù)組成，上述三種對照都可閡成

相應的歷史對照。歷史對照的最好用途是通過同質性檢驗檢查試驗體系的穩(wěn)定性，即進行實

驗室質量控制和保證。由于實驗毒理學的各種參數(shù)至今尚沒有公認的參考值，因此歷史性對

照均值與其范圍在評價研究結果時至為重要。

以.1??所述適用于大多數(shù)的毒理學體內(nèi)試驗。在急性毒性試驗測定或時，劑量組數(shù)根據(jù)選用的

設計和統(tǒng)計學方法而定，可以是組，也可以是?組。根據(jù)預實驗結果，希望所設計的中間劑

量組的劑量與最后得到的0接近。由于急性毒性試驗的觀察指標是死亡，并伴有嚴重的中毒

癥狀，對于有經(jīng)驗的實驗者可以不設陰性對照組。當然，如果使用了一種不常用的溶劑或者

要測定某種其他的參數(shù)如、急性和，則需要設置陰性對照組。

.各組動物數(shù)毒理學安全性評價試驗各組動物數(shù)取決于很多因素，如實驗目的和設計，要求

的敏感度、實驗動物的壽命、生殖能力，經(jīng)濟的考慮與動物的可利用性。各組動物數(shù)的設計

應考慮到統(tǒng)計學的要求。對各種常規(guī)毒性試驗的動物數(shù)要求，見以后有關章節(jié)。

.試驗期限某些試驗（如致畸試驗和多代生殖試驗）的試驗期限是由受試實驗動物物種或品系

而決定的。而其他毒性試驗的期限在某種程度上由定義所決定。如急性毒性是一次或天內(nèi)多

次染毒觀察天，亞慢性毒性試驗規(guī)定為染毒持續(xù)至實驗動物壽命的％,對大鼠和小鼠為天，

對狗應為年。慢性毒性試驗/致癌試驗一般規(guī)定為持續(xù)至實驗動物壽命的大部分。乂可分為

兩類，即規(guī)定試驗期限的試驗，或直到最敏感的組死亡率達到某一水平（通常為%）的試驗。

二、體外毒理學試驗設計

此處簡要討論在遺傳毒理學體外試驗共同考慮的幾個問題。

.測定受試物溶解性應該測定受試物在試驗介質中的溶解性。已注意到在試驗系統(tǒng)暴露期內(nèi)，

受試物的溶解性可能改變，因為存在細胞、、血清等。因此，在試驗開始和結束時評價溶解

性是有意義的。溶解性限度就是出現(xiàn)沉淀的最低濃度。

.試驗最高劑量的推薦對可溶性受試物濃度高于時可因高滲透壓在哺乳動物細胞引起損傷或

人工假象，對細菌則無此影響。由于受試物的分子量并不一定知道（如聚合物或混合物），因

此，在大多數(shù)情況下，可溶性受試物的試驗上限應該是：（）對哺乳動物細胞為或。。對細菌

試驗為平板。當受試物供應困難或非常昂貴（如生物藥劑），最高劑量低于或（或/平扳）是可

以接受的.

