亚慢性毒性作用
[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
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
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（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
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（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
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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)
亚慢性、慢性毒性及其评价方法
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。
毒理学——4
24
3．经皮肤染毒 脱毛：化学法脱毛或机械法脱毛 （体表面积的10%）。 染毒：局部涂敷受试物或大鼠、 小鼠浸尾法染毒。
25
4．经注射途径染毒
静脉注射或滴注；
腹腔注射； 肌肉注射； 皮下注射； 皮内注射； 椎管内注射
究和将研究结果外推到人提供依据。
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（三）亚慢性毒性试验方法的要点
1. 实验动物的选择
(1) 物种和品系 实验动物对受试物的生物转化、生理生 化、毒性反应与人类相当或相似。
两种实验动物，啮齿类和非啮齿类。
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(2) 性别、年龄和动物数 两种性别，每组雌雄各半；
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适宜容积染毒
① 经口：20ml/kg(空腹动物)； ② 经皮：2ml/kg； ③ 静脉：1ml/kg(5min以上)； ④ 肌肉注射：0.5ml/kg(一个部位)； ⑤ 眼睛：0.01ml/每眼； ⑥ 直肠：0.5ml/kg； ⑦ 阴道：大鼠0.2ml，兔lml； ⑧ 吸入：2mg/L； ⑨ 鼻：猴或犬每鼻孔0.1ml。
吞咽胶囊：将受试物装入胶囊中，放至舌 后部，迫使动物咽下。 喂饲：将受试物掺入动物饲料或饮水中供 实验动物自行摄入。
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2．经呼吸道染毒 吸入染毒 静式吸入染毒；
动式吸入染毒。
气管内注入
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静式吸入染毒 方法：将实验动物置于有一定体积的密 闭容器中，加入液态或气态受试物，形成 一定浓度的受试物空气环境进行染毒。 优点：简单、方便、受试物消耗少，适 合于小鼠。 缺点：氧气减少；浓度不稳定；经皮吸 收；不适合稍大动物；挥发性。
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
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(三)亚慢性毒性试验方法要点
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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
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亚慢性和慢性毒性作用
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一、亚慢性毒作用
《食品毒理学》复习题名词解释
《食品毒理学》复习题一、名词解释1. SPF动物:即无特定病原体动物(指动物体内无特定的微生物和寄生虫)是不携带潜在感染或条件致病菌,但带有非特定的微生物和寄生虫的动物,要求在屏障内系统生长,国际上普遍采用的动物。
SPF动物的种群来源于无菌动物或剖腹产净化动物;常见的SPF动物包括小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠、兔、犬和猴等。
