第十章 毒理学实验基础课件.ppt

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1、第十章第十章 毒理学实验基础毒理学实验基础第1页，此课件共95页哦引引 言言n n以科学研究为目的而进行科学饲养繁殖的动物称为实验动物。实验动物学作为在现代科学带动崛起的一门以生命科学为主体，以医学、生物为核心的综合性独立的新兴学科，正以崭新的面貌，异乎寻常的速度，影响着整个生命科学各领域，成为生命科学研究的奠基学科和重要支撑条件，因而受到世界各国政府和科学家的重视，甚至作为衡量一个国家生物科学水平高低的标志之一。第2页，此课件共95页哦n n食品毒理学的很多研究工作需要通过动物实验来进行。使用实验动物进行科研的优点是花费人力、物力较少，时间短，易发现单因素与结果的关系，能提供大量有价值的可与

2、人类生命活动现象相类比的资料。在毒理学实验研究中，健康的实验动物是保证工作顺利进行和获得正确可靠的研究结果的重要条件。第3页，此课件共95页哦n n食品毒理学研究外源化学物对于机体(特特别别是人体是人体)的有害作用及其机制。食品毒理学研究的主要手段的有害作用及其机制。食品毒理学研究的主要手段是是动动物物实验实验。体内试验是以是以实验动实验动物物为为模型，最模型，最终终目的是通目的是通过过外源化学物外源化学物对实验动对实验动物的毒性反物的毒性反应应，向人，向人(原型原型)外推，以期外推，以期评评估外源化学物估外源化学物对对人的危害及危人的危害及危险险性。性。体外实验主要用于主要用于筛选筛选和和预

3、测预测急性毒性和机制急性毒性和机制研究；研究；人体实验和流行病学调查则可进一步深化和证实在动物实验中所得到的资料。实际上，食品毒理学作为一门实验科学是以动物实验为中心的，食品毒理学动物实验的设计、实施、结果观察和评价是毒理学研究的基本方法。第4页，此课件共95页哦n n食品毒理学试验是对化学物安全性评价的主要手段，已为各国际组织或各国的行政部门所颁布的规程或指南列为常规试验，又称为法规毒理学试验(regulatory toxico1ogy test)，这类毒理学试验是以筛查和描述外来化学物的毒性为目的，属于描述毒理学范畴。第5页，此课件共95页哦第一第一节 食品毒理学食品毒理学实验的原的原则和

4、局限性和局限性一、食品毒理学一、食品毒理学实验实验的原的原则则在毒理学的在毒理学的试验试验中，有三个基本的原中，有三个基本的原则则。n n第一个原第一个原则则，化学物在，化学物在实验动实验动物物产产生的作用，可以外生的作用，可以外推于人。基本假推于人。基本假设为设为：人是最敏感的动物物种；人和实验动物的生物学过程包括化学物的代谢，与体重(或体表面积)相关。相关。这这两个假两个假设设也是全部也是全部实验实验生物学和医学的前提。生物学和医学的前提。第6页，此课件共95页哦以以单单位体表面位体表面积计积计算在人算在人产产生毒作用的生毒作用的剂剂量和量和实实验动验动物通常相近似。而以体重物通常相近似。

5、而以体重计计算算则则人通常比人通常比实验动实验动物敏感，差物敏感，差别别可能达可能达1010倍。因此可以利用安全系数来倍。因此可以利用安全系数来计计算人的相算人的相对对安全安全剂剂量。已知人致癌物都量。已知人致癌物都对对某种某种实验实验动动物具有致癌性；物具有致癌性；实验动实验动物致癌物是否都物致癌物是否都对对人有致癌人有致癌性，性，还还不清楚，但不清楚，但这这已作已作为动为动物致癌物致癌试验试验的基的基础础。一一般般认为认为，如果某一化学物，如果某一化学物对对几个物种几个物种实验动实验动物的毒性物的毒性是相同的，是相同的，则则人的反人的反应应也可能是相似的。也可能是相似的。第7页，此课件共9

6、5页哦n n第二个原则是实验动物必须暴露于高剂量，这是发现对人潜在危害的必需的和可靠的方法。此原则是根据质反应的概念，随剂量或暴露增加，群体中效应发生率增加。毒理学试验中，一般要设3个或3个个以上以上剂剂量量组组，以，以观观察察剂剂量量-反反应应(效应)关系，确定受试化学物引起毒效应及其毒性参数。毒性试验的设计并不是为了证明化学品的安全性，而是为了说明化学品可能产生的毒作用。第8页，此课件共95页哦仅仅检测受试化学物在人的暴露剂量是否引起毒效应是不够的。当引起毒效应的最低剂量(LOAEL)与人的暴露剂量接近时，说明该化学物不安全。当该剂量与人的暴露剂量有很大的距离(几十倍，几百倍或以上)，才认

