环境毒理学课件-第6章

第六章第六章化学物质的毒理学安全性评性程序化学物质的毒理学安全性评性程序化学物质进行毒理学安全性评价的重要性化学物质进行毒理学安全性评价的重要性 p随着化学工业的迅速发展，世界上已投入生产和随着化学工业的迅速发展，世界上已投入生产和销售使用的化学物质，美国化学文摘销售使用的化学物质，美国化学文摘(CAS)(CAS)至至19901990年底其数量已达年底其数量已达10001000万种之多，其中约有万种之多，其中约有1010万种已万种已投入市场，而且每年估计有千种以上新的化学物质投入市场，而且每年估计有千种以上新的化学物质相继投入生产和使用相继投入生产和使用p这些化学物质在影响生态环境的同时，对人类的这些化学物质在影响生态环境的同时，对人类的健康也造成了严重的威胁健康也造成了严重的威胁 第一节第一节 毒理学安全性评价程序的内容毒理学安全性评价程序的内容基本概念基本概念p安全与安全性安全与安全性 p可接受危险度水平可接受危险度水平 p实际安全剂量实际安全剂量p毒理学安全性评价毒理学安全性评价安全与安全性安全与安全性 p安全（安全（safesafe）是指一种化学物质在规定的使用是指一种化学物质在规定的使用方式和用量条件下，对人体健康不产生任何损方式和用量条件下，对人体健康不产生任何损害，即不引起急性、慢性中毒，亦不至于对接害，即不引起急性、慢性中毒，亦不至于对接触者（包括老、弱、病、幼和孕妇）及后代产触者（包括老、弱、病、幼和孕妇）及后代产生潜在的危害生潜在的危害 p安全性（安全性（safetysafety）则是一种相对的、实用意义则是一种相对的、实用意义上的安全概念，是指在一定接触水平下，伴随上的安全概念，是指在一定接触水平下，伴随的的危险度危险度很低，或其危险度水平在社会所能接很低，或其危险度水平在社会所能接受的范围之内的相对安全概念。受的范围之内的相对安全概念。p安全性和危险度实际上是从不同的角度反映同安全性和危险度实际上是从不同的角度反映同一个问题。一个问题。可接受危险度水平可接受危险度水平 在实际生活和工作中，任何活动都伴随在实际生活和工作中，任何活动都伴随一定程度的危险性，绝对的安全即零危一定程度的危险性，绝对的安全即零危险度是不存在的。当接触某种化学毒物险度是不存在的。当接触某种化学毒物人群发生某种损害的频率接近或略高于人群发生某种损害的频率接近或略高于非接触人群，那么这一频率可作为该化非接触人群，那么这一频率可作为该化学毒物对人体健康产生危害的学毒物对人体健康产生危害的可接受危可接受危险度水平险度水平（acceptable risk levelacceptable risk level）。）。实际安全剂量实际安全剂量 与可接受危险度相对应的接触剂量是与可接受危险度相对应的接触剂量是实际安全剂量实际安全剂量（vritualvritual safe dose safe dose，VSDVSD）。）。例如在终生致癌试验中，引起肿瘤发例如在终生致癌试验中，引起肿瘤发生率接近或相当于可接受危险度水平生率接近或相当于可接受危险度水平的化学毒物剂量即可作为这种化学毒的化学毒物剂量即可作为这种化学毒物致癌作用的实际安全剂量物致癌作用的实际安全剂量 毒理学安全性评价毒理学安全性评价p 通过动物实验和人群的观察，阐明某种物质的毒通过动物实验和人群的观察，阐明某种物质的毒理及潜在的危害，对该物质能否投入市场作出取理及潜在的危害，对该物质能否投入市场作出取舍的决定，或提出人类安全的接触条件，即对人舍的决定，或提出人类安全的接触条件，即对人类使用这种物质的安全性作出评价的研究过程称类使用这种物质的安全性作出评价的研究过程称为为毒理学安全性评价毒理学安全性评价（toxicological