2.危险性:据联合国人类环境会议筹备委员会(1971年)的定义,危险性是指接触某一种污染物时,发生不良效应的预期频率。
危险性是个统计学概念,可表达为绝对危险性和相对危险性。
3.剂量即药剂的用药量,一般是指单味药的成人内服一日用量。
也有指在方剂中药与药之间的比较分量,即相对剂量。
4.实验动物:实验动物是人工饲养,对其携带的微生物实行控制,遗传背景明确或者来源清楚的,用于科学研究、教学、生产、检定及其科学实验的动物。
5.RfD6.转基因食品:转基因食品(Genetically Modified Foods,GMF)是利用现代分子生物技术,将某些生物的基因转移到其他物种中去,改造生物的遗传物质,使其在形状、营养品质、消费品质等方面向人们所需要的目标转变。
以转基因生物为直接食品或为原料加工生产的食品就是“转基因食品”。
7.基因突变基因突变是指基因组DNA分子发生的突然的可遗传的变异。
从分子水平上看,基因突变是指基因在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变。
8.阈剂量:最小有作用剂量,指在一定时间内,一种外来化合物按一定方式或途径与机体接触,能使某项观察指标开始出现异常变化,或使机体开始出现损害作用所需的最低剂量,或称阈剂量。
也称最低观察到损害作用的剂量(LOAEL)。
9.危险性10.II相反应又称为结合反应,是外源化学物经过Ⅰ相反应代谢后产生或暴露出来的羟基、氨基、羧基、巯基、羰基和环氧基等极性基团,与内源性化合物或基团(内源性辅因子)之间发生的生物合成反应。
11.毒性:是指外源化学物质与机体接触或进入体内的易感部位后,能引起损害作用的相对能力,或简称为损伤生物体的能力。
毒性作用的机制
毒性作用的机制在科学研究领域中，毒性作用的机制是一个引人注目的话题。
毒性作用指的是某种化学物质对生物体产生的不良影响，可能会引起疾病、损害器官功能甚至致命。
毒性作用的机制研究有助于人们更好地了解有毒物质对生物体的影响过程，从而为毒性防治、药物开发等领域提供重要的理论依据。
毒性作用的分类毒性作用可以根据其机制分类为以下几类：1. 急性毒性急性毒性是指毒物在短时间内的大剂量暴露导致的毒性反应。
这种毒性通常表现为立即的、明显的毒性症状，甚至会导致中毒或死亡。
2. 亚急性毒性亚急性毒性是指毒物在相对较长时间内的低剂量、重复性暴露导致的毒性反应。
这种毒性症状通常不立即显现，但会在较长时间内逐渐积累，最终导致慢性中毒。
3. 亚慢性毒性亚慢性毒性是一种介于急性毒性和慢性毒性之间的毒性反应类型，通常表现为较长时间内的中等剂量暴露导致的毒性症状，有时症状可能会在暴露停止后继续存在。
4. 慢性毒性慢性毒性是指毒物在长期暴露下引起的毒性反应。
这种毒性通常表现为慢性疾病，如癌症、神经系统疾病等，其症状可能会在暴露停止后仍持续存在。
毒性作用的机制毒性作用的机制主要涉及毒物在生物体内的吸收、分布、代谢和排泄过程，以下是毒性作用的几个主要机制：1. 吸收毒物通常通过皮肤接触、口服、吸入等途径进入生物体内，在吸收过程中可能会受到生物膜的阻挡或促进，影响毒物的暴露水平。
2. 分布被吸收的毒物会在体内通过循环系统传播到各个组织和器官，并在不同的生理环境下发挥作用，导致毒物的分布不均匀，进而对生物体产生不同程度的毒性作用。
3. 代谢在生物体内，毒物可能会经过代谢作用产生代谢产物，有些代谢产物可能比毒物本身更具有毒性，加重毒性作用；而有些代谢产物也可能被身体排出，减轻毒性作用。
4. 排泄毒物或其代谢产物经过肾脏、肝脏、肺、皮肤等排泄途径被体外排出，排泄的速度和途径也会影响毒物在体内的暴露水平和毒性作用程度。
结语毒性作用的机制是一个复杂的过程，受多种因素的影响，通过对毒物的吸收、分布、代谢和排泄等环节的研究，有助于人们更全面地了解毒物对生物体的影响机制，为毒性防治、药物设计等提供科学依据。
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 ，
短期、亚慢性和慢性毒性
47
3）饲料消耗量： 食物利用率：动物每摄入100g饲料所增长的体重
克数（g体重/100g饲料） 评价：食物利用率有助于了解化合物毒性效应 观察内容：影响食欲 影响食物的吸收、代谢
食物利用率＝体重增长/进食量
48
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，
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
根据专业特殊性和管理部门有所区别
43
亚慢性毒性的剂量选择
阴性对照组 低剂量组 中剂量组 高剂量组
