毒理學(xué)動(dòng)物試驗(yàn)設(shè)計(jì)外推

毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)專家講座第1頁(yè)一、毒理學(xué)毒性評(píng)價(jià)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)毒理學(xué)試驗(yàn)通常是毒性評(píng)價(jià)或安全性評(píng)價(jià)試驗(yàn)，通常由權(quán)威機(jī)構(gòu)要求評(píng)價(jià)程序。在描述毒理學(xué)試驗(yàn)中，有三個(gè)基本標(biāo)準(zhǔn):1.外來化學(xué)物在試驗(yàn)動(dòng)物產(chǎn)生作用，能夠外推于人基本假設(shè)為：①人是最敏感動(dòng)物物種；②人和試驗(yàn)動(dòng)物生物學(xué)過程包含化學(xué)物代謝，與體重（或體表面積）相關(guān)。

毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)專家講座第2頁(yè)2.試驗(yàn)動(dòng)物必須暴露于高劑量是發(fā)覺對(duì)人潛在危害必需和可靠方法。

普通要設(shè)3個(gè)或3個(gè)以上劑量組，以觀察劑量-反應(yīng)（效應(yīng)）關(guān)系，確定受試化學(xué)物引發(fā)毒效應(yīng)及其毒性參數(shù)。(1)毒性試驗(yàn)設(shè)計(jì)并不是為了證實(shí)化學(xué)品安全性，而是為了表征化學(xué)品可能產(chǎn)生毒作用。(2)毒理學(xué)試驗(yàn)中試驗(yàn)?zāi)Ｐ退鑴?dòng)物總是遠(yuǎn)少于處于危險(xiǎn)中人群。為了在少許動(dòng)物得到有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義可靠結(jié)果，需要應(yīng)用相對(duì)較高劑量，以使效應(yīng)發(fā)生頻率足以被檢測(cè)。毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)專家講座第3頁(yè)3.成年健康試驗(yàn)動(dòng)物和人可能暴露路徑是基本選擇(1)成年健康（雄性和雌性未孕）試驗(yàn)動(dòng)物作為普通人群代表性試驗(yàn)?zāi)Ｐ?。幼年和老年?dòng)物、妊娠雌性動(dòng)物、疾病狀態(tài)作為特殊情況另作研究。(2)毒理學(xué)試驗(yàn)中染毒路徑選擇，應(yīng)盡可能模擬人接觸該受試物方式。毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)專家講座第4頁(yè)1.對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)在動(dòng)物試驗(yàn)中，要求相比較各組間動(dòng)物種類、性別、年紀(jì)、體重等盡可能地一致。對(duì)照組與試驗(yàn)組同等主要，兩組動(dòng)物數(shù)應(yīng)相等。(1)空白對(duì)照：又稱正常對(duì)照(2)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照：又稱有效對(duì)照或陽(yáng)性對(duì)照(3)組間對(duì)照：(4)本身對(duì)照：科研設(shè)計(jì)遵照三標(biāo)準(zhǔn)毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)專家講座第5頁(yè)2.重復(fù)標(biāo)準(zhǔn)(1)足夠試驗(yàn)樣本數(shù)：

(2)試驗(yàn)結(jié)果可重復(fù)性：毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)專家講座第6頁(yè)3.隨機(jī)標(biāo)準(zhǔn)

為了降低個(gè)體差異這種非處理原因干攏，應(yīng)于試驗(yàn)前將試驗(yàn)動(dòng)物依統(tǒng)計(jì)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行隨機(jī)分組，以此到達(dá)盡可能降低非處理原因混雜效應(yīng)，從而提升每組動(dòng)物間均衡性目標(biāo)。（1）隨機(jī)分組方法：①隨機(jī)數(shù)字表法；②計(jì)算機(jī)軟件（如SPSS、SAS、Excel等）方法。（2）例子：將32只動(dòng)物按體重每4只組成一個(gè)區(qū)組，隨機(jī)分配到4種處理中，共組成8個(gè)區(qū)組。

毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)專家講座第7頁(yè)表1SPSS程序隨機(jī)化區(qū)組分配設(shè)計(jì)方案行號(hào)程序01Inputprogram.02LoopI=1to32.03ComputeX=RND(I/4+0.25).04Endcase.05Endloop.06Endfile.07Endinputprogram.08Execute.09ComputeII=Uniform(1).10RankVariables=IIBYX.11Execute.說明：第01－07行是產(chǎn)生8個(gè)區(qū)組，第09－10行是產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，對(duì)隨機(jī)數(shù)按區(qū)組再進(jìn)行排秩分組。毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)專家講座第8頁(yè)二、毒理學(xué)毒性評(píng)價(jià)試驗(yàn)基本目標(biāo)1.受試物毒作用表現(xiàn)和性質(zhì)

在急性和慢性毒性試驗(yàn)中，觀察受試物對(duì)機(jī)體有害作用，對(duì)有害作用觀察應(yīng)該是對(duì)每個(gè)試驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行全方面、逐項(xiàng)觀察和統(tǒng)計(jì)。發(fā)覺有害作用是進(jìn)行劑量-反應(yīng)(效應(yīng))研究前提。毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)專家講座第9頁(yè)Log[Dose]BiologicalResponseNOEL:NoObservableEffectLevelNOAEL:NoObservableAdverseEffectLevelLOEL:LowestObservableEffectLevelLOAEL:LowestObservableAdverseEffectLevelFEL:FrankEffectLevel2.劑量-反應(yīng)(效應(yīng))研究

毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)專家講座第10頁(yè)4.確定損害可逆性

5.其它毒作用敏感檢測(cè)指標(biāo)和生物學(xué)標(biāo)志毒作用機(jī)制研究受試物毒物動(dòng)力學(xué)和代謝研究中毒解救辦法3.確定毒作用靶器官

毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)專家講座第11頁(yè)三、毒理學(xué)動(dòng)物試驗(yàn)設(shè)計(jì)內(nèi)容1.試驗(yàn)動(dòng)物選擇：2.試驗(yàn)動(dòng)物分組與劑量選擇、試驗(yàn)期限：毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)專家講座第12頁(yè)Log[Dose]BiologicalResponse低劑量組：NOAEL中劑量組：LOAEL高劑量組毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)專家講座第13頁(yè)3.試驗(yàn)觀察指標(biāo)選擇：試驗(yàn)指標(biāo)（觀察指標(biāo)）是指在試驗(yàn)觀察中用于反應(yīng)研究對(duì)象中一些可被檢測(cè)儀器或研究者感知特征或現(xiàn)象標(biāo)志。試驗(yàn)指標(biāo)選擇基本條件：（1）特異性（2）客觀性

（3）靈敏度

（4）準(zhǔn)確度（5）可行性

（6）認(rèn)可性

毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)專家講座第14頁(yè)試驗(yàn)指標(biāo)選擇依據(jù)通常有：（1）依據(jù)試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、任務(wù)和內(nèi)容選擇指標(biāo)。（2）依據(jù)化學(xué)物種類和用途來選擇國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、部委和各級(jí)政府公布法規(guī)、要求和行業(yè)規(guī)范中對(duì)應(yīng)程序中試驗(yàn)方法要求來選擇指標(biāo)。4.統(tǒng)計(jì)學(xué)處理方法：

毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)專家講座第15頁(yè)數(shù)據(jù)類別和統(tǒng)計(jì)學(xué)要求統(tǒng)計(jì)學(xué)方法1．“有或無”數(shù)據(jù)：動(dòng)物間比較個(gè)別組比較Fisher準(zhǔn)確分布檢驗(yàn)(不分層數(shù)據(jù))2×2校正卡方檢驗(yàn)(分層或不分層數(shù)據(jù))非均勻性2×K卡方檢驗(yàn)(分層或不分層數(shù)據(jù))與劑量相關(guān)趨勢(shì)Armitage檢驗(yàn)(分層或不分層數(shù)據(jù))動(dòng)物內(nèi)部比較個(gè)別組比較McWemar檢驗(yàn)或符號(hào)檢驗(yàn)非均勻性Cochran檢驗(yàn)變量問相關(guān)性Fisher準(zhǔn)確分布檢驗(yàn)2X2校正卡方檢驗(yàn)2．分級(jí)數(shù)據(jù)：動(dòng)物間比較個(gè)別組比較MannWhitneyu檢驗(yàn)非均勻性Kruskal—Wallis單向方差檢驗(yàn)與劑量相關(guān)趨勢(shì)非參數(shù)趨勢(shì)檢驗(yàn)動(dòng)物內(nèi)部比較個(gè)別組比較Wilcoxon配對(duì)符號(hào)秩和檢驗(yàn)非均勻性Friedman雙向方差分析與劑量相關(guān)趨勢(shì)Page檢驗(yàn)變量間相關(guān)性Spearman等級(jí)相關(guān)系數(shù)3．連續(xù)數(shù)據(jù)：動(dòng)物間比較個(gè)別組比較t檢驗(yàn)非均勻性單向方差分析與劑量相關(guān)趨勢(shì)線性回歸分析動(dòng)物內(nèi)部比較個(gè)別組比較配對(duì)t檢驗(yàn)非均勻性雙向方差分析與劑量相關(guān)趨勢(shì)線性回歸分析變量間相關(guān)性各組變量間相關(guān)性改變Pearson相關(guān)系數(shù)協(xié)方差分析變量隨時(shí)間而改變用方差分析評(píng)定第二個(gè)時(shí)間與第一個(gè)時(shí)間差異表2IPCS教授組推薦統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法

毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)專家講座第16頁(yè)四、試驗(yàn)和觀察2.試驗(yàn)及其結(jié)果觀察統(tǒng)計(jì)(1)按照預(yù)備試驗(yàn)確定步驟進(jìn)行試驗(yàn)；(2)熟練掌握試驗(yàn)方法，用量準(zhǔn)確，嚴(yán)厲認(rèn)真地操作；(3)經(jīng)分析屬于錯(cuò)誤操作或不合理結(jié)果應(yīng)重做試驗(yàn)(4)仔細(xì)、耐心地觀察試驗(yàn)過程中出現(xiàn)現(xiàn)象（結(jié)果），并進(jìn)行思索。1.試驗(yàn)準(zhǔn)備和預(yù)備試驗(yàn)

毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)專家講座第17頁(yè)通常試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目和內(nèi)容為：（1）試驗(yàn)名稱、試驗(yàn)日期、試驗(yàn)者；（2）受試對(duì)象：動(dòng)物種類、品系、編號(hào)、體重、性別、健康情況、飼料、離體器官名稱等；（3）試驗(yàn)藥品或試劑：名稱、起源（生產(chǎn)廠）、劑型、批號(hào)、規(guī)格、含量、濃度、給藥體積、給藥劑量、給藥時(shí)間、給藥間隔、療程等；（4）試驗(yàn)儀器：主要儀器名稱、生產(chǎn)廠、型號(hào)、規(guī)格等；毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)專家講座第18頁(yè)（5）試驗(yàn)條件：試驗(yàn)時(shí)間、室溫、動(dòng)物喂養(yǎng)環(huán)境（種名、合格證號(hào)）、恒溫條件等；（6）試驗(yàn)方法及步驟：動(dòng)物麻醉、固定、分組、染毒劑量和路徑、測(cè)量方法等；（7）試驗(yàn)指標(biāo)：名稱、單位、數(shù)值及不一樣時(shí)間改變、試驗(yàn)方法或主要儀器等；（8）數(shù)據(jù)處理：試驗(yàn)結(jié)果整理、統(tǒng)計(jì)方法與結(jié)果等。毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)專家講座第19頁(yè)五、環(huán)境化學(xué)物對(duì)機(jī)體損害作用評(píng)價(jià)鎘是環(huán)境中廣泛存在有毒重金屬元素之一，鎘污染及其危害己是一個(gè)全球性環(huán)境醫(yī)學(xué)問題，急性鎘暴露可損害機(jī)體各種靶器官組織，包含腎臟和肝臟等。肝臟是急性鎘暴露主要靶器官，肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞腫脹、嗜酸性變、淋巴細(xì)胞浸泣及核固縮等鏡下肝細(xì)胞損傷改變；AST、ALT及堿性磷酸酶（AP）活性顯著升高血生化改變。當(dāng)前對(duì)鎘致急性肝損傷作用機(jī)制還不明確，自由