safety toxicological safety evaluationevaluation）p是在了解某种物质的毒性及危害性的基础上，全是在了解某种物质的毒性及危害性的基础上，全面权衡其利弊和实际应用的可能性，从确保该物面权衡其利弊和实际应用的可能性，从确保该物质的最大效益、对生态环境和人类健康最小危害质的最大效益、对生态环境和人类健康最小危害性的角度，对该物质能否生产和使用作出判断或性的角度，对该物质能否生产和使用作出判断或寻求人类的安全接触条件过程。寻求人类的安全接触条件过程。毒理学安全性评价的毒理学安全性评价的原则原则 p根据化合物的种类和用途来选择国家、部委和根据化合物的种类和用途来选择国家、部委和各级政府发布的法规、规定和行业规范中各级政府发布的法规、规定和行业规范中相应相应的程序的程序p对一种化学物质进行毒理学评价时，需要采取对一种化学物质进行毒理学评价时，需要采取分阶段分阶段进行的原则进行的原则p一般来说，投产之前或登记、销售之前，必须一般来说，投产之前或登记、销售之前，必须进行第一、二阶段的试验。凡属我国首创的化进行第一、二阶段的试验。凡属我国首创的化学物质一般要求选择第三阶段甚至第四阶段的学物质一般要求选择第三阶段甚至第四阶段的某些有关项目进行测试某些有关项目进行测试 p对于有一定毒性资料的仿制品，则根据实际情对于有一定毒性资料的仿制品，则根据实际情况决定是否进行进行评价况决定是否进行进行评价 试验前的准备工作试验前的准备工作p收集化学物质有关的基本资料收集化学物质有关的基本资料p了解化学物质的使用情况了解化学物质的使用情况p选用人类实际接触和应用的产品形式进选用人类实际接触和应用的产品形式进行试验行试验p选择实验动物的要求选择实验动物的要求收集化学物质有关的基本资料收集化学物质有关的基本资料化学结构化学结构组成成分和杂质组成成分和杂质 理化性质理化性质化学物的定量分析方法化学物的定量分析方法 原料和中间体原料和中间体 化学结构化学结构 根据结构式有时可以预测一些化学物质根据结构式有时可以预测一些化学物质的毒性大小和致癌活性。的毒性大小和致癌活性。如西方和我国运用量子力学原理，提出如西方和我国运用量子力学原理，提出几种致癌活性与化学结构关系的理论，几种致癌活性与化学结构关系的理论，有助于推算多环芳烃的致癌活性。有助于推算多环芳烃的致癌活性。组成成分和杂质组成成分和杂质 化学物中存在杂质，有时可能导致错误化学物中存在杂质，有时可能导致错误的评价，特别是对于低毒化学物，在动的评价，特别是对于低毒化学物，在动物试验中可因其中所含的杂质而增加毒物试验中可因其中所含的杂质而增加毒性。有时还需了解在配制、储存时组成性。有时还需了解在配制、储存时组成成分及性质有无变化，或在环境中可形成分及性质有无变化，或在环境中可形成哪些转化产物等成哪些转化产物等 理化性质理化性质 主要了解其外观、比重、沸点、熔点、主要了解其外观、比重、沸点、熔点、水溶性或脂溶性、蒸气压、在常见溶水溶性或脂溶性、蒸气压、在常见溶剂中的溶解度、乳化性或混悬性、储剂中的溶解度、乳化性或混悬性、储存稳定性等存稳定性等 化学物的定量分析方法化学物的定量分析方法 这这些些资资料料可可通通过过向向有有关关部部门门了了解解，或或查查阅阅有有关关文文献献资资料料获获得得必必要要时时需需由实验室测定而获得由实验室测定而获得原料和中间体原料和中间体 了解化学物质生产流程、生产过程了解化学物质生产流程、生产过程所用的原料和中间体，可以帮助估所用的原料和中间体，可以帮助估测化学物质的毒性测化学物质的毒性 