急性毒性的阈剂量
1/20~1/5 LD50
组距：3~10倍，最低不小 于2倍
慢性毒性的剂量选择
阴性对照组 低剂量组 中剂量组 高剂量组
亚慢性阈剂量或其1/5~1/2
化学毒物的一般毒性作用
体位异常，叫声异常，活动异常，不安，多动、 少动或呆卧，侧倒
运动状态
运动异常、运动失调、步态蹒跚、痉挛、抽搐、 强直、麻痹，后肢无力， 管状尾
对外界刺激反应性 脑、脊髓反射 肌肉张力 自主神经系统 瞳孔 腺体分泌
易兴奋、易激惹，感觉迟钝或过敏，反应低下或 过高
减弱或消失 松弛或紧张 散大或缩小 流涎，流泪，出汗
常用的急性毒性参数：
（一）LD50 (或LC5物急性毒性的 重要基础。 局限： LD50 (或LC50 )的测定受许多因素的影响； 不能反映化学毒物致死作用的中毒特征； LD50波动性很大。
11
（二）其他指标 1. 急性毒作用带 （Zac=LD50/Limac）： 可反应急性阈剂量距离 LD50 的宽窄，即表示引 起实验动物的死亡剂量与最低毒作用剂量之间剂 量范围的宽窄。其越大，表示化学物引起急性死 亡的危险性越小。 2. LD84/LD16(或LC84/LC16)： 灵敏性好、重复性强而且容易求。 3. LD100、LD01 4. 剂量反应曲线斜率 (即剂量-死亡曲线的概率单位直线的斜率)。图
8
中毒效应的强度 机体急性一次性大剂量接触毒物后所表现 出的一般行为、外观、大体形态的改变十分 明显，中毒症状严重，常常发生死亡。
9
二．急性毒性试验目的与常用参数
目的： A. 求出LD50以及其它的急性毒性参数，了解急 性毒作用强度。 B. 通过观察动物中毒表现和死亡的情况，了解 急性毒作用性质、可能的靶器官和致死原因， 提供化学毒物的急性中毒资料，初步评价对 人体产生损害的危险性。 C. 探求化学毒物急性毒性的剂量 - 反应关系， 为进一步毒理学试验的染毒剂量设计提供参 10 考依据。
32
3)病理检查及其它指标 对死亡的动物：均应及时进行大体解剖和病理组 织学检查。 对存活动物：在观察期结束时进行大体病理检查.
卫生资格考点：短期、亚慢性和慢性毒性作用
卫生资格考点：短期、亚慢性和慢性毒性作用卫生资格考点：短期、亚慢性和慢性毒性作用1.蓄积作用——具有蓄积作用是发生慢性毒作用的前提、外源化学物连续的、反复的进入机体，而且吸收速度或总量超过代谢转化排出的速度或总量时，化学物质就有可能在机体内逐渐增加并驻留，这种现象称为蓄积作用。
物质蓄积——实验动物反复多次接触化学毒物后可以用分析方法在体内测出物质的原形或其代谢产物损伤蓄积——在机体内不能测出其原形或代谢产物却出现了慢性毒性作用却出现了慢性毒性作用2.短期重复剂量毒性——实验动物或人连续接触外源化学物14~30天所产生的中毒效应3.亚慢性毒性——实验动物或人连续较长期(相当于生命周期的十分之一)接触外源化学物所产生的.中毒效应4.慢性毒性——实验动物长期染毒外源化学物所引起的毒性效应5.重复染毒毒性试验、亚慢性毒性作用和慢性毒性作用的目的：⑴观察长期接触受试物的毒性效应谱、毒作用特地啊俺和毒作用靶器官，了解其毒性机制⑵观察长期接触受试物毒性作用的可逆性⑶研究重复接触受试物毒性作用的剂量-反应(效应)关系，从初步了解到确定未观察到有害作用的剂量(NOAEL)和观察到有害作用的最小剂量(LOAEL)，为制定人类接触的安全限量提供参考值⑷确定不同动物对受试物的毒效应的差异，为将研究结果外推到人提供依据6.研究方法⑴亚慢性毒性试验是长期重复试验最常用的⑵实验动物的选择——皮肤致敏试验首选豚鼠，眼刺激试验首选家兔⑶染毒方式一般经口、经呼吸道和经皮染毒为多。
染毒频率为每日一次，连续给予。
⑷观察指标：①一般观察：每日观察实验动物进食量、体重、外观体征和行为活动、粪便形状等，发现有中毒反应的动物应去除单笼饲养，重点观察②实验观察项目：血液学指标，血液生化学指标，③系统尸解和病理组织学检查④可逆性检查⑤指标观察时间：每天观察一次，一般试验周期三个月以内则一般在最后一次给药后24小时和恢复期结束时各进行一次全面检测⑥特异性指标及其他：常与毒作用机制有关下载全文。
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。
大学课件-食品毒理学化学毒物的一般毒性作用-亚慢性慢性毒性
1．固定剂量法
• 先求出LD50（常选用大/小鼠灌胃或腹腔注射方法进行染毒） • 然后选取相同条件的40只(或更多)实验动物，分为两组
（染毒组，对照组），每组至少20只，雌雄各半。 • 试验组在1/20～l/50LD50的范围内选定一个剂量 • 每日以固定剂量、定时和相同途径进行染毒,试验期间观