對不溶性受試物最高濃度的推薦有爭論，日本學者的資料表明，有的受試物僅在沉淀劑

量于細菌試驗和染色體畸變試驗中出現(xiàn)遺傳毒性。哺乳動物細胞具有吞噬作用，細菌不具有

吞噬作用。一般認為無毒性的可溶于適當?shù)娜軇┒蝗苡趯嶒炁囵B(yǎng)液（介質）中的受試物，最

高濃度應是溶解性限制（即產(chǎn)生沉淀的最低濃度），但不應干擾終點的計數(shù)。

對于有毒性的受試物，最高濃度在細菌試驗中應該是明顯顯示毒性的劑量，對哺乳動物細胞

試驗最高劑量，基因突變試驗應達到%~%存活率，而染色體畸變和試驗應達到％存活率。

對于沒有適當溶劑，完全不溶的受試物，則可以按平板或（）進行實驗以檢測雜質的致突變性。

或者，采用生理鹽水提取物進行實驗。

.代謝活化代謝活化常規(guī)使用（多氯聯(lián)苯）預處理的雄性成年大鼠肝勻漿離心上清液0,與

相應的輔因子（再生系統(tǒng)）。由于各國禁用限用多氯聯(lián)苯，可用苯巴比妥和B蔡黃酮聯(lián)合誘導

制備（，）。對體外哺乳動物細胞試驗，還可利用大鼠肝原代培養(yǎng)細胞等作為代謝活化系統(tǒng)。

.陽性對照陽性對照的劑量應選擇其劑量反應的直線部分，并且構成歷史性資料（歷史性對

照），并以其作為實驗質量控制的措施之一

.重復由質控良好的實驗得到明確的陰性結果和陽性結果，不強調(diào)要求重復。可疑結果

則應重復實驗，最好改變劑量范圍/劑量間隔、改變濃度或改變實驗方法進行重復。

第五節(jié)實驗動物的柒毒和處置

本節(jié)簡要介紹在動物實驗前的實驗動物準備、受試物的準備、染毒途徑和方法、動物處

死和生物標本采集的基本內(nèi)容，詳細的方法和步驟請查閱有關的毒理學實驗方法專著。

一、動物實驗前的準備

實驗動物在購進之后，應雌雄分開飼養(yǎng)。一般應進行?天的檢疫，在此期間應多次觀察動物,

與時剔除不健康的動物。觀察期結束，將實驗動物按實驗設計的要求進行標記和分組。

實驗動物的標記方法對嚙齒動物常用染色法，可用苦味酸（黃色）、品紅（紅色）的泗精飽和溶

液在動物被毛上染色，不同的顏色和染色部位表示不同的編號，可標出?號。由于被毛上顏

色會逐步消失，故需重復染色。對嚙齒動物還可用剪耳法標記。對狗等大動物一般用掛牌法。

實驗動物分組的原則要求所有的動物分配到各劑量組和對照組的機會均等，避免主觀選

擇傾向，減少偏性，以保證結果的準確可靠。正確的分組方法是隨機分組。實驗動物按性別、

體重順序編號，然后利用統(tǒng)計學的隨機數(shù)字表，按完全隨機分組法或配伍組隨機分組法，將

實驗動物分配到各劑量組和對照組。然后應計算各組實驗動物體重的均值和標準差，必要時

可將實驗動物適當調(diào)組，以使各組實驗動物體重的均值的差別不超過允許范圍。

二、受試物和樣品的準備

應了解受試物的純度與雜質成分，了解受試物的化學結構和理化性質，特別是其揮發(fā)性和溶

解性。杳閱文獻，檢索與受試物化學結構和理化性質相似的化合物的毒性資料，以作參考。

對各個毒理學試驗應該用同一種、同一批號受試物。受試物成分和配方必須固定。如是異構

體混合物，異構體比例必須固定?；钚猿煞值陌俜趾亢涂蓹z測的雜質的濃度也應固定。受

試物在貯存期內(nèi)穩(wěn)定性和在飼料中的穩(wěn)定性必須進行研究并報告。受試物應一次備齊全部實

驗的用量。

所需受試物總量=（XXX）X

式中：為每組動物數(shù)；為各處理組的劑量和（如=）;為染毒次數(shù)（通常為天）；為動物的平均

體重；為安全因子，防止損耗。

染毒前根據(jù)染毒途徑的不同，應將受試物制備成一定的劑型。常用的是制備成水溶液、油溶

液或混懸液。對溶劑和助溶劑的要求是，所用的溶劑或助溶劑應該是無毒的，與受試物不起