了解化学物质的使用情况了解化学物质的使用情况 包包括括使使用用方方式式及及人人体体接接触触途途径径、用用途途及及使使用用范范围围、使使用用量量，化化学学物物质质所所产产生生的的社社会会效效益益、经经济济效效益益和和人人群群健健康康效效益益等等，这这些些将将为为毒毒性性试试验验的的设设计计和和对对试试验验结结果果进行综合评价等提供参考进行综合评价等提供参考 受试物样品及试验动物受试物样品及试验动物 p试验动物一般试验多采用试验动物一般试验多采用大鼠大鼠。为了减少。为了减少同种动物不同品系造成的差异，试验中最同种动物不同品系造成的差异，试验中最好采用具有稳定的遗传性，动物的生理常好采用具有稳定的遗传性，动物的生理常数，营养需要和应激反应比较稳定的纯系数，营养需要和应激反应比较稳定的纯系动物或内部杂交动物和第一代杂种动物动物或内部杂交动物和第一代杂种动物 p进行毒性试验的样品，必须是进行毒性试验的样品，必须是生产过程生产过程（包括原料、配方）已经（包括原料、配方）已经固定固定不变有代表不变有代表性的样品，其性的样品，其成分规格成分规格必须必须稳定稳定，应为实，应为实际生产使用和人类实际接触的产品际生产使用和人类实际接触的产品 第二节第二节 不同阶段安全性评价的毒理学项目不同阶段安全性评价的毒理学项目毒理学评价四个阶段毒理学评价四个阶段 第一阶段（急性毒性试验）第一阶段（急性毒性试验）第二阶段（蓄积试验和致突变试验）第二阶段（蓄积试验和致突变试验）第三阶段（亚慢性毒性试验和代谢试验）第三阶段（亚慢性毒性试验和代谢试验）第四阶段（慢性毒性试验和致癌试验）第四阶段（慢性毒性试验和致癌试验）第一阶段（急性毒性试验）第一阶段（急性毒性试验）p急性毒性试验急性毒性试验 p动物皮肤、粘膜试验动物皮肤、粘膜试验 p吸入刺激阈浓度试验吸入刺激阈浓度试验 第二阶段（亚急性毒性试验和致突变试验）第二阶段（亚急性毒性试验和致突变试验）p3030天亚急性毒性试验或天亚急性毒性试验或2020天蓄积试验天蓄积试验 p致突变试验致突变试验 致突变试验致突变试验（1 1）原核细胞基因突变实验原核细胞基因突变实验-细菌致突变试验细菌致突变试验 AmesAmes试验或大肠杆菌试验或枯草杆菌试验试验或大肠杆菌试验或枯草杆菌试验（2 2）真核细胞染色体畸变实验真核细胞染色体畸变实验 微核试验或骨髓细胞染色体畸变分析试验微核试验或骨髓细胞染色体畸变分析试验 如如实实验验结结果果为为阳阳性性，可可在在下下列列测测试试项项目目中中再再选选两两项项进进行行最最后后综综合合评评价价：DNADNA修修复复合合成成试试验验、显显性性致致死死试试验验（睾睾丸丸生生殖殖细细胞胞染染色色体体畸畸变变分分析析试试验验和和精精子子畸畸形形试试验验）、果果蝇蝇伴伴性性隐隐性性致致死死试试验验和体外细胞转化试验和体外细胞转化试验 我国食品和农药等安全性评价程序我国食品和农药等安全性评价程序 致癌危险性短期生物学筛选试验一般致癌危险性短期生物学筛选试验一般首选三个试验首选三个试验p Ames试验试验p小鼠骨髓细胞微核试验（或骨髓细胞染色体畸变分小鼠骨髓细胞微核试验（或骨髓细胞染色体畸变分析）析）p显性致死试验（或睾丸生殖细胞染色体畸变分析）显性致死试验（或睾丸生殖细胞染色体畸变分析）当当三三项项试试验验呈呈阳阳性性时时，除除非非该该化化学学物物质质具具有有十十分分重重要要的的价价值值，一一般般应应放放弃弃继继续续实实验验；如如一一项项阳阳性性，再再加两项补充试验仍呈阳性者，一般也应放弃加两项补充试验仍呈阳性者，一般也应放弃 