亚慢性、慢性毒性及其评价方法
[医学]第六章 化学毒物的一般毒性作用-亚慢性和慢性毒性
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二、蓄积作用的研究方法
目的：通过蓄积试验求出蓄积系数K，了解化学 物蓄积毒性的强弱，并作为慢性毒性试验及其 它有关毒性试验的剂量选择提供参考。 蓄积系数法 生物半衰期法
（一）蓄积系数法
蓄积系数(accumulation coefficient)：指多次染毒使半数 动物出现某种效应的总量与一次染毒的半数效量之比值。 一般采用大鼠或小鼠，以死亡作为效应指标。 K=ED50(n)/ED50(1) 或 K=LD50(n)/LD50(1) ED50(n):以慢性方式多次接触受试物时产生预期效应的 累积剂量之和。 ED50(1):一次接触该物质产生相同效应的一次剂量。
＊1. 实验动物的选择 ＊2. 剂量设计与分组 ＊3. 染毒途径与时限 ＊4. 观察指标
五、长期毒性试验的注意事项
重视实验项目管理：选择经验丰富的专业人员对项目的设计和实施 进行管理，保证仪器设备状态良好，工作人员专业培训。
实验室环境的要求：注意动物饲养和试验环境的规范化，符合 GLP 。
蓄积系数的评价
蓄积系数（Ｋ） 蓄积作用分级
<1
高度蓄积
1-
明显蓄积
3-
中等蓄积
5-
轻度蓄积
1. 固定剂量法
方法：
（1）急性毒性实验
LD50(1)
（2）1/20-1/5LD50 每日染毒
LD50(n)
（ 50%动物死亡时累计染毒的总量）
（3）计算K值：K=LD50(n)/LD50(1)
若累计染毒量已达到5个LD50，动物仍未死亡或死 亡未达到半数，可终止实验，其Ｋ值按 ＞５作为结果。
蓄积库（depot）：化学物蓄积的组织器官部位。常见 的蓄积库包括： 血浆蛋白 脂肪组织 肝脏、肾脏 骨骼
亚慢性和慢性毒理实验
3. 染毒途径
❖ 外来化合物的染毒途径，应当尽量模拟人类接触 受试化学物质的方式，并且亚慢性与慢性毒作用 研究的染毒途径应当一致。
❖ 亚慢性和慢性毒性试验常用经胃肠道、呼吸道、 皮肤染毒三种途径；药物临床前毒性试验中，动 物染毒途径应尽可能与人的用药途径一致。
胃肠道染毒
❖ 经胃肠道染毒毒物最好采用喂饲法，即将受试物 与食物或饮水混匀，使实验动物自然摄入。
❖ 在慢性毒性研究中，工业毒理学要求每天吸入4～ 6h，环境毒理学一般要求每天吸入8h。
❖ 凡需要在吸入期间喂食、喂水时，要注意防止受 试化学物质污染食物、饮水及食具。
经皮染毒
❖ 经皮染毒的去毛部位面积一般不大于动物体表总 面积的10%～15%，大鼠约为20～50cm2，每次染 毒4～6h，应防止动物舔食。
研究期限(月)相当于人(月) 1 3 6 12 24 34 101 202 404 808 12 36 72 145 289 6.5 20 40 81 162 6.5 20 40 81 162 4.5 13 27 61 107
❖ 慢性毒性实验的期限应依受试物的具体要求和实 验动物的物种而定，工业毒理学要求6个月，环境 毒理学和食品毒理学要求一年以上。如慢性毒性 试验与致癌试验结合进行则染毒期限最好接近或 等于动物的预期寿命。
❖ 2. 研究受试物亚慢性和慢性毒作用的靶器官； ❖ 3. 研究受试物亚慢性和慢性毒性剂量-反应(效应)
关系，确定其观察到有害作用的最低剂量 (LOAEL)和未观察到有害作用的剂量(NOAEL)， 提出此受试物的安全限量参考值；
4. 研究受试物亚慢性和慢性毒性损害的可逆性；
5. 亚慢性毒性试验为慢性毒性试验的剂量设计及 观察指标选择提供依据；
一种是啮齿类，一种是非啮齿类，常用大鼠和狗。 选择两种实验动物是为了降低外源化学物对不同 物种动物的毒作用特点不同所造成的将实验结果 外推到人的偏差。在亚慢性经皮毒性试验时，也 可考虑用兔或脉鼠。 ❖ 亚慢性和慢性试验选用雌雄两种性别，如某种药 物临床上只用于一种性别，此时可选用单性别的 动物。
短期、亚慢性和慢性毒性作用
试验周期在3个月以内的，在最后一 次给药后24小时和恢复期结束时各 进行一次各项指标的全面检测 试验中期检测指标
24
（6）特异性指标及其他
特异性指标
能反映毒物对机体毒作用本质的特征性指 标，常与其毒作用机制有关，可作为效应 生物学标志 根据受试物毒性资料，增加一些相关检查项目
25
（二）长期毒性试验的注意事项
专业化人才设计项 目实施管理 试验项目管理 保障设施仪器状态良好 专业培训的实验人员
26
试验设计合理
足够高的剂量以能观察到受试物的毒性作 用，动物死亡率不能超出10% 阴性结果 严格控制技术规范
可采取多设一个剂量组的方式
成功的试验设计 明确的剂量-反应关系 理想的LOAEL NOAEL
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试验动物环境 标准化 国际化 控制检测条件 检测仪器和辅助条件 短期内准确可靠 长期稳定可比
外源化学物的一般毒性作用
