16-食品安全风险分析与评估-食品安全性评价

第八章食品安全性评价1杨文建[e-mail]南京财经大学食品学院食品安全性评价：是运用毒理学动物试验结果，并结合人群流行病学调查资料来阐述食品中某种特定物质的毒性及潜在危害，对人体健康的影响性质和强度，预测人类接触后的安全程度。2食品安全性评价的目的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极其风险大小，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。3食品安全性评价基本概念45最大耐受力（MTL）：能引起一群机体全部发生严重的毒性反应但无一死亡的最大剂量。半数致死量（LD50）：又称致死中量，指外源化学物能引起一群动物50%死亡的剂量或浓度最小致死量（MLD，LD01，LDmin）：指外源化学物使受试动物群体中仅引起个别发生死亡的剂量绝对致死量（LD100）：指外源化学物引起一群受试动物全部死亡的最低剂量以死亡来描述物质毒性的概念主要有：6最大无作用剂量：指化学物质在一定时间内，按一定方式与机体接触，用现代的检测方法和最灵敏的观察指标不能发现任何损害作用的最高剂量。与阈剂量一样，最大无作用剂量也不能通过试验获得。最小有作用剂量：是指在一定时间内，一种毒物按一定方式或途径与机体接触，能使某项灵敏的观察指标开始出现异常变化或使机体开始出现损害作用所需的最低剂量，也称中毒阈剂量。最小有作用剂量对机体造成的损害作用有一定的相对性。以损害来描述物质毒性的概念主要有：1、毒理学食品毒理学的作用是从毒理学的角度，研究食品中所含的内源化学物质或可能含有的外源化学物质对食用者的毒性作用机理，检验和评价食品(包括食品添加剂)的安全性或安全范围，从而确保人类的健康。7毒理学研究和流行病学相比的优点：①可进行具体实验设计，且所有条件可保持连续性;②在进行确定物质的暴露分析时，暴露过程和暴露条件(如饮食、气候等)能被仔细监测和控制，并能通过组织病理学和生物化学等方法提供可能的高敏感性的副作用反应研究等。8毒理学研究有其局限性：①毒理学研究结果不能直接应用于人，因为用实验动物小鼠的试验结果应用于70kg体重的人体是不合理的。②在大部分的毒理学试验中，实验动物只接受某一种毒性物质同一时间暴露的反应，而人则一般暴露在不同的化学物质中，由于成分的相互作用，混合或合并的不同物质的暴露可能没有预期(和不可能预期)的健康影响。92、流行病学流行病学和毒理学相比，是一门观察科学，它存在暴露和反应的时间差问题，也许当人们已暴露于某一危害物时流行病学还未能观察出结果，这样一来对于新化学物，流行病学观察是无用的工作，人们还要依靠毒理学研究。10食品安全性评价工作是一个新兴的领域，有许多观点彼此不同。现代食品安全性评价认为除了进行传统的毒理学评价研究外，还需有人体研究、残留量研究、暴露量研究、消费水平(膳食结构)和摄入风险评价等。11二、食品安全性毒理学评价的适用范围①用于食品生产、加工、运输、销售和保藏等过程中使用的化学和生物物质，如食品添加剂、食品加工用微生物等物质的安全性评价。②食品生产、加工、运输、销售和保藏等过程中产生和污染的有害物质和污染物，如农药、重金属和生物毒素等以及包装材料的溶出物、放射性物质和洗涤消毒剂等物质的安全性评价。③新食物资源及其成分的安全性评价。④食品中其他有害物质的安全性评价。12三、食品安全性毒理学评价程序★初步工作急性毒性试验遗传毒理学试验(致癌试验)慢性毒性试验亚慢性毒性试验90d喂养试验繁殖试验代谢试验初步工作遗传毒理学试验遗传毒性试验传统致畸试验短期喂养试验13①③②④初步工作了解受试物生产使用的意义，理化性质、纯度，与受试物类似或有关物质的毒性等资料，以及所获样品的代表性如何，（要求受试物必须能代表人体进食之样品，无代表性，各批样品间差异较大，则以这类样品进行一系列试验往往无法说明问题）。