第一章食品毒理學實驗基礎

以科學研究為目的而進行科學飼養(yǎng)繁殖的動物稱為實驗動物。實驗動物學作為在現(xiàn)代科

學帶動崛起的一門以生命科學為主體，以醫(yī)學、生物為核心的綜合性獨立的新興學科，正以

嶄新的面貌，異乎尋常的速度，影響著整個生命科學各領域，成為生命科學研究的奠基學科

和重要支撐條件，因而受到世界各國政府和科學家的重視，甚至作為衡量一個國家生物科學

水平高低的標志之一。

食品毒理學的很多研究工作需要通過動物實驗來進行。使用實驗動物進行科研的優(yōu)點是

花費人力、物力較少，時間短，易發(fā)現(xiàn)單因素與結果的關系，能提供大量有價值的可與人類

生命活動現(xiàn)象相類比的資料。在毒理學實驗研究中，健康的實驗動物是保證工作順利進行和

獲得正確可靠的研究結果的重要條件。

食品毒理學研究外源化學物對于機體（特別是人體）的有害作用及其機制。食品毒理學研

究的主要手段是動物實驗,體內試驗是以實驗動物為模型，最終目的是通過外源化學物對實

驗動物的毒性反應，向人（原型）外推，以期評估外源化學物對人的危害及危險性。體外實驗

主要用于篩選和預測急性毒性和機制研究；人體實驗和流行病學調查則可進一步深化和證實

在動物實驗中所得到的資料。實際上，食品毒理學作為一門實驗科學是以動物實驗為中心的,

食品毒理學動物實驗的設計、實施、結果觀察和評價是毒理學研窕的基本方法。

食品毒理學試驗是對化學物安全性評價的主要手段，己為各國際組織或各國的行政部門

所頒布的規(guī)程或指南列為常規(guī)試驗，有稱為法規(guī)毒理學試驗（regulatorytoxicologytest）,這

類毒理學試驗是以篩查和描述外來化學物的毒性為目的，屬于描述毒理學范疇。

第一節(jié)食品毒理學實驗的原則和局限性

一、食品毒理學實驗的原則

在毒理學的試驗中，有三個基本的原則。

第一個原則，化學物在實驗動物產生的作用，可以外推于人?；炯僭O為：①人是最敏

感的動物物種；②人和實驗動物的生物學過程包括化學物的代謝，與體重（或體表面積）相關。

這兩個假設也是全部實驗生物學和醫(yī)學的前提。以單位體表面積計算在人產生毒作用的劑量

和實驗動物通常相近似。而以體重計算則人通常比實驗動物敏感，差別可能達10倍。因此可

以利用安全系數(shù)來計算人的相對安全劑量。已知人致癌物都對某種實驗動物具有致癌性；實

驗動物致癌物是否都對人有致癌性，還不清楚，但這已作為動物致癌試驗的基礎。一般認為，

如果某?化學物對幾個物種實驗動物的毒性是相同的，則人的反應也可能是相似的。

第二個原則是實驗動物必須暴露于高劑量，這是發(fā)現(xiàn)對人潛在危害的必需的和可靠的方

法。此原則是根據質反應的概念，隨劑量或暴露增加，群體中效應發(fā)生率增加。毒理學試驗

中，一般要設3個或3個以上劑量組，以觀察劑量-反應（效應）關系，確定受試化學物引起毒效

應及其毒性參數(shù)。毒性試驗的設計并不是為了證明化學品的安全性，而是為了表征化學品可

能產生的毒作用。僅僅檢測受試化學物在人的暴露劑量是否引起毒效應是不夠的。當引起毒

效應的最低劑量（LOAEL）與人的暴露劑量接近時，說明該化學物不安全。當該劑量與人的暴

露劑量有很大的距離（幾十倍，幾百倍或以上），才認為具有一定安全性，此距離越大，安全

性越可靠。如果在研究中所用的一系列的劑量不能引起毒性效應，則認為所用劑量還不足夠

高，應增加劑量，以確定受試化學品的毒性。但如果在試驗的最高劑量組的劑量與人可能的

暴露劑量有足夠的安全界限，則對于安全性評價來說未觀察到毒效應的研究是可以接受的。

在毒理學試驗中實驗模型所需的動物總是遠少于處于危險中的人群。為了在少量動物得到有

統(tǒng)計學意義的可靠的結果，需要應用相對較高的劑量，以使效應發(fā)生的頻率足以檢測。例如，

低達0.01%的癌癥發(fā)生率，這意味著在100萬人群中有100人發(fā)生癌癥，此發(fā)生率太高，不能

為公眾接受。在實驗動物直接檢測如此低發(fā)生率將至少需要30000只動物。因此，別無選擇，

在毒理學試驗中，對相對較少的實驗動物必須以較高劑量進行試驗，然后根據毒理學原則外

推估計低劑量暴露的危險性。

第三個原則，成年的健康（雄性和雌性未孕）實驗動物和人可能的暴露途徑是基本的選擇。

選用成年的健康（雄性和雌性未孕）實驗動物是為了使實驗結果具有代表性和可重復性。以成

年的健康（雄性和雌性未孕）實驗動物作為一般人群的代表性實驗模型，而將幼年和老年動物、

妊娠的雌性動物、疾病狀態(tài)作為特殊情況另作研究。這樣可降低實驗對象的多樣性，減少實

驗誤差。毒理學實驗結果的敏感性取決于受試物處理引起毒效應強度和實驗誤差兩個因素，

處理引起的毒效應強，實驗誤差小，則實驗結果的敏感性增加，反映受試物處理的真實效應，

反之亦然。在下文所述的實驗設計是要規(guī)定實驗條件，嚴格控制可能影響毒效應的各種因素，

實施質量保證，降低實驗誤差。只有這樣，才能保證試驗結果的準確性和可重復性，不能重

復的實驗結果是沒有任何科學價值的。外源化學物以不同途徑染毒，實驗動物表現(xiàn)的毒性可

有很大差異，這是由于因染毒部位解剖生理特點不同，外源化學物吸收進入血液的速度和量

也不同，首先到達的器官和組織也不同。因此，毒理學試驗中染毒途徑的選擇，應盡可能模

擬人接觸該受試物的方式，

二、食品毒理學實驗的局限性

歷史上，環(huán)境污染物及某些藥物所引起的中毒和死亡多次發(fā)生，引起各國的重視，推動

了毒理學的發(fā)展，各國政府主管部門制訂和多次修訂了有關藥品和各種化學品安全性評價的

規(guī)范或準則，希望在嚙齒類和非嚙齒類的毒理學研究能為有關候選新藥和各種化學品提供安

全性證據，但以動物的資料預測人的毒性的預測價值尚有待于研究。Lumley（1990）和

Igarashi（1994）根據有限的臨床資料報告，發(fā)現(xiàn)對人的毒性約?半不能由臨床前（動物）毒性研

窕預測。Heywood（1983）報告27個化學物（大多為藥品）的靶器官毒性在大鼠和狗（或猴）之間的

相符率僅20%。Olson等（1998）報告131種化學物對動物的毒性與人的毒性相符率，噴齒類為

6%,非嚙齒類（狗和猴）為28%,合并達36%,所有的物種相符率可達69%。按照目前的規(guī)