subacute toxicity/repeat dose toxicity subchronic toxicity chronic toxicity 公共卫生与热带医学学院 张文娟 毒理学系 zhangwj11@
第三节
短期、亚慢性和慢性毒性作用
一 概述
研究长期重复接触化学物毒作用的必要性 长期重复接触化学物毒作用分类
20
（2）实验室检测项目 血液学：RBC HGB WBC PLT
PT PTA Fbg ALP ALB
血液生化学指标：AST ALT
BUN TP GLU Crea
T-BIL T-CHO 21
（3）系统尸解和病理组织学检查 心 肝 肾 脾 肺 肾上腺 甲状腺 睾丸 卵巢 子宫 脑 前列腺
脏器相对重量（relative organ weight)
短期、亚慢性、慢性毒性评价
接触天数
1～4 5～8 … 25～28
每天接触剂量LD50 0.1 4天接触剂量LD50 0.4 累计接触剂量LD50 0.4
0.15 … 1.12
0.6 … 4.48
1
… 12.74
15
③剂量固定的20天蓄积法
通常采用经口灌胃染毒方式，将动物随机分成五组，包
括阴性对照组和1/20LD50，1/10LD50，1/5LD50，1/2LD50四 个剂量组，每组动物数10只。每日染毒一次，连续染毒20 天。观察每组雌雄合计动物数。
6
7
2.物质蓄积(material accumulation): 机体多次地接触 化学毒物一定时间之后，用化学分析方法能够测出 机体内存在该物质或其代谢产物时，称为物质蓄积。
3.功能蓄积(functional accumulatio): 机体多次地接触 化学毒物一定时间之后，虽不能测出该物质或其代 谢产物，但机体有慢性中毒的症状出现，这种情况 称为功能蓄积。
20
forward
毒效应谱
对外源化学物的负荷增加
意义不明的生理和生化改变
亚临床改变
临床中毒
死亡
损害效应
Hale Waihona Puke 癌 致突变 致畸fallback
21
(三)亚慢性毒性试验方法要点
22
1. 实验动物选择： ①物种和品系: 啮齿类 大鼠、小鼠、家兔 两个动物种属 非啮齿类 犬、猴子
评价：均无死亡
蓄积性不明显
仅1/2LD50有死亡 仅1/20LD50无死亡 均有死亡，且有剂量反应关系
弱蓄积性 中度蓄积 强蓄积
16
亚慢性和慢性毒性作用
17
一、亚慢性毒作用
6 第6章 一般毒性作用及其试验与评价方法
2、剂量设计与分组
• 根据受试物或其近似物的物理、化学性质选择与本实 验相同动物物种或品系，相同染毒途径的LD50值作为 参考值，选择剂量系列。 • 一般分四组：高中低三个剂量组及一个阴性对照组
3、确定实验动物染毒方法： 灌胃
4、观察周期及观察内容
观察周期：一般为14天或24h，但计算出LD50时应注明
• 品种、品系的选择 • 健康状况：健康成年动物
小鼠、大鼠测半数致死量，狗观察毒性反应。
• 年龄：大鼠180-240g，小鼠18-25g（35-50日 龄），家兔2-2.5kg，豚鼠200-250g，狗10-15kg。 • 性别：雌、雄各半，雌性实验动物要求是未 经交配和受孕的。 • 各剂量组动物数： 小动物数量为每组 10 只，大动物也应每组 6 只。
‘一次接触’
(P122)
经口接触和各种方式的注射接触，“一次接触”，是指 在瞬间将受试化合物输入实验动物的体内；
而经呼吸道吸入与经皮肤接触，“一次接触”是指在一
个特定的期间内实验动物持续地接触受试化合物的过程; 此外，当化学物毒性较低时，需要给予动物较大剂量时， 可在 24 小时内分多次给予，这时的急性接触即为“多 次”。
免费茶水的重金属严重超标
一份外国学者的研究指出， 中国13个品牌的香烟重金属含量超标
第二节 蓄积毒性
一、基本概念 P138
当化学毒物连续、反复进入机体，而且进 入的速度（或总量）超过代谢转化与排出的速度 （或总量）时，物质就有可能在体内逐渐增加并 贮留的现象--蓄积作用（accumulation） 化学毒物容易蓄积的组织和器官——贮存库
急 以性 死毒 亡性 为的 终上 点限 参 数 急 非性 毒 作致 性 用死 的 为性 下 终急 限 点性 毒参 性数 ，
毒理学实验
毒理学实验毒理学实验是一项重要的科学研究方法，用于评估化学物质对生物体的毒性。
通过实验可以了解化学物质对人体的潜在危害以及其对环境的影响，从而制定相应的防护措施和规定。
本文将介绍毒理学实验的基本原理、常见的实验设计和评估方法，并探讨其在毒理学研究中的应用。
毒理学实验的基本原理：毒理学实验是通过将动物或细胞系统暴露于不同剂量的化学物质中，观察其对生物体造成的伤害和影响来评估其毒性。
实验中通常包括急性毒性、亚慢性毒性和慢性毒性等不同类型的实验。
常见的实验设计：1.急性毒性实验：该实验通过口服、注射或吸入等途径将化学物质暴露给动物，观察其可能导致的突发反应和致死效应。
实验通常在短时间内完成，并根据动物的反应判断化学物质的急性毒性。
2.亚慢性毒性实验：该实验通过连续或间歇地将化学物质暴露给动物一段较长时间，观察其对生物体各个器官和系统的影响。
