毒理学实验基础

尿液采集-----代谢笼、膀胱穿刺术
胆汁采集-----插胆管
粪便采集----代谢笼采集
2.麻醉
麻醉过程的注意事项
在麻醉过程中，必须确定麻醉深度；对麻醉动物多个系统（如：心率、 脉搏、血压、心电图、体温、呼吸频率等）仔细监测，并作出针对不同情况 作出相应措施。
常用的麻醉药物
短效：乙醚 中效：赛拉嗪+氯胺酮 长效：戊巴比妥钠
实验动物物种的选择 基本原则： 1.对受试物在代谢、生物化学和毒理学特征与 人最接近的物种 2.选择自然寿命不太长的物种
3.易于饲养和实验操作的物种
4.经济并易于获得的物种
大鼠、小鼠
犬、猴
一般假设，如以与人相同的接触方式、大致相同的剂量水平，在两个物种有毒性反应，则人 有可能以相同的方式发生毒性反应。当不同物种的毒性反应差异很大时，必须研究外源化 学物在不同物种的代谢方式、动力学及毒作用机制，才可将实验结果外推到人。
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实验动物品系的选择
品系：是实验动物学的专用名词，指用 计划交配的方法，获得起源于共同祖 先的一群动物
品系分类：近交系、杂交群动物、封闭 群
对实验动物微生物控制的选择
开放系统
屏障系统或隔离 系统
屏障系统
隔离系统
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个体选择
年龄 性别
一般情况选择雌雄各半
体重
选择健康动物，且动物进够后一 般要进行检疫
静式吸入 染毒
将一定数量的啮齿类动物放在密闭 的染毒柜中，加入易挥发的液态受 试物或气态受试物使成一定浓度。
动式吸 入染毒
（口鼻、整 体）
气管内 注入
• 将受试物注入气管，使 之分布至两肺
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3. 经皮肤染毒 经皮肤染毒的目的有两种： 一是经皮染毒毒性实验----大鼠、小鼠 二是皮肤刺激和致敏实验----家兔、豚鼠
实验动物 和人对外 源化学物 的反应敏 感性不同， 甚至存在 质的差别
存在高 剂量向 低剂量 外推的 不确定 性
存在小 数量实 验动物 到大量 人群外 推的不 确定性
实验动物 对外源化 学物的反 应单一
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毒理学毒性评价试验的基本目的
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
• 与历史性对照比较
毒理学试验结果的统计学意义和生物学意义
生物学意义 无 无 Ⅰ 统计学意义 有 Ⅲ
有
Ⅱ
Ⅳ
优良实验室规范
GLP是优良实验室研究规范的简称
实验计划
实验方案
实验实施
GLP就是在科学的、全面的、全过程 的严格管理和监督下，全体工作人员 的自觉遵守GLP的规定，提供准确的、 可信性的实验的数据和报告。
毒理学实验基础
杨春燕 2012.3.16
前 言
• 毒理学：研究外源化学物与机体有害的交互作用 • 毒理学是一门实验科学，其研究的主要手段是动 物实验。 • 体内实验：是以实验动物为模型，通过外源化学 物对实验动物的毒性反应，向人外推，以评估对 人的危害及危险性 • 体外实验：主要用于筛选和预测急性毒性和机制 研究
• 试验所需受试物用量的计算
所需受试物总量=（A×B×C×D)×1.2
式中：A为每组动物数，B为各处理组的剂量和，C 为染毒次数，D为动物的平均体重；1.2为安全因 子，包含损耗量。 • 试验前，应将受试物制备成一定的剂型，再进行给 药。常见的剂型有溶液、混悬液、胶囊等。 常用的溶剂有蒸馏水、0.5%CMC 、生理盐水
化学物在实验 动物产生的作 用，可以外推 于人 实验动物必须 暴露于高剂量， 这是发现对人 造成潜在危害 的可靠方法
02.毒性试验的设计
是为了最大限度的暴 露化学品可能的毒性
成年的健康实 验动物和人可 能的暴露途径 是基本的选择
03.外源化学物不同染毒
途径染毒实验动物所表 现的毒性差异很大
动物实验的结果外推到人的不确定性
总结报告
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中剂量组
高剂量组
低、中、高剂量组的剂量一般按等比计算，剂量间距一般为2或 10
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未处理对照组 （空白对照组）
阴性（溶剂） 对照组
阳性对照组
历史性对照
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实验动物染毒和处置