范，進行毒理學安全性評價，可以在一定程度上提高新藥和各種化學品的使用安全性，但仍

不能完全排除對人健康危害的風險。WHO在《臨床前藥物安全性實驗原則》的文件中指出“雖

然事先對生物活性物質進行了最仔細徹底的研究，但給人使用時總是不可避免地要冒一定的

風險?！斑@就是利用動物實驗的局限性，即動物實驗的結果外推到人的不確定性。

用實驗動物的毒理學實驗資料外推到人群接觸的安全性時，會有很大的不確定性。這是

因為，外源化學物的毒性作用受到許多因素的影響。

首先，實驗動物和人對外源化學物的反應敏感性不同，有時甚至存在著質的差別。雖然

在毒理學實驗中通過用兩種或兩種以上的動物，并盡可能選擇與人對毒物反應相似的動物，

但要完全避免物種差異是不可能的。而且，實驗動物不能述說涉及主觀感覺的毒效應，如疼

痛、腹脹、疲乏、頭暈、眼花、耳鳴等，這些毒效應就難以或不可能發(fā)現(xiàn)。在動物實驗中，

可觀察到體征（sign）,而沒有癥狀（symptom）。

第二，在毒理學實驗中，為了尋求毒作用的靶器官，并能在相對少量的動物上就能得到

劑量-反應或劑量-效應關系，往往選用較大的染毒劑量，這?劑量通常要比人實際接觸的劑

量大得多。有些化學物在高劑量和低劑量的毒性作用規(guī)律并不一定一致，如大劑量下出現(xiàn)的

反應有可能是由于化學物在體內超過了機體的代謝能力，這就存在高劑量向低劑量外推的不

確定性。

第三，毒理學實驗所用動物數(shù)量有限，那些發(fā)生率很低的毒性反應，在少量動物中難以

發(fā)現(xiàn)。而化學物一旦進入市場，接觸人群往往會很大。這就存在小數(shù)量實驗動物到大量人群

外推的不確定性。

第四，實驗動物一般都是實驗室培育的品系，一般選用成年健康動物，反應較單一而

接觸人群可以是不同的人種、種族，而且包括年老體弱及患病的個體，在對外源化學物毒性

反應的易感性上存在很大差異。

以上這些都構成了從毒理學動物實驗結果向人群安全性評價外推時的不確定因素。

第二節(jié)毒理學毒性評價試驗的基本目的

毒理學實驗的常規(guī)部分是毒性評價或安全性評價試驗。為了對受試物的毒性進行全面的

測試，增強測試結果的可靠性，權威機構規(guī)定了評價程序，以保證毒性評價研究可以達到普

遍能接受的最低要求和原則。毒理學家認為毒理學試驗程序應該有一定的靈活性。對毒理學

試驗的原理和設計思路的深入理解，有助于研究者對評價程序的實施，在發(fā)現(xiàn)新的現(xiàn)象或線

索時，可進行一些補充實撿來證實，并可進一步研究其機制。

毒性評價或安全性評價方面的基木目的包括以下幾點：

1.受試物毒作用的表現(xiàn)和性質。在急性和慢性毒性試驗中，觀察受試物對機體的有害

作用，對有害作用的觀察應該是對每個實驗動物進行全面的逐項的觀察和記錄。發(fā)現(xiàn)有害作

用是進行劑量-反應（效應）研究的前提。

2.劑量-反應（效應）研究。劑量-反應（效應）研究是毒性評價和安全性評價的基礎。通過

對■不同有害作用的劑量-反應（效應）研究，可以得到該受試物的多種毒性參數(shù)。在急性（致死

性）毒性試驗中，應該得到LDso,也可以得到LDoi和MTD。在急性非致死性毒性試驗中，應

該得到急性可觀察到有需作用的最低劑量（LOAEL）和未觀察到有需作用的劑品（NOAEL）。在

亞急性、亞慢性及慢性毒性試驗中，應該得到相應的LOAEL和NOAEL。在致突變、致癌和

致畸等特殊毒性試驗中，劑量-反應（效應）研究將為確定受試物是否具有這些特殊毒性提供依

據。在致畸試驗也可得到LOAEL和NOAEL；在致突變、致癌試驗中，盡管認為是無閾值的，

但也可得到表觀的LOAEL和NOAEL。

3.確定毒作用的靶器官。確定受試物有害作用的靶器官，是毒理學研究的重要目的，

以闡明受試物毒作用的特點，并為進一步的機制研究和毒性防治提供線索。

4.確定損害的可逆性。一旦確認有害作用存在，就應研究停止接觸后該損害是否可逆

和消失，器官和組織功能是否能恢復，還是像化學致癌作用那樣停止接觸后損害繼續(xù)發(fā)展？

毒性的可逆性關系到對人的危害評價，如果受損的器官組織能夠修復并恢復正常功能，則可

能接受較高危險性的接觸水平。

當然，毒理學研究還可能有其他的目的和要求，例如毒作用的敏感檢測指標和生物學標

志、毒作用機制研究、受試物的毒物動力學和代謝研究、中毒的解救措施等。對這些要求,

應擴展常規(guī)試驗的設計以包括有關的項目，或者另外設計和進行靶器官毒理學研究及機制毒

理學研究。

第三節(jié)實驗動物的選擇和處理

毒理學的動物實驗是以實驗動物作為研究對象的，為獲得可靠的研究結果，先決條件是

正確地選用實驗動物。

一、實驗動物物種的選擇

外源化學物的固有毒性往往在人和不同物種實驗動物之間表現(xiàn)不同，物種差別可以表現(xiàn)