实验通常持续几周或几个月，并通过检测血液生化指标、器官病变和行为变化等来评估化学物质的亚慢性毒性。
3.慢性毒性实验：该实验通过长期暴露动物或细胞系统于化学物质，观察其对生物体的长期影响。
实验通常持续数月至数年，并通过观察癌症发生率、器官功能变化等来评估化学物质的慢性毒性。
评估方法：1. LD50（半致死量）：通过给动物不同剂量的化学物质，观察其在一定时间内造成50%动物死亡的剂量，从而评估其急性毒性。
2.组织病理学：通过组织切片和显微镜观察，评估化学物质对动物器官和组织结构的病变情况。
3.血液生化指标：通过检测动物体内的生物标志物，如肝功能指标、肾功能指标等，评估化学物质对生物体各个系统的影响。
4.外部观察和行为测定：通过观察动物的外貌和行为变化，评估化学物质对其行为、神经系统的影响。
毒理学实验在毒理学研究中的应用：1.安全评估：毒理学实验可用于确定化学物质的安全剂量和无效剂量范围，从而为制定相关安全规定和生产标准提供科学依据。
2.毒性机制研究：通过毒理学实验可以了解化学物质对生物体的具体作用机制，从而推测其毒性途径和潜在的毒性效应。
慢性毒性试验测定
慢性毒性试验测定1 目的检测受试物长期染毒对实验动物所产生的毒性作用，确定其最小观察到有害作用剂量，最大未观察到有害作用剂量及毒性作用的靶器官。
2 实验动物试验选用刚离乳的大鼠。
在试验结束时，每个剂量组每种性别的动物应不少于10只。
中间需活杀动物检查时，需相应增加实验动物数量。
3 试验分组将实验动物随机分在3个剂量组和1个阴性对照组。
阴性对照组除不接触消毒剂外，其它与实验组相同，若在试验中对受试物使用溶剂或赋形剂时，阴性对照组应给予相应剂量的溶剂或赋形剂。
试验剂量根据亚慢性试验结果选择。
高剂量应引起明显的毒性效应甚至个别动物死亡，低剂量应不引起毒性效应。
4 操作程序（1)用灌胃法或将受试物掺入饲料或饮水中喂饲。
掺入饲料的受试消毒剂的最高浓度一般不超过5%。
饲料中受试消毒剂应定期监测，观察其均匀性和稳定性。
（2）灌胃法每天给药一次。
（3）前3个月每周称量体重，3个月后每月称1次体重，调整受试物灌胃量。
如受试物掺入饲料，应定期称饲料消耗量。
如受试物溶于饮水中喂饲，需记录动物的饮水量。
（4)试验期限为一般为6个月，必要时可延长至2 年。
5 观察指标指标与亚慢性毒性试验基本相同，也可根据受试物对实验动物的亚慢性毒性作用和靶器官，可适当增加或更换一些针对性更强更灵敏的观察指标。
（1）临床观察：观察中毒表现，体重前3个月每周1次，以后每月1次。
（2）血液学检查：于试验的第3个月、6个月及以后每半年进行1次血液学检查。
（3）血液生化检查：检查时间同血液学检查。
（4）病理学检查：系统解剖：所有实验动物包括试验过程中死亡的动物都应进行完整的系统解剖和详尽的肉眼观察。
肉眼可见的异常组织都应留样作进一步组织病理学检查。
脏器重量：称取脑、肝、肾、肾上腺和睾丸重量并计算脏器系数。
组织学检查：对照组、高剂量组动物及系统解剖发现异常的组织均需作详尽的组织学检查。
当高剂量组有异常发现时，其它剂量组才进行相应检查。
检查脏器一般包括脑、心、肺、肝、脾、肾、胃、肠、肾上腺、甲状腺、垂体、睾丸（卵巢）和子宫等。
急性毒性、蓄积毒性、亚慢性毒性、亚急性毒性、慢性毒性资料区分
5
易混知识
毒性概念区分 蓄积性毒性(资料不要求，但注意区分)
蓄积性毒性：当化学毒物反复多次(未有时间要求)给动物(实验或靶动物)染毒，化学 毒物进入机体的速度（或总量）超过代谢转化和排泄的速度（或总量）时，化学毒物或 其代谢物在机体内逐渐增加并贮留的现象为化学毒物的蓄积作用。 蓄积作用是发生亚慢性、慢性毒作用的物质基础。 试验目的：求出外源化学毒物的蓄积系数K，了解蓄积毒性的强弱，并为慢性毒性试 验及其他有关毒性试验的剂量选择提供参考。 评价方式： 1.蓄积系数法（accumulation coefficient）以蓄积系数K为指标，一般认为K值越小，蓄 积毒性越大(参考《蓄积系数分级标准》表) 2.生物半减期法（biological half-life, t1/2）,根据得到的蓄积极限值可以推断产生中毒的 大概时间。
3
易混知识
兽药易混知识点 2.毒性概念区分 (临床资料22号-26号)
毒性：指外源化学物质在一定剂量、一定接触时间和一定接触方式下，对 动物机体产生的总体毒效应的能力，又称作一般毒性作用。 毒性分类 1.一般毒性根据外源化学物质剂量大小和时间长短分为：急性毒性、蓄积 毒性、亚慢性毒性、亚急性毒性、慢性毒性等。 442公告中中兽药要求的23号资料要求长期毒性试验（化药为亚慢性毒 性），长期毒性即包括：亚慢性毒性和慢性毒性试验！ 2.相对特殊毒性根据观察目标不同可分为：遗传毒性、生殖发育毒性、致 癌性、免疫毒性、神经毒性和神经行为毒性等。
毒理学评价的主要方法
毒理学评价的主要方法
毒理学评价的主要方法包括以下几种：
1. 急性毒性评价：通过对试验动物进行单次或短期接触某种物质后观察其毒性反应，并确定最低致死剂量（LD50）来评估其急性毒性。