反應，受試物在溶液中應穩(wěn)定。對水溶性受試物，體內(nèi)試驗適當?shù)娜軇樗ń?jīng)口染毒）和等

滲鹽水（胃腸道外染毒）。水不溶性受試物應溶于或懸浮于適當?shù)挠袡C溶劑中。天然植物油（如

玉米油，橄欖油）可以用作為溶劑，有兩個缺點，即不可能保證得到成分完全一致的植物油,

植物油中的抗氧化劑成分等可影響受試物的毒性/遺傳毒性。二甲基亞研（）不適用于體內(nèi)實

驗，因其毒性較高，并且溶于的受試物在染毒后山現(xiàn)沉淀。

新藥安全性評價推薦混懸液賦形劑為％峻甲基纖維素鈉或％阿拉伯樹膠；受試物溶液應

新鮮配制，除非己證明貯存穩(wěn)定。其他的劑型見下文染毒途徑的介紹。

外源化學物用溶劑稀釋，一般講濃溶液比稀溶液毒性大，但是也有的外源化學物稀釋之后毒

性反而增加，即存在所謂“稀釋毒性”，其原因尚不清楚。

在準備染毒制劑時的要點:①在準備制劑時加熱受試物不應接近改變其化學性質或物理性質

的溫度。②如受試物為固體，并且評價其對皮膚的毒性，應保持其形狀和顆粒大小。③多成

分的受試物（混合物）應按配方配制，以使染毒制劑準確地反映原混合物（即其成分不應被選擇

性地懸浮或溶解）。④制劑應保持化學穩(wěn)定性和受試物的一致性。⑤制劑應減少總試驗容積,

利用溶劑或賦形劑的最不應過多。⑥制劑應易于準確染毒。⑦如可能，制劑應為?。⑧不應

用酸或堿使受試物解離（基于保護動物的原因，并避免改變腸道或仔小管內(nèi)的）。⑨如果應用

非胃腸道途徑，終溶液應盡可能接近等滲。

對于各種染毒途徑的最大容積，以受試的實驗動物物種或制劑來確定。一般規(guī)定，染毒最

大容積為：①經(jīng)口（對空腹動物）;②經(jīng)皮（根據(jù)體表面積計算，限于染毒的準確性）；③靜脈（分

鐘以上）；④肌肉注射（一個部位）；⑤每眼;⑥直腸；⑦俄道：大鼠，兔；⑧吸入；⑨算：猴

或狗每鼻孔。染毒的通常容積（最大容積）：大鼠灌胃為0/體重0,靜注為0/;小鼠灌胃為

（），靜注為（）；狗灌胃為0，靜注為0/。各種規(guī)范可能有不同的規(guī)定，應按規(guī)定進行二

三、染毒途徑

毒理學試驗中染毒途徑的選擇，應盡可能模擬人在接觸該受試物的方式。最常用的染毒

途徑為經(jīng)口、經(jīng)呼吸道、經(jīng)皮與注射途徑。不同途徑的吸收速率，一般是：靜脈注射〉吸入

》肌肉注射〉腹腔注射〉皮下注射〉經(jīng)口〉皮內(nèi)注射〉其他途徑（如經(jīng)皮等）。

.經(jīng)口（胃腸道）染毒常用有灌胃、喂飼和吞咽膠囊等方式。

（）灌胃：將受試物配制成溶液或混懸液，以注射器經(jīng)導管注入胃內(nèi)。一般灌胃深度從

□至劍突卜，最好是利用等容最灌胃法，即受試物配制成不同濃度，實驗動物單位體重的灌

胃容量相同。大鼠隔夜禁食，小鼠可禁食小時（因小鼠消化吸收和代謝速度較快），均不停飲

水。灌胃后?小時提供飼料。經(jīng)口多次染毒，一般不禁食，但應每日定時染毒。灌胃法優(yōu)點

是劑量準確，缺點是工作量大，并有傷與食道或誤入氣管的可能。

（）吞咽膠囊：將一定劑量的受試物裝入膠囊中，放至狗的舌后部，迫使動物咽下，此

法劑量準確，適用于易揮發(fā)、易水解和有異味的受試物。

0喂飼：將受試物摻入動物飼料或飲水中供實驗動物自行攝入。飼料中摻入受試物不

應超過％,以免造成飼料營養(yǎng)成分改變而影響實驗動物的生長發(fā)育“喂飼法符合人類接觸受

試物的實際情況，但缺點多，如適口性差的受試物，實驗動物拒食；易揮發(fā)或易水解佗受試

物不適用。而且，實驗動物應單籠喂飼，以食物消耗量計算其實際染毒劑量。

.經(jīng)呼吸道染毒經(jīng)呼吸道染毒可分為吸入染毒和氣管內(nèi)注入。

（）靜式吸入染毒：將一定數(shù)量的嚙齒類動物放在密閉的染毒柜中，加入易揮發(fā)的液態(tài)