第三阶段（亚慢性毒性试验和代谢试验）第三阶段（亚慢性毒性试验和代谢试验）p亚慢性毒性试验亚慢性毒性试验 90天喂养试验天喂养试验 喂养繁殖试验喂养繁殖试验 喂养致畸试验喂养致畸试验 传统致畸试验传统致畸试验p代谢试验（毒物动力学实验）代谢试验（毒物动力学实验）胃肠道吸收胃肠道吸收 测定血浓度，计算生物半减期和其他动力学指标测定血浓度，计算生物半减期和其他动力学指标 主要器官和组织中的分布主要器官和组织中的分布 排泄（尿、粪、胆汁），有条件时可进一步进行代谢产排泄（尿、粪、胆汁），有条件时可进一步进行代谢产 物的分离和鉴定。物的分离和鉴定。第四阶段第四阶段p慢性毒性试验慢性毒性试验p致癌试验致癌试验 每类化合物的安全性评价大致分为两个时期每类化合物的安全性评价大致分为两个时期:u一是正式投产前的毒理学评价一是正式投产前的毒理学评价u二是投产后要在使用人群中继续观察化合物二是投产后要在使用人群中继续观察化合物的毒副作用的毒副作用 几类化学物质毒理学评价阶段与试验项目几类化学物质毒理学评价阶段与试验项目 农农 药药 食食 品品 化化 妆妆 品品 消毒产品消毒产品法规名称法规名称 农药安全性毒理农药安全性毒理 食品安全性毒理食品安全性毒理 化妆品安全性评价化妆品安全性评价 消毒技术规范消毒技术规范第第 学评价程序学评价程序农农 学评价程序和方法学评价程序和方法 程序和方法程序和方法 8章章:消毒剂毒理试消毒剂毒理试 药登记毒理学试验药登记毒理学试验 GB15193.1-1994 GB7919-87 验的程序和方法验的程序和方法 方法方法GB15670 1995第一阶段第一阶段 急性毒性试验，皮急性毒性试验，皮 急性毒性试验急性毒性试验 急性毒性试验、皮急性毒性试验、皮 急性毒性试验、皮急性毒性试验、皮 肤与眼粘膜试验肤与眼粘膜试验 肤、粘膜试验（皮肤、粘膜试验（皮 肤、粘膜试验肤、粘膜试验 （皮肤刺激、致敏试（皮肤刺激、致敏试 肤刺激、致敏、光肤刺激、致敏、光 验，眼刺激试验）验，眼刺激试验）毒、眼刺激毒、眼刺激第二阶段第二阶段 蓄积毒性试验，致蓄积毒性试验，致 遗传毒性试验，致遗传毒性试验，致 亚慢性毒性试验，亚慢性毒性试验，遗传毒性试验，蓄遗传毒性试验，蓄 突变试验突变试验 畸试验，畸试验，30天喂养天喂养 致畸试验致畸试验 积毒性试积毒性试 验验 试验试验第三阶段第三阶段 亚慢性毒性试验，亚慢性毒性试验，亚慢性毒性试验，亚慢性毒性试验，致突变、致癌短期致突变、致癌短期 亚慢性毒性试验，亚慢性毒性试验，代谢试验代谢试验 繁殖试验，代谢试繁殖试验，代谢试 生物筛选试验生物筛选试验 致畸试验致畸试验 验验第四阶段第四阶段 慢性代谢试验，致慢性代谢试验，致 慢性代谢试验，致慢性代谢试验，致 慢性代谢试验，致慢性代谢试验，致 慢性代谢试验，致慢性代谢试验，致 癌试验癌试验 癌试验癌试验 癌试验癌试验 癌试验癌试验第五阶段第五阶段 人体试验（激发人体试验（激发 斑贴、试用试验）斑贴、试用试验）注注:食品包括添加剂、新资源食品、保健食品、食品包装材料、消毒剂食品包括添加剂、新资源食品、保健食品、食品包装材料、消毒剂安全性评价中需要注意的问题安全性评价中需要注意的问题 第三节第三节安全性评价中需要注意的问题安全性评价中需要注意的问题 p实验设计的科学性实验设计的科学性p试验方法的标准化试验方法的标准化p熟悉毒理学试验方法的特点熟悉毒理学试验方法的特点 p评价结论的高度综合性评价结论的高度综合性实验设计的科学性实验设计的科学性 