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短期、亚慢性和慢性毒性作用

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短期、亚慢性和慢性毒性作用

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
27
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

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。
毒理学期末整理

毒理学期末整理

第一章绪论1．现代毒理学：是研究外源有害因素（化学，物理，生物因素）对生物系统的损害作用和生物学机制，进行安全性评价和风险评估的科学。

现代毒理学主要包括描述毒理学，机制毒理学和管理毒理学。

·描述毒理学主要进行外源有害因素的毒性描述、毒性鉴定和毒性表型锚定。

·机制毒理学重点研究外源有害因素对生物系统产生损害作用的机制。

·管理毒理学主要在描述毒理学研究的基础上进行科学决策与管理，其具体管理过程由政府相关管理部门主导，毒理学家从专业的角度协助政府部门制定相关法律法规、技术规范和管理措施，以确保进入市场的化学品、药品、食品、保健品、化妆品等安全有效，达到保护环境和保障人群健康的目的。

2.安全性评价主要通过体内和体外试验方法，结合人群暴露评估，阐明受试物的毒性和潜在危害，达到确保人群健康的目的。

安全性原则通常遵循分层或阶段实验、成组或组合实验的原则。

第一阶段试验主要包括:急性毒性试验、局部毒性试验（如皮肤、眼和黏膜刺激试验）和短期重复剂量（亚急性）毒性试验（如28天喂养试验等）。

第二阶段试验包括:亚慢性毒性试验（如90天喂养试验等），亦可先行遗传毒性试验（常需3~4个试验组合），再进行亚慢性毒性试验，也可通过代谢试验/药物或毒物代谢动力学试验再进行亚慢性毒性试验。

第三阶段试验主要包括:生殖毒性试验、致畸（发育毒性）试验、慢性（长期）毒性试验以及致癌试验。

通常根据第一、二阶段试验结果，决定是否进行第三阶段实验。

4.风险评估主要通过毒理学研究和毒性试验，并结合人群流行病学调查资料，系统评价外源有害因素暴露对人类和生态的潜在损害作用，并对损害作用的相关证据强度或风险评估的不确定性进行评价。

四个步骤1.危害识别2.剂量—反应评定3.暴露评定/接触评估4.风险表征危害识别是风险评估的定性阶段，主要依据定量构效关系分析、体外毒性试验、整体动物实验、现场监测和人群流行病学资料，确定外源物质暴露对人群健康是否产生损害作用。

短期、亚慢性、慢性毒性评价

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
毒理学基础——外源化学物一般毒性作用

毒理学基础——外源化学物一般毒性作用

1.实验动物选择 2.受试物处理 3.染毒方式选择 4.剂量及分组 5.观察周期、记 录内容 6.计算和评价
观察周期及内容
• 3. 观察时间和周期
• 高剂量组动物染毒后常在数分钟或数十分钟 内出现死亡，染毒后应立即开始观察动物的中毒 表现和死亡情况。
•
给药当天应连续或多次观察，以后可根据情
况，每天2次或多次观察直到试验周期结束。
• 隔夜禁食
急性毒性试验方法要点
1.实验动物选择 2.受试物处理 3.染毒方式选择 4.剂量及分组 5.观察周期、记 录内容 6.计算和评价
2. 受试物的处理
受试物的成分、配方应稳定不变： 一般为新鲜配置（除非是很稳定的）： 水溶性：蒸馏水或去离子水 注射用：生理盐水 脂溶性：色拉油、玉米油等
急性毒性试验方法要点
化学物安全性评价的第一步工作
40
1 2
3
4 5
LD50 的 局 限 性
41
LD50相近，但是毒性特 征、毒作用带或致死剂 量范围可明显不同；
用LD50来描述急性毒性需
全面描述中毒体征及程度、 出现体征的时间、死亡前征 兆、死亡的时间和剂量组间 分布、存活动物的体重变化 和恢复情况、死亡动物的病 理变化等。 42
半数致死浓度
急性毒性试验的有关参数
8
难 点
1. 2.
确定受试物的急性毒性参数，其中最重要的参数 是半数致死剂量 LD50
3.
初步评价外源化学物对机体的毒效应特征、靶器官、 剂量-反应（效应）关系和对人体产生损害的危险性。
为亚慢性、慢性毒性试验以及其他毒理试验提供接触
4.
剂量和观察指标选择的依据。
为毒作用机制研究提供初步线索
7)行动灵活、反应敏捷。
毒理学 第六章-一般毒性作用(人卫)

毒理学 第六章-一般毒性作用(人卫)


