毒理學動物試驗設(shè)計外推

毒理學實驗設(shè)計專家講座第1頁一、毒理學毒性評價試驗標準毒理學試驗通常是毒性評價或安全性評價試驗，通常由權(quán)威機構(gòu)要求評價程序。在描述毒理學試驗中，有三個基本標準:1.外來化學物在試驗動物產(chǎn)生作用，能夠外推于人基本假設(shè)為：①人是最敏感動物物種；②人和試驗動物生物學過程包含化學物代謝，與體重（或體表面積）相關(guān)。

毒理學實驗設(shè)計專家講座第2頁2.試驗動物必須暴露于高劑量是發(fā)覺對人潛在危害必需和可靠方法。

普通要設(shè)3個或3個以上劑量組，以觀察劑量-反應(yīng)（效應(yīng)）關(guān)系，確定受試化學物引發(fā)毒效應(yīng)及其毒性參數(shù)。(1)毒性試驗設(shè)計并不是為了證實化學品安全性，而是為了表征化學品可能產(chǎn)生毒作用。(2)毒理學試驗中試驗?zāi)Ｐ退鑴游锟偸沁h少于處于危險中人群。為了在少許動物得到有統(tǒng)計學意義可靠結(jié)果，需要應(yīng)用相對較高劑量，以使效應(yīng)發(fā)生頻率足以被檢測。毒理學實驗設(shè)計專家講座第3頁3.成年健康試驗動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）試驗動物作為普通人群代表性試驗?zāi)Ｐ汀Ｓ啄旰屠夏陝游铩⑷焉锎菩詣游铩⒓膊顟B(tài)作為特殊情況另作研究。(2)毒理學試驗中染毒路徑選擇，應(yīng)盡可能模擬人接觸該受試物方式。毒理學實驗設(shè)計專家講座第4頁1.對照標準在動物試驗中，要求相比較各組間動物種類、性別、年紀、體重等盡可能地一致。對照組與試驗組同等主要，兩組動物數(shù)應(yīng)相等。(1)空白對照：又稱正常對照(2)標準對照：又稱有效對照或陽性對照(3)組間對照：(4)本身對照：科研設(shè)計遵照三標準毒理學實驗設(shè)計專家講座第5頁2.重復(fù)標準(1)足夠試驗樣本數(shù)：

(2)試驗結(jié)果可重復(fù)性：毒理學實驗設(shè)計專家講座第6頁3.隨機標準

為了降低個體差異這種非處理原因干攏，應(yīng)于試驗前將試驗動物依統(tǒng)計學標準進行隨機分組，以此到達盡可能降低非處理原因混雜效應(yīng)，從而提升每組動物間均衡性目標。（1）隨機分組方法：①隨機數(shù)字表法；②計算機軟件（如SPSS、SAS、Excel等）方法。（2）例子：將32只動物按體重每4只組成一個區(qū)組，隨機分配到4種處理中，共組成8個區(qū)組。

毒理學實驗設(shè)計專家講座第7頁表1SPSS程序隨機化區(qū)組分配設(shè)計方案行號程序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個區(qū)組，第09－10行是產(chǎn)生隨機數(shù)，對隨機數(shù)按區(qū)組再進行排秩分組。毒理學實驗設(shè)計專家講座第8頁二、毒理學毒性評價試驗基本目標1.受試物毒作用表現(xiàn)和性質(zhì)

在急性和慢性毒性試驗中，觀察受試物對機體有害作用，對有害作用觀察應(yīng)該是對每個試驗動物進行全方面、逐項觀察和統(tǒng)計。發(fā)覺有害作用是進行劑量-反應(yīng)(效應(yīng))研究前提。毒理學實驗設(shè)計專家講座第9頁Log[Dose]BiologicalResponseNOEL:NoObservableEffectLevelNOAEL:NoObservableAdverseEffectLevelLOEL:LowestObservableEffectLevelLOAEL:LowestObservableAdverseEffectLevelFEL:FrankEffectLevel2.劑量-反應(yīng)(效應(yīng))研究

毒理學實驗設(shè)計專家講座第10頁4.確定損害可逆性

5.其它毒作用敏感檢測指標和生物學標志毒作用機制研究受試物毒物動力學和代謝研究中毒解救辦法3.確定毒作用靶器官

毒理學實驗設(shè)計專家講座第11頁三、毒理學動物試驗設(shè)計內(nèi)容1.試驗動物選擇：2.試驗動物分組與劑量選擇、試驗期限：毒理學實驗設(shè)計專家講座第12頁Log[Dose]BiologicalResponse低劑量組：NOAEL中劑量組：LOAEL高劑量組毒理學實驗設(shè)計專家講座第13頁3.試驗觀察指標選擇：試驗指標（觀察指標）是指在試驗觀察中用于反應(yīng)研究對象中一些可被檢測儀器或研究者感知特征或現(xiàn)象標志。試驗指標選擇基本條件：（1）特異性（2）客觀性