2、实验动物染毒期限： 亚慢性毒性试验
–工业毒理学——1-3个月 –食品毒理学——3-6个月 –环境毒理学—— 3-6个月 慢性毒性试验 –工业毒理学——6个月或更长 –食品毒理学——1年以上或2年 –环境毒理学—— 1年以上或2年 –致癌试验—— 接近或等于动癌瘤
性肝坏死、亚急性肝坏死
肾
汞、铅
变性、坏死、炎症、萎缩、 中毒性肾病、急性肾小管坏死、肾
纤维化
固缩
脑
CO、铅
变性、坏死、出血、水肿、 中毒性脑水肿、中毒性脑病
脱髓鞘、神经胶质增生
肺 氯气、纯氧、铍、 水肿、出血，肺泡炎、 中毒性肺水肿，化学牲肺炎、弥漫
白草枯
纤维化
性肺泡损伤、肺透明膜病
心血管 钡、CS2 血液及造血 铅、苯
亚慢性试验评判：
NOAEL < 100Intakehuman —— 放弃 100Intakehuman < NOAEL < 300Intakehuman —— 继续慢性试验 NOAEL > 人的可能摄入量的300倍 —— 不必慢性试验，直接进行毒性评价
4
慢性试验评判：
• NOAEL < 50Intakehuman —— 放弃
系，则为强蓄积性。
20 d蓄积实验法结果评价表
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。
毒理学基础第6章(2)蓄积毒作用
❖ 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）LD50直到半数动物死亡为止， 此时总剂量即为LD50（n）
（2）剂量递增法：
实验开始时，按0.1 LD50 ×4天，0.15 LD50 ×4天，0.22 LD50 ×4天，0.34 LD50 ×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。
染毒注意的问题：
（1）小动物：灌胃或喂饲法 大动物：胶囊法或灌胃法
喂饲法注意： 混合均匀 受试物稳定 保证营养 受试物掺入量严格规定
（2）呼吸道染毒
染毒时间：2-6h/d 亚慢性：4小时 慢性试验：
间歇性：工业毒物 6-8小时 连续性：环境接触 22-24小时
（3）注射 （4）最好结合毒物动力学血药浓度的监测， 以保持生物学效应的每日相似性
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。
表示方法： （1）体重绝对增长量 （2）体重增长百分率（10％） （3）剂量-反应关系
性 ➢ 1/20 LD50 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 ➢ 1/20 LD50 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
2、 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
(二)短期重复剂量毒性、亚慢性和慢性毒性作用基 本概念
一般毒性作用(1)
2.改良寇氏 (Karber)法 -又称平均致死量法
要求： ① 5～7个剂量组，每组动物数相等； ② 死亡率呈正态分布； ③ 最低剂量组死亡率＜20%， 最高剂量组死亡率＞80%； ④ 各组剂量呈等比级数。 特点： ① 计算结果简便（按公式计算） ② 精确度高
LD50计算公式：
lgLD50＝Xk－i(p－0.5) pq n
•如实验结果发现雌雄动物间存在差异，则应将雌 性、雄性动物的实验结果分别进行统计
3.年龄和体重
实验动物年龄的选择主要取决于试验类型和评价的目的：
• 急性试验：刚成年的动物，通常以体重来表示：
大鼠180～240g，小鼠18～25g，家兔2～2.5kg， 豚鼠200～250g，狗10～15kg。
• 亚慢性和慢性试验：初断乳的动物，
4.最大耐受量(Maximum Tolerable Dose,MTD) 法
有的化学物毒性非常低，或是无毒的化学物，在急性毒 性试验中当给予最大耐受剂量，或达到规范所规定的最 大限量或以上时，实验动物仍无明显毒性体征，或虽有 毒性体征，但无死亡，此时可不再求LD50，而求出最大 耐受剂量（MTD）。
啮齿类:小鼠、大鼠、豚鼠或家兔
非啮齿类：犬或猴 • 急性经口、经皮或吸入毒性试验：大鼠
• 皮肤刺激、眼刺激试验：家兔
• 皮肤致敏试验：豚鼠
(一)实验动物的选择
2.级别和性别
级别：使用Ⅱ级(清洁级)或Ⅱ级以上动物 性别:一般要求雌、雄各半
•如已知动物对受试物的敏感性有性别差异，则应 选择敏感性别
经典急性毒性试验的局限性
(1)消耗的动物量较大
(2)获得的信息有限
(3)测得的LD50仅仅是一个近似值且波动性大