2. 亚慢性和慢性毒性评价：通过长期暴露试验动物于某种物质，观察其在较长时间内的毒性反应，并确定毒性效应的发生阈值、无效剂量等指标来评估其亚慢性或慢性毒性。
3. 遗传毒性评价：通过基因突变试验、染色体畸变试验等方法，评估某种物质对基因和染色体的遗传毒性效应。
4. 畸胎毒性评价：通过在动物妊娠期间暴露于某种物质后观察胚胎发育异常情况，评估其对胚胎的毒性效应。
5. 致癌性评价：通过长期动物实验或流行病学调查等方法，评估某种物质对人类或动物致癌的潜在风险。
6. 突变原性评价：通过基因突变试验等方法，评估某种物质对细菌、真菌或其他微生物的突变诱导能力。
7. 生态毒理学评价：通过在实验室或自然环境中观察某种物质对生物群体、生态系统以及环境的影响，评估其对生态系统的毒性效应。
以上是毒理学评价的主要方法，不同的方法可以综合应用，以全面了解某种物质的毒性潜能和风险。
蓄积毒性作用与亚慢性和慢性毒作用
流行病学研究
通过调查不同人群中特定化学物质的 暴露水平与健康状况之间的关系，评 估其对人类健康的危害。
体外实验
利用细胞、组织或器官等体外模型研 究化学物质对机体的作用机制和毒性 效应。
联合暴露研究
研究多种化学物质同时或先后暴露时 对机体的联合毒性作用，以评估其在 环境中的实际危害。
蓄积毒性效应通常在较高暴露水平下发生，而亚慢性毒性 和慢性毒性效应则通常在较低暴露水平下发生。
转化
在某些情况下，蓄积毒性效应可能随 着暴露时间的延长而发展成为亚慢性 毒性效应或慢性毒性效应。
了解化学物质的蓄积毒性、亚慢性毒 性和慢性毒性有助于更好地评估其对 生物体的长期影响，并为制定相应的 预防和控制措施提供依据。
暴露时间与量
暴露时间和摄入量直接影响有 毒物质在体内的蓄积程度。
机体因素
年龄、性别、健康状况、遗传 因素等个体差异影响有毒物质 的蓄积和毒性作用。
环境因素
温度、湿度、空气质量等环境 因素可能影响有毒物质的蓄积 和毒性作用。
02
亚慢性毒作用
定义
亚慢性毒作用是指实验动物在比急性毒性试验更长的时间周期内 （通常为3-6个月）暴露于化学物质后所表现出的毒性效应。
THANK YOU
感谢聆听
累加效应
由于慢性毒作用是长期、反复接触的结果，因此 其效应可能是多个暴露的累加效应。
剂量-反应关系
慢性毒作用的剂量-反应关系通常呈曲线或直线 ，表明低剂量长期接触也可能导致有害效应。
种属差异和个体差异
不同物种和个体对同一化学物质的反应可能存在 差异，因此需要针对特定种群进行风险评估。
短期亚慢性和慢性毒性
35
2 染毒方式与期限 染毒方式原则：
1）尽量选用与人群实际接触相同的途径和方式 食品、药品、环境污染物
2）并与预期进行慢性毒性试验的接触途径一致。 一般以经口、经呼吸道和经皮肤三种途径
染毒，每日一次，连续给予
36
染毒期限
2倍
44
4 观察指标
45
（1）一般观察
1）进食量、外观体征、行为活动 综合性指标 初步判断作用部位、损害程度
46
2）动物体重：
体重的增长情况是综合反映动物健康状况最基本的 灵敏指标之一，受食欲、消化功能、代谢和能量消化变 化的影响。
如发现实验组动物体重增长减慢，停止或减轻，在 排除由于异味引起食欲不佳的前提下，可说明化学毒物 的毒性效应。
11
K值越小：表示化学物的蓄积性越大
K<1
实验动物对化学毒物发生过敏
K=1
化合物在体内完全蓄积或每次
染毒后毒效应叠加
K>=5 化合物蓄积性弱
12
蓄积系数分级标准
蓄积系数（K） <1 1～ 3～ 5～
蓄积毒级分级 高度蓄积 明显蓄积 中等蓄积 轻度蓄积
13
1.2 蓄积系数法常用试验方案
A 固定剂量法 B 剂量递增法 C 剂量固定的20天蓄积法
亚慢性原则：
* 理论上，选取对化学毒物代谢过程、生理反应和生化特性基
本上与人接近，且在急性试验中证明是对化学毒物敏感的物种和品
系
实际上，常用大鼠 犬 豚鼠
32
（2）性别、年龄和数量 雌雄各半； 刚断乳的动物：大鼠6－8周龄（80-100g），同
组动物体重不超过10%、组间平均体重不超过5% 大鼠、小鼠每组不少于20只，犬、猴不少于6只，
亚慢性毒性作用及其试验方法
亚慢性毒性作用及其试验方法一、概念和试验目的(一)概念亚慢性毒性是指实验动物连续多日接触较大剂量的外来化合物所出现的中毒效应。
所谓较大剂量，是指小于急性LD50的剂量。
(二)试验目的亚慢性毒性试验的目的，主要是探讨亚慢性毒性的阈剂量或阈浓度和在亚慢性试验期间未观察到毒效应的剂量水平，且为慢性试验寻找接触剂量及观察指标。
二、亚慢性毒性试验设计(一)亚慢性试验期限亚慢性毒性试验的期限“多日”的确切天数，至今尚无完全统一的认识。
一般认为在环境毒理学与食品毒理学中所要求的连续接触为3～6个月，而在工业毒理学中认为1～3月即可。
这是考虑到人类接触大气、水和食品污染物的持续时间一般较久，而在工业生产过程中接触化合物仅限于人一生中的工作年龄阶段，且每日工作不超过8小时之故。
现有学者主张进行实验动物90天喂饲试验为亚慢性毒性试验，即将受试物混合物饲料或饮水中，动物自然摄取连续90天。
这是由于有研究报道认为动物连续接触外来化合物3个月，其毒性效应往往与再延长接触时间所表现的毒性效应基本相同，故不必再延长接触期限。