11
6. 生理与健康状况
健康、未产未孕 给药前检疫观察 大、小鼠、兔、豚鼠1周，犬、猴2~3周 ①适应新环境，减少环境和生理条件变化可 能对试验结果的影响 ②筛检健康状况不符合试验要求的动物
12
（二） 染毒方式
最常用的染毒途径为经口、经呼吸道、经皮及注射途径。 ❖ 工业化学物：经皮肤和呼吸道 ❖ 农用化学物：经口、经皮肤和呼吸道 ❖ 药品：经口和注射 ❖ 食品：经口 ❖ 环境污染物：经口、皮肤和呼吸道
37
3.急性毒性分级法 （acute toxic class method）
选用剂量(25、200、2 000 mg/kg)之一，单性别3只动物进 行试验，确定动物的生死后再进行下一步试验。 有3种可能的结局：
a. 不需进一步试验即可分级， b.下一阶段以相同剂量再做另一性别试验， c.下一阶段以较高或较低的剂量水平进行。 根据在某一染毒剂量下，死亡发生的数量来判定大致的 LD50值范围，直接进行危害评估和毒性分级。
有关急性毒性试验设计及方法
曲线拟合：概率 单位法，即Bliss 法
插值法：寇氏法
中，不正确的是
A．采用寇氏法和 Bliss 法一般 设5～8组 B．寇氏法和 Bliss 法一般以
一般设5～8个剂量 组；霍恩法固定设4 个剂量组。
i=(LD100 –LD0 )/(n-1)公式计算 组距 C．使用霍恩氏法固定设4个剂 量组
种属和品系
性别、年龄、体重
微生物学等级 饲养环境
动物数目 实验前处理
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实验动物
种属和品系 首选大鼠 还需选择一种非 啮齿动物：狗
性别、年龄、体重
雌雄各半 刚成年、健康、未曾 交配和受孕的动物
大鼠180～240g 小鼠18～25g 家兔2～2.5kg
毒理学基础 第六章 化学物的一般毒性作用

毒理学基础 第六章 化学物的一般毒性作用


〔四〕慢性实验设计要点
1.实验动物 2.染毒途径与期限
3.剂量分组: 高剂量组：1/5-1/2 LOAEL〔亚慢〕 中剂量组：1/50-1/10LOAEL 低剂量组：1/100 LOAEL或：1/1000-1/10LD50 阴性对照：
4.观察指标 同亚慢，但精，为亚慢显现靶的指标。
〔五〕结果评价
染毒使半数动物出现相同效应〔或死亡〕的剂量[ED50(1)]
的比值，K 即= 蓄ED5积0(n)系数。
ED50(l)
LD50(n
K
=
)
LD50(l
)
1)固定剂量法 2)剂量递增法
〔2〕生物半减期法
用毒物动力学原理描述化学毒物在机体内的蓄积作用 化学物的蓄积极限：
a.半减期的测定 b.计算蓄积极限
第六章 化学物的一般毒性作用
急性毒性 一般毒性亚慢性毒性
慢性毒性
急性毒性试验 亚慢性毒性试验 慢性毒性试验
第一节 急性毒性作用
一、急性毒性的概念
➢ 急性毒性(acute toxicity) ：是指机体〔实验动物或人〕 一次或24小时内屡次接触外源化学物后在短期内所引 起的毒性效应。
➢ 包括一般行为、外观改变、大体形态变化以及死亡效应 ➢ 说明： ➢ 1.接触的次数：一次/屡次 ➢ 2.毒效应出现时间： ➢ 3.中毒效应的强度：
〔二〕染毒途径
1.经消化道染毒 2.经呼吸道染毒 3.经皮肤染毒 4.经注射染毒
〔三〕剂量选择及分组
1.剂量范围确实定： 动物死亡率0％－100％ 〔或10％-90%〕的致死剂量范围
2.分组及剂量确实定： 窛氏法：6－8组为宜，各组剂量呈等比级数 霍恩氏法：4组，各组剂量呈等比级数
〔四〕毒作用观察
第六章 化学毒物的一般毒性作用