受試物或氣態(tài)受試物使成一定濃度。一般升的染毒柜接觸小時，可放小鼠?只或大鼠只。靜

式吸入染毒簡易，但缺點較多，主要是隨試驗進行氧分壓降低（因此，實驗動物數(shù)量有限制）,

柜內(nèi)受試物濃度也逐漸下降（由丁動物吸入消耗、為被毛與染毒柜壁吸附所致），而且實驗動

物有經(jīng)皮吸收的可能。

靜式吸入染毒多以計算方法得到染毒柜內(nèi)受試物濃度，以表示。

（）動式吸入染毒：由染毒柜、機械通風系統(tǒng)和配氣系統(tǒng)三部分構成。對設備的要求較

高，優(yōu)點是在染毒過程中柒毒柜內(nèi)氧分壓與受試物濃度較穩(wěn)定，缺點是消耗受試物的量大，

并易于污染環(huán)境。動式吸入染毒又分為整體接觸和口鼻接觸兩種。

動式吸入染毒柜中受試物的濃度應實際監(jiān)測。

（）氣管內(nèi)注入：實驗動物在麻醉后，將受試物注入氣管，使之分布至兩肺。此法用于

建立急性中毒模型與塵肺研究。

.經(jīng)皮膚染毒經(jīng)皮膚染毒￡勺目的有兩種。一種是經(jīng)皮染毒毒性試驗，如經(jīng)皮測定常用大鼠，

皮膚致癌試驗常用小鼠。另一種是皮膚刺激和致敏試驗，皮膚刺激試驗常用兔和豚鼠，皮膚

致敏試驗用豚鼠。

試驗前用機械法（剃毛）或化學法（硫化鈉或硫化鋼）脫毛。要求是不應損傷脫毛區(qū)的表皮，脫

毛區(qū)面積不大于動物體表面積的％~%。于脫毛后小時涂抹?定量受試物，蓋上一層塑料薄

膜，再用無刺激性的膠布固定，接觸規(guī)定的時間。

.注射染毒注射用藥品，應以注射途徑染毒，對大小鼠可用靜脈注射，對非嚙齒類可模擬臨

床用藥途徑，如狗可用后肢隱靜脈注射，而嚙齒類的尾靜脈和肌肉注射難以多次染毒，必要

時可改為皮下注射。注射染毒，應調(diào)整受試物的與滲透壓，應?，最好是等滲溶液，動物對

高滲的耐受力比低滲強。靜脈注射應控制速度，大鼠尾靜脈注射最好控制在秒以上。腹腔注

射在遺傳毒理學實驗中有時也用，但在致畸試驗、肝研究不應該用腹腔注射，以避免可能的

損傷和局部高濃度對靶器官的影響。

四、實驗動物處死與生物標本采集

.實驗動物處死方法應盡量減少因處死方法不當而影響對病理與其他指標的檢查。大小鼠可

用頸椎脫臼法，然后股動脈放血。兔、豚鼠、狗等一般用股動脈放血處死。應盡量采用適當

的處死方法，減少實驗動物的痛苦。

.血液采集大小鼠如需血最小可用鼠尾采血，如需血最較多可用眼眶靜脈叢采血或處死時股

動脈放血采血。狗可用后肢隱靜脈抽血。不影響動物生理功能的最大取血量為其總血量（體

重）的％。

.尿液采集對大小鼠可用代謝籠，下部有糞尿分離器。對狗可用接尿法或導尿法。

.病理解剖和標本留取毒性病理學檢查是毒理學試驗重要的組成部分，病理學研究有助于確

定有害作用和靶器宜。毒性病理學檢查包括大體解剖和叁織病理學檢查兩部分。急性帚性試

驗中在試驗期中死亡或試驗結束處死的動物都應進行尸體解剖，因為急性毒性試驗的FI的是

得到有關可能的靶器官信息以與進行重復染毒試驗劑量設計的信息.在亞慢性，慢性，致癌

試驗，病理學是一個重要的終點。

（1）大體解剖：在實驗動物處死后半小時內(nèi)進行，解剖方法采用胸腔、腹腔臟器聯(lián)出法。

應觀察有關臟器的外形和表面情況、顏色、邊界和大小、質地、切面。對指定的臟器稱重，

并計算臟器系數(shù)。推薦的實驗動物病理解剖標準操作程序見圖。

動物固定在解剖板上，解剖頸部（頜下腺、腮腺、局部淋巴結等）

取一側乳腺與腹部皮膚：開腹并擴展切口（胰、脾、生殖器官、腎、

腎」.腺、宜腸、肯、I二指腸、空腸、回腸、腸系膜淋巴結、肝臟等）|

開胸（舌、喉、氣管、甲狀腺、甲狀旁腺、食管、心、肺、胸腺）|

|剝離左后肢（肌肉、坐骨神經(jīng)、股骨）；頭皮、耳;

開顱（■神經(jīng)、腦組織、垂體）：暴露脊髓（取出標

圖實驗動物病理解剖標準操作程序（中華預防醫(yī)學會環(huán)境病理學組，）

（）組織病理學檢查：對指定的器官或組織用鋒利的刀剪取材，應統(tǒng)一取材部位。組織

塊一般在倍體積的％福爾馬林中固定，此后常規(guī)制片（組織石蠟包埋、切片、染色）。應詳細

記錄顯微鏡下觀察到的病變，并做出病理診斷。必要時，請其他的病理學家對有疑問的或有

爭論的發(fā)現(xiàn)進行復查。利用特殊染色、組織化學與電子顯微鏡技術可有助于毒作用機制的研

究。

第六節(jié)毒理學實驗結果處理和分析

在毒理學試驗的設計和實施中應貫徹實驗設計的對照、隨機和重復的原則，實驗的各劑量組

所得到的結果應與陰性對照組比較。根據(jù)實驗結果（指標）的變量類型是數(shù)值變量（計量資料）

還是分類變量（計數(shù)資料），選用不同的統(tǒng)計分析方法。近年來，隨著毒理學的研究方法的發(fā)

