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第五章亚慢性和慢性毒性作用及其试验方法第一节概念、试验目的和期限一、亚慢性毒性试验1概念是使实验动物连续多日接触较大剂量的化学物的毒性实验。2试验的目的（1）近一步探索受试化学物质的毒性作用和靶器官；（2）初步估计现有有害作用的最大无作用剂量和中毒阈剂量；（3）为慢性毒性试验的剂量设计提供参考；（4）由于亚慢性毒性试验中所用剂量较大，某些病理或生化等改变出现迅速，可为慢性毒性试验筛选敏感指标；（5）亚慢性毒性试验也常用于研究毒物代谢及中毒机理。二、慢性毒性试验1概念是使实验动物生命大部分时间或终生接触被检化学物质的毒性试验。2试验的目的观察长期反复摄入低剂量被检化学物质可能对机体造成的损害，并确定其最大无作用剂量。在此基础上，制定出人体每日容许摄入量和食物中允许含量或最高残留量。三、亚慢性和慢性毒性试验的期限亚慢性毒性试验一般进行3～6个月；慢性试验进行6个月以上，或更长（2～3年）。o世界卫生组织将三个月以内的毒性试验称为短期毒性试验（shorttermtest）。o相当于上述亚慢性毒性试验。3～6个月的实验称为长期毒性试验（longtermtest），o更长时间观察动物终生者称为终生毒性试验（lifespantest）。例如小鼠一年半，大鼠两年第二节试验设计一、实验动物1实验动物种别的选择（1）对被检物质的代谢过程基本与人类相似，（2）如无法掌握这一情况，应尽量选用敏感动物。根据要求应有一种啮齿动物（大鼠或小鼠）和一种非啮齿动物（如狗或猴）。（3）目前至少要求用一种啮齿动物全面系统进行，对于了解较少的新化学物质，根据传统经验可选用大鼠，因大鼠对一般化学物质的反应和代谢过程大多与人近似，食性亦和人相近。2实验动物的年龄要求慢性、亚慢性毒性试验中，动物应为初断乳者。大鼠约为出生后4周，体重50g左右；小鼠3周，体重10g左右；品系应明确一致，体重不能相差过多，最好在10％范围内。3实验动物数目一般在两年慢性毒性试验中，啮齿类动物每组应有25只左右，对照组最好雌雄各50只，希望试验结束时，每组至少尚有动物10只。狗和猴在实验开始时每组雌雄各4～8只即可。二、剂量分组1亚慢性毒性试验的剂量要求1）所用上限剂量能使动物出现明显中毒表现和使某些组织器官或系统呈现一定的功能障碍或病理变化，但在试验期中动物不致很快死亡，一般在LD50的1／20～1／5范围内考虑最高剂量或以急性毒性阈剂量为其最高剂量。2）应至少设三个染毒剂量组及一个正常对照组，必要时再加一个溶剂对照组。3）最低剂量组应相当于亚慢性的阈剂量或NOEL水平；中间剂量组以出现轻微中毒效应为度,三组剂量差应至少大于两倍。2慢性毒性试验的剂量要求1）首先要确定最低最高剂量组原则上希望有1～2个高剂量组在实验期间能出现明显中毒，另有1～2个低剂量组不出现明显中毒，一般设计3个剂量组，必要时另设一个溶剂对照组，即无作用剂量组、阈剂量组、发生较轻微毒性效应的剂量组（此为最高剂量组）。以求得明确的剂量反应关系。2）受试物如为一化学物质，总的原则应该考虑到希望通过慢性毒性试验能找出最大无作用量和中毒阈剂量。3）如果已进行过亚慢性毒性试验，则以亚慢性毒性中的中毒阈剂量的1／2～1／5，1／10～1／50,1／50～1／100作为剂量范围；（即以亚慢性毒性试验中的中毒阈剂量的1／2～1／5作为高剂量组，并以其1／100作为低剂量组，相当于慢性无作用剂量；在中毒阈剂量的1／10～1／50范围内考虑剂量分组，相当于中间剂量组）。4）如果仅有急性毒性试验结果，则可将LD50的1／10、1／50、1／100和1／1000作为剂量分组范围。一般情况下，LD50的1／10往往可引起显著中毒；1／100～1／50相当于慢性中毒阈剂量；1／1000则低于最大无作用剂量，按此分组时，实际接触量的100倍也可考虑在内。5）对照组一律喂不含被检物的普通饲料。三、受试物给予方式1)通常将受试物混入饲料，采用动物自由采食的方式。2)若受试物有异味，动物拒食，则可利用动物饥不择食的特性，将受试物与少量饲料混合制成“药饵”，夜间只供饮水，不给饲料，早、晚各给一次药饵，每次一小时。挥发性受试物也适用此法。3)若将受试物混入饮水中，要计算每日饮水量。4)以上方法都不能采用时，才采用灌胃法。四、观察指示1.一般健康状况及生长发育状况：如动物的一般表现、外观形态、体重、采食量、饲料利用率、中毒症状及死亡情况等。2.血液学检验：主要包括红细胞计数、血红蛋白测定、白细胞分类计数，等等。3.生化学检查：主要是肝肾功能的检查在亚慢性毒性试验中，可在试验开始前，接触被检物后3天、10天进行。然后每隔30天及实验结束时各进行一次。慢性毒性试验，每隔3～6个月进行一次即可。4.病理学检查：试验结束后，将全部动物处死，或在试验期中，在各组随即抽取一定只数动物处死，进行病理学检查。最好在高剂量组中出现进食量减少、体重下降、增长迟缓，以及其它中毒症状开始出现时进行，可每隔3～6个月进行一次。试验期中，自然死亡的动物也都进行病理学检查，明确死因。5.脏器系数：即脏器重量与体重之比，也称脏体比。其中肝体比与肾体比已成常规。其它脏体比视情况而定。此外，还可根据具体情况参考有关资料选用其它有意义的指示，如心电图、肌电图、脑电图等等，以及行为和免疫功能方面的指标第三节慢性毒性试验的简化问题1．有人曾就33种化学物质试验结果进行分析，所用动物：大鼠和狗。观察指标：36项。发现有如下关系：（此种关系有95％可靠性）。90天与2年的最大无作用量之比小于9；90天与2年的中毒阈剂量之比小于62．有人分析了82份化学物质毒性试验报告，共涉及化合物类型122种，剂量556种及多种观察指标。试验动物有：小鼠、大鼠、鸡、豚鼠、地鼠、猪、狗、猴。结果表明122种化合物中：三个月未出现中毒症状，但在三个月后呈现中毒表现的有三种，占2.45％；三个月内出现中毒症状，但在三个月后以更低剂量也出现中毒者8种占6.56％；在556种不同剂量中：三个月未出现中毒，三个月后出现的有15种，占2.65％。由以上结果可以看出，三个月的毒性试验显示绝大多数化学物质的毒性作用。因此，有人认为，只要进行三个月的短期毒性试验，并根据以上关系，即可根据三个月的毒性试验推断两年的毒性作用。3．还有人将90天毒性试验结果与7天毒性试验结果进行分析，试验动物为大鼠，被检化学物质共20种。分析有如下关系：其中毒阈剂量（MiE）有90％满足：MiE7天／MiE90天≤5；有100％满足：MiE7天／MiE90天≤6．2（满足95％可信限）但该两试验间LD50之比变动范围较大，不适于预测之用。