相应地主张呼吸道接触可进行30天或90天试验，每天6小时，每周5天。
经皮肤试验进行30天。
（二）实验动物和染毒途径1、实验动物的选择亚慢性毒性作用研究一般要求选拔两种实验动物，一种为啮齿类，另一种为非啮齿类，如大鼠和狗，以便全面了解受试物的毒性阿特征。
由于亚慢性毒性试验期较长，所以选择被动物的体重(年龄)应较小，如小鼠应为15g左右，大鼠100g左右。
2、染毒途径亚慢性毒性试验接触外来化合物途径的选择，应考虑两点：一是尽量模拟人类在环境中接触该化合物的途径或方式，二是应与预期进行慢性毒性试验的接触途径相一致。
具体接触途径主要有经口、经呼吸道和经皮肤三种。
（三）剂量选择与剂量分组亚慢性试验的上限剂量，需控制在实验动物接触受试化合物的整个过程中，不发生死亡或仅有个别动物死亡，但有明显的中毒效应，或靶器官出现典型的损伤。
药物化学中的药物安全性与毒性评估
药物化学中的药物安全性与毒性评估药物安全性与毒性评估是药物化学领域中的重要研究内容，旨在评估药物对人类或动物体内的安全性以及潜在的毒性作用。
这些评估对于新药物的开发和上市以及现有药物的监管和安全使用具有重要意义。
本文将从药物安全性的定义、评估方法以及相关应用等方面进行阐述。
一、药物安全性的定义药物安全性是指药物在患者使用时所产生的有害反应的概率和严重性评估。
评估药物安全性的关键在于确定药物使用中可能产生的不良反应类型和频率，并据此决定药物的合理使用剂量。
药物安全性评估通常包括以下几个方面的内容：1. 急性毒性评估：评估药物在短期内对动物或人体的毒性作用，通常使用动物模型进行试验。
2. 亚慢性毒性评估：评估药物在长期或重复使用的情况下对动物或人体的毒性作用。
3. 慢性毒性评估：评估药物在长期使用的情况下对动物或人体的长期影响。
4. 代谢毒性评估：评估药物经过代谢产物在体内的毒性作用，通过检测代谢产物的生成和代谢动力学研究来评估。
二、药物安全性评估的方法药物安全性评估的主要方法包括：1. 动物试验：通过给动物注射药物或将其灌胃来评估药物的毒性作用。
动物试验通常包括急性毒性试验、亚慢性毒性试验、慢性毒性试验等。
2. 体外实验：使用细胞培养技术或体外组织分析来评估药物的毒性作用。
这些实验可以评估药物对细胞的毒性、细胞功能的影响等。
3. 临床试验：通过对人体进行临床试验来评估药物的安全性。
临床试验通常分为多个阶段，从低剂量到高剂量逐步测试，以评估药物在人体内的安全性和有效性。
三、药物安全性评估的应用药物安全性评估在药物研发、监管和使用中都具有重要的应用价值。
1. 药物研发：药物安全性评估是新药研发过程中不可或缺的一环。
通过评估药物的毒性作用，可以确定药物的合理用药范围和安全剂量，避免或减少不良反应的发生。
2. 药物监管：药物安全性评估可以为药品监管部门提供科学依据和参考，以确保药物在上市后的安全使用。
通过严格的药物安全性评估，可以及早发现并防止药物的不良反应，保障患者的用药安全。
第7章一般毒性作用及其实验与评鉴方法
第7章⼀般毒性作⽤及其实验与评鉴⽅法第六章⼀般毒性作⽤及其试验与评价⽅法⼀般毒性作⽤：是指毒物对动物机体产⽣的综合毒性效应，也称基本毒性作⽤根据接触毒物的时间长短可将产⽣的毒性作⽤分为急性毒性、亚慢性毒性和慢性毒性。
第⼀节急性毒性作⽤及其试验与评价⽅法⼀、急性毒性试验的概念急性毒性试验是指动物机体⼀次或24h内多次接触受试物后在短期内所产⽜的毒性效应及反应。
观察内容⼀般包括⾏为变化、外观改变以及致死效应。
观察时间⼀般为7d，观察范围可为7～28d（迟发毒性效应）。
凡经⼝或经注射给毒，“⼀次”的含义是指瞬间将受试物输⼊试验动物体内；若经呼吸或⽪肤给毒，“⼀次”则指在⼀个特定的时间内，使试验动物持续接受受试物的过程。
“24h内多次接触受试物”的概念是指当受试物毒性很低，⼀次接触还不能达到充分了解该受试物的毒性作⽤，或⼀次不能导⼊设计剂量的受试物时，需在24h内分次染毒。
⼆、急性毒性试验的⽬的（1）测定和计算出受试物的致死量及其他急性毒试参数，主要获得受试物对某种实验动物以某种接触途径的LD50值；(2)了解受试物对动物机体的急性毒性特征，靶器官和剂量⼀反应关系；(3)研究受试物在动物体内的动⼒学变化规律；(4)为下⼀步的亚慢性、慢性毒性试验及其他毒理学试验的剂量设计和观察指标选择提供依据。
三、急性毒性试验⽅法1．实验动物的选择和要求(1)品种、品系的选择实验动物选择的原则是以哺乳动物为主，选择两种或两种以上的动物，包括啮齿类(rodentspecies)和⾮啮齿类(nonrodenl species)，其中⾄少有⼀种⾮啮齿类动物。
啮齿类多选⽤⼩⿏和⼤⿏，⾮啮齿类常选⽤⽝或猴。
(2)性别和年龄或体重的要求对于实验动物的性别⼀般要求雌雄(早6)各半。
如果试验仅为某些特殊试验研究⽬标，也可选⽤单⼀性别。
如致畸试验可仅选雌性动物，对精⼦毒性试验可仅选雄性动物。
急性毒性试验通常要求刚成年的动物。
⼀般按体重选购，通常要求⼩⿏18～25g、⼤⿏180～240g、豚⿏．200～250g、家兔2～2．5kg、猫1．5～2kg、⽝4～6kg(⽝⼀般为1岁左右)。