化学物质安全性评价将毒理学知识应用于化学物质安全性评价将毒理学知识应用于卫生科学，是科学性很强的工作，也是一卫生科学，是科学性很强的工作，也是一项创造性性的劳动，因此项创造性性的劳动，因此不能不能以以模式化模式化对对待，必须根据受试化学物的待，必须根据受试化学物的具体情况具体情况，充，充分利用国内外现有的相关资料，讲求实效分利用国内外现有的相关资料，讲求实效地进行地进行科学的实验设计科学的实验设计 试验方法的标准化试验方法的标准化p毒理学试验方法和操作技术的标准化毒理学试验方法和操作技术的标准化是实现国际规范和实验室间数据比较是实现国际规范和实验室间数据比较的基础的基础p化学物质安全性评价结果是否可靠，化学物质安全性评价结果是否可靠，取决于毒理学实验的科学性，它决定取决于毒理学实验的科学性，它决定了对实验数据的科学分析和判断了对实验数据的科学分析和判断 熟悉毒理学试验方法的特点熟悉毒理学试验方法的特点 对毒理学实验不仅要了解每项试验所能对毒理学实验不仅要了解每项试验所能说明的问题，还应该了解试验的局限性说明的问题，还应该了解试验的局限性或难以说明的问题，以便为安全性评价或难以说明的问题，以便为安全性评价作出一个比较恰当的结论作出一个比较恰当的结论 评价结论的高度综合性评价结论的高度综合性 在考虑安全性评价结论时，对受试化学物在考虑安全性评价结论时，对受试化学物的取舍或是否同意使用，不仅要根据毒理的取舍或是否同意使用，不仅要根据毒理学试验的数据和结果，还应同时进行社会学试验的数据和结果，还应同时进行社会效益和经济效益的分析，并考虑其对环境效益和经济效益的分析，并考虑其对环境质量和自然资源的影响，充分权衡利弊，质量和自然资源的影响，充分权衡利弊，作出合理的评价，提出作出合理的评价，提出禁用、限用禁用、限用或或安全安全接触和使用的条件接触和使用的条件以及以及预防对策预防对策的建议，的建议，为政府管理部门的最后决策提供科学依据为政府管理部门的最后决策提供科学依据 第四节第四节现有的化学物安全性毒理学评价程序现有的化学物安全性毒理学评价程序现有的化学物安全性毒理学评价程序现有的化学物安全性毒理学评价程序 19821982年以来，我国已相继制定了一些种类化学物质的毒性鉴年以来，我国已相继制定了一些种类化学物质的毒性鉴定程序和方法，国家陆续颁布了有关的法律。在实际工作中定程序和方法，国家陆续颁布了有关的法律。在实际工作中具有指导意义的常用毒理学评价程序和方法有具有指导意义的常用毒理学评价程序和方法有:p卫生部卫生部19941994年颁布的年颁布的食品安全性毒理学评价程序食品安全性毒理学评价程序p卫生部和农业部于卫生部和农业部于19911991年颁布的年颁布的农药安全性毒理学评农药安全性毒理学评价程序价程序p卫生部卫生部19881988年颁布的年颁布的化妆品安全性评价程序和方法化妆品安全性评价程序和方法农药安全性毒理学评价程序农药安全性毒理学评价程序 毒理学评价项目（分四个阶段）毒理学评价项目（分四个阶段）p第一阶段第一阶段 动物急性毒理试验和皮肤及眼动物急性毒理试验和皮肤及眼睛粘膜试验睛粘膜试验 p第二阶段第二阶段 蓄积毒性和致突变试验蓄积毒性和致突变试验p第三阶段第三阶段 亚慢性毒性和代谢试验等亚慢性毒性和代谢试验等 p第四阶段第四阶段 慢性毒性（包括致癌）试验慢性毒性（包括致癌）试验 动物急性毒理试验和皮肤及眼睛粘膜试验动物急性毒理试验和皮肤及眼睛粘膜试验（1 1）急性毒性试验）急性毒性试验 急性经口毒性试（急性经口毒性试（LD50LD50）急性经皮毒性试验（急性经皮毒性试验（LD50LD50）急性吸入毒性试验（急性吸入毒性试验（LC50LC50）用于挥发液体和可升华的固体用于挥发液体和可升华的固体农药农药（2 2）皮肤与眼粘膜试验）皮肤与眼粘膜试验 眼刺激试验眼刺激试验 皮肤刺激试验皮肤刺激试验 皮肤致敏试验皮肤致敏试验 以上各项中，急性经口和经皮毒性试验，眼刺激以上各项中，急性经口和经皮毒性试验，眼刺激试验为必做项目，其他项目根据需要确定试验为必做项目，其他项目根据需要确定蓄积毒性和致突变试验蓄积毒性和致突变试验 11蓄积毒性试验蓄积毒性试验 当经口当经口LD505g/kgLD505g/kg，或或 已做过代谢试验，有半减期（已做过代谢试验，有半减期（t1/2t1/2）数数 据的，可免去此项试验。