7、为具有一定安全性，此距离越大，安全性越可靠。如果在研究中所用的一系列的剂量不能引起毒性效应，则认为所用剂量还不足够高，应增加剂量，以确定受试化学品的毒性。但如果在试验的最高剂量组的剂量与人可能的暴露剂量有足够的安全界限，则对于安全性评价来说未观察到毒效应的研究是可以接受的。第9页，此课件共95页哦在毒理学试验中实验模型所需的动物总是远少于处于危险中的人群。为了在少量动物得到有统计学意义的可靠的结果，需要应用相对较高的剂量，以使效应发生的频率足以检测。例如，低达0.01的癌症发生率，这意味着在100万人群中有100人人发发生癌症，此生癌症，此发发生率太高，不能生率太高，不能为为公众接受。公众接受

8、。在在实验动实验动物直接物直接检测检测如此低如此低发发生率将至少需要生率将至少需要30000只只动动物。因此，物。因此，别别无无选择选择，在毒理学，在毒理学试验试验中，中，对对相相对对较较少的少的实验动实验动物必物必须须以以较较高高剂剂量量进进行行试验试验，然后根据，然后根据毒理学原毒理学原则则外推估外推估计计低低剂剂量暴露的危量暴露的危险险性。性。第10页，此课件共95页哦n n第三个原则，成年的健康(雄性和雌性未孕雄性和雌性未孕)实验动物和人可能的暴露途径是基本的选择。选用成年的健康(雄性和雌性未孕)实验动物是为了使实验结果具有代表性和可重复性。以成年的健康(雄性和雌性未孕)实验动物作为一

9、般人群的代表性实验模型，而将幼年和老年动物、妊娠的雌性动物、疾病状态作为特殊情况另作研究。这样可降低实验对象的多样性，减少实验误差。第11页，此课件共95页哦毒理学实验结果的敏感性取决于受试物处理引起毒效应强度和实验误差两个因素，处理引起的毒效应强，实验误差小，则实验结果的敏感性增加，反映受试物处理的真实效应，反之亦然。在下文所述的实验设计是要规定实验条件，严格控制可能影响毒效应的各种因素，实施质量保证，降低实验误差。只有这样，才能保证试验结果的准确性和可重复性，不能重复的实验结果是没有任何科学价值的。外源化学物以不同途径染毒，实验动物表现的毒性可能有很大差异，这是由于因染毒部位解剖生理特点不

10、同，外源化学物吸收进入血液的速度和量也不同，首先到达的器官和组织也不同。因此，毒理学因此，毒理学试验试验中染毒途径的中染毒途径的选择选择，应应尽可能模尽可能模拟拟人接触人接触该该受受试试物的方式。物的方式。第12页，此课件共95页哦二、食品毒理学二、食品毒理学实验的局限性的局限性n n历史上，环境污染物及某些药物所引起的中毒和死亡多次发生，引起各国的重视，推动了毒理学的发展，各国政府主管部门制订和多次修订了有关药品和各种化学品安全性评价的规范或准则，希望在啮齿类和非啮齿类的毒理学研究能为有关候选新药和各种化学品提供安全性证据，但以动物的资料预测人的毒性的预测价值尚有待于研究。第13页，此课件共

11、95页哦n nLumley(1990)和Igarashi(1994)根据有限的临床资料报告，发现对人的毒性约一半不能由临床前(动物)毒性研究预测。Heywood(1983)报告27个化学物(大多为药品)的靶器官毒性在大鼠和狗(或猴)之间的相符率仅20。Olson等(1998)报告131种化学物对动物的毒性与人的毒性相符率，啮齿类为6，非啮齿类(狗和猴)为28，合并达36，所有的物种相符率可达69。第14页，此课件共95页哦n n按照目前的按照目前的规规范，范，进进行毒理学安全性行毒理学安全性评评价，可以在一价，可以在一定程度上提高新定程度上提高新药药和各种化学品的使用安全性，但仍和各种化学品的