在量方面，引起毒性的劑量差別，即毒性大小的差別，如有報道，對人138種化學物的敏感

性為大鼠的1.8?10.5倍。物種差別也可以表現(xiàn)在質方面（毒性效應的差別），如除草劑百草枯

（對草快）對人引起肺損傷，而對狗則未見到。因此，需要對?實驗動物物種進行選擇。物種間

毒性反應差別的原因，可能歸納為解剖與生理學差異，遺傳與代謝的差異等。

對實驗動物物種選擇的基本原則是：選擇對受試物在代謝、生物化學和毒理學特征與人

最接近的物種；自然壽命不太長的物種；易于飼養(yǎng)和實驗操作的物種；經濟并易于獲得的物

種。

在選擇實驗動物時存在固有的限制?？衫玫奈锓N不多，主要原因包括經濟（購買和飼

養(yǎng)的費用）、實驗動物的壽命、行為和生活能力、處置，也許最重要的是對該物種"正常''生

理和病理的資料，以及對所研究的毒性的敏感性。要利用對受試物在代謝、生物化學用毒理

學特征與人最接近的物種，這就需要了解實驗動物物種和人對受試化學物的吸收、生物轉化

等資料，但這往往并不切合實際，因為首先需要進行一系列的比較研究，而對人體的資料在

動物試驗之前是很難得到的。

在毒理學研究中常用的實驗動物物種如下：大鼠、小鼠、豚鼠、兔、狗。其他可能用到

的實驗動物有地鼠、掰猴、小型豬、雞等。其中，大鼠、小鼠、豚鼠和地鼠為嚙齒目動物。

常用實驗動物生物學和生理學參數(shù)見表5-1。

以上所述毒理學實驗常用的實驗動物各物種中，實際上沒有一種完全符合上述物種選擇

的原則，目前常規(guī)選擇物種的方式是利用兩個物種，一種是嚙齒類，另一種是非嚙齒類。系

統(tǒng)毒性研究最常用的嚙齒類是大鼠和小鼠，非嚙齒類是狗°豚鼠常用于皮膚刺激試驗和致敏

試驗，兔常用于皮膚刺激試驗和眼刺激試驗。遺傳毒理學試驗多用小鼠，致癌試驗常用大鼠

和小鼠，致畸試驗常用大鼠、小鼠和兔。遲發(fā)性神經毒性試驗常用母雞。一般假設，如以與

人相同的接觸方式、大致用同的劑量水平，在兩個物種有毒性反應，則人有可能以相同的方

式發(fā)生毒性反應。當不同物種的毒性反應有很大的差異時，必須研究外源化學物在不同物種

的代謝、動力學及毒作用機制，然后才可將實驗結果外推到人。

表5/常用實驗動物生物學和生理學參數(shù)

參數(shù)猴狗貓依大鼠小鼠豚鼠地鼠

成體體重(kg)3.514.03.33.70.450.0350.430.12

壽命(a)161514631.531

水消耗(ml/d)45035032030035614530

飼料消耗(成木g/d)1504001001801051210

成體代謝(cal/kgd)1588080110130600100250

體溫CC)38.838.938.63914381237.438.638.0

呼吸頻率50202553851609083

(次/inin)(40-6())110-30)(20?30)(40-65)(65-110)(80-240)(70?100)(35?130)

心率(次/min)200100120200328600300450

血壓mmHg159/127148/100155/100110/80130/90120/7577/50108777

(收縮/舒張)

出生體重(g)500~7001100-22001251005-61.575~1002.0

斷乳時體重(g)4400580()3000100?15004)?5010?1225035

開眼(d)出生當天8?128?121010-1211出生當天15

妊娠(d)16863633121206716

性周期(d)282215-2815-164?54~516-194

動情期(d)1-27?139-19301111

寓數(shù)量13?61?61736~91-121-5172

斷乳年齡(周)16?2466?983?4323?4

生殖年齡(月)549106?72?3232

生殖期(年)10-155?1041131

生殖季節(jié)任何時間春，秋粹2-3伯任何時間任何時間任何時間任何時間任何時間

所需面枳68330.40.40.70.34

環(huán)境祝度(C)18?2818?2818?2818?2819?2519?2519?2519?25

血容量(MUKg)75796()5365807585

凝血時間⑸90180120300601460143

HCT(%紅細胞)4245404246414250

Hb<g/bl)12.516.011.813.614.816.012.412.0

*所需面積(ft2),及為英尺，lft=30.48cm.引自:參考書7,P13

二、實驗動物品系的選擇

品系(strain)是實驗動物學的專用名詞，指用計劃交汜的方法，獲得起源于共同祖先的一

群動物。

實驗動物按遺傳學控制分類可分為：

①近交系：指全同胞兄妹或親子之間連續(xù)交配20代以上而培育的純品系動物。如小鼠有

津白I、津白H、615,DBA/1和DBA/2,BALB/C,C3H,C57B/6J,A和A/He等。

②雜交群動物(雜交1代，F(xiàn)1),指兩個不同的近交系之間有目的進行交配，所產生的第

一代動物。

③封閉群：一個種群在五年以上不從外部引進新血緣，僅由同一品系的動物在固定場所

隨機交配繁殖的動物群。

如昆明種小鼠、NIH小鼠、LACA小鼠、F344大鼠、Wistar大鼠、SD(Sprague-Dauley)大

鼠等。

根據實驗動物遺傳的均一性排序，近交系最高、雜交群次之、封閉群較低。不同品系實

驗動物對外源化學物毒性反應有差別，所以毒理學研究要選擇適宜的品系，對某種外源化學

物毒理學系列研究中應固定使用同一品系動物，以求研究結果的穩(wěn)定性。

遺傳毒理學一般利用嚙齒類動物，主要是小鼠或大鼠。如果有合適的理由，其他物種也

可接受。有的文獻報告在小鼠骨髓微核試驗MS/Ae品系比ddy,CD-I或BDF品系更敏感。

但一般認為還沒能證明某一品系對所有的遺傳毒性物質比其他品系都敏感。在致癌試驗中對

實驗動物的品系有一定的要求，特別重視有關病理損害的自發(fā)發(fā)生率。例如，某些大鼠品系

垂體腫瘤發(fā)生率高，則不適用于靶器官為內分泌系統(tǒng)的毒性研究。又如B6c3F1雄小鼠肝腫

痛高發(fā)生率可能有礙于肝致癌反應的檢測。

三、對實驗動物微生物控制的選擇

按微生物控制分類，實驗動物分為四級，見表5-2。對于毒性試驗及毒理學研究應盡可

能使用二級(或二級以上)的動物，以保證實驗結果的可靠性。

表5-2實驗動物微生物等級

級別要求

普通動物，應沒有傳染給人的疾病

H級清潔動物，除I級標準外，種系清楚，沒有該動物特有的疾病

111級無特定病原體動物(SPF),除H級標準外，動物為剖腹產或子宮切除產、按純系要求繁期，

在隔離器內或層沆室內飼養(yǎng)，可有不致病細菌叢，沒有致病病原體

IV級無菌動物，在全封閉無菌條件卜.飼養(yǎng)的純系動物，動物體外不帶有任何微生物和寄生蟲(包括絕大

部分病毒)

四、個體選擇

實驗動物對外來化學物的毒性反應還存在個體差異，應注意實驗動物的個體選擇。

1.性別同一物種、同一品系的實驗動物雌雄兩性通常對相同外源化學物毒性反應類

似但雌雄兩性對化學物的毒性敏感性上存在著差別。有文獻報道在149種外源化學物中雌雄

敏感性比值小鼠平均為0.92,大鼠為0.88,這種差別表現(xiàn)在實驗動物性發(fā)育成熟開始，直至

老年期。可見雌雄兩性動物的性激素性質和水平是關鍵因素，?般講雄性動物體內微粒體細

胞色素P-450酹系活性大于雌性動物，所以經該前系降解解毒的外源化學物對雌性動物表現(xiàn)