展，也對生物統(tǒng)計學提出了更高的要求。

在評價毒理學試驗的結果時，應綜合考慮生物學意義和統(tǒng)計學意義。統(tǒng)計檢驗的假設是關于

總體特征的假設，檢驗方法是以統(tǒng)計量的抽樣分布為根據(jù)的，得到的結論是概率性的，不是

絕對的肯定或否定，不等同于有或無生物學意義。對實驗結果作出科學的判斷和解釋，應該

根據(jù)統(tǒng)計學分析的結果、生物學知識和經(jīng)驗。

一、毒理學試驗的統(tǒng)計學

統(tǒng)計學觀點與方法在毒理學試驗的設計和結果評價中起關鍵的作用，毒理學試驗的發(fā)展

也促進了生物統(tǒng)計學的發(fā)展。毒理學試驗統(tǒng)計學評價的主要進展是劑量一反應關系研究和對

超離差數(shù)據(jù)的統(tǒng)計。

.毒理學試驗設計的統(tǒng)計學要求毒理學試驗的設計應遵循隨機、重復與對照三個原則，要求

各觀察值具有代表性，并且是相互獨立的。毒理學試驗的設計具體涉與到劑量水平數(shù)目與間

隔，每個劑量點的實驗單位數(shù)，每個實驗單位接種與計數(shù)的細胞數(shù)，對照組的設置等。實驗

單位的確定對于樣品的獨立性是很重要的，實驗單位（）是進行處理時或觀察時獨立的最大采

樣單位。以動物和培養(yǎng)物作為實驗單位要比以細胞作為實驗單位更為可取。此外，如果同時

評價幾個不同因素的效應，應注意均衡的原則，實驗設計應可以區(qū)分不同因素的貢獻并分別

估計。

樣本的代表性要求具有同質性，即各處理組和對照組的非實驗因素的條件均?致，為此，各

實驗單位（動物或培養(yǎng)物）的分組與整個實驗的全部操作都應遵循隨機化原則。在利用形態(tài)學

指標的毒理學試驗，必須采用盲法觀察結果，以消除實驗者觀察結果的偏性。樣本應有足夠

的大小和適當?shù)闹貜痛螖?shù)，以估計處理之間、實驗室內(nèi)和實驗室間的變異性。一般可根據(jù)顯

著性水準、檢驗把握度、容許誤差、總體標準差等來估計樣本的大小。

嚴格執(zhí)行毒理學試驗設計為上述要求，才可能得到可靠性和重狂性良好的結果，也是進行正

確的統(tǒng)計學評價的基礎。良好的質量保證和實驗設計可以監(jiān)控系統(tǒng)誤差，而統(tǒng)計處理貝！用來

確定隨機誤差。

毒理學試驗的數(shù)據(jù)通常是由劑量水平和相應觀察值組成的二維關系型數(shù)據(jù)。毒理學試驗處理

組與陰性對照組觀察值均數(shù)的比較，如果資料可擬合某種分布，則適用于參數(shù)檢驗，其敏感

度和效率高于非參數(shù)檢驗；如資料不能擬合某些已知的分布，則應進行數(shù)據(jù)轉換，以滿足正

態(tài)性和方差齊性。如果任何變換都不能改善數(shù)據(jù)的分布，可能存在個別可疑值，應予以識別

和剔除。另一方面，可使用不依賴總體分布模型的非參數(shù)統(tǒng)計分析。

一種毒理學試驗資料可以有若干種正確的統(tǒng)計學分析方法，但可能不存在唯一正確的方法。

其原因主要是表面上不同的統(tǒng)計學分析方法常以相同的統(tǒng)計學概念和模型為基礎。另一方

面，利用不同的統(tǒng)計學方法來評價毒理學試驗資料缺乏比較研究。

()各處理組與陰性對照組兩兩比較和多個處理組與陰性對照組比較各處理組與陰性對

照組兩兩比較和多個處理組與陰性對照組比較常用的統(tǒng)計學方法見表。

表各處理組與陰性對照組兩兩比較和多人比較的統(tǒng)計學方法

連續(xù)性數(shù)據(jù)，正態(tài)分布離散性數(shù)據(jù)

類型分布未知

方差齊方差不齊二項分布泊松分布

處理組與陰卡方檢驗，確切概檢驗非參數(shù)法，如

性對照組兩檢驗，檢驗率法，檢驗秩和檢驗

兩比較

多個處理組平方根反正弦轉

檢驗改進的檢驗和法非參數(shù)法，如多

與陰性對照換，再用檢收，或

00重比較秩和檢

組比較0者法

0驗(，)

0劑量效應關系和劑量反應關系

劑量效應關系和劑量反應關系是毒理學研究的重要內(nèi)容。在急性毒性()研究中，就是典型的

劑量反應關系研究，是統(tǒng)計學的點值估計和區(qū)間估計。在其他毒理學試驗中的陽性劑量效應

關系和劑量反應的確定也應通過統(tǒng)計學處理和判定，盡管，可以用各處理組與陰性對照組兩

兩比較和各處理組間兩兩比較，發(fā)現(xiàn)高劑量組與中、低劑量組與對照組間差別有顯著性，中

劑量組與低劑量組和對照組間差別有顯著性，低劑量組與對照組間差別無顯著性，來證明有

劑量反應關系；但這種方法的效率較低。劑量效應關系和劑量反應的判定可以分為定性和定

量統(tǒng)計學兩大類。劑量效應關系和劑量反應關系的統(tǒng)計學定性分析即為趨勢檢驗，而統(tǒng)計學

定量分析則為模型擬合。趨勢檢驗是檢驗對自變量”規(guī)定的水平，反應的觀察值增高或降低

的趨勢的顯著性。當自變量為定量數(shù)據(jù)時，則可進行模型擬合，即劑量反應關系的定量研究。

趨勢試驗()，劑量為；反應為u,當有vv…V,無效假設為

：u=u=u備擇假設為：口WuW…Wu或口2u2…2u單調(diào)上升或單調(diào)下降趨

勢。如反應u為連續(xù)資料服從正態(tài)分布，當為定量數(shù)據(jù)，則可選用簡單的線性回歸或加權線

性回歸：如反應U為離散資料服從二項分布或泊松分布，可選用趨勢檢驗：如果樣本所屬的

總體分布未知，則可利用非參數(shù)法加趨勢檢驗(，)。

在毒理學數(shù)據(jù)的統(tǒng)計學方法中最主要的發(fā)展是劑量反應關系的統(tǒng)計學方法、超離差()計數(shù)資

料的統(tǒng)計學方法與廣義線性模型()。這些方法，可以利用統(tǒng)計程序包如，等來實現(xiàn)。對趨

勢檢驗和模型擬合等統(tǒng)計學方法可參閱

有關統(tǒng)計學專著。

.對常規(guī)毒理學試驗資料推薦的統(tǒng)計學方法(等，)

()體重和器官重量：體重常是毒性效應最敏感的指標之一。如果每組樣品最足夠大(或

個以上)，可用下述方法：①器官重量計算為體重的百分比。②按體重或體重改變分析。如

在試驗開始，動物隨機化分組（各組體重均數(shù)差別無顯著性，各組所有的動物體重:在總平均

體重的個之內(nèi)），利用體重改變分析比較好。③對各組資料利用方差齊性試驗，檢測方差齊

性。根據(jù)方差齊性或不齊，決定進一步的統(tǒng)計學檢驗。如果樣本最較小，可利用非參數(shù)檢測。

（）臨床化學：過去一般用檢驗或，但并非是最適當?shù)姆椒?。因為這些生化參數(shù)很少是

彼此獨立的。通常，所研究的并不是單獨某一個參數(shù)，而是與靶器官毒作用有關的一組參數(shù),

如，和同時增高強烈指示心肌損害。這時我們并不只是注意其中一個參數(shù)的增高，而是全部

個參數(shù)。而血清電解質（如鈉、鉀、鈣）常相互影響，一和降低常伴另一種增加。而且資料的

性質，由于這些參數(shù)的生物學性質或測定的方法，常不服從正態(tài)分布（為偏態(tài)分布）或為非連

續(xù)的，如肌甘、鈉、鉀、氯、鈣和血尿素氮。臨床化學資料適用的統(tǒng)計學方法：①，檢驗和

/或檢驗，檢驗，適用于：鈣、葡萄糖、、肌甘、膽堿脂酹、總蛋白、白蛋白..........