12、使用安全性，但仍不能完全排除不能完全排除对对人健康危害的人健康危害的风险风险。WHOWHO在在临床前药物安全性实验原则的文件中指出“虽然事先对生物活性物质进行了最仔细彻底的研究，但给人使用时总是不可避免地要冒一定的风险。”这就是利用动物实验的局限性，即动物实验的结果外推到人的不确定性。第15页，此课件共95页哦n n用实验动物的毒理学实验资料外推到人群接触的安全性时，会有很大的不确定性。这是因为，外源化学物的毒性作用受到许多因素的影响。第16页，此课件共95页哦首先，实验动物和人对外源化学物的反应敏感性不同，有时甚至存在着质的差别。虽然在毒理学实验中通过用两种或两种以上的动物，并尽可能选择与人

13、对毒物反应相似的动物，但要完全避免物种差异是不可能的。而且，实验动物不能述说涉及主观感觉的毒效应，如疼痛、腹胀、疲乏、头晕、眼花、耳鸣等，这些毒效应就难以或不可能发现。在动物实验中，可观察到体征(sign)(sign)，而没有症状，而没有症状(symptom)。第17页，此课件共95页哦第二，在毒理学实验中，为了寻求毒作用的靶器官，并能在相对少量的动物上就能得到剂量-反应或剂量-效效应应关系，往往关系，往往选选用用较较大的染毒大的染毒剂剂量，量，这这一一剂剂量通量通常要比人常要比人实际实际接触的接触的剂剂量大得多。有些化学物在高量大得多。有些化学物在高剂剂量和低量和低剂剂量的毒性作用量的毒性作

14、用规规律并不一定一致，如大律并不一定一致，如大剂剂量量下出下出现现的反的反应应有可能是由于化学物在体内超有可能是由于化学物在体内超过过了机体了机体的代的代谢谢能力，能力，这这就存在高就存在高剂剂量向低量向低剂剂量外推的不确定量外推的不确定性。性。第18页，此课件共95页哦第三，毒理学实验所用动物数量有限，那些发生率很低的毒性反应，在少量动物中难以发现。而化学物一旦进入市场，接触人群往往会很大。这就存在小数量实验动物到大量人群外推的不确定性。第19页，此课件共95页哦第四，实验动物一般都是实验室培育的品系，一般选用成年健康动物，反应较单一，而接触人群可以是不同的人种、种族，而且包括年老体弱及患病

15、的个体，在对外源化学物毒性反应的易感性上存在很大差异。以上这些都构成了从毒理学动物实验结果向人群安全性评价外推时的不确定因素。第20页，此课件共95页哦第二第二节 毒理学毒性毒理学毒性评价价试验的基本目的的基本目的n n毒理学毒理学实验实验的常的常规规部分是毒性部分是毒性评评价或安全性价或安全性评评价价试验试验。为为了了对对受受试试物的毒性物的毒性进进行全面的行全面的测试测试，增，增强测试结强测试结果的果的可靠性，可靠性，权权威机构威机构规规定了定了评评价程序，以保价程序，以保证证毒性毒性评评价研价研究可以达到普遍能接受的最低要求和原究可以达到普遍能接受的最低要求和原则则。毒理学家。毒理学家认

16、认为为毒理学毒理学试验试验程序程序应该应该有一定的灵活性。有一定的灵活性。对对毒理学毒理学试验试验的原理和的原理和设计设计思路的深入理解，有助于研究者思路的深入理解，有助于研究者对评对评价程价程序的序的实实施，在施，在发现发现新的新的现现象或象或线线索索时时，可，可进进行一些行一些补补充充实验实验来来证实证实，并可，并可进进一步研究其机制。一步研究其机制。第21页，此课件共95页哦n n毒性评价或安全性评价方面的基本目的包括以下几点：1.受试物毒作用的表现和性质在急性和慢性毒性试验中，观察受试物对机体的有害作用，对有害作用的观察应该是对每个实验动物进行全面的逐项的观察和记录。发现有害作用是进行

17、剂量-反应(效应)研究的前提。第22页，此课件共95页哦 2.剂量-反反应应(效效应应)研究剂量-反应(效应)研究是毒性研究是毒性评评价和安全性价和安全性评评价的价的基基础础。通。通过对过对不同有害作用的不同有害作用的剂剂量量-反反应应(效效应应)研究，可研究，可以得到以得到该该受受试试物的多种毒性参数。在急性物的多种毒性参数。在急性(致死性致死性)毒性毒性试验试验中，中，应该应该得到得到LD50LD50，也可以得到LD01LD01和和MTDMTD。在急性非致死性毒性试验中，应该得到急性可观察到有害作用的最低剂量(LOAEL)和未和未观观察到有害作用的察到有害作用的剂剂量量(NOAEL)。在亚