的毒性大，然而經該酶活化增毒的外源化學物卻相反。

如果已知不同性別的動物對受試物敏感性不同，應選擇敏感的性別。如對性別差異不清

楚，則應選用雌雄兩種性別。如實驗中發(fā)現(xiàn)存在性別差異，則應將不同性別動物的實驗結果

分別統(tǒng)計分析。

在遺傳毒理學體內試驗中，對性別的選擇有幾種意見：

(1)對單個物種應用兩種性別。

(2)對單個物種應用兩種性別，除非已在一個性別得到陽性反應，就不必對另一種性別

進行試驗。

（3）對單個物種應用兩種性別，除非經毒代動力學研究證明受試物（和其代謝產物）在雄

性和雌性無差別和/或如果在確定劑量的預試驗證明有相等毒性。此假定在非遺傳毒性與遺

傳毒性之間有相關。

（4）對單個物種常規(guī)月一種性別（雄性或雌性），除非預期/證明存在性別差異。由于歷

史的原因UDS體內/體外試驗常規(guī)用雄性大鼠。

一般來說，對于初次試驗的受試物，應該采用兩種性別。對大鼠和小鼠各一種性別進行

試驗可能比單個物種兩種性別提供更好的危害鑒定，但這需要更多的資料來證明。

2.年齡和體重實驗動物同人類一樣，生命全程大體上可區(qū)分三個階段，即幼年期（從

出生到性成熟之前）、成年期和老年期。在成年期，各種激素（包括性激素）、代謝酶都處于高

峰穩(wěn)定期，并對外源化學物的毒性反應差異較小，且有代表性。在幼年期和老年期，對外源

化學物的生物轉運和生物轉化，靶器官和受體的敏感性均與成年期不同。如有報道外源化學

物對成年動物的致死劑量［或LD5（J）與新生動物比較，其比值在0.002?16之間，表明有的外源

化學物對新生動物毒性低，也有的毒性反應強。毒理學試驗選用實驗動物的年齡取決于試驗

的類型。急性試驗一般選用成年動物;慢性試驗因實驗周期長，應選用較年幼的或初斷乳的

動物，以使實驗周期能豆蓋成年期。實驗動物的年齡應由其出生日期來定，但實際工作中常

以動物的體重粗略地判斷動物的年齡，作為挑選適齡動物的依據?。同一試驗中，組內個體間

體重差異應小于10%,各組間平均體重差異不應超過5%。

3.生理狀態(tài)在毒理學試驗中動物如出現(xiàn)妊娠，則影響體重及其他指標的檢測結果，

并且，性激素對外源化學物代謝轉化有影響，故應選用未產未孕的雌性動物。雌雄動物應分

籠飼養(yǎng)。但在某些試驗如顯性致死試驗、致畸試驗及繁殖試驗等，則需有計劃地合籠交配。

4.健康狀況實驗動物的健康狀態(tài)對毒理學試驗結果有很大的影響，因此應選用健康

動物。對于實驗動物微生物控制的選擇實際上是選擇健康狀況的一個重要指標，健康個體的

選擇還包括了其他方面。健康動物應發(fā)育正常、體形健壯，無外觀畸形，被毛濃密、有光澤、

順貼而不蓬亂，行動靈活.反應敏捷，眼睛明亮有神，表皮無潰瘍和結癡，天然孔道干凈無

分泌物等。

為確保選擇健康動物，一般在實驗前觀察5?7天。對于大鼠和狗的亞慢性和慢性試驗，

可在實驗前采血進行血液學和血液生化學檢查，異常的動物應剔除；對狗應常規(guī)驅除腸道寄

生蟲。

合理的全營養(yǎng)飼料對維持實驗動物健康和正常的生理活動是至關重要的。高溫與低溫時

外源化學物的毒性一般比常溫為高。氣溫升高而毒性增大，這種毒性變化可能是由于溫度影

響了毒物動力學所致。高溫、高濕環(huán)境共存時皮膚更易于外源化學物經皮膚吸收。

人工晝夜周期，即使動物處于人工調控的12小時白晝（早6點至晚6點）及12小時黑夜（晚6

點至次口早6點），以穩(wěn)定其生物時間節(jié)律。在正常、健康的動物每天24小時的生理規(guī)律不盡

相同，即存在著生物時間節(jié)律，對外源化學物的毒性反應也有晝夜性時間變化，因此出現(xiàn)毒

理學新的分支學科，稱為時間毒理學（Chronotoxicology）。由于動物存在時間節(jié)律，外源化學

物在不同時間表現(xiàn)的毒性反應有差別，所以在毒理學實際工作中，尤其是進行亞慢性和慢性

染毒時，每日的染毒時間應固定一致，以防止出現(xiàn)時間毒性的影響。而且采取動物生物樣品

（如血、尿等）進行各種指標的化驗或一些生理功能的檢查（如血壓、體溫等）也應固定時間。

根據我國的法規(guī)和有關規(guī)定，國家實行實驗動物的質量監(jiān)督和質量合格證制度。實驗動

物的保種、飼育、供應和應用單位，由各級醫(yī)學動物管理委員會進行定期監(jiān)督、監(jiān)測，并頒

發(fā)實驗動物和實驗設施的合格證書（有效期5年）。應用的實驗動物必須有完整的資料。進行

動物實驗的人員應經培訓，取得資格認可（上崗證）。實驗動物的飼養(yǎng)設施、環(huán)境條件及飼料

等必須符合有關的國家標，隹。

第四節(jié)食品毒理學試驗設計要點

一、體內毒理學試驗設計

1.劑量分組在毒理學試驗中，最重要的就是研究劑量-反應（效應）關系，也就是當外

源化學物染毒劑量增加，實驗動物的毒性反應（效應）隨之而增強。劑量-反應（效應）關系的存

在是確定外源化學物與有害作用的因果關系的重要依據，也可證明實驗結果的可靠性。因此,

在毒理學試驗中，?般至少要設3個劑量組（即高劑量組、中劑量組、低劑量組），希望能得

到滿意的劑量-反應（效應）關系。

一般要求，高劑量組應出現(xiàn)明確的有害作用，或者高劑量組劑量已達到染毒的極限劑量

（如大鼠或小鼠灌胃或注射的最大容量）。低劑最組應不出現(xiàn)任何可觀察到的有害作用（即相當

于NOAEL）,但低劑量組劑量應當高于人可能的接觸劑量，至少等于人可能的接觸劑量。中

劑景組的劑品介于高劑最組和低劑后組之間，應出現(xiàn)輕微的毒性效應（即相當于LOAEL）。高、

中、低劑量組劑量一般按等比例計算，劑量間距應為2或J耐，低劑量組劑量一般為高劑量

組劑量的1/10?1/20。

急性毒性試驗分組和劑量選擇見下一章。亞慢性毒性試驗的高劑量應該用急性毒性的

LDso的某個分數(shù)或LDoi。在長期或致癌試驗，最高劑量選擇為由亞慢性毒性試驗確定的最大

耐受劑量（MTD）,毒動學或代謝資料可能有助于決定劑量，特別是有受試物或其代謝產物的

蓄積或有劑量依賴性解毒改變的證據％有人認為，在新藥安全性評價中，試驗期限等于或小

于14天，限度劑晟為2g/[kg-d）：加大于14天限度劑量為lg/（kg.d）.在無毒性情況下，

對限度劑量的例外是基于該途徑的最大染毒容量。

毒理學試驗常用的對照有4種：

（1）未處理對照組（以前有稱為空白對照組）：即對照組不施加任何處理因素，不給受試

物也不給以相應的操作。未處理對照組往往用于遺傳毒理學試驗中，確定指示生物的生物學

特征的本底值，進行質量控制。

（2）陰性（溶劑/賦形劑）對照：不給處理因素但給以必須的實驗因素（溶劑/賦形劑），以

排除此實驗因素（溶劑/賦形劑）的影響，陰性對照作為與染毒組比較的基礎。沒有陰性對照

組就不能說明受試物染毒與有害作用之間的關系。例如，在實驗中，染毒各劑量組實驗動物

出現(xiàn)某些異常、甚至死亡；如果陰性對照組沒有發(fā)現(xiàn)異常，我們可以認為此種異常和死亡是

由于受試物的毒作用；如果陰性對照組也出現(xiàn)同樣的異'尊和死亡，則應考慮是由于實驗動物

患某種傳染病或其他非實驗因素所致，必須重新進行實驗。

（3）陽性對照：用已知的陽性物（如致突變物）檢測試驗體系的有效性。陽性對照組最好

與受試物用相同的溶劑、染毒途徑及采樣時間。在遺傳毒理學試驗、致畸試驗和致癌試驗中

都使用了陽性對照組，陽性對照組是用已知的致突變物、致畸物或致癌物染毒，應該得到肯

定的陽性結果（即致突變性、致畸性或致癌性）。這是由于這些試驗，特別是遺傳毒理學試驗

的變異較大，為了進行質最控制而設置陽性對照組。當同時進行的陰性（溶劑/賦形劑）對照

組不能得到陰性結果，陽性對照組不能得到陽性結果，說明此次實驗質量有問題，全部數(shù)據

無效，必須重新實驗。在遺傳毒理學試驗中，陽性對照與受試物應該用同樣的途徑和溶劑/

賦形劑，但如有困難，則不同的染毒途徑、不同溶劑/賦形劑也可以接受。

（4）歷史性對照：由本實驗室過去多次實驗的對照組數(shù)據組成，上述三種對照都可構成

相應的歷史對照。歷史對照的最好用途是通過同質性檢驗檢查試驗體系的穩(wěn)定性，即進行實

驗室質量控制和保證。由于實驗毒理學的各種參數(shù)至今尚沒有公認的參考值，因此歷史性對

照均值及其范圍在評價研究結果時至為重要。

以上所述適用于大多數(shù)的毒理學體內試驗。在急性每性試驗測定LDso或LQo時，劑量組

數(shù)根據選用的設計和統(tǒng)計學方法而定，可以是4組，也可以是5?7組。根據預實驗結果，希

望所設計的中間劑量組的劑量與最后得到的LD5O（LC5O）接近。由于急性毒性試驗的觀察指標

是死亡，并伴有嚴重的中毒癥狀，對于有經驗的實驗者可以不設陰性對照組。當然，如果使

用了一種不常用的溶劑或者要測定某種其他的參數(shù)如MTD、急性LOAEL和NOAEL,貝!需要

設置陰性對照組。

2.各組動物數(shù)毒理學安全性評價試驗各組動物數(shù)取決于很多因素，如實驗目的和設

計，要求的敏感度、實驗動物的壽命、生殖能力，經濟的考慮及動物的可利用性。各組動物

數(shù)的設計應考慮到統(tǒng)計學的要求。對各種常規(guī)毒性試驗的動物數(shù)要求，見以后有關章節(jié)。

3.試驗期限某些試驗（如致畸試驗和多代生殖試驗）的試驗期限是由受試實驗動物物

種或品系而決定的。而其他毒性試驗的期限在某種程度上由定義所決定。如急性毒性是一次

或1天內多次染毒觀察14天，亞慢性毒性試驗規(guī)定為染毒持續(xù)至實驗動物壽命的10%,對大

鼠和小鼠為90天，對狗應為1年。慢性毒性試驗/致癌試驗一般規(guī)定為持續(xù)至實驗動物壽命

的大部分。又可分為兩類，即規(guī)定試驗期限的試驗，或直到最敏感的組死亡率達到某一水平

（通常為80%）的試驗。

二、體外毒理學試瞼設計

此處簡要討論在遺傳毒理學體外試驗共同考慮的幾個問題。

1.測定受試物溶解也應該測定受試物在試驗介質中的溶解性。己注意到在試驗系統(tǒng)

