第十二章体外试验与新生物技术在毒理学中的应用

食品论坛第十三章食品安全性毒理学评价确保食品安全和人体健康，需要对食品进行安全性评价。食品安全性评价主要是阐明某种食品是否可以安全食用，食品中有关危害成分或物质的毒性及其风险大小，利用足够的毒理学资料确认物质的安全剂量，通过风险评估进行风险控制。食品安全性评价在食品安全性研究、监控和管理上具有重要的意义。第一节毒理学安全性评价的概念和发展进程一、基本概念1.安全与安全性在毒理学学科，安全(safe)是指一种化学物质在规定的使用方式和用量条件下，对人体健康不产生任何损害，即不引起急性、慢性中毒，亦不至于对接触者(包括老、弱、病、幼和孕妇)及后代产生潜在的危害。安全性(safety)则是一种相对的、实用意义上的安全概念，是指在一定接触水平下，伴随的危险度很低，或其危险度水平在社会所能接受的范围之内的相对安全概念。安全性和危险度实际上是从不同的角度反映同一个问题。2.可接受危险度水平在实际生活和工作中，任何活动都伴随一定程度的危险性，绝对的安全即零危险度是不存在的。当接触某种化学毒物人群发生某种损害的频率接近或略高于非接触人群，那么这一频率可作为该化学毒物对人体健康产生危害的可接受危险度水平(acceptablerisklevel)。3.实际安全剂量与可接受危险度相对应的接触剂量是实际安全剂量(virtualsafedose，VSD)。例如在终生致癌试验中，引起肿瘤发生率接近或相当于可接受危险度水平的化学毒物剂量即可作为这种化学毒物致癌作用的实际安全剂量。4.毒理学安全性评价通过动物实验和对人群的观察，阐明某种物质的毒性及潜在的危害，对该物质能否投放市场作出取舍的决定，或提出人类安全的接触条件，即对人类使用这种物质的安全性作出评价的研究过程称为毒理学安全性评价(toxicologicalsafetyevaluation)。它实际上是在了解某种物质的毒性及危害性的基础上，全面权衡其利弊和实际应用的可能性，从确保该物质的昀大效益、对生态环境和人类健康昀小危害性的角度，对该物质能否生产和使用作出判断或寻求人类的安全接触条件的过程。二、安全性评价程序的发展进程及意义为了保证人类的健康、生态系统的平衡和良好的环境质量，人类早在几千年前就懂得运用法律手段来维护公共卫生以及人类的健康和安全，如公元前18世纪，古巴比伦王国第六代国王汉漠拉比颁布了著名的《汉谟拉比法典》，其中有涉及关于水源、空气污染、食品清洁等方面的条文。自20世纪初叶以来，美国、法国、德国等一些国家开始了医疗卫生方面专门的立法，陆续制订和颁布了关于有毒化学品的管理法规。第二次世界大战后，随着社会经济的发展和科学技术的进步，卫生立法得到了世界各国的重视，许多国家和组织先后制订了有毒化学品的管理法，管理毒理学(regulatorytoxicology)进入了实质发展的阶段。管理毒理学将毒理学的知识技术，潜在化学毒物的测试及研究结果应用于毒物管理，以防治人类的中毒性健康危害及保护环境。它涉及毒理学科及管理部门制订立法、执法两个方面的内容。308食品论坛例如，美国食品与药物管理局(FoodandDrugAdministration，FDA)1979年颁布联邦食品、药物和化妆品法案(theFederalFood，DrugandCosmeticAct，FD&CAct)，对各种化学物质安全性进行管理；国际经济与发展合作组织(OrganizationOfEconomicCooperationandDevelopment，OECD)于1982年颁布了化学物品管理法，提出了一整套毒理实验指南、良好实验室规范(goodlaboratorypractice，GLP)和化学物投放市场前申报毒性资料的昀低限度，对新化学物实行统一的管理办法。卫生行政执法和处罚以法律法规为准绳，而毒理学安全性评价则是裁决的基础。