18、急性、亚慢性及慢性毒性试验中，应该得到相应的LOAEL和NOAELNOAEL。在致突。在致突变变、致、致癌和致畸等特殊毒性癌和致畸等特殊毒性试验试验中，中，剂剂量量-反应(效应)研究将研究将为为确定受确定受试试物是否具有物是否具有这这些特殊毒性提供依据。在致畸些特殊毒性提供依据。在致畸试验试验也可得到也可得到LOAELLOAEL和NOAELNOAEL；在致突；在致突变变、致癌、致癌试验试验中，中，尽管尽管认为认为是无是无阈值阈值的，但也可得到表的，但也可得到表观观的的LOAEL和和NOAELNOAEL。第23页，此课件共95页哦 3.确定毒作用的靶器官。确定受确定毒作用的靶器官。确定受试试物有

19、害作用的靶物有害作用的靶器官，是毒理学研究的重要目的，以器官，是毒理学研究的重要目的，以阐阐明受明受试试物毒物毒作用的特点，并作用的特点，并为进为进一步的机制研究和毒性防治提一步的机制研究和毒性防治提供供线线索。索。4.4.确定确定损损害的可逆性。一旦确害的可逆性。一旦确认认有害作用存在，就有害作用存在，就应应研究停止接触后研究停止接触后该损该损害是否可逆和消失，器官和害是否可逆和消失，器官和组织组织功能是否能恢复，功能是否能恢复，还还是像化学致癌作用那是像化学致癌作用那样样停止接触停止接触后后损损害害继续发继续发展展?毒性的可逆性关系到对人的危害评价，如果受损的器官组织能够修复并恢复正常功能

20、，则可能接受较高危险性的接触水平。第24页，此课件共95页哦n n当然，毒理学研究还可能有其他的目的和要求，例如毒作用的敏感检测指标和生物学标志、毒作用机制研究、受试物的毒物动力学和代谢研究、中毒的解救措施等。对这些要求，应扩展常规试验的设计以包括有关的项目，或者另外设计和进行靶器官毒理学研究及机制毒理学研究。第25页，此课件共95页哦第三第三节 实验动物的物的选择和和处理理毒理学的动物实验是以实验动物作为研究对象的，为获得可靠的研究结果，先决条件是正确地选用实验动物。第26页，此课件共95页哦一、一、实验动实验动物物种的物物种的选择选择外源化学物的固有毒性往往在人和不同物种外源化学物的固有毒

21、性往往在人和不同物种实验实验动动物之物之间间表表现现不同，物种差不同，物种差别别可以表可以表现现在量方面，在量方面，引起毒性的引起毒性的剂剂量差量差别别，即毒性大小的差，即毒性大小的差别别，如有，如有报报道，道，对对人人138种化学物的敏感性种化学物的敏感性为为大鼠的大鼠的1.810.510.5倍。倍。物种差物种差别别也可以表也可以表现现在在质质方面方面(毒性效毒性效应应的差的差别别)，如除，如除草草剂剂百草枯百草枯(对对草快草快)对人引起肺损伤，而对狗则未见到。因此，需要对实验动物物种进行选择。物种间毒性反应差别的原因，可能归纳为解剖与生理学差异，遗传与代谢的差异等。第27页，此课件共95页

22、哦对实验动对实验动物物种物物种选择选择的基本原的基本原则则是：是：选择对选择对受受试试物物在代在代谢谢、生物化学和毒理学特征与人最接近的物种；自、生物化学和毒理学特征与人最接近的物种；自然寿命不太然寿命不太长长的物种；易于的物种；易于饲饲养和养和实验实验操作的物种；操作的物种；经经济济并易于并易于获获得的物种。得的物种。在在选择实验动选择实验动物物时时存在固有的限制。可利用的物存在固有的限制。可利用的物种不多，主要原因包括种不多，主要原因包括经济经济(购买购买和和饲饲养的养的费费用用)、实验实验动动物的寿命、行物的寿命、行为为和生活能力、和生活能力、处处置，以及置，以及对对所研究的毒所研究的毒

23、性的敏感性。要利用性的敏感性。要利用对对受受试试物在代物在代谢谢、生物化学和毒理学、生物化学和毒理学特征与人最接近的物种，特征与人最接近的物种，这这就需要了解就需要了解实验动实验动物物种和人物物种和人对对受受试试化学物的吸收、生物化学物的吸收、生物转转化等化等资资料，但料，但这这往往并不切往往并不切合合实际实际，因，因为为首先需要首先需要进进行一系列的比行一系列的比较较研究，而研究，而对对人体人体的的资资料在料在动动物物试验试验之前是很之前是很难难得到的。得到的。第28页，此课件共95页哦在毒理学研究中常用的实验动物物种如下：大鼠、小鼠、豚鼠、兔、狗。其他可能用到的实验动物有地鼠、猕猴、小型猪