据的，可免去此项试验。2 2致突变试验致突变试验 （1 1）原核细胞基因突变试验）原核细胞基因突变试验 （2 2）哺乳动物细胞染色体畸变分析）哺乳动物细胞染色体畸变分析 体细胞体细胞 生殖细胞生殖细胞致突变试验致突变试验 p原核细胞基因突变试验原核细胞基因突变试验 Ames（鼠伤寒沙门氏菌鼠伤寒沙门氏菌/微粒体试验）及大肠杆菌回变微粒体试验）及大肠杆菌回变试验试验p哺乳动物细胞染色体畸变分析哺乳动物细胞染色体畸变分析 体细胞体细胞 A.骨髓细胞微核试验或骨髓细胞微核试验或 B.骨髓细胞染色体畸变分析中两骨髓细胞染色体畸变分析中两项任选一项项任选一项 生殖细胞生殖细胞 A.睾丸细胞染色体畸变分析（即睾丸细胞染色体畸变分析（即MI期精母细胞的染色体期精母细胞的染色体畸变测试）或畸变测试）或 B.显性致死试验两项中任选一项显性致死试验两项中任选一项 其他其他 根据需要确定，如精子畸形检测试验体外染色体畸根据需要确定，如精子畸形检测试验体外染色体畸变试验，程序外变试验，程序外DNA修复合成试验、果蝇隐性致死试修复合成试验、果蝇隐性致死试验等验等 亚慢性毒性和代谢试验亚慢性毒性和代谢试验（1 1）亚慢性毒性试验）亚慢性毒性试验90日经口试验、日经口试验、21日经皮试验、日经皮试验、根据需要确定根据需要确定21日或日或28日吸入试验、日吸入试验、根据需要确定迟发性神经毒性试验、根据需要确定迟发性神经毒性试验、根据需要确定两代繁殖试验、根据需要确定两代繁殖试验、致畸试验。致畸试验。（2 2）代谢试验代谢试验慢性毒性（包括致癌）试验慢性毒性（包括致癌）试验 大鼠两年喂养试验或小鼠一年半喂大鼠两年喂养试验或小鼠一年半喂养试验养试验 对不同受试物选择毒性试验的原则对不同受试物选择毒性试验的原则（1 1）凡凡属属我我国国创创新新的的物物质质一一般般要要求求进进行行四四个个阶阶段段的的试试验验。特特别别是是对对其其中中化化学学结结构构提提示示有有慢慢性性毒毒性性、遗遗传传毒毒性性或或致致癌癌性性可可能能或或产产量量大大、使使用用范范围围广广、摄摄入入机机会会多多者者，必必须须进进行行全全部部四四个个阶阶段段的的毒毒性性试试验验（2 2）凡凡属属与与已已知知物物质质（指指经经过过安安全全性性评评价价并并允允许许使使用用者者）的的化化学学结结构构基基本本相相同同的的衍衍生生物物或或类类似似物物，则则根根据据第第一一、二二、三三阶阶段段毒毒性性试试验验结结果果判判断断是是否否需进行第四阶段的毒性试验需进行第四阶段的毒性试验（3 3）凡凡属属已已知知的的化化学学物物质质，世世界界卫卫生生组组织织已已公公布布每每人人每每日日容容许许摄摄入入量量（ADI,ADI,以以下下简简称称日日许许量量）者者，同同时时申申请请单单位位又又有有资资料料证证明明我我国国产产品品的的质质量量规规格格与与国国外外产产品品一一致致，则则可可先先进进行行第第一一、二二阶阶段段毒毒性性试试验验，若若试试验验结结果果与与国国外外产产品品的的结结果果一一致致，一一般般不不要要求求进进行行进进一一步步的的毒毒性性试试验验，否否则则应应进进行行第第三三阶段毒性试验阶段毒性试验