1999年欧洲四国发生了二口恶英(dioxin)食物污染事件，包括我国在内的许多国家作出拒绝进口可疑污染食品的决定，即是以毒理学安全性评价资料为依据作出的裁决。尽管世界各国由于政治、经济、历史、文化传统的差异，所寻求的安全性和对毒理学安全性评价的要求会有所不同，各国根据各自不同时期的任务和存在的问题来制订相应的卫生法律法规进行管理，但对化学毒物进行安全性评价却是各国相应的卫生法律法规中的基本要求。世界各国对化学物质进行毒理学安全性评价均以人类使用相对安全为前提。要知道，绝对的安全是不可能存在的，评价的依据是人类或社会能够接受的安全性。我国对不同物质进行毒理学安全性评价中，对安全性的要求是指中华人民共和国法律法规允许下的安全，指我国社会发展到现今阶段所能接受的危险度水平。我国对化学物质的毒性鉴定及毒理学实验开始于50年代，在五六十年代对食品、药品等曾作过初步的法律规定，但此后一段时间进展缓慢甚至停滞不前，直到80年代以后才有了迅速的发展。虽然我国卫生立法起步较晚，但随着改革开放、国民经济和社会的发展，制订化学物质安全性评价体系和立法管理取得了突破性的进展。80年代以来，我国有关部门陆续发布了一些化学物质的毒性鉴定程序和方法，这些文件具有法规性质和效力。国家也陆续颁布了有关的法律，以加强对外来化学物的管理。目前我国这方面的法律法规体系已逐步形成并不断完善，各级卫生行政部门依法执法，管理具有强制性和实效性，成效显著，对保护环境和保障人民身体健康发挥着重要的作用。目前我国实施的主要有关法律法规有：(1)卫生部在1983年公布《食品安全性毒理学评价程序(试行)》，1985年经过修订，正式公布为[(85)卫防字第78号文件]在全国范围内实施。1995年10月30日公布了《中华人民共和国食品卫生法》，此法第五章为“食品卫生标准和管理办法的制订”。与此法配套，卫生部于1994年8月10日批准通过中华人民共和国国家标准《食品安全性毒理学评价程序》(proceduresfortoxicologicalassessmentonfoodsafety)GBl5193.1-94并予以实施。(2)卫生部和农业部于1991年12月颁发了《农药安全性毒理学评价程序》(toxicologicalproceduresOfsafetyevaluationforpesticides)。此评价程序规定了农药安全性毒理学评价的原则、项目及要求，适合于在我国申请登记及需要进行安全性评价的各类农药。为配合做好农药登记，国家技术监督局于1995年8月17日发布了中华人民共和国国家标准《农药登记毒理学试验方法》(toxicologicaltestmethodsofresticidesforregistration)GB15670-1995，该标准规定了农药登记毒理学的方法、条件的基本要求，并从1996年1月1日起实施。(3)1984年9月20日在第六届全国人民代表大会常务委员会第七次会议上通过了《中华人民共和国药品管理法》，于1985年7月1日起施行。与此相对应的是，卫生部于1985年7月1日颁布并实施的《新药审批办法》中，对药物的毒理学评价作出了具体规定。随后309食品论坛年卫生部颁布《新药(西药)毒理学研究指导原则》，对毒理研究的技术提出了明确的要求。(4)1987年5月28日卫生部发布了国家标准《化妆品安全性评价程序和方法》(proceduresandmethodsofsafetyevaluationforcosmetics)GB7919-87，于1987年10月1日起实施。该标准适用于在我国生产和销售的一切化妆品原料和化妆品产品，具体规定了对化妆品原料和产品的安全性评价程序和有关毒性实验方法。(5)1993年5月卫生部食品卫生监督检验所发布了《食品功能毒理学评价程序和检验方法(试行)》，该标准规定了评价食品保健作用的统一程序和检验方法，为保健食品的管理提供科学依据。