(4)在安全性评价中仅评价动物死亡和简单的症状观 察是不够的，更需要的是生理学、血液学及其它化验 检查所提供的深入细致的毒性信息。
2023年毒理学之化学毒物的一般毒性作用相关知识解读
✓ 鼠类的灌胃法：用左手固定鼠，右手持灌胃器， 将灌胃针从鼠的口腔插入，压迫鼠的头部，使口 腔与食道成一直线,将灌胃针沿咽后壁慢慢插入食 道，可感到轻微的阻力,此时可略改变一下灌胃针 方向，以刺激引起吞咽动作，顺势将药液注入。 一般灌胃针插入小鼠深度为3～4cm，大鼠或豚鼠 为 4 ～ 6cm 。 常 用 灌 胃 量 小 鼠 为 0.2 ～ 1ml ， 大 鼠 1～4ml，豚鼠1～5ml
②品系纯化 ③级别：清洁级以上的动物【实验动物分为：无菌动物、悉生
动物、无特定病原体动物（SPF动物）、清洁动物和普通动物】 ④性别 ⑤年龄和体重 ⑥生理与健康状况
除
试验动物的种属和品系
• 试验动物的种属和品系
– 最好用两种种属的动物 – 啮齿类（rodent species）
小鼠（昆明种、NIH、ICR) 大鼠(Sprague-Dawley（SD）、Wistar ) 豚鼠或家兔 – 非啮齿类（nonrodent species）：狗或猴 – 急性皮肤毒性试验可选用成年大鼠、豚鼠或家兔，优先考 虑白色家兔。而急性吸入毒性试验和经口急性毒性试验则 优先考虑大鼠
2023年毒理学之化学毒物 的一般毒性作用 2 亚急性毒性作用 3 亚慢性毒性作用 4 慢性毒性作用
外源化学物一般毒性评价 和研究的主要目的
确定受试物毒作用的表现和性质
确定受试物毒作用的剂量－反应（效应）关系
确定毒作用的靶器官
确定损害的可逆性
其它：敏感检测指标和生物学标志、毒作用机制、 毒物动力学、中毒的解救措施…
▪ 易感性生物学标志可用以筛检易感人群，保护高危人群
生物学标志
接触标志
效应标志
暴露 吸收剂量 靶剂量 生物学效应 健康效应
易感性标志
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可基本确定外源化学物的NOAEL
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基本概念
慢性毒性试验
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，一般 2年，对大鼠
相当于终生染毒
耗费大量人力、物力和时间，一般只有必要时 才做 现在慢性多为 2年，除非致癌试验，没有必要 进行更长时间的染毒
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基本原则- 实验动物-级别
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基本原则- 动物选择-3R原则
减少（Reduction）
替代（Replacement）
优化（Refinement）
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基本原则-染毒
与人群实际接触相似的途径！
染毒途径：消化道、呼吸道、皮肤、注射
• 工业毒物：经呼吸道、皮肤
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基本概念
短期重复剂量毒性作用
基本成为一种初步估计长期接触可能引起的毒
效应的经济实用的短期重复染毒试验
列入我国食品、消毒剂、农药和新化学品的评 价规范 初步确定NOAEL和LOAEL
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基本概念
亚慢性毒性试验
亚慢性毒性试验结果判断慢性毒性效应基本得 到认可 现在亚慢性毒性试验为比较常用的长期重复染 毒毒性试验，基本可以替代慢性毒性试验
等级 I级 II级 普通动物 清洁级 无特定 病原体动物 无菌动物 饲养环境 开放系统 屏障系统 屏障或 隔离系统 隔离系统 要求 应没有传染给人的疾病 种系清楚，没有该动物特有的疾病
III级
IV级
没有致病病原体
在全封闭无菌条件下饲养的纯系动物， 动物体外不带有任何微生物与寄生虫
无特定病原体（Specific pathogen Free, SPF）
水溶液、混悬液、油溶液
水溶性受试物，蒸馏水、去离子水、生理
盐水，保持与体内渗透压一致
水不溶性受试物，溶于或悬浮于适当的有 机溶剂中 受试物一般应临用前新配 纯度
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基本原则-受试物及处理
适宜容积染毒