24、、鸡等。其中，大鼠、小鼠、豚鼠和地鼠为啮齿目动物。常用实验动物生物学和生理学参数见表5-1。第29页，此课件共95页哦参参参参 数数数数猴猴猴猴狗狗狗狗猫猫猫猫兔兔兔兔大大大大 鼠鼠鼠鼠小小小小 鼠鼠鼠鼠豚豚豚豚 鼠鼠鼠鼠地地地地 鼠鼠鼠鼠成体体重成体体重成体体重成体体重(kg)(kg)(kg)(kg)3.53.53.53.514.014.014.014.03.33.33.33.33.73.73.73.70.450.450.450.450.0350.0350.0350.0350.430.430.430.430.120.120.120.12寿命寿命寿命寿命(a)(a)(a)(a)16161616

25、15151515141414146 6 6 63 3 3 31.51.51.51.531313131水消耗水消耗水消耗水消耗(ml/d)(ml/d)(ml/d)(ml/d)450450450450350350350350320320320320300300300300353535356 6 6 614514514514530303030饲料消耗饲料消耗饲料消耗饲料消耗 (成本成本成本成本g/d)g/d)g/d)g/d)150150150150400400400400100100100100180180180180101010105 5 5 51212121210101010成体代谢成体代谢成体

26、代谢成体代谢(cal(cal(cal(calkg kg kg kg d)d)d)d)1581581581588080808080808080110110110110130130130130600600600600100100100100250250250250体温体温体温体温()()()()38.838.838.838.838.938.938.938.938.638.638.638.639l439l439l439l438l238l238l238l237.437.437.437.438.638.638.638.638.038.038.038.0呼吸频率呼吸频率呼吸频率呼吸频率5050505020

27、2020202525252553535353858585851601601601609090909083838383(次次次次min)min)min)min)(40(40(40(4060)60)60)60)(10(10(10(1030)30)30)30)(20(20(20(2030)30)30)30)(40(40(40(4065)65)65)65)(65(65(65(65110)110)110)110)(80(80(80(80240)240)240)240)(70(70(70(70100)100)100)100)(35(35(35(35130)130)130)130)心率心率心率心率(次次次次

28、min)min)min)min)200200200200100100100100120120120120200200200200328328328328600600600600300300300300450450450450血压血压血压血压 mmHgmmHgmmHgmmHg15915915915912712712712714814814814810010010010015515515515510010010010011011011011080808080130/90130/90130/90130/901201201201207575757577/5077/5077/5077/50108/771

29、08/77108/77108/77(收缩舒张收缩舒张收缩舒张收缩舒张)出生体重出生体重出生体重出生体重(g)(g)(g)(g)500500500500700700700700110011001100110022002200220022001251251251251001001001005-65-65-65-61.51.51.51.5757575751001001001002.02.02.02.0表5-1 常用实验动物生物学和生理学参数第30页，此课件共95页哦断乳时体重断乳时体重断乳时体重断乳时体重(g)(g)(g)(g)440044004400440058005800580058003000

30、30003000300010010010010015001500150015004040404050505050101010101212121225025025025035353535开眼开眼开眼开眼(d)(d)(d)(d)出生当天出生当天出生当天出生当天8 8 8 8121212128 8 8 81212121210101010101010101212121211111111出生当天出生当天出生当天出生当天15151515妊娠妊娠妊娠妊娠(d)(d)(d)(d)168168168168636363636363636331313131212121212020202067676767161616

31、16性周期性周期性周期性周期(d)(d)(d)(d)2828282822222222151515152828282815151515161616164 4 4 45 5 5 54 4 4 45 5 5 516161616191919194 4 4 4动情期动情期动情期动情期(d)(d)(d)(d)1 1 1 12 2 2 27 7 7 7131313139 9 9 919191919303030301 1 1 11 1 1 11 1 1 11 1 1 1窝数量窝数量窝数量窝数量1 1 1 13 3 3 36 6 6 61 1 1 16 6 6 61 1 1 1131313136 6 6 69

32、9 9 91 1 1 1121212121 1 1 15 5 5 51 1 1 112121212断乳年龄断乳年龄断乳年龄断乳年龄(周周周周)16161616242424246 6 6 66 6 6 69 9 9 98 8 8 83 3 3 34 4 4 43 3 3 32 2 2 23 3 3 34 4 4 4生殖年龄生殖年龄生殖年龄生殖年龄(月月月月)545454549 9 9 9101010106 6 6 67 7 7 72 2 2 23 3 3 32 2 2 23 3 3 32 2 2 2生殖期生殖期生殖期生殖期(年年年年)10101010151515155 5 5 510101010