與血紅蛋白。②非參數(shù)適用于：總膽紅素、。

（）血液學：不同物種、品系的實驗動物血液學檢杳的數(shù)據(jù)，所服從的分布也可能是不同的。

這些參數(shù)的大部分是相互有關的，并依賴于所用的測定方法。數(shù)、血小板數(shù)和可用儀器測定，

數(shù)據(jù)適用于參數(shù)檢驗。紅細胞壓積0是由和得到的計算值，故依賴于此兩個參數(shù)；但如直接

測定，也可用參數(shù)檢驗。

血紅蛋白是直接測定的并是獨立的連續(xù)數(shù)據(jù)。但如同時存在血紅蛋白的多種形態(tài)倒血紅蛋

白、脫氧血紅蛋白、高鐵血紅蛋白等），則可能不是典型的正態(tài)分布，而呈多模型分布。

此時可用檢驗或多重秩和檢驗。

總數(shù)服從正態(tài)分布，井適用于參數(shù)檢驗。而的分類或報告為百分比或乘以總數(shù)得“絕對”分

類數(shù)。這些資料，特別是嗜酸性粒細胞不符合正態(tài)分布，應該用非參數(shù)統(tǒng)計。

應注意，單個參數(shù)的變化很少有生物學意義，因為這些參數(shù)是相互有關的，應注意發(fā)現(xiàn)并分

析預期的參數(shù)變化譜。

0組織病理學損害發(fā)生率：在亞慢性和慢性毒性試驗，強調(diào)了組織病理學檢查。統(tǒng)計

學分析是評價處理組動物組織病理學損害發(fā)生率是否高于對照組動物.除了癌發(fā)生率外，也

應注重發(fā)現(xiàn)其他病理損害，在處理組和對照組動物病理損害發(fā)生率比較常用卡方檢驗或精確

檢驗。利用雙側檢驗還是單側檢驗取決于研究者的要求。對于多重比較可用法，而且可利用

趨勢檢驗來評價劑量反應關系。

（）生殖毒性：對生殖毒性的統(tǒng)計學分析?，是以窩（或妊娠雌性動物）為實驗單位，而不是

幼體。生殖毒性試驗一般可得個變量：生育力指數(shù)0、受孕指數(shù)0、存活力指數(shù)。和哺育指數(shù)

（）。對這些變量，如樣本數(shù)為或以上可利用檢驗或非參數(shù)。如樣本數(shù)小于，則可用秩和檢

驗（用于組比較）或非參數(shù)（用于組或組以上的比較）。

（）致畸試驗：每組應有只妊娠動物。并且，實驗單位為窩，而不是胎體。如樣本數(shù)為

或以上，可近似為正態(tài)，利用參數(shù)檢驗（如卡方檢驗、檢驗或）、求評價結果。當樣本數(shù)小于，

可用非參數(shù)檢驗（秩和檢驗或非參數(shù)）。此外，檢驗也廣泛用于致畸試驗。

（）飼料和染毒柜中受試物濃度分析：當受試物摻入飼料進行喂飼試驗，或為氣溶膠吸

入試驗，應定期測定飼料中受試物濃度和染毒柜中受試物氣溶膠的濃度。采樣應隨機并有代

表性。一般要求飼料或空氣中濃度應在預定濃度的土％之內(nèi)；顯著增高的峰濃度可能超過代

謝或修復系統(tǒng)能力，出現(xiàn)急性毒作用0如果不了解飼料/空氣中真實的暴露水平，可能錯誤

地解釋該受試物的低水乎慢性毒性。氣溶膠顆粒直徑分級采樣可能得到分類資料（如〉u，?

U,?u,?以等），這種資料應該用幾何均數(shù)與其標準差來描述。

0致突變性試驗：絕大多數(shù)遺傳毒理學短期試驗（）的觀察值為計數(shù)資料（如突變體數(shù)、

畸變數(shù)、數(shù)）或是相對■數(shù)（如存活細胞的突變頻率），因此結果的統(tǒng)計學主要是對離散性資料的

統(tǒng)計學推斷。

從理論上來說，突變是罕見事件，服從泊松分布，但實際上，數(shù)據(jù)分布模型很復雜，也可服

從二項分布、負二項分布等。樣本分布的研究可用擬合優(yōu)度卡方檢驗、似然比檢驗、精確檢

驗、檢驗與推薦的離差檢驗。資料通常比常規(guī)的統(tǒng)計學分布模型具有更大的變異性，樣本數(shù)