亚慢性、慢性毒性及其评价方法
系统尸检和病理学检查
亚慢毒性试验中应重视病理学检查。 凡是在染毒过程中死亡的动物均应及时解 剖，肉眼检查后再进行病理组织学检查， 必要时作组织化学或电镜镜检。
脏器系数
脏器系数 (称脏/体比值)：是指某个脏器的湿重与 单位体重的比值，通常以100g体重计。 如肝/体比,即 (全肝湿重/体重) ×100, 此指标的意义：实验动物在不同年龄期，其各脏 器与体重之间重量比值有一定规律。若受试化学 物使某个脏器受到损害，则此比值就会发生改变， 可以增大或缩小。据此可提供受试物靶器官的重 要线索。 因此，脏/体比值是一个灵敏、有效和经济的指 标
观察指标为基础。其中包括体重、食物摄 取、临床症状、行为、血象和血液化学、 尿的性状及生化成分以及重点观察在亚慢 性毒性试验中已经显现的阳性指标。 应重视病理组织学的检查。凡试验期间死 亡的动物，都应做病理组织学检查。
观察指标
（四）慢性毒性试验的注意事项
1. 试验动物环境的要求： 2. 检测条件的控制：各化验测定方法应精确、可靠、 且进行质量控制 3. 重视试验前和对照组的检测：试验前应对一些预 计观察指标，尤其是血、尿常规及重点测定的生 化指标进行正常值测定，废弃个体差异过大的动 物 ➢在接触外源化学物期间进行动态观察的各项 指标，应与对照组同步测定
实验动物的选择
• 慢性毒性试验
年龄：大鼠 50~70g 狗 <8月 小鼠 初断乳 数量：小动物≥40 大动物≥8 性别：雌雄各半
2. 慢性毒性试验期限
– 工业毒理学—— 3－6个月 – 食品毒理学—— 6个月－1年 – 环境毒理学—— 6个月－1年 – 致 癌 试 验 —— 接近或等于动物的预期寿命
（一）蓄积作用类型：
• 物质蓄积（material accumulation)：实验动物 反复多次接触化学物后，用化学分析方法能够 测得机体内存在该化学物或其代谢产物。 • 功能 ( 机能 ) 蓄积（ functional accumulation)： 有的化学物在长期接触后，机体内虽不能测出 其原型或代谢产物，却出现了慢性毒性作用。
毒理学评价的四个阶段和内容
毒理学评价的四个阶段和内容通常包括以下：
1. 急性毒性试验（Acute Toxicity Testing）：
这是毒理学评价的第一阶段，主要目的是确定物质在短时间内（通常是一次或几次接触后）对生物体产生的有害效应。
内容包括：经口、皮肤接触和吸入途径的急性毒性试验，计算LD50（半数致死剂量），即导致一半实验动物死亡的剂量。
2. 遗传毒性试验（Genotoxicity Testing）：
这个阶段评估物质是否能够引起遗传物质（DNA）的损伤，这可能导致突变、癌症或其他遗传疾病。
内容包括：Ames试验（细菌回复突变试验）、染色体畸变试验和微核试验等。
3. 亚慢性毒性试验（Subchronic T oxicity Testing）：
在这个阶段，物质的毒性效应在较长时间内（几周到几个月）被研究。
内容包括：重复剂量毒性试验，观察动物的行为变化、体重变化、血液学参数、生化指标、器官重量和病理学改变等。
4. 慢性毒性试验和致癌性试验（Chronic T oxicity and Carcinogenicity Testing）：
这是最长的一个试验阶段，通常持续数月到数年，旨在评估物质长期暴露对生物体的影响，包括潜在的致癌性。
内容包括：生命周期研究，观察生长发育、生殖能力、寿命以及肿瘤发生率等。
在这些试验中，除了直接的毒性效应外，还会考虑物质的代谢途径、蓄积效
应、剂量-反应关系以及敏感群体（如孕妇、儿童和老人）的特殊反应。
这些信息对于全面评估物质的安全性和风险管理至关重要。
值得注意的是，具体的试验设计和要求可能会根据监管机构的指导原则和物质的特性进行调整。
食品毒理与卫生：亚慢性、慢性毒性试验设计(试验动物的选择原则、剂量选择与分组原则、观察指标的选择)
验中动物的年龄要小
物不少于20只，大动物不
和对照组中。
于亚慢性毒性试验，
少于6-8只；慢性试验动
选择初断乳动物。
物数量要多与亚慢性试验，
动物性别需雌选择与分组
外源化学物亚慢性毒性试验应求出其剂量-反应关系，确定未观察到有害作用的剂
量，并且充分观察受试物长期暴露的毒作用。因此，一般设计3个染毒组及1个阴
慢性毒性试验剂量设计一般以亚慢性毒性试验数据（亚慢性毒性试验的阈值或NOAEL
等）为依据。要求剂量设计能够体现：剂量-反应关系；最大无作用水平（NOAEL）；
最高剂量组能观察到某些毒作用所致变化。试验设计3个染毒组及1个阴性对照组。
最低剂量组剂量
1
以亚慢性阈值的 或以
100
1
LD50的
为最低剂量
1000
组，基本不出现毒反应。
中间剂量组剂量
1
1
以亚慢性阈值的 −
50
10
1
或以LD50的
100
为中剂量组，使动物出
现轻度毒反应。
最高剂量组剂量
以亚慢性阈值的
1
或以LD50的 为
10
−
最高剂量组，
使动物出现明显毒反应。
谢
谢
性对照组，必要时要再加1个受试物溶剂对照组。