33、4 4 4 41 1 1 13 3 3 31 1 1 11 1 1 13 3 3 31 1 1 1生殖季节生殖季节生殖季节生殖季节任何时间任何时间任何时间任何时间春，秋春，秋春，秋春，秋冬季冬季冬季冬季2 2 2 23 3 3 3个月个月个月个月任何时间任何时间任何时间任何时间任何时间任何时间任何时间任何时间任何时间任何时间任何时间任何时间任何时间任何时间任何时间任何时间任何时间任何时间任何时间任何时间所需面积所需面积所需面积所需面积(ft(ft(ft(ft2 2 2 2)*)*)*)*6 6 6 68 8 8 83 3 3 33 3 3 30.40.40.40.40.40.40.40.40.

34、70.70.70.70.340.340.340.34环境温度环境温度环境温度环境温度()()()()18181818282828281818181828282828181818182828282818181818282828281919191925252525191919192525252519191919252525251919191925252525血容量血容量血容量血容量(ML/Kg)(ML/Kg)(ML/Kg)(ML/Kg)7575757579797979606060605353535365656565808080807575757585858585凝血时间凝血时间凝血时间凝血时间(s

35、)(s)(s)(s)90909090180180180180120120120120300300300300606060601414141460606060143143143143HCT(HCT(HCT(HCT(红细胞红细胞红细胞红细胞)4242424245454545404040404242424246464646414141414242424250505050Hb(gHb(gHb(gHb(gbl)bl)bl)bl)12.512.512.512.516.016.016.016.011.811.811.811.813.613.613.613.614.814.814.814.816.016.01

36、6.016.012.412.412.412.412.012.012.012.0*所需面积(ft2)，即为英尺，1ft30.48cm第31页，此课件共95页哦二、二、实验动物品系的物品系的选择品系(strain)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。实验动物按遗传学控制分类可分为：第32页，此课件共95页哦近交系：指全同胞兄妹或亲子之间连续交配2020代以上而培育的纯品系动物。如小鼠有津白I I、津白、615615，DBADBA1 1和和DBADBA2，BALB/CBALB/C，C3HC3H，C57BC57B6J6J，A和和A AHeHe等。等。杂杂交群交群动

37、动物物(杂杂交交1 1代，代，F1)F1)，指两个不同的近交系之，指两个不同的近交系之间间有目的有目的进进行交配，所行交配，所产产生的第一代生的第一代动动物。物。封封闭闭群：群：一个种群在五年以上不从外部引一个种群在五年以上不从外部引进进新血新血缘缘，仅仅由同一品系的由同一品系的动动物在固定物在固定场场所随机交配繁殖的所随机交配繁殖的动动物群。物群。第33页，此课件共95页哦如昆明种小鼠、NIH小鼠、LACA小鼠、F344大鼠、Wistar大鼠、SD(Sprague-Dauley)大鼠等。根据实验动物遗传的均一性排序，近交系最高、杂交群次之、封闭群较低。不同品系实验动物对外源化学物毒性反应有差

38、别，所以毒理学研究要选择适宜的品系，对某种外源化学物毒理学系列研究中应固定使用同一品系动物，以求研究结果的稳定性。第34页，此课件共95页哦遗传毒理学一般利用啮齿类动物，主要是小鼠或大鼠。如果有合适的理由，其他物种也可接受。有的文献报告在小鼠骨髓微核试验MSAe品系比ddy，CD-1或BDF品系更敏感。但一般认为还没能证明某一品系对所有的遗传毒性物质比其他品系都敏感。在致癌试验中对实验动物的品系有一定的要求，特别重视有关病理损害的自发发生率。例如，某些大鼠品系垂体肿瘤发生率高，则不适用于靶器官为内分泌系统的毒性研究。又如B6C3F1雄小鼠肝肿瘤高发生率可能有碍于肝致癌反应的检测。第35页，此课

39、件共95页哦三、对实验动物微生物控制的选择按微生物控制分类，实验动物分为四级，见表5-2。对于毒性试验及毒理学研究应尽可能使用二级(或二级以上)的动物，以保证实验结果的可靠性。第36页，此课件共95页哦表表5-2 实验动物微生物等物微生物等级第37页，此课件共95页哦四、个体四、个体选择实验动实验动物物对对外来化学物的毒性反外来化学物的毒性反应还应还存在个体差异，存在个体差异，应应注意注意实验动实验动物的个体物的个体选择选择。1.1.性性别别同一物种、同一品系的实验动物雌雄两性通常对相同外源化学物毒性反应类似但雌雄两性对化学物的毒性敏感性上存在着差别。有文献报道在149149种外源化学物中雌雄