據(jù)的均數(shù)與分布模型擬合較好，而方差顯著大于模型的方差，即出現(xiàn)超離差（）。超離差可假

定分布的均數(shù)服從某一特定的分布來表達，即構成復合分布（）。如負二項分布可記為泊松*

伽馬復合，其他還有多種復合分布，如泊松*反伽馬復合、泊松*正態(tài)復合等。忽視超離差可

使假設檢驗的笫一類錯誤概率增加、參數(shù)估計的可信區(qū)間過窄。因此，超離差是資料統(tǒng)計學

分析的重要問題。對超離差計數(shù)資料的統(tǒng)計學方法可參閱有關統(tǒng)計學專著，以卜.僅介紹最常

用的遺傳毒理學試驗的統(tǒng)計學方法的進展。

）試驗的統(tǒng)計學評價：試驗的結果每平板回變菌落數(shù)的分布不完全服從泊松分析，有超

離差現(xiàn)象：并且，其劑量反應曲線呈先上升后下降的傘形。等年提出倍判斷標準，在年改進

的方法中已不再推薦。倍判斷標準有較大的缺點，此判斷標準不是統(tǒng)計學判斷，對自發(fā)回變

率較高的菌株偏嚴，而對,自發(fā)回變率較低的菌株偏松。已發(fā)展了幾種統(tǒng)計學方法用于試驗的

假設檢驗和劑量反應研究，和等。利用基于生物學的機制模型，發(fā)展了程序，用于試驗結果

的判斷。

）遺傳毒理學體內(nèi)試驗：（包括微核試驗、染色體畸變試驗和顯性致死試驗）的統(tǒng)計學評

價：等0提出了步法。①確定實驗結果是否可接受。如果同時進行的陰性對照的均數(shù)在歷史

性對照的均數(shù)土之內(nèi)，則該實驗結果可以接受。如果不接受，則應重新進行實驗。②劑量反

應分析。利用同時進行的陰性對照資料進行劑量反應趨勢檢驗。有統(tǒng)計學顯著性的陽性趨勢

表明受試物處理的效應。③評價各個處理組反應，然后將各個處理組的均數(shù)分別與歷史性陰

性對照比較，如各個處理組均未顯示差別顯著性，但趨勢檢驗有顯著性意義，此實驗結果的

解釋需要生物學判斷。如果趨勢無顯著性，但經(jīng)多重比較校正后僅一個處理組與歷史性陰性

對照比較差別有顯著性（.；：），則此試驗結果的解釋也需要生物學判斷。這時，可認為

該實驗的結果為可疑。

同時陰性對照與歷史性對照重新試驗

（均數(shù)土）比較在范圍之外

I在范圍之內(nèi)

用同時陰性對照進行趨玲檢驗

有顯著性II無顯著性

各處理組與歷冬方處理組與歷史

性陰性對照比小、陰性對照比較

有顯著性?無顯著性I有顯著性?有顯著性

陽性可疑陰性

圖遺傳毒理學體內(nèi)試驗統(tǒng)計學評價的程序。

()行為毒理學：行為毒理學試驗一般得到種類型的資料：①觀察的記分值，來自開闊

場試驗等；②反應率，來自舔液，總活動或壓桿：③錯誤率，來自學習記憶試驗④到達終點

的時間。對這些數(shù)據(jù)常用的和推薦的統(tǒng)計學方法見表。行為發(fā)育毒性和生殖毒性研究的統(tǒng)計

學方法也見表，在斷乳前應以窩為實驗單位進行統(tǒng)計。

表行為毒理學的統(tǒng)計學方法(等，)

觀察類型常用的方法推薦的方法

觀察記分值__檢驗或單例非參數(shù)或秩和檢驗

反應率檢驗或單側一或一側

錯誤率檢驗，再進行檢驗精確檢驗或X卡方，一檢驗

到達終點時間檢驗或一側檢驗再進行檢驗或

行為發(fā)育或生殖試驗檢驗，再分別進行檢驗精確檢驗或非參數(shù)或檢驗

()質量控制圖：毒理學試驗中各種實驗室檢驗可參照臨床實驗室制作質控圖(

),旨在直接觀測誤差趨勢，便于與早采取措施，預防和杜絕不合格的實驗報告。質控圖的

種類較多，最常用的是常規(guī)質控圖。如果再輔以累加0質控圖更易發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差。