毒性较大的受试物给药量较小
毒性较低的受试物常需较大量的染毒
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生物学标志（Biomarker）
暴露标志
DNA加合物 代谢产物
效应标志
DNA加合物 微核/染色体畸变 基因突变 ……
易感标志
I/II相代谢酶 DNA修复酶 ……
……
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基本概念
短期重复剂量毒性作用：试验动物或人连续接
暴 露 时 间
触外源化学物14-30天所产生的中毒效应 亚慢性毒性(subchronic toxicity): 连续较长 时间(相当于生命周期的1/10)接触外源性化学 物所引起的毒性效应 慢性毒性(chronic toxicity): 实验动物长期染 毒外源化学物所产生的毒性效应，长期没有统 一、严格的时间界限，可以终生
作用（短期），亚慢性毒性作用，慢性毒作用
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蓄积作用
蓄积作用(accumulation)
具有蓄积作用是发生慢性毒性作用的前提 外源化学物连续反复地进入机体，且吸收速度 或总量超过代谢转化排出的速度或总量，化学 物质可能在体内逐渐增加并贮留，这种现象称
为化学物质的蓄积作用
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经典急性毒性试验的目的
急性毒性试验的目的
求出半数致死剂量(LD50)及其他急性毒性参数 观察中毒表现、毒作用强度和死亡情况，初步评 价毒物的毒效应特征 为其他毒理试验提供接触剂量和选择观察指标的
依据
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急性毒性研究方法
LD50的几种计算方法（经典的急性毒性试验）
概率单位法 霍恩法（Horn）
亡（少于10%） 中剂量组约相当于观察到有害作用的最低剂量 （LOAEL） 低剂量组应无中毒反应，相当于未观察到有害 作用剂量（NOAEL）
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剂量选择
剂量选择原则
参考新化学物的理化性质 参考相关资料 先用少量动物，以较大的剂量间隔染毒，找出 10%-90% （或0%-100%）的致死剂量范围，然后
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基本概念
No-Observed (NOAEL) Lowest Observed Adverse Effect Level (LOAEL) Adverse Effect Level
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NOAEL与LOAEL
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NOAEL与LOAEL
例如OECD关于食品添加剂的要求 ADI （Acceptable daily intake ）： 确定“ 未观察到反作用剂量”（ NOAEL ）， 也 就是用最敏感的动物做实验，从而确定与人体健康相 关的最敏感的不良作用。因此， NOAEL 值是指某一 种添加剂在研究中未观察到不良反应的最大摄入量 ， 以毫克添加剂每千克体重每天（ mg/kg 体重 / 天） 表示。 NOAEL 值除以 一个系数，通常是 100 ，就得 到一个相当低的 人体允许 摄取和很大的安全富余。
二、长期毒性试验的注意事项
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基本原则- 动物选择-种属
啮齿类通常选大鼠，非啮齿类首选犬， 有条件选猴（P141） ？
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全世界超过万人-沙利度胺药害事件
基本原则- 动物选择-种属
首先考虑代谢与毒性效应上与人一致
ADMET的重要性 Absorption, Distribution, Metabolism, Excretion, Toxicity
固定剂量法
急性毒性分级法
上-下移动法
多种观察终点；初步资料第一只动物剂 量毒性反应第二只动物剂量· · · · · · ·
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LD50