40、敏感性比种外源化学物中雌雄敏感性比值值小鼠平均小鼠平均为为0.920.92，大鼠，大鼠为为0.880.88，这种差别表现在实验动物性发育成熟开始，直至老年期。可见雌雄两性动物的性激素性质和水平是关键因素。第38页，此课件共95页哦如果已知不同性别的动物对受试物敏感性不同，应选择敏感的性别。如对性别差异不清楚，则应选用雌雄两种性别。如实验中发现存在性别差异，则应将不同性别动物的实验结果分别统计分析。第39页，此课件共95页哦在遗传毒理学体内试验中，对性别的选择有几种意见：(1)对单个物种应用两种性别。(2)对单个物种应用两种性别，除非已在一个性别得到阳性反应，就不必对另一种性别进行试验。(3)对

41、单个物种应用两种性别，除非经毒代动力学研究证明受试物(和其代谢产物)在雄性和雌性无差别和或如果在确定剂量的预试验证明有相等毒性。(4)对单个物种常规用一种性别(雄性或雌性)，除非预期证明存在性别差异。第40页，此课件共95页哦 2.2.年年龄龄和体重和体重实验动实验动物同人物同人类类一一样样，生命全程大体上可区分，生命全程大体上可区分三个三个阶阶段，即幼年期段，即幼年期(从出生到性成熟之前从出生到性成熟之前)、成年、成年期和老年期。在成年期，各种激素期和老年期。在成年期，各种激素(包括性激素包括性激素)、代谢酶都处于高峰稳定期，并对外源化学物的毒性反应差异较小，且有代表性。在幼年期和老年期，对

42、外源化学物的生物转运和生物转化，靶器官和受体的敏感性均与成年期不同。如有报道外源化学物对成年动物的致死剂量(或或LD50)LD50)与新生与新生动动物比物比较较，其比，其比值值在在0.0020.0021616之之间间，表明，表明有的外源化学物有的外源化学物对对新生新生动动物毒性低，也有的毒性物毒性低，也有的毒性反反应强应强。第41页，此课件共95页哦毒理学毒理学试验选试验选用用实验动实验动物的年物的年龄龄取决于取决于试验试验的的类类型。型。急性急性试验试验一般一般选选用成年用成年动动物物;慢性试验因实验周期长，应选用较年幼的或初断乳的动物，以使实验周期能复盖成年期。实验动物的年龄应由其出生日期

43、来定，但实际工作中常以动物的体重粗略地判断动物的年龄，作为挑选适龄动物的依据。同一试验中，组内个体间体重差异应小于1010，各，各组间组间平均体重差异不平均体重差异不应应超超过过5 5。第42页，此课件共95页哦 3.生理状态在毒理学试验中动物如出现妊娠，则影响体重及其他指标的检测结果，并且，性激素对外源化学物代谢转化有影响，故应选用未产未孕的雌性动物。雌雄动物应分笼饲养。但在某些试验如显性致死试验、致畸试验及繁殖试验等，则需有计划地合笼交配。第43页，此课件共95页哦 4.健康状况实验动物的健康状态对毒理学试验结果有很大的影响，因此应选用健康动物。健康动物应发育正常、体形健壮，无外观畸形，被

44、毛浓密、有光泽、顺贴而不蓬乱，行动灵活、反应敏捷，眼睛明亮有神，表皮无溃疡和结痂，天然孔道干净无分泌物等。第44页，此课件共95页哦为为确保确保选择选择健康健康动动物，一般在物，一般在实验实验前前观观察察5 57天。对于大鼠和狗的亚慢性和慢性试验，可在实验前采血进行血液学和血液生化学检查，异常的动物应剔除。合理的全营养饲料对维持实验动物健康和正常的生理活动是至关重要的。高温与低温时外源化学物的毒性一般比常温为高。这种毒性变化可能是由于温度影响了毒物动力学所致。高温、高湿环境共存时皮肤更易于外源化学物经皮肤吸收。第45页，此课件共95页哦人工昼夜周期，即，使人工昼夜周期，即，使动动物物处处于人工