暴露期內，受試物的溶解性可能改變，因為存在細胞、S9、血清等。因此，在試驗開始和結

束時評價溶解性是有意義的。溶解性限度就是出現(xiàn)沉淀的最低濃度。

2.試驗最高劑量的推薦對可溶性受試物濃度高于I0mmol/L時可因高滲透壓在哺乳動

物細胞引起損傷或人工假象，對細菌則無此影響。由于受試物的分子量并不一定知道（如聚

合物或混合物），因此，在大多數(shù)情況下，可溶性受試物的試驗上限應該是：（1）對哺乳動物

細胞為10mmol/L或5mg/ml。（2）對細菌試驗為5mg/平板。當受試物供應困難或非常昂貴（如生

物藥劑），最高劑量低于10mmol/L或5mg/ml（或/平扳）是可以接受的。

對不溶性受試物最高濃度的推薦有爭論，日本學者的資料表明，有的受試物僅在沉淀劑

量于細菌試驗和染色體畸變試驗中出現(xiàn)遺傳毒性。哺乳動物細胞具有吞噬作用，細菌不具有

吞噬作用。一般認為無毒性的可溶于適當?shù)娜軇┒蝗苡趯嶒炁囵B(yǎng)液（介質）中的受試物，最

高濃度應是溶解性限制（即產生沉淀的最低濃度），但不應干擾終點的計數(shù)。

灼于有毒性的受試物，最高濃度在細菌試驗中應該是明顯顯示毒性的劑量，對哺乳動物

細胞試驗最高劑量，基因突變試驗應達到10%?20%存活率，而染色體畸變和UBS試驗應達

到50%存活率。

對于沒有適當溶劑，完全不溶的受試物，則可以按5mg/平板或10mmol/L（5mg/ml）進行實

驗以檢測雜質的致突變性，或者，采用生理鹽水提取物進行實驗。

3.代謝活化代謝活化常規(guī)使用Aroclor1254（多氮聯(lián)苯1254）預處理的雄性成年大鼠

肝勻漿90000g離心上清液［S9）,及相應的輔因子（NADPH再生系統(tǒng)）。由于各國禁用限用多氯

聯(lián)苯，可用苯巴比妥和B-蔡黃酮聯(lián)合誘導制備S9（Ellioti,1992）。對體外哺乳動物細胞試驗，

還可利用大鼠肝原代培養(yǎng)細胞等作為代謝活化系統(tǒng)。

4.陽性對照陽性對照的劑最應選擇其劑最-反應的直線部分，并且構成歷史性資料（歷

史性對照），并以其作為實驗質量控制的措施之一

5.重更由質控良好的實驗得到明確的陰性結果和陽性結果，不強調要求重更?？梢?/p>

結果則應重復實驗，最好改變劑量范圍/劑量間隔、改變S9濃度或改變實驗方法進行重復。

第五節(jié)實驗動物的柒毒和處置

本節(jié)簡要介紹在動物實驗前的實驗動物準備、受試物的準備、染毒途徑和方法、動物處

死和生物標本采集的基本內容，詳細的方法和步驟請查閱有關的毒理學實驗方法專著。

一、動物實驗前的準備

實驗動物在購進之后，應雌雄分開飼養(yǎng)。一般應進行5?7天的檢疫，在此期間應多次觀

察動物，及時剔除不健康的動物。觀察期結束，將實驗動物按實驗設計的要求進行標記和分

組。

實驗動物的標記方法對嚙齒動物常用染色法，可用苦味酸（黃色）、品紅（紅色）的酒精飽

和溶液在動物被毛上染色，不同的顏色和染色部位表示不同的編號，可標出1?99號。由于

被毛上顏色會逐步消失，故需重復染色。對嚙齒動物還可用剪耳法標記。對狗等大動物一般

用掛牌法。

實驗動物分組的原則要求所有的動物分配到各劑量組和對照組的機會均等，避免主觀選

擇傾向，減少偏性，以保證結果的準確可靠。正確的分組方法是隨機分組。實驗動物按性別、

體重順序編號，然后利用統(tǒng)計學的隨機數(shù)字表，按完全隨機分組法或配伍組隨機分組法，將

實驗動物分配到各劑量組和對照組。然后應計算各組實驗動物體重的均值和標準差，必要時

可將實驗動物適當調組，以使各組實驗動物體重的均值的差別不超過允許范圍。

二、受試物和樣品的準備

應了解受試物的純度及雜質成分，了解受試物的化學結構和理化性質，特別是其揮發(fā)性

和溶解性。查閱文獻，檢索與受試物化學結構和理化性質相似的化合物的毒性資料，以作參

考。對各個毒理學試驗應該用同一種、同?批號受試物。受試物成分和配方必須固定。如是

異構體混合物，異構體比例必須固定?；钚猿煞值陌俜趾亢涂蓹z測的雜質的濃度也應固定。

受試物在貯存期內穩(wěn)定性和在飼料中的穩(wěn)定性必須進行研究并報告。受試物應?次備齊全部

實驗的用量。

所需受試物總量=（AXBXCXD）X1.2

式中：A為每組動物數(shù)；B為各處理組的劑量和（如0.1+0.3+1.0mg/kg=l.4mg/kg）；C為染

毒次數(shù)（通常為天）；D為動物的平均體重；1.2為安全因子，防止損耗。

染毒前根據染毒途徑的不同，應將受試物制備成一定的劑型。常用的是制備成水溶液、

油溶液或混懸液。對溶劑和助溶劑的要求是，所用的溶劑或助溶劑應該是無毒的，與受試物

不起反應，受試物在溶液中應穩(wěn)定。對水溶性受試物，體內試驗適當?shù)娜軇樗ń浛谌径荆?/p>

和等滲鹽水（胃腸道外染毒）。水不溶性受試物應溶于或懸浮于適當?shù)挠袡C溶劑中。天然植物

油（如玉米油，橄欖油）可以用作為溶劑，有兩個缺點，即不可能保證得到成分完全?致的植

物油，植物油中的抗氧化劑成分等可影響受試物的毒性/遺傳毒性。二甲基亞磯（DMSO）不

適用于體內實驗，因其毒性較高，并且溶于DMSO的受試物在染毒后出現(xiàn)沉淀。

新藥安全性評價推薦混懸液賦形劑為（）.5%陵甲基纖維素鈉或10%阿拉伯樹膠；受試物

溶液應新鮮配制，除非已證明貯存穩(wěn)定。其他的劑型見下文染毒途徑的介紹。

外源化學物用溶劑稀釋，一般講濃溶液比稀溶液毒性大，但是也有的外源化學物稀釋之

后毒性反而增加，即存在所謂“稀釋毒性”，其原因尚不清楚。

在準備染毒制劑時的要點：①在準備制劑時加熱受試物不應接近改變其化學性質或物理

性質的溫度。②如受試物為固體，并且評價其對皮膚的毒性，應保持其形狀和顆粒大小。③

多成分的受試物（混合物）應按配方配制，以使染毒制劑準確地反映原混合物（即其成分不應被

選擇性地懸浮或溶解）。⑷制劑應保持化學穩(wěn)定性和受試物的一致性。⑤制劑應減少總試驗

容積，利用溶劑或賦形劑的量不應過多。⑥制劑應易于準確染毒。⑦如可能，制劑pH應為5?

9。⑧不應用酸或堿使受試物解離（基于保護動物的原因，并避免改變腸道或腎小管內的PH）。

⑨如果應用非胃腸道途徑，終溶液應盡可能接近等滲。

對于各種染毒途徑的最大容積，以受試的實驗動物物種或制劑來確定。?般規(guī)定，染毒

最大容積為：①經口20mNkg（對空腹動物）;②經皮2ml/kg］根據體表面積計算，限于染毒的準

確性）；③靜脈lml/kg（5分鐘以上）；④肌肉注射0.5ml/kg（一個部位）;⑤每眼0.01ml;⑥直腸

0.5ml/kg；⑦陰道：大鼠0.2ml,兔1ml；⑧吸入2mg/L；⑨鼻:猴或狗每鼻孔0.1ml。染毒的

通常容積（最大容積）:大鼠灌胃為1.0（3.0）m"100g體重（BW）,靜注為0.5（3.0）ml/lOOgBW;