(6)1987年国务院发布《化学危险品安全管理条例》，对各种易爆、易燃物质，有毒、有腐蚀的化学品加强管理，其中有规定化学危险物品生产企业应向审批部门提交包括化学物的毒性资料在内的一批文件。为了进一步加强对各类化学晶的管理，卫生部于1999年3月制定了关于健康相关产品的审批工作程序，把《中华人民共和国食品卫生法》、《化妆品卫生监督条例》、《保健食品管理办法》、《生活饮用水卫生监督管理办法》、《消毒管理办法》及其它法律、法规、规章规定由卫生部审批的食品、化妆品、涉及饮用水卫生安全产品、消毒药剂和消毒器械等各类与人体健康相关的产品列为健康相关产品。如何进行毒理学测试和研究，必须有严格规范的规定与评价准绳。关于毒理学试验中使用的动物，国家颁布了规范化管理的标准，规定必须使用经权威部门认证合格的实验动物。同时，为了保证毒性鉴定的质量符合科学实验的要求，试验结果在国内和国际上具有可比性，世界上一些组织和国家发展制定了良好实验室规范(GLP)准则，如美国、英国、日本、OECD对药品安全性试验的质量均以GLP进行监督。当今世界各国的实验室主要参照美国食品和药品管理局(FDA)或环境保护局(EPA)的GLP准则。我国已规定对新开发的药物、食品的生产实施GMP(Goodmanufacturingpractice)管理，对安全性试验也开始逐步要求对试验操作及资料记录实施GLP准则。从各类国家标准、规定或管理法中可见，我国和世界各国一样，对药品、食品(食品添加剂、食品污染物等)、农药、工业化学品、化妆品等人们在日常生活和生产中广泛接触的化学物质要求必须经过安全性评价，才能被允许投产、进入市场或进出口贸易。随着高科技时代的到来，可以预料在不久的将来，列入毒理学安全性评价的物质范围并不只限于化学毒物，它将大大拓宽，涉及各种与人类生活、生产有关的新物质，如基因工程产品、新的生物物质。还需注意，各类法律法规随着社会的发展将不断得到修订，因此进行毒理学安全性评价必须严格遵照昀新的法律法规来进行评价和管理。食品安全性评价是在人体试验和判断识别的基础上发展起来的。早期的科学家们缺少有关食品中物质对人体是否有害的确定的方法手段。随着观察流行病学和毒理学的发展，人们进行了大量的工作，如在罗马Hippocrates和他的学生对空气、水、食品和与公众有关的环境进行了描述，认为纯水和纯食品是良好健康的保证。Hippocrates把所有健康和疾病的关系与自然结合起来，认识到有用的技术可减轻自然产生的毒物和一些搀假物质对人体的危害。在那时食品安全性评价基本仍保留了观察的特点，但观察过程限制了急性毒性试验的评价，因为要对事物进行几年的直接的观察是困难的，只有完善观察法以及发展专门的技术方310食品论坛法，才能使食品安全性评价得到进步。食品安全性评价技术发展经历了从观察到科学分析的转变，包括：①剂量反应；②分析化学及其在食品上的应用；③靶物质预测试验（动物研究）；④微生物学的应用。另外还要进行危险评价和应用统计学。应用毒理学试验进行从现象到作用机理的具体阐述；应用统计学进行剂量效应的人体危险评估。人们在对食品安全性化学和生物影响的进一步了解认识中，发现单从观察得出正确的结论存在一定的困难、表13-1是传统的毒理试验，研究者试图通过毒理试验评价食品安全性的结论，但它只能从急性试验到慢性（暴露）试验，从定性到定量解决化学物质的安全性评价，这也是早期的食品中化学污染物的定量评价，同时又是一个费时费力的投入，却解决不了食品安全性评价所要求的全部问题。随着现代基因工程技术应用于食品上以及新动植物食品物种的发展，人们开始认识到非定量现象对评价的应用．如行为、情感等。因此，建立一种有别于添加剂等化学物质评价的评价食品安全性的方法显得更为重要。一种可能区别于化学物质评价的途径随之提出（见表13-2）。与表13-1毒理学试验相比较，其主要的区别和特点是：①增加了对化学分析的应用；②物质进入市场前需作人体研究；③强调了代谢和毒性预测知识。表13-1毒理学试