最低剂量组剂量
中间剂量组剂量
应相当于亚慢性的阈值
水平或NOAEL水平。无
中毒反应或极轻微反应。
动物出现轻微中毒效应。
最高剂量组剂量
1
1
− 为最高剂量，再
20
5
以3-10倍组距确定中、低剂
量组剂量。动物应出现明显
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功能蓄积可能是
❑ 由于贮存体内的化学物或其代谢产物的数 量极微，不能检出物质的蓄积 ❑ 或者是由于每次机体接触化学物之后所引 起的损害累积所致
蓄积作用的检测有两类方法
• 理化方法：应用化学分析或其他技术测定 化学物进入机体以后，在体内含量变化的 过程 该方法可确定化学物的半减期，故可 作为检测物质蓄积的方法
二、慢性毒性作用 （chronic toxicity)
（一）概念 慢性毒性：是指实验动物或人长期 （甚至 终生）反复接触外源化学物所产生的毒性 效应。
• 慢性毒性试验的试验期限，应依受试物的 具体要求和实验动物的物种而定 • 如用大鼠试验期限可为1年，用狗则试验期 限可1～2年 • 慢性毒性试验可终生接触受试物 • 如果慢性毒性试验与致癌试验结合进行， 则实验动物染毒时间最好接近或等于动物 的预期寿命
• 蓄积系数法由于分次染毒的设计不同， 分 为： 1. 固定剂量法： ➢ 先测出1次染毒的LD 50（1），然后每天 给予 1/10(1/20) LD 50 直到半数动物死亡为 止， 此时总剂量即为 LD 50（n）
2. 剂量递增法： ➢ 实验开始时 ， 按 0.1 LD 50 × 4 天 ， 0.15LD 50 × 4天，0.22LD 50 × 4天， 0.34LD 50 × 4天，依次类推，最长28天， 试验期间，当化学物引起动物累计死亡一 半时间即可终止，计算K值
3、剂量选择与分组
亚慢性试验的上限剂量，需控制在实 验动物接触受试化合物的整个过程中，不发 生死亡或仅有个别动物死亡，但有明显的中 毒效应，或靶器官出现典型的损伤。此剂量 的确定可参考两个数值，一是以急性毒性的 阈剂量为亚慢性试验的最高剂量；一是以此 化合物LD 50 的 1/20－1/5为最高剂量。
Ⅲ 生物半减期法 ➢ 生物半减期法是用毒物动力学原理阐明 外源化学物在机体内的蓄积作用特征。
四、局部毒作用
• • • • • • • 1.皮肤原发性刺激试验 2.皮肤致敏反应试验 3.光致敏反应 4.光刺激试验 5.眼刺激试验 6.其他粘膜刺激试验 7.替代（体外）试验
实验动物的选择
• 慢性毒性试验
年龄：大鼠 50~70g 狗 <8月 小鼠 初断乳 数量：小动物≥40 大动物≥8 性别：雌雄各半
2. 慢性毒性试验期限
– 工业毒理学—— 3－6个月 – 食品毒理学—— 6个月－1年 – 环境毒理学—— 6个月－1年 – 致 癌 试 验 —— 接近或等于动物的预期寿命
（三）慢性毒性试验方法要点
1、实验动物的选择 慢性毒性试验选择实验动物的条件与亚慢 性毒性试验相同。但实验动物最好为纯系 甚至同窝动物均匀分布于各剂量组 实验动物年龄应较小，大鼠和小鼠应为初 断奶者，即小鼠出生后3周，体重 10－12g； 大鼠出生后3－4周，体重 50－70g。性别 要雌雄各半
3）食物利用率：是指动物每食入100g饲 料所增长的体重克数。分析比较接触组与 对照组食物利用率，有助于分析受试化学 物对实验动物的生物学效应 4）症状：实验动物在接触外来化合物过 程 中所出现的中毒症状及出现各症状的先 后次序、时间均应记录和分析
实验室检查指标： ➢ 血象：包括红细胞计数、白细胞计数和 分类、血红蛋白定量等 ➢ 肝、肾功能的检测： SGOT、SGPT、 血清尿素氮、尿蛋白定性或定量、尿沉渣 镜检等 一般为筛检性和探讨性
染毒途径
❑ 经呼吸道接触，每日接触时间，依试验要 求而定 ❖ 工业毒物的试验通常每日吸入4～6小时 ❖ 环境污染物一般要求每日吸入8小时或更 长
3. 剂量的选择与分组
一般设3个染毒剂量组和1个对照组， 必要时另设一个溶剂对照组，即无作用剂 量组、阈剂量组、发生比较轻微毒性效应 的剂量组(此为最高剂量组)。以求出明确的 剂量－反应关系。
三、蓄积毒性作用
• 蓄积作用（accumulation)：当化学物与机 体发生亚慢性接触，将反复进入机体，而 且当进入的速度或总量超过代谢转化与排 出的速度或总量时，化学物就有可能在机 体内逐渐增加并贮留的现象。
• 蓄积作用是发生慢性中毒的物质基础 ； • 一种外源化学物有无蓄积作用是评定该化 学物是否可能引起潜在慢性中毒的论据之 一，也是制定卫生限量标准时安全系数的 一种依据。
慢性毒性的剂量选择
• 阴性对照组 • 低剂量组 亚慢性阈剂量1/100 • 中剂量组 亚慢性阈剂量1/50～1/10 • 高剂量组 亚慢性阈剂量1/5~1/2 • 组距：2~5倍，最低不小于2倍
染毒组剂量的选择可参考三组数据
一是以亚慢性阈剂量1/5-1/2剂量为慢性毒
性试验的最高剂量，以这一阈剂量的1/501/10为慢性毒性试验的预计阈剂量组，并以 其1/100 为预计的慢性无作用剂量组