第六章 化学毒物的一般毒性作用


实验动物的预检
给药前检疫观察 大、小鼠、兔、豚鼠1周，犬猴2~3周 适应新环境，减少环境和生理条件变
化可能对试验结果的影响 筛检健康状况不符合试验要求的动物
实验动物的给药前禁食处理
经口途径染毒，实验动物胃肠道内食物 存留量对化学毒物的毒性可产生较明显 的干扰
大、小鼠隔夜禁食，染毒2h后提供饲料 经口多次染毒可不禁食
实验动物 染毒途径 染毒剂量 观察周期 观察指标的选择、计算方法和评价
（一）实验动物的选择和要求
主要原则
急性毒性反应与人近似 易于饲养、操作方便 繁殖力较强，数量较大 价格较低，易于获得
实验动物的物种和品系
啮齿类（rodent species） 小鼠：昆明种、NIH、ICR 大鼠：Sprague-Dawley(SD)、Wistar
根据接触毒物的时间长短， 一般毒性的实验方法分为：
❖ 急性毒性 ❖ 短期重复剂量 ❖ 亚慢性毒性 ❖ 慢性毒性
第一节 急性毒性试验
In 1984, 5,000 people died and 30,000 were permanently disabled due to exposure to methyl isocyanate （ 异 氰 酸 甲 酯 ， MIC ） from an industrial accident in India
(三) 染毒方法
模拟实际接触的途径和方式 有利于不同化学物之间结果的比较 受试物的性质和用途 受试物毒性评价程序的要求
染毒途径
消化道、呼吸道、皮肤、注射
工业毒物：经呼吸道、皮肤 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
短期、亚慢性和慢性毒性

短期、亚慢性和慢性毒性

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
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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，
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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

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.
卫生毒理学――第六章 化学毒物的一般毒性作用

卫生毒理学――第六章 化学毒物的一般毒性作用

卫生毒理学――第六章化学毒物的一般毒性作用急性毒性(acute toxicity)是指机体(人或实验动物)一次接触或24小时内多次接触化学物后在短期(最长到14天)内所发生的毒性效应，包括一般行为、外观改变、大体形态变化以及死亡效应。

急性毒性试验(acute toxicity tests)是基础毒理研究的主要内容之一．其目的是：①测试和求出化学毒物对一种或几种实验动物的致死量(以LD50表示)以及其它的急性毒性参数，了解急性毒作用强度．②并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。

③探求化学毒物急性毒性的剂量―反应关系与中毒特征。

④为亚慢性、慢性毒性作用试验的研究及其他毒理试验提供接触剂量和观察指标的选择提供参考依据。

⑤为毒理学机制研究提供线索。

常用参数最常用的是半数致死量(LD50)和急性毒作用带(Zac)。

Zac值的大小可反映急性阈剂量距离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。

zac值越大、表明化学物引起急性死亡的危险性越小，反之表明引起急性死亡的危险性越大。

实验方法的要点(一)实验动物[原则]：①急性毒性试验要求选择对化学毒物的代谢和毒效应表现与人的反应尽可能一致的实验动物。

②动物易于获得③品系纯化④价格较低和易于饲养等条件。

1．实验动物的种属不同种属的动物对化学物的反应可能有很大的差别，最好用两种种属的动物，包括啮齿类和非啮齿类。

实际工作中啮齿类多选用小鼠和大鼠，有些试验也可选用豚鼠或家兔，非啮齿类一般选用狗或猴。

一般来说，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．而急性吸人毒性试验和经口急性毒性试验则优先考虑大鼠。

2．实验动物的年龄急性试验动物不宜过老或过幼，通常要求选择刚成年动物进行实验，而且须是未曾交配和受孕的动物。

由于小动物年龄与体重相关．一般用体重表示。

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。

6动物学研究--毒性效应研究-左

55
2．剂量递增法 开始：按0.1 LD50剂量染毒，4天为一期。
第五天起：每4天为一期递增1.5倍，即 0.15LD504天，0.22LD504天，依次类推。
56
3．剂量固定的20天蓄积法 基于蓄积系数的原理而设计。 灌胃染毒。 阴性对照和1/20 LD50、1/10 LD50、1/5 LD50和1/2 LD50四个剂量组，每组10只，雌 雄各半。每日染毒一次，连续染毒20天。 观察每组雌雄合计的死亡动物数量。
20
动式吸入染毒 将实验动物处于有空气流动的染毒柜
中，新鲜空气不断流入，污染空气不断流
出。温度、湿度、氧及二氧化碳分压相对
恒定，并有随时补充受试物，维持浓度稳
定。可采样监测受试物浓度，可持续接触 受试物，无时间限制。
21
动式吸入染毒设备
22
23
动式吸入染毒装置的组成
染毒柜；
机械通风系统；
30
1．中毒体征及发生过程 详细观察和记录动物出现的中毒体 征、发生时间和体征发展的经过。 机体对毒物作用的反应可以表现出 各个系统的特征。不同系统的毒性表现 可不一样；或某一中毒体征和行为的改 变反映多个系统的毒性。
31
32
续表6-1 啮齿类动物急性中毒表现
33
2．死亡情况和时间分布 实验动物的死亡数对LD50值产生明 显影响。 分析中毒死亡时间的分布规律可以 提供重要信息。
26
（四）剂量选择 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。 根据试验所选的LD50计算方法确定剂量 组数。一般设5-8个剂量组；霍恩氏法设4 个剂量组。