小鼠灌胃為（）.2（1.0）ml/20gBW,靜注為0.2（0.5）ml/20gBw；狗灌胃為50（100）ml/10kgBw,

靜注為30（50）m"10kgBW。各種規(guī)范可能有不同的規(guī)定，應按規(guī)定進行。

三、染毒途徑

毒理學試驗中染毒途徑的選擇，應盡可能模擬人在接觸該受試物的方式。最常用的染毒

途徑為經口、經呼吸道、經皮及注射途徑。不同途徑的吸收速率，?般是：靜脈注射,吸入

〉肌肉注射〉腹腔注射〉皮下注射〉經口〉皮內注射〉其他途徑（如經皮等）。

1.經口（胃腸道）染毒常用有灌胃、喂飼和吞咽膠囊等方式。

（I）灌胃：將受試物配制成溶液或混懸液，以注射器經導管注入胃內。一般灌胃深度從

口至劍突下，最好是利用等容量灌胃法，即受試物配制成不同濃度，實驗動物單位體重的灌

胃容量相同。大鼠隔夜禁食，小鼠可禁食4小時（因小鼠消化吸收和代謝速度較快），均不停

飲水。灌胃后2?4小時提供飼料。經口多次染毒，一般不禁食，但應每日定時染毒。灌胃法

優(yōu)點是劑量準確，缺點是工作量大，并有傷及食道或誤入氣管的可能。

（2）吞咽膠囊：將一定劑量的受試物裝入膠囊中，放至狗的舌后部，迫使動物咽下，此

法劑量準確，適用于易揮發(fā)、易水解和有異味的受試物。

（3）喂飼：將受試物摻入動物飼料或飲水中供實驗動物自行攝入。飼料中摻入受試物不

應超過5%,以免造成飼料營養(yǎng)成分改變而影響實驗動物的生長發(fā)育。喂飼法符合人類接觸

受試物的實際情況，但缺點多，如適口性差的受試物，實驗動物拒食：易揮發(fā)或易水解的受

試物不適用。而且，實驗動物應單籠喂飼，以食物消耗量計算其實際染毒劑量。

2.經呼吸道染毒經呼吸道染毒可分為吸入染毒和氣管內注入。

（1）靜式吸入染毒：籽一定數(shù)量的嚙齒類動物放在密閉的染毒柜中，加入易揮發(fā)的液態(tài)