（二）慢性毒性试验的目的
1. 研究受试物慢性毒性的剂量一反应 （效 应）关系，确定其慢性毒性参数的下限， 即观察到有害作用的最低剂量（LOAEL） 和未观察到有害作用的剂量（NOAEL）， 为对该受试物的危险性评价和制定安全限 量提供依据
2. 研究受试物的慢性毒性效应谱，确定慢性 毒作用的靶器官 3. 如果试验期限不是终生染毒，则还应观察 受试物毒性损害的可逆性。 4. 为毒性机制研究和将毒性结果外推到人提 供依据
一是以急性毒性的LD50 剂量为出发点， 即
以LD 50 的1/10、1/100和1/1000为染毒剂量
各染毒剂量组之间的剂量间距应当大些，有
利于求出剂量-反应关系，也有助于排除实 验动物个体敏感性差异。 组间剂量差一般以 2-5倍为宜，最低不小于两倍
4. 观察指标
观察指标的选择，应以亚慢性毒性试验的
实验动物选择
亚慢性毒性试验 年龄：大鼠80~100g
狗 8~12月 小鼠10~15g
数量：小动物≥20
大动物≥6
性别：雌雄各半
2、染毒途径
亚慢性毒性试验接触外源化学物途径的选 择，应考虑两点： ① 尽量模拟人类在环境中接触该化合物的途 径或方式 ② 应与预期进行慢性毒性试验的接触途径相 一致 具体接触途径主要有经口、经呼吸道和经 皮肤三种
（一）蓄积作用类型：
• 物质蓄积（material accumulation)：实验动物 反复多次接触化学物后，用化学分析方法能够 测得机体内存在该化学物或其代谢产物。 • 功能 ( 机能 ) 蓄积（ functional accumulation)： 有的化学物在• 剂量固定20天蓄积试验评价标准 ➢ 各剂量组均无死亡，蓄积性不明显 ➢ 1/2LD 50 剂量组死亡，其他组无死亡， 则弱蓄积性 ➢ 1/20LD 50 剂量组无死亡，其他各组间死 亡数有剂量反应关系，则为中等蓄积性 ➢ 1/20LD 50 剂量组有死亡，各组间死亡数 有剂量反应关系，则为强蓄积性
3. 研究受试物亚慢性毒性损害的可逆性 4. 为慢性毒性试验的剂量设计及观察指标选 择提供依据 5. 为在其他试验中发现的或未发现的毒作用 提供新的信息，比较不同动物物种毒效应 的差异，为受试物毒作用机制研究和将研 究结果外推到人提供依据
（三）亚慢性毒性试验方法的要点
1、实验动物的选择 亚慢性毒性作用研究一般要求选择两种实 验动物，一种为啮齿类，另一种为非啮齿 类，如大鼠和狗，以便全面了解受试物的 毒性特征 由于亚慢性毒性试验期较长，所以被选择 动物的体重(年龄)应较小，如小鼠应为15g 左右，大鼠100g左右
• 在卫生毒理学实际工作中，蓄积作用试验多用小 鼠或大鼠为实验动物，一般以死亡为指标，其K 值计算公式如下： K= LD 50 (n）/LD 50 (1) LD 50 (n)表示引起一半动物死亡的累积总剂量 LD 50 (1)表示引起一半动物死亡的一次剂量 意义：K值越小，表示化学物的蓄积毒性越大
• 虽然蓄积系数法具有一定使用价值， 但是 某些外源化学物的慢性中毒效应，无法用K 值表示 • 例如多数有机磷化合物是属于轻度蓄积 (K>5)，但当小剂量反复与机体接触后，红 细胞与脑组织的乙酰胆碱酯酶可以持续降 低，而且伴有一定程度的中枢神经系统症 候
Ⅱ 剂量固定的20天蓄积法： ➢ 实验分为5组，包括阴性对照组和 1/20 LD 50 ，1/10LD 50 ，1/5LD 50 ，1/2LD 50 ， 每组动物数10只，雌雄各半， 每日染毒1次， 连续20天，观察每组动物死亡数
系统尸检和病理学检查
亚慢毒性试验中应重视病理学检查。 凡是在染毒过程中死亡的动物均应及时解 剖，肉眼检查后再进行病理组织学检查， 必要时作组织化学或电镜镜检。
脏器系数
脏器系数 (称脏/体比值)：是指某个脏器的湿重与 单位体重的比值，通常以100g体重计。 如肝/体比,即 (全肝湿重/体重) ×100, 此指标的意义：实验动物在不同年龄期，其各脏 器与体重之间重量比值有一定规律。若受试化学 物使某个脏器受到损害，则此比值就会发生改变， 可以增大或缩小。据此可提供受试物靶器官的重 要线索。 因此，脏/体比值是一个灵敏、有效和经济的指 标
• 生物学方法：即将多次染毒与一次染毒所 产生的生物学效应进行比较，故所测出的 蓄积性不能区分功能蓄积和物质蓄积。
（二）蓄积作用的研究方法
• 蓄积毒性试验目的 1. 求出外源化学物的蓄积系数，了解蓄积毒 性大小 2. 为慢性毒性试验及其他有关毒性试验的剂 量选择提供参考
Ⅰ蓄积系数法原理：
–蓄积系数(accumulation coefficient)：多次 染毒使半数动物出现效应(或死亡)的累积剂量 [ED50(n)]与一次染毒使半数动物出现相同效应 (或死亡)的剂量[ED50(1)]的比值，即： K＝ED50(n)/ED50(1) K＝LD50(n)/LD50(1)
观察指标为基础。其中包括体重、食物摄 取、临床症状、行为、血象和血液化学、 尿的性状及生化成分以及重点观察在亚慢 性毒性试验中已经显现的阳性指标。 应重视病理组织学的检查。凡试验期间死 亡的动物，都应做病理组织学检查。