短期亚慢性和慢性毒性

控制昼夜交替 笼具：大小适中、动物能自由活动 饲料：营养合理 饮用水：清洁、充足
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，

毒理学基础第6章(2)蓄积毒作用

❖ K>1; K=1; K<1; K≥5——？
❖ 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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保健食品为100倍
中药为50倍
17
18
观察指标
一般观察 血液学指标 血液学指标 血液生化学指标
系统尸解和病理组织学检查 可逆性观察 指标观察时间 其他 特异性指标
19
（1）一般观察 进食量，体重，外观体征和行为活 动，粪便性状等 重点观察有中毒反应的动物 尸检死亡或濒死动物 计算食物利用率，各组动物实际染毒 剂量
实验动物或人连续较长期接触外源化学物所 产生的中毒效应
5
慢性毒性（chronic toxicity)
24个月或更 长，或终生
实验动物长期染毒外源化学物所产生的毒性 效应
新药临床前毒性评价
取决于拟用药的期限，一般为临床用药的 2‾3倍
6
重复染毒、亚慢性和慢性毒性作用目的
1 观察长期接触受试物的毒性效应谱、毒作用 特点和靶器官；了解其毒性机制 2 观察长期接触受试物毒性作用的可逆性 3 研究重复接触受试物毒性作用的剂量-反应 （效应）关系，确定NOAEL和LOAEL，为制定 人类接触安全限量提供参考值 4 确定不同动物对受试物的毒效应差异，为研 究结果外推到人提供依据 7
9
微生物寄生虫学等级和饲养环境
亚慢性毒性试验应使用清洁级及以上等级动物，饲 养在屏障环境内进行试验 营养合理的饲料，洁净的饮水，清洁无污染的垫料 和笼具 不同项目的试验应分室进行 人工控制昼夜交替 10
染毒方式与染毒期限
一般以经口，经呼吸道和经皮染毒为多 染毒频率为每日一次，连续给予，若试验期超过3 个月，可每周6次 慢性毒性试验的期限取决于试验的具体要求和所 选用的动物物种 工业毒物至少6个月 环境毒物与食品 要求1年或2年 11
（1）小动物常用灌胃法和喂饲法
大鼠、小鼠： 灌胃法 犬：胶囊法或灌胃法 受试物混入饲料，让动物自行食入，其在饲料 中混合均匀，稳定
受试物 90天试验≤ 8 g/100 g 掺入最大量
慢性试验≤ 5 g/100 g
30天试验≤10 g/100 g
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（2）经呼吸道染毒 染毒时间通常为2~6 h/d 在 亚慢性试验 4 h/d 染 毒 间歇性吸入 工业毒物 6~8 h/d 柜 慢性试验 中 连续性吸入 环境接触 22~24 h/d
实验动物给药前禁食处理 大鼠染毒前应隔夜禁食 小鼠可隔夜禁食或禁食4 h以上 禁食期间均正常给予饮水 禁食2 h后提供饲料 受试物及处理 常用水溶液 混悬液 油溶液 染毒最大量 20 ml/kg 染毒方法 经口灌胃染毒 41
剂量选择 试验预试 以10倍剂量初试动物 寻找LD100和LD0 剂量设计 在两者之间设计5~7个剂量组 剂量之间的倍比关系1.6~1.8
观察7~14天
LD50 中毒体征及发生过程、死亡情况和时 间分布、体重和病理形态学变化 42
二 亚慢性毒性作用研究 实验动物 SD大鼠 雌雄各半 染毒途径 经口灌胃/喂饲 6~8 w 80~100 g 每组20只 Beagle犬 每组6只
43
剂量选择 高 1/5~1/20LD50 中 1/3~1/10高剂量 低 1/3~1/10中剂量 对照组 每日一次 连续90天
损伤蓄积 (damage accumulation) 出现慢性毒性作用
储存库 /蓄积器官 四氯化碳——肝 铅、汞——骨骼
化学分析、 放射性核素、 生物学方法
4
（二）基本概念
短期重复剂量毒性 28天
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 亚慢性毒性（subchronic toxicity) 90天
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
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（二）长期毒性试验的注意事项
二 研究方法
（一）试验设计 实验动物的选择 物种和品系
啮齿类：大鼠 非啮齿类：犬 猴 8 Wistar大鼠 SD大鼠 Beagle犬
亚慢性毒性试验
性别、年龄和动物数
一般要求雌雄各半；研究性腺或生殖毒性， 可选用单性别动物 一般为6~8周龄大鼠 大鼠、小鼠每组≥20只；犬、猴每组≥6只 对照组和剂量组动物数应相同，体重（年龄） 一致
短期重复剂量毒性作用 亚慢性毒性作用 慢性毒性作用
试验
2
（一）蓄积作用
化学物质的蓄积作用（accumulation） 外源化学物连续地、反复地进入机体，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体内逐渐增加并贮留
3
物质蓄积 (material accumulation) 体内测出物质的原形或其代谢物