估计人体的可能摄入量，例如每人每日平均摄入受试物数量或可能摄入的情况和数量，某些人群的最高摄入量等。14LD50指受试动物经口一次或在24h内多次染毒后，能使受试动物中有半数(50％)死亡的剂量，单位为mg／kg体重。LD50是衡量化学物质急性毒性大小的基本数据，可以用它的倒数对试验条件类似的许多化学物质的毒性强弱进行比较。我国卫生部1983年提出将各物质按其对大鼠经口LD50的大小分为极毒、剧毒、中等毒、低毒、实际无毒、无毒六大类。一般而言，对动物毒性很低的物质，对人的毒性往往也很低。食品毒理研究中测定LD50不必像药物研究那样要求十分精确。第一阶段：急性毒性试验151、7天喂养试验7天喂养试验是以7天向几组动物每日分别重复给予一定剂量受试物。将受试物掺入饲料中，设计剂量组时可将LD50中有中毒表现的一个组经折算后掺入饲料中作为可能有中毒表现组，然后再于此剂量组上下各设1～2组进行喂养试验。7天喂养试验的观察指标为死亡率、体重增长、进食量、肝体重量比与肾体重量比。必要时还可进行病理解剖和组织学检查。162、试验结果判定如LD50剂量或7天喂养试验后最小有作用剂量(mg／kg·体重)小于人的可能摄入量(mg／kg·体重)的10倍者，则放弃该受试物用于食品，不再继续其他毒性试验。如大于10倍者，可进行下一阶段的毒理学试验。凡是LD50在10倍左右时，应进行重复试验，或用另一种方法进行验证。173、联合急性毒性试验两种或两种以上的受试物同时存在时，可能发生作用之间的拮抗、相加或协同三种不同的联合方式，可以根据一定的公式计算和判定标准来确定这三种不同的作用。184、急性毒性试验的局限性对人类潜在的危害的评价是不能以此为依据的，因为很多长期慢性危害通常很严重，而急性毒性试验却不能反映出来。特别是对那些急性毒性很小的致癌物质，长期少量摄入能诱发癌肿的产生。由于急性毒性试验不能作为安全评价的依据，需进行下面的遗传毒理学试验和代谢试验。19第二阶段：遗传毒性试验，传统致畸试验，短期喂养试验遗传毒性试验主要是指对致突变作用进行测试的试验。以致突变试验来定性表明受试物是否有突变作用或潜在的致癌作用，进行筛选，可为代谢研究提供方法。遗传毒性试验的组合必须考虑原核细胞和真核细胞、生殖细胞与体细胞、体内和体外试验相结合的原则。20123456细菌致突变试验小鼠骨髓微核率测定和骨髓细胞染色体畸变分析小鼠精子畸形分析和睾丸染色体畸变分析其他备选遗传毒性试验传统致畸试验短期喂养试验试验项目211、蓄积毒性试验如果一种外来化学物质经常多次进入机体，其前次进入剂量尚未完全消除，后一次剂量又已经进入，则这一化学物质在体内的总量将不断增加，此种现象称为蓄积性。当有毒化学物质每次在体内蓄积一定数量后，蓄积总量超过中毒阈剂量，即超过能使机体开始出现毒性反应的最低剂量时，机体就可呈现毒性作用。22①蓄积系数试验将某种化学物质按一定时间间隔，分次给予动物，经过一定时间反复多次给予后，如果该物质全部在体内蓄积，则多次给予的总剂量与一次给予同等剂量的毒性相当；反之，如果该化学物质在体内仅有一部分蓄积，则分次给予总量的毒性作用与一次给予同等剂量的毒性作用将有一定程度的差别，而且蓄积性越小，相差程度越大。因此，可用蓄积系数K来表示一种化学物质蓄积性大小。23K等于一次给予所需剂量的LD50与分次给予所需总剂量的LD50(n)之比，即:K=LD50(n)／LD50(1)。K值越大，表示蓄积性越弱；K值越小，表示蓄积性越强。0K1高度蓄积；1≤K3明显蓄积；3≤K5中等蓄积；K≥5轻度蓄积。24②20天试验法对实验动物连续20天给予受试物进行的试验。以成年大鼠(体重200g左右)为实验动物,每组10只，雌雄分别同时进行，设剂量分别为LD50的1／20、l／10、1／5、1／2的五个处理试验，另设对照，连续20d每天灌胃一次。各组累积总剂量可达1、2、4、10LD50，停药后观察7天。如1／20LD50组动物有死亡，且有剂量反应关系，则为强蓄积性，如1／20LD50组动物无死亡，则为弱蓄积性。