受試物或氣態(tài)受試物使成?定濃度。?般50升的染毒柜接觸2小時，可放小鼠6?10只或大鼠

I只。靜式吸入染毒簡易，但缺點較多，主要是隨試驗進行氧分壓降低（因此，實驗動物數(shù)量

有限制），柜內受試物濃度也逐漸下降（由于動物吸入消耗、為被毛及染毒柜壁吸附所致），而

且實驗動物有經皮吸收的可能。

靜式吸入染毒多以計算方法得到染毒柜內受試物濃度，以mg/m3表示。

（2）動式吸入染毒：曰染毒柜、機械通風系統(tǒng)和配氣系統(tǒng)三部分構成。對設備的要求較

高，優(yōu)點是在染毒過程中染毒柜內氧分壓及受試物濃度較穩(wěn)定，缺點是消耗受試物的量大,

并易于污染環(huán)境。動式吸入染毒又分為整體接觸和口鼻接觸兩種。

動式吸入染毒柜中受試物的濃度應實際監(jiān)測。

（3）氣管內注入：實驗動物在麻醉后，將受試物注入氣管，使之分布至兩肺。此法用于

建立急性中毒模型及塵肺研究。

3.經皮膚染毒經皮膚染毒的目的有兩種。一種是經皮染毒毒性試驗，如經皮LDso測

定常用大鼠，皮膚致癌試驗常用小鼠。另一種是皮膚刺激和致敏試驗，皮膚刺激試驗常用兔

和豚鼠，皮膚致敏試驗用豚鼠。

試驗前用機械法（剃毛）或化學法（硫化鈉或硫化鋼）脫毛。要求是不應損傷脫毛區(qū)的表皮,

脫毛區(qū)面積不大于動物體表面積的10%?15%。于脫毛后24小時涂抹一定量受試物，蓋上一

層塑料薄膜，再用無刺激性的膠布固定，接觸規(guī)定的時間。

4.注射染毒注射用藥品，應以注射途徑染毒，對大小鼠可用靜脈注射，對非嚙齒類

可模擬臨床用藥途徑，如狗可用后肢隱靜脈注射，而嚙齒類的尾靜脈和肌肉注射難以多次染

毒，必要時可改為皮下注射.注射染毒，應調整受試物的pH及滲透壓，pH應5?8,最好是

等滲溶液，動物對高滲的耐受力比低滲強。靜脈注射應控制速度，大鼠尾靜脈注射最好控制

在10秒以上。腹腔注射在遺傳毒理學實驗中有時也用，但在致畸試驗、肝UDS研究不應該用

腹腔注射，以避免可能的損傷和局部高濃度對靶器官的影響。

四、實驗動物處死及生物標本采集

1.實驗動物處死方法應盡量減少因處死方法不當而影響對病理及其他指標的檢查。

大小鼠可用頸椎脫臼法，然后股動脈放血。兔、豚鼠、狗等一般用股動脈放血處死。應盡量

采用適當?shù)奶幩婪椒ǎ瑴p少實驗動物的痛苦。

2.血液采集大小鼠如需血量小可用鼠尾采血，如需血量較多可用眼眶靜脈叢采血或

處死時股動脈放血采血。狗可用后肢隱靜脈抽血。不影響動物生理功能的最大取血量為其總

血量（50ml/kg體重）的10%,

3.尿液采集對大小鼠可用代謝籠，下部有糞尿分離器。對狗可用接尿法或導尿法。

4.病理解剖和標本留取毒性病理學檢查是毒理學試驗重要的組成部分，病理學研究

有助于確定有害作用和靶器官。毒性病理學檢查包括大體解剖和組織病理學檢查兩部分。急

性毒性試驗中在試驗期中死亡或試驗結束處死的動物都應進行尸體解剖，因為急性毒性試驗

的忖的是得到有關可能的靶器官信息以及進行重復染毒試驗劑量設計的信息。在亞慢性、慢

性、致癌試驗，病理學是一個重要的終點。

（1）大體解剖：在實驗動物處死后半小時內進行，解剖方法采用胸腔、腹腔臟器聯(lián)出法。

應觀察有關臟器的外形和表面情況、顏色、邊界和大小、質地、切面。對指定的臟器稱重,

并計算臟器系數(shù)。推薦的實驗動物病理解剖標準操作程序見圖5-1。

動物固定在解剖板上，解剖頸部（頜卜.腺、腮腺、局部淋巴結等）

取一側乳腺及腹部皮膚：開腹并擴展切口（胰、脾、生殖器官、腎、

腎上腺、直腸、骨、十二指腸、空腸、回腸、腸系膜淋巴結、肝臟等）

開胸（舌、喉、氣管、甲狀腺、甲狀旁腺、食管、心、肺、胸腺）

|剝離左后肢（肌肉、坐骨神經、股骨）：頭皮、耳：

開顱（顱神經、腦組織、垂體）：暴露脊髓（取出脊痢

圖5-1實險動物病理解剖標準操作程序（中華偵防醫(yī)學會環(huán)境病理學組，1989）

（2）組織病理學檢查：對指定的器官或組織用鋒利的刀剪取材，應統(tǒng)一取材部位。組織

塊一般在10倍體積的10%福爾馬林中固定，此后常規(guī)制片（組織石蠟包埋、切片、HE染色）。

應詳細記錄顯微鏡下觀察到的病變，并做出病理診斷。必要時，清其他的病理學家對有疑問

的或有爭論的發(fā)現(xiàn)進行復:查。利用特殊染色、組織化學及電子顯微鏡技術可有助于毒作用機

制的研究。

第六節(jié)毒理學實驗結果處理和分析

在毒理學試驗的設計和實施中應貫徹實驗設計的對照、隨機和重復的原則，實驗的各劑

量組所得到的結果應與陰性對照組比較。根據實驗結果（指標）的變量類型是數(shù)值變量（計量資

料）還是分類變量（計數(shù)資料），選用不同的統(tǒng)計分析方法。近年來，隨著毒理學的研究方法的

發(fā)展，也對生物統(tǒng)計學提出了更高的要求。

在評價毒理學試驗的結果時，應綜合考慮生物學意義和統(tǒng)計學意義。統(tǒng)計檢驗的假設是

關于總體特征的假設，檢驗方法是以統(tǒng)計量的抽樣分布為根據的，得到的結論是概率性的，

不是絕對的肯定或否定，不等同于有或無生物學意義。對實驗結果作出科學的判斷和解釋，