44
一般观察
食物利用率
实验室检测项目 系统尸解和病理组织学检查 可逆性观察 指标观察时间 特异性指标及其他 组织切片 电镜下观察 免疫组化 余1/3动物观察可逆程度和迟缓性毒性
45
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46
31
3 相关指标变化
处理组指标变化 病理组织观察
32
4 差异大小和性别差异 处理组与对照组之间差异的 大小和类型 雌雄动物对外源化学物的反应类型基本一致
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5 历史性对照的作用 本实验室的历史参考范围
识别异常的阴性对照 更好理解低发生率的发现 判断统计学意义的差异
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为外源化学物管理提供实验室依据
28
三 结果评价
与对照相比，观察指标是否有差异 统计学差异 生物学差异
29
1. 剂量相关趋势
剂量组和对照组结果之间存在差异 随着受试物剂量水平增加差异增加 —— 效应很可能与受试物有关 没有出现剂量-反应关系 ——初步可以判断与受试物无关
30
2 反应重现性 试验结果可重复性
不同时间点 同一物种实验动物在其他独立研究中 另一物种中发生相同的差异
38
举例说明如何进行新药临床前的一般毒性 作用研究
39
三聚氰胺的一般毒性作用研究
一 急性毒性作用研究
实验动物选择 SD大鼠 180~240 g 昆明小鼠 18~25 g Beagle犬 4~6 kg 健康 刚成年 未曾交配和受孕 实验动物分组 每组 4~6个组 雌雄各半 SD大鼠 10只 昆明小鼠 10只 Beagle犬 6只 40
剂量选择
以相同物种的短期毒性资料为依据
亚慢性试验
急性毒性的阈剂量为最高剂量 LD50的1/5‾1/20剂量
慢性试验 亚慢性试验毒效应的MTD为最高剂量
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剂量设计依据
对于人群主动摄入的食品和药品，可采用 人体可能拟用的最高剂量
大鼠可用人临床拟用剂量的10、30和100倍 非啮齿类可用5、15、50倍 当预期受试物没 化学药品为30倍 有明显毒性时
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
36
食品安全性毒理学评价试验四个阶段
第一阶段 急性毒性试验（ 经口急性毒性） 第二阶段 遗传毒性试验，传统致畸试验，短期 喟养试验（如受试物需进行第三、四阶段毒性 试验者，可不进行本试验） 第三阶段 亚慢性毒性试验 ─ 90天喟养试验、 繁殖试验、代谢试验 第四阶段 慢性毒性试验（包括致癌试验） 37
13
（3）经其他途径染毒 静脉注射 腹腔注射 （4）监测血药浓度 每日染毒时间应保持一致
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剂量选择与分组
一般至少应设3个剂量组 低剂量组 应无中毒反应，相当于NOAEL 中剂量组 约相当于LOAEL 高剂量组 应能引起明显的毒性或少量动物死亡（10%）
组距以3‾10倍为宜，最低不少于2倍
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亚慢性和慢性试验的剂量设计
全面综合分析整个试验期间全部观察和检 验结果 化学物的理化性质、化学结构 应用生物学和医学的基本理论进行科学的 评价
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受试物要求
食品安全性毒理学评价
提供受试物（必要时包括杂质）物理、化学 性质（包括化学结构、纯度、稳定性等） 受试物必须是符合既定生产工艺和配方的 规格化产品，其纯度应与实际应用的相 同，在需要检测高纯度受试物及其可能存 在的杂质的毒性或进行特殊试验时可选用 纯品，或以纯品及杂质分别进行毒性检测
=某个脏器的重量（g)/体重（100 g) 脏器系数
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（4）可逆性观察
最后一次给药后24 h，每组活杀部分动 物，检测各项指标 余下动物停止染毒，继续观察2~4周，重 点观察毒性反应器官，以了解毒性反应的 可逆程度和可能出现的迟缓性毒性
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（5）指标观察时间 每天观察一次 每周记录一次 一般状况和症状 饲料消耗和体重
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
27
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
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 L 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