（3）靈敏度

（4）準確度（5）可行性

（6）認可性

毒理學實驗設(shè)計專家講座第14頁試驗指標選擇依據(jù)通常有：（1）依據(jù)試驗?zāi)繕恕⑷蝿?wù)和內(nèi)容選擇指標。（2）依據(jù)化學物種類和用途來選擇國家標準、部委和各級政府公布法規(guī)、要求和行業(yè)規(guī)范中對應(yīng)程序中試驗方法要求來選擇指標。4.統(tǒng)計學處理方法：

毒理學實驗設(shè)計專家講座第15頁數(shù)據(jù)類別和統(tǒng)計學要求統(tǒng)計學方法1．“有或無”數(shù)據(jù)：動物間比較個別組比較Fisher準確分布檢驗(不分層數(shù)據(jù))2×2校正卡方檢驗(分層或不分層數(shù)據(jù))非均勻性2×K卡方檢驗(分層或不分層數(shù)據(jù))與劑量相關(guān)趨勢Armitage檢驗(分層或不分層數(shù)據(jù))動物內(nèi)部比較個別組比較McWemar檢驗或符號檢驗非均勻性Cochran檢驗變量問相關(guān)性Fisher準確分布檢驗2X2校正卡方檢驗2．分級數(shù)據(jù)：動物間比較個別組比較MannWhitneyu檢驗非均勻性Kruskal—Wallis單向方差檢驗與劑量相關(guān)趨勢非參數(shù)趨勢檢驗動物內(nèi)部比較個別組比較Wilcoxon配對符號秩和檢驗非均勻性Friedman雙向方差分析與劑量相關(guān)趨勢Page檢驗變量間相關(guān)性Spearman等級相關(guān)系數(shù)3．連續(xù)數(shù)據(jù)：動物間比較個別組比較t檢驗非均勻性單向方差分析與劑量相關(guān)趨勢線性回歸分析動物內(nèi)部比較個別組比較配對t檢驗非均勻性雙向方差分析與劑量相關(guān)趨勢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)方差分析變量隨時間而改變用方差分析評定第二個時間與第一個時間差異表2IPCS教授組推薦統(tǒng)計學分析方法

毒理學實驗設(shè)計專家講座第16頁四、試驗和觀察2.試驗及其結(jié)果觀察統(tǒng)計(1)按照預(yù)備試驗確定步驟進行試驗；(2)熟練掌握試驗方法，用量準確，嚴厲認真地操作；(3)經(jīng)分析屬于錯誤操作或不合理結(jié)果應(yīng)重做試驗(4)仔細、耐心地觀察試驗過程中出現(xiàn)現(xiàn)象（結(jié)果），并進行思索。1.試驗準備和預(yù)備試驗

毒理學實驗設(shè)計專家講座第17頁通常試驗統(tǒng)計項目和內(nèi)容為：（1）試驗名稱、試驗日期、試驗者；（2）受試對象：動物種類、品系、編號、體重、性別、健康情況、飼料、離體器官名稱等；（3）試驗藥品或試劑：名稱、起源（生產(chǎn)廠）、劑型、批號、規(guī)格、含量、濃度、給藥體積、給藥劑量、給藥時間、給藥間隔、療程等；（4）試驗儀器：主要儀器名稱、生產(chǎn)廠、型號、規(guī)格等；毒理學實驗設(shè)計專家講座第18頁（5）試驗條件：試驗時間、室溫、動物喂養(yǎng)環(huán)境（種名、合格證號）、恒溫條件等；（6）試驗方法及步驟：動物麻醉、固定、分組、染毒劑量和路徑、測量方法等；（7）試驗指標：名稱、單位、數(shù)值及不一樣時間改變、試驗方法或主要儀器等；（8）數(shù)據(jù)處理：試驗結(jié)果整理、統(tǒng)計方法與結(jié)果等。毒理學實驗設(shè)計專家講座第19頁五、環(huán)境化學物對機體損害作用評價鎘是環(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全球性環(huán)境醫(yī)學問題，急性鎘暴露可損害機體各種靶器官組織，包含腎臟和肝臟等。肝臟是急性鎘暴露主要靶器官，肝實質(zhì)細胞腫脹、嗜酸性變、淋巴細胞浸泣及核固縮等鏡下肝細胞損傷改變；AST、ALT及堿性磷酸酶（AP）活性顯著升高血生化改變。當前對鎘致急性肝損傷作用機制還不明確，自由