实验动物染毒 • 在毒性实验中染毒途径的选择，应尽可能模拟人 在接触该受试物的方式。
• 常用的染毒途径有：经口、经呼吸道、经皮及注
主要内容
毒理学实验的原则和局限性
1
毒理学毒性评价实验的基本目的
2
实验动物染毒和处置
7 8 9
动物实验的职业道德
3 4 5
毒理学实验的统计学基础
实验动物的选择和管理
优良实验室规范
受试物样品的准备
毒理学实验设计要点
6
毒理学实验的原则和局限性
01.基本假设 •人是最敏感的动物 •人和实验动物的生物 学过程与体重（或体表面积） 相关
射途径。 • 不同染毒途径的吸收速率不同，一般为静脉注射 ﹥吸入﹥肌肉注射﹥腹腔注射﹥皮下注射﹥经口 ﹥皮内注射﹥其他途径（如经皮等）。
稀释毒性
1. 经口（胃肠道）染毒
灌胃 优点 缺点
吞咽 胶囊
优点
缺点
喂饲
优点
缺点
2. 经呼吸道染毒
• • 动式吸入染毒设备由染 毒柜、机械通风系统和 配气系统三部分构成
在评价毒理学试验结果时的3个问题
• 是否具有统计学意义 • 是否具有生物学意义，即是否是真实的效应 • 是否具有毒理学意义，即是否是有害效应
具有统计学意义是具有生物学意义的必要条件之一
判断生物学意义的考虑步骤：
• 纵向比较，此参数的改变有无剂量-反应关系。如果存在 剂量-反应关系，则认为此参数的改变与受试物染毒有关 具有生物学意义。 • 横向比较，此参数的改变是否伴有其他相关参数的改变。
3.安死术
安死术：是指公认的、以人道主义方法处死动物的过程，即没有
达到惊恐或焦虑而安静地、无痛苦地死亡。
常用的安死术：小鼠---断头、脱颈、吸入过量CO2致死
大鼠---断头、脱颈、吸入过量CO2致死 家兔---脑定位击打、戊巴比妥钠麻醉后放血
犬、灵长类---戊巴比妥钠麻醉后放血
4. 病理解剖和标本留取
大体解剖
大体解剖应在实验动物处死后半小时内进行；同时应进行主要脏 器外形、大小、颜色、质地等的大体观察及记录；对指定脏器称重、 计算脏器系数。 组织病理学检查 对指定组织脏器取材、固定、制片，显微镜下观察，并作出正确病 理诊断。
毒理学试验的统计学基础
良好的实验设计
统计学样本的代表性要求具有同质性，即处理组和对 照组的非实验因素的条件均一性。因此，在动物分组及整 个实验操作都应遵循随机化原则
实验结果（指标）的变量类型
数值变量（计量资料）
分类变量（计数资料）
不同变量选用不同的统计分析方法
统计方法的选择
• 如果资料可拟合某些已知的分布，则适用于参数检验，其 敏感度和效率高于非参数检验
• 如资料不能拟合某些已知的分布，则应进行数据转换，以 满足正态性和方差齐性 • 如果任何变换都不能改善数据的分布，可能存在个别可疑 值，应予以识别和剔除 • 另一方面，可使用不依赖总体分布模型的非参数统计分析
被毛去除方法 及要求
4. 注射染毒
常见的注射染毒方式：静脉注射、肌肉注射、腹腔
注射等。
注射染毒注意问题：调整受试物的pH值，5～8
渗透压，最好为等渗溶液 静脉注射应该控制给药速度 注射前应注意注射局部消毒
5. 各种染毒途径的最大容积
实验动物生物标本采集及处死
1. 生物标本采集
血液采集----终末、非终末采血技术
健康状况
生理状态
选择未产未孕的雌性动物，且雌 雄动物分笼饲养
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实验动物的管理 在毒理学实验中所用的实 验动物应有：
动物合格证 实验动物生产许可证 饲养合格证 实验动物使用许可证
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受试物样品的准备
• 受试物的纯度、化学结构、理化性质（挥发性、 溶解性、pH值等）、稳定性（包括受试物在赋形 剂中的稳定性）。 • 对各个毒理学实验应该用同一种、同一批号受试 物。
毒理学实验设计要点（体内实验）
剂量分组 剂量—反应（效应）关系，即当外源化学物 染毒剂量增加时，实验动物的毒性反应（效应） 随之增强。 剂量—反应（效应）关系的存在是确定外源 化学物与有害作用因果关系的重要依据，也可证 明实验结果的可靠性。
3
剂 量 设 计 出现轻微 毒性
出现明显 有害作用
不出现任 何可观察 到的毒性 对照组 低剂量组
确定损害的可逆性
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动物实验的职业道德
• 实验动物：包括所有脱离自然环境而用于研究、 教学和试验的脊椎动物。 • 所有的研究人员要尊重生命，善待实验动物。
• 在实验中应提倡和遵循‘3R’原则：
替代replacement 减少reduction 优化refinement
实验动物的选择和管理