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第三节
短期、亚慢性和慢性 毒性作用
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概述
实际接触环境多是长期、重复、低水平 长期重复剂量染毒和一次剂量染毒的毒作用可 能完全不同(例如DMN, dimethylnitrosamine) 根据重复接触时间的长短，分为重复剂量毒性
• 农用化学物：经口、皮肤、呼吸道 • 药品：经口、注射、皮肤 • 食品：经口 • 环境污染物：经口、呼吸道、皮肤
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基本原则-染毒方式
经口染毒
途径：灌胃法、喂饲法、胶囊法
大小鼠建议灌胃，犬胶囊法或灌胃法 喂饲法：保证受试物均匀混合，且稳定，对掺入最大 量有规定 经呼吸道
研究目的
观察慢性毒性效应谱、毒作用特点和毒作用
靶器官，了解毒性机制 观察慢性毒性作用的可逆性 研究重复接触受试物毒性作用的剂量-反应(效 应)关系，从而确定LOAEL,NOAEL, 为毒性机制研究和将毒性结果外推到人提供 依据
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基本原则
一、实验设计
实验动物的选择 染毒方式和染毒期限 剂量选择和分组 观察指标
......
第六章 一般毒性作用 第七章 外源化学物致突变作用 第八章 外源化学物致癌作用 第九章 发育毒性与致畸作用
......
Page 3
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毒理学研究内容
代谢/毒性评价
影响评价结果
5
吸收分布代谢排泄？ 3 剂量与毒性的关系？6 毒性靶器官？ 6 15、16、17、18、19、 特定系统/靶器官毒理学？20、21、22、23 7、8、9 “三致”作用？
改进寇氏法
局限性
1. 消耗的动物量大
2. 获得的信息有限 3. 测得的LD50仅仅是一个近似值
4. 在安全性评价中仅评价动物死亡和简单的症状观察是不够的，更需 要的是生理学、血液学及其它化验检查所提供的深入细致的毒性信息。
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替代方法
OECD推荐的替代方法
• 不以死亡为观察终点； • 利用预先选定的或固定的一系列剂量染 毒，从而观察化学物的毒性反应来对化学 物毒性进行分级。 • 以死亡为观察终点；分阶段实验。 • 每阶段3只动物，根据死亡动物数， 判定毒性。
可逆性观察 其他特殊检查
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研究方法
观察指标
一般观察
常常能综合反映毒物对机体的毒作用，应详细记录， 往往是敏感的综合毒效应指标，仔细分析，从中发现 化学毒物的毒性特征 每日观察进食量、体重，外观体征和行为活动粪便性 状等 有中毒反应的动物取出笼单独饲养，观察 死亡或濒死及时尸检
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58
研究方法
观察指标（慢性）
以亚慢性毒性实验所提供的毒效应和靶器
官为基础，优先其筛选出来的敏感或特异 性指标 组织病理学检查非常重要，必不可少 迟发、可逆性，停止染毒后1-2月
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研究方法
观察指标
检查项目
一般观察 实验室指标 系统尸解
组织病理学
设计正式实验的剂量和分组
根据类似试验所选的LD50计算方法确定剂量组数
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慢性试验剂量设计参考值
参考剂量
高剂量 LOAEL 1/5-1/2 LD50 1/10 MTD 1/2
中剂量 低剂量
1/50-1/10
1/100
1/4
1/100
1/1000
1/8
MTD: maximal tolerance dose
安全限值 法规制定
11
研究方法
作用靶点（机制） 组学技术..... 10
4
诊断&治疗 毒性监测&预防
12
上述评价体系不完全适用的物质： 纳米材料、辐射 13、14
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一般毒性研究的目的
受试物毒作用的表现和性质
剂量－反应（效应）研究
确定毒作用的靶器官 确定损伤的可逆性