二、統(tǒng)計學意義和生物學意義

在評價毒理學試驗結果時，要綜合評價實驗結果的統(tǒng)計學意義和生物學意義。

一般來說，具有統(tǒng)計學意義是具有生物學意義的必要條件之一。正確地利用統(tǒng)計學假設檢驗

的結果有助于確定實驗結果的生物學關聯(lián)。在判斷生物學意義(即生物學重要性)時，可考慮

以下步驟。

()縱向比較：此參數(shù)的改變有無劑量反應關系?；瘜W物毒作用的劑量反應關系是毒理

學研究的基本假設。當某參數(shù)的改變存在陽性劑量反應關系，就可認為此參數(shù)的改變與受試

物染毒有關，具有生物學意義C

0橫向比較：此參數(shù)的改變是否伴有其他相關參數(shù)的改變,例如，生化參數(shù)很少是彼

此獨立的，單個劑量組的一個參數(shù)有統(tǒng)計學顯著性的改變一般不認為有生物學意義，除非此

改變?yōu)槠渌麉?shù)改變所支持。如沒有骨髓或脾組織學改變或沒有高鐵血紅蛋白生成，見單有

紅細胞計數(shù)的改變是沒有生物學意義的。同樣，在免疫毒理學中，單有淋巴細胞計數(shù)論改變

不伴有淋巴結組織學改變也可能是沒有生物學意義的。

()與歷史性對照比較：由于目前尚無公認的實驗動物參考“正?！敝担瑧杀緦嶒炇依?/p>

相同品系的實驗動物和相同的溶劑，進行至少次獨立實驗的陰性(溶劑)對照的資料構成，以

其均值土.X標準誤作為參考值的范圍。同時進行的陰性對照應在歷史性對照的均數(shù)土范圍

之內(nèi)，否則應重新試驗。另有認為，凡某種觀察值與對照組比較，差別具有統(tǒng)計學顯著性(<),

并符合下列情況之一者，即可認為已偏離正常參考值范圍，屬于有害作用。①其數(shù)值不在正

常參考值范圍之內(nèi)；②其數(shù)值在正常參考值范圍之內(nèi)，但在停止接觸后，此種差異仍持續(xù)一

段時間；③其數(shù)值在正常參考值范圍之內(nèi)，但如機體處于功能或生化應激狀態(tài)下，此種差異

更加明顯。應該指出，后兩種情況需要附加的試驗設計。

另外，還有一些其他的考慮。如處理組同時與對照組兩組均數(shù)之差值應超過檢測誤差的兩倍

以上。某些血液生化指標［如、等)的測定值升高才有生物學意義。

當處理組數(shù)據(jù)與陰性對照組比較差別有顯著性，并且經(jīng)分析認為是與處理有關的生物學

效應，應進一步判斷其為有害效應還是非有害效應。決定一種效應是否為有害作用需要專家

的判斷。不同指標或參數(shù)的生物學意義和重要性是不同口勺。

在分析和綜合評價實驗結果的統(tǒng)計學意義和生物學意義時，可能遇到四種情況，見表。

在此表中，第I和第N種情況最為常見，第I種情況是無統(tǒng)計學意義也無生物學意義，第IV

種情況是有統(tǒng)計學意義也有生物學意義。但是有時在實驗結果中會出現(xiàn)第II和第III種情況。

表毒理學試驗結果的統(tǒng)計學意義和生物學意義

統(tǒng)計學意義

生物學意義

無有

無IIII

有IIIV

第III種情況是有統(tǒng)計學意義但無生物學意義，例如在某個亞慢性毒性試驗中，中劑量組

動物血液白細胞計數(shù)低于陰性對照組，差別有顯著性（＜1,而高劑量組和低劑量組動物血白

細胞計數(shù)與陰性對照組比較差別無顯著性（＞）。由于在此實驗結果中未出現(xiàn)劑最反應關系，

因此中劑量組血液白細胞計數(shù)降低可能是由于偶然因素造成的，沒有生物學意義。但是，如

果僅在高劑量組動物血液白細胞計數(shù)降低，與陰性對照組比較差別有顯著性（＜）時，必須

仔細地核實高劑量組的資料。如果資料無任何疑問，可認為此變化可能具有生物學意義。最

好是重新進行一個亞慢性毒性試驗，并加大受試物的劑量，如果能夠觀察到劑量反應關系，

則說明此劑量組血白細胞計數(shù)降低是有生物學意義的；如果加大受試物劑量沒有觀察到劑量

反應關系，才可以說此劑量組血白細胞計數(shù)降低沒有生物學意義。因此，在判斷實驗結果的

生物學意義時，有無劑最反應關系是關鍵。有統(tǒng)計學意義但無生物學意義的情況，更常見的

是因為實驗設計和實施不良所致。

第n種情況是具有生物學意義但無統(tǒng)計學意義，這可能是因為該事件的發(fā)生是極端罕見的，

例如在哺乳動物致癌試驗中，在染毒組中出現(xiàn)對照組中沒有的腫瘤類型，盡管從統(tǒng)計學上此

種腫瘤的發(fā)生率很低，與對照組比較差別無顯著性（＞）,但還應該認為是有生物學意義的。

利用一種以上的實驗動物，當某種效應在一個物種出現(xiàn)而在另一物種不出現(xiàn)，或一個物種遠

比另一物種敏感時，則使結果的解釋復雜化，難以確定以哪個物種的實驗結果外推到人最為

合適。除非有足夠的資料（通常是比較毒動學或毒效學資料）可以表明最合適的物種，一般是

以最敏感的物種來確定和安全限值。

以上各節(jié)我們討論了毒理學動物實驗的基礎，介紹了對外源化學物進行毒性評價的實驗設

計、實施、結果分析等各個環(huán)節(jié)。實驗的質量控制是保證實驗數(shù)據(jù)具有科學性、準確性和公

正性的先決條件。沒有質量保證，實驗數(shù)據(jù)的可靠性是無法肯定的。美國食品藥品管理局（）

于年就提出了“優(yōu)良實驗室規(guī)范（）“，此后美國環(huán)保局o,以與經(jīng)濟發(fā)展和合作組織。都提出了

類似的規(guī)定。我國年國家科委頒布《實驗動物管理條例》，年國家科委頒布《藥品非臨床研

究質量管理規(guī)定（試行）》，食品安全性毒理學評價程序。中