第二章急性毒性作用及其评价方法第一节基本概念1、定义 急性毒性（acute toxicity ）：是指机体（人或试验动物）一次接触或24小时内多次接触药物后在短期（最长到14天）内所发生的毒性效应，包括一般行为、外观改变、大体形态变化以及死亡效应。

最主要观察指标是LD 502、急性毒性试验的目的①测试和求出药物对试验动物的致死量（以LD 50表示），以及其他的急性度U 型参数，了解急性毒性作用强度。

②观察动物中毒表现和死亡情况，了解急性毒作用性质、可能的靶器官和致死原因。

③探求药物急性毒性的剂量-反应关系与中毒特征。

④为多次重复给药毒性试验（亚慢性、慢性毒性作用）的剂量设计提供参考依据。

第二节LD50的测定一、LD 50的概念1927年由Trevan 提出的一种带有置信限估计的中介值，是反映药物毒效应的上限指标；定义：能引起一群实验动物50％死亡所需的剂量，或者说是某药物于一次性给予一群动物后预期引起50％死亡的经统计学演算得出的一个剂量。

二、LD 50测定的意义1)LD 50是药物的重要特征性参数之一常被用来判断药物对机体的毒性程度，其数值越大，说明该药物越安全。

LD 50并非一个绝对的生物学常数，它与药物的pH、pKa、熔点、凝点、比旋度、溶解度等常数不同，LD 50仅是一个统计学参数，一个为描述药物在某个特殊的群体中以致死反应为指标而设计的统计学术语，是许多反映药物急性毒性的参数之一。

2)有助于计算其它相关毒性参数①急性毒作用带（Acute adverse effect zone,Zac）：是指药物的毒性上限与下限的比值。

Zac=LD 50/Limac其中LD 50代表毒性作用的上限，Limac 为急性阈剂量，代表毒性作用的下限。

②治疗指数(Therapeutic index，TI)：是指半数致死量与半数有效量之比值。

TI=LD 50/ED 503)药物急性毒性分级依据按药物的LD50值进行相对急性毒性分级可粗略地表示其急性毒性的强弱和对人的潜在危害程度，这一分级标准目前尚未完全统一，WHO 推荐了一个五级分级标准。

4)为长期毒性试验、特殊毒性试验和临床药理评价提供剂量设计参考5)为毒效应的靶器官确定和机制分析提供线索书p133表格，了解表2.我国食品毒理急性毒性分级法急性毒性分级大鼠经口LD50（mg/kg）大致相当于70kg人的致死量6级（极毒）＜1稍尝，＜7滴5级（剧毒）1-507滴-1茶匙4级（中等毒）51-5001茶匙-35克3级（低毒）501-500035-350克2级（实际无毒）5001-15000350-1050克1级（无毒）＞15000＞1050克三、非致死毒性反应及其转归（了解，p147）外源化合物可对机体的生理、生化、免疫、神经或其它系统产生损害，使正常生理功能发生严重紊乱，有些实验动物虽可幸免于致死性毒效应，但可能出现上述系统不可逆的损伤，即产生非致死性毒性反应。

非致死性有害反应与致死性反应仅仅是程度上的差异，都是用药过程中不希望出现的。

非致死性反应的转归问题主要涉及到反应是否可逆。

可逆反应是指当药物在体内消除后，反应也亦随之消失，不残留任何效应。

反应的可逆与否主要取决于下列因素：•1．毒性作用涉及的器官与系统•2．药物的内在毒性•3．用药时间的长短•4．在确定的时间范围内，药物在体内的量•5．实验动物的年龄（月龄）和健康状况四、急性毒性试验1、一般程序：（p131-132）通过一定的染毒途径给予数组实验动物，必要时可增加一个溶媒对照组，在特定的时间间隔内观察实验动物的行为表现、中毒症状及死亡情况。

试验过程中对死亡动物进行大体肉眼尸检，存活动物在实验终止时处死并进行尸检，尸检中如发现明显的组织或器官异常，进行病理组织学检查。

2、实验动物：【原则】（p133）①急性毒性试验要求选择对化学毒物的代谢和毒效应表现与人的反应尽可能一致的试验动物。

②动物易于获得。

③品系纯化。

④价格较低和易于饲养等条件。

2.1实验动物的种属和品系最好用两种种属的动物啮齿类:小鼠、大鼠、豚鼠或家兔非啮齿类：狗或猴根据不同接触途径和试验要求，选择不同的物种。

首选大鼠或小鼠：经济；易于获得且便于饲养和管理；毒理学研究背景资料较多便于比较。

急性毒性试验所用大鼠的品系以SD、Wistar为主，小鼠以昆明种、NIH、ICR为多。

表实验动物的选择研究内容实验动物急性毒性大、小鼠免疫毒性大、小鼠，最常用C57BL/6放射病狗、大、小鼠，不宜用兔吸入性粉尘大鼠药物对皮肤局部作用兔、豚鼠实质性脏器的毒作用小鼠慢性毒性大鼠、狗致畸性大、小鼠，兔致突变性、致癌性大、小鼠2.2实验动物的年龄和体重急性试验动物不宜过老或过幼，通常要求选择刚成年动物进行试验，而且须是未曾交配和受孕的动物。

例如：大鼠180～220g、小鼠18～22g、家兔2～2.5kg、豚鼠200～250g、狗10～15kg。

同一批试验动物体重变异范围不应超过该批动物平均体重的20％。

2.3实验动物的性别除特殊要求外，一般为雌雄各半。

如果在预试验时发现药物对雌、雄动物毒效应的敏感性有明显差异，则应单独分别求。

出雌性与雄性动物各自的LD502.4动物数量与随机分组大、小鼠等小动物每组10只狗等大动物每组6只分组原则——随机化原则2.5禁食经口给药时，要求试验前对动物禁食大鼠、小鼠——隔夜禁食；给药后禁食4h大动物——每日上午喂食前给药给药后继续禁食2~4h，不禁水。

2.6实验动物的饲养环境恒定的温度：25±3℃相对湿度：30~70%照度：昼夜各半饲料合格、饮水合格、垫料合格3、染毒方法染毒途径（exposure routes）的选择需考虑：模拟人在生活和生产环境中实际接触受试物的途径和方式；有利于不同化学物之间急性毒性大小的比较；受试物的性质和用途；各种受试物毒性评价程序的要求等。

✧最常用的染毒途径为经口、经呼吸道、经皮及注射途径。

✧经口(胃肠道)接触:灌胃:小鼠0.2∼1.0ml/只或0.1∼0.5ml/10g大鼠一次灌胃体积不超过3ml/只家兔不超过10ml/2kg 狗不超过50ml/10kg吞咽胶囊:多用于犬、猴的给药✧经呼吸道接触:静式吸入、动式吸入✧经皮肤接触:目前多选用家兔和豚鼠✧注射途径接触4、剂量设计（p135-136）4.1查阅文献①找出与受试化学毒物结构近似或有共性基团的化学物的毒性资料。

②了解化学毒物的结构式、分子量、熔点、沸点、密度、水溶性和脂