45、于人工调调控的控的1212小小时时白昼白昼(早早6 6点至晚点至晚6点)及及1212小小时时黑夜黑夜(晚晚6 6点至次日早点至次日早6 6点)，以稳定其生物时间节律。正常、健康的动物每天2424小小时时的生理的生理规规律不尽相同，即存在着律不尽相同，即存在着生物时间节律，对外源化学物的毒性反应也有昼夜性时间变化，因此出现毒理学新的分支学科，称为时间毒理学(Chronotoxicology)Chronotoxicology)。由于。由于动动物存在物存在时间节时间节律，外源化学物律，外源化学物在不同在不同时间时间表表现现的毒性反的毒性反应应有差有差别别，所以在毒理学，所以在毒理学实际实际工作工作中

46、，尤其是中，尤其是进进行行亚亚慢性和慢性染毒慢性和慢性染毒时时，每日的染毒，每日的染毒时间应时间应固固定一致，以防止出定一致，以防止出现时间现时间毒性的影响。而且采取毒性的影响。而且采取动动物生物物生物样样品品(如血、尿等如血、尿等)进进行各种指行各种指标标的化的化验验或一些生理功能的或一些生理功能的检查检查(如血压、体温等)也也应应固定固定时间时间。第46页，此课件共95页哦根据我国的法根据我国的法规规和有关和有关规规定，国家定，国家实实行行实验实验动动物的物的质质量量监监督和督和质质量合格量合格证证制度。制度。实验动实验动物的物的保种、保种、饲饲育、供育、供应应和和应应用用单单位，由各位，

47、由各级级医学医学动动物物管理委管理委员员会会进进行定期行定期监监督、督、监测监测，并，并颁发实验动颁发实验动物和物和实验设实验设施的合格施的合格证书证书(有效期5年)。应用的实验动物必须有完整的资料。进行动物实验的人员应经培训，取得资格认可(上岗证)。实验动物的饲养设施、环境条件及饲料等必须符合有关的国家标准。第47页，此课件共95页哦第四第四节 食品毒理学食品毒理学试验设计要点要点一、体内毒理学一、体内毒理学试验设计试验设计1.1.剂剂量分量分组组在毒理学在毒理学试验试验中，最重要的就是研究中，最重要的就是研究剂剂量量-反反应应(效效应应)关系，也就是当外源化学物染毒关系，也就是当外源化学物

48、染毒剂剂量增加，量增加，实验动实验动物的毒性反物的毒性反应应(效效应应)随之而增强。剂剂量量-反反应应(效效应应)关系的存在是确定外源化学物与有害作用的因果关系的存在是确定外源化学物与有害作用的因果关系的重要依据，也可关系的重要依据，也可证证明明实验结实验结果的可靠性。果的可靠性。因此，因此，在毒理学在毒理学试验试验中，一般至少要中，一般至少要设设3 3个个剂剂量量组组(即高剂量组、中剂量组、低剂量组)，希望能得到，希望能得到满满意的意的剂剂量量-反反应应(效效应应)关系。关系。第48页，此课件共95页哦一般要求，高高剂剂量量组组应应出出现现明确的有害作用，明确的有害作用，或者高或者高剂剂量量

49、组剂组剂量已达到染毒的极限量已达到染毒的极限剂剂量量(如大鼠如大鼠或小鼠灌胃或注射的最大容量或小鼠灌胃或注射的最大容量)。低低剂剂量量组组应应不出不出现现任何可任何可观观察到的有害作用察到的有害作用(即相当于即相当于NOAEL)NOAEL)，但，但低低剂剂量量组剂组剂量量应应当高于人可能的接触当高于人可能的接触剂剂量，至少等于量，至少等于人可能的接触人可能的接触剂剂量。量。中中剂剂量量组组的的剂剂量介于高量介于高剂剂量量组组和低和低剂剂量量组组之之间间，应应出出现轻现轻微的毒性效微的毒性效应应(即相当即相当于于LOAEL)LOAEL)。高、中、低剂量组剂量一般按等比例计算，剂量间距应为2 2或

50、 ，低剂量组剂量一般为高剂量组剂量的1/101/101/201/20。第49页，此课件共95页哦毒理学试验常用的对照有4种：(1)未处理对照组(以前有称为空白对照组)：即对照组不施加任何处理因素，不给受试物也不给以相应的操作。未处理对照组往往用于遗传毒理学试验中，确定指示生物的生物学特征的本底值，进行质量控制。第50页，此课件共95页哦 (2)阴性对照：不给处理因素但给以必须的实验因素(溶溶剂剂赋形剂)，以排除此实验因素(溶剂赋形剂)的影响，阴性对照作为与染毒组比较的基础。没有阴性对照组就不能说明受试物染毒与有害作用之间的关系。例如，在实验中，染毒各剂量组实验动物出现某些异常、甚至死亡；如果阴