應該根據統(tǒng)計學分析的結果、生物學知識和經驗。

一、毒理學試驗的統(tǒng)計學

統(tǒng)計學觀點及方法在毒理學試驗的設計和結果評價中起關鍵的作用，毒理學試驗的發(fā)展

也促進了生物統(tǒng)計學的發(fā)展。毒理學試驗統(tǒng)計學評價的主要進展是劑量一反應關系研究和對

超離差數(shù)據的統(tǒng)計。

1.毒理學試驗設計的統(tǒng)計學要求毒理學試驗的設計應遵循隨機、重復及對照三個原

則，要求各觀察值具有代表性，并且是相互獨立的。毒理學試驗的設計具體涉及到劑量水平

數(shù)目及間隔，每個劑量點的實驗單位數(shù)，每個實驗單位接種及計數(shù)的細胞數(shù)，對照組的設置

等。實驗單位的確定對于樣品的獨立性是很重要的，實驗單位(experimentalunit)是進行處理

時或觀察時獨立的最大采樣單位。以動物和培養(yǎng)物作為實驗單位要比以細胞作為實驗單位更

為可取。此外，如果同時評價幾個不同因素的效應，應注意均衡的原則，實驗設計應可以區(qū)

分不同因素的貢獻并分別估計。

樣本的代表性要求具有同質性，即各處理組和對照組的非實驗因素的條件均?致，為此,

各實驗單位(動物或培養(yǎng)物)的分組及整個實驗的全部操作都應遵循隨機化原則。在利用形態(tài)

學指標的毒理學試驗，必須采用盲法觀察結果，以消除實驗者觀察結果的偏性。樣本應有足

夠的大小和適當?shù)闹貜痛螖?shù)，以估計處理之間、實驗室內和實驗室間的變異性。一般可根據

顯著性水準、檢驗把握度、容許誤差、總體標準差等來估計樣本的大小。

嚴格執(zhí)行毒理學試驗設計的上述要求，才可能得到可靠性和重復性良好的結果，也是進

行正確的統(tǒng)計學評價的基礎。良好的質量保證和實驗設計可以監(jiān)控系統(tǒng)誤差，而統(tǒng)計處理則

用來確定隨機誤差。

毒理學試驗的數(shù)據通常是由劑量水平和相應觀察值組.成的二維關系型數(shù)據。毒理學試驗

處理組與陰性對照組觀察值均數(shù)的比較，如果資料可擬合某種分布，則適用于參數(shù)檢驗，其

敏感度和效率高于非參數(shù)檢驗：如資料不能擬合某些已知的分布，則應進行數(shù)據轉換，以滿

足正態(tài)性和方差齊性。如果任何變換都不能改善數(shù)據的分布，可能存在個別可疑值，應予以

識別和剔除。另一方面，可使用不依賴總體分布模型的非參數(shù)統(tǒng)計分析。

一種毒理學試驗資料可以有若干種正確的統(tǒng)計學分析方法，但可能不存在唯一正確的方

法。其原因主要是表面上不同的統(tǒng)計學分析方法常以相同的統(tǒng)計學概念和模型為基礎。另…

方面，利用不同的統(tǒng)計學方法來評價毒理學試驗資料缺乏比較研究。

(1)各處理組與陰性對照組兩兩比較和多個處理組與陰性對照組比較各處理組與陰性

對照組兩兩比較和多個處理組與陰性對照組比較常用的統(tǒng)計學方法見表5-3。

表5-3各處理組與陰性對照組兩兩比較和多個比較的統(tǒng)計學方法

連續(xù)性數(shù)據，正態(tài)分布離散性數(shù)據

類型分布未知

方差齊方差不齊二項分在泊松分布

處理組與陰卡方檢驗，F(xiàn)isheru檢驗非參數(shù)法，如

性對照組兩1檢驗1'檢驗確切概率法，u檢Wilcoxon秩和

兩比較驗檢驗

多個處理組平方根反正弦轉

Dunnett檢驗改進的Suissa和非參數(shù)法，如多

與陰性對照換，再用dunneil

(1955)DUNnett檢Salmi法重比較秩和檢

組比較檢驗，或者Simes

驗(1980)(1989)驗(Steel,1959)

法(1986)

(2)劑量-效應關系和劑量-反應關系

劑量?效應關系和劑量?反應關系是毒理學研究的重要內容。在急性毒性(LD50)研究中，

就是典型的劑量-反應關系研究，LDso是統(tǒng)計學的點值估計和區(qū)間估計。在其他毒理學試驗

中的陽性劑量-效應關系和劑量-反應的確定也應通過統(tǒng)訐學處理和判定，盡管，可以用各處

理組與陰性對照組兩兩比較和各處理組間兩兩比較，發(fā)現(xiàn)高劑量組與中、低劑量組及對照組

間差別有顯著性，中劑最組與低劑最組和對照組間差別有顯著性，低劑量組與對照組間差別

無顯著性，來證明有劑量-反應關系；但這種方法的效率較低。劑量-效應關系和劑量-反應的

判定可以分為定性和定量統(tǒng)計學兩大類。劑量-效應關系和劑量-反應關系的統(tǒng)計學定性分析

即為趨勢檢驗，而統(tǒng)計學定量分析則為模型擬合。趨勢檢驗是檢驗對白變量“規(guī)定的水平，

反應的觀察值增高或降低的趨勢的顯著性。當自變量S為定量數(shù)據時，則可進行模型擬合，

即劑量-反應關系的定量研究。

趨勢試驗(trendtesting),劑量為Xi；反應為口”當有x()VxiV…VXK，無效假設為

Ho：Ui=UO=...=UK備擇假設為Ha：uWUoW…WUK或UieUo2…eUK單詭上