252、致突变试验致突变试验是检验外来化学物质有无引起突变作用的试验，目的是确定受试物对试验动物是否具有致癌作用。在毒性试验中，如果食物中某种物质能引起某些动物或人体细胞发生突变，不论其性质如何，均认为是一种毒性表现，应在食品中严格限制。26致突变试验的基本原理是将受试物与一种生物系统相接触，观察该生物系统是否发生突变。凡是使生物系统发生突变者，即为致突变物。致突变试验所用生物系统包括细菌、真菌、昆虫、细胞株和哺乳动物等。273、致畸试验自然界中有些因素，包括食品中的某些化学物质，在母体孕期可通过胎盘屏障影响胚胎的器官分化与发育，导致结构和机能的缺陷，出现胎儿畸形。因此选用胎儿母体关系与人近似的性成熟动物，在受孕动物的胚胎着床后，并已开始进入细胞及器官分化期时投与受试物，可检出该物质对胎儿的致畸作用。284、短期喂养试验30天喂养试验，如受试物需进行第三、四阶段毒性试验者，可不进行这项试验。291、30天和90天喂养试验第三阶段：亚慢性毒性试验当评价某受试物的毒性特点时，在了解受试物的纯度、溶解特性、稳定性等理化性质的前提下，并通过急性毒性试验及遗传毒性试验所取得有关毒性的初步资料之后，可进行30天或90天喂养试验，以提出较长期喂饲不同剂量的受试物对动物引起有害效应的剂量、毒性作用性质和靶器官，估计亚慢性摄入的危险性。首选品种为离乳大鼠，试验开始时动物体重的差异应不超过平均体重的土20％。302、繁殖试验凡受试物能引起生殖机能障碍，干扰配子的形成或使生殖细胞受损，其结果除可影响受精卵或孕卵的着床而导致不孕外，尚可影响胚胎的发生及胎儿的发育，如胚胎死亡导致自然流产、胎儿发育迟缓以及胎儿畸形。如果对母体造成不良影响会出现妊娠、分娩和乳汁分泌的异常，亦可出现胎儿出生后发育异常。313、代谢试验受试物原形物在体内逐渐被代谢降解，而其代谢产物不断生成。测定灌胃后不同时间内受试物原形物或其代谢物在血液、组织或排泄物中的含量，以了解该受试物在动物体内的毒代动力学特征包括吸收、分布、消除的特点，组织蓄积及可能作用的靶器官等，根据数学模型，求出各项毒代动力学参数。同时采用分离纯化方法确定主要代谢产物的化学结构，测试其毒性并推测受试物在体内的具体代谢途径。32我国提出的“食品安全毒理学评价程序”中要求，对于我国创制的化学物质，在进行最终评价时，至少应进行以下几项代谢方面的试验：①胃肠道吸收；②测定血浓度，计算生物半衰期(进入机体的外来化学物质由体内消除一半所需的时间)和其他动力学指标；③主要器官和组织中的分布；④排泄(尿、粪、胆汁)。334、结果判断试验项目中任何一项的最敏感指标的最大无作用剂量(MNL，以mg／kg体重计)小于或等于人体可能摄入量的100倍者，表示毒性较强，应放弃该受试物用于食品；最大无作用剂量大于100倍而小于300倍者，应进行慢性毒性试验；最大无作用剂量大于或等于300倍者，则不必进行慢性毒性试验，可进行安全性评价。34第四阶段：慢性毒性试验(包括致癌试验)1、原理慢性试验是观察试验动物长期摄入受试物所产生的毒性反应，尤其是进行性和不可逆的毒性作用以及致癌作用，最后确定最大无作用剂量，为受试物能否用于食品的最终评价提供依据。所谓长期是指试验动物整个生命期的大部分或终生，有时可包括几代的试验。致癌试验是检验受试物或其代谢产物是否具有致癌或诱发肿瘤作用的慢性毒性试验方法。352、试验项目原则上宜选用接近人体代谢特点的试验动物，但因目前已掌握大、小白鼠各品系的特点及诱发肿瘤的敏感性，故可优先用于慢性毒性和致癌试验。用两种性别的大鼠和／或小鼠进行两年生命期慢性毒性试验和致癌试验，并结合在一个动物试验中。363、结果判断根据慢性试验所得的最大无作用剂量进行评价。最大无作用剂量≤人的可能摄入量的50倍者，表示毒性较强，应予以放弃；50倍＜最大无作用剂量＜100倍者，需由有关专家共同评议决定该受试物是否可用于食品；最大无作用剂量≥100倍者，则可考虑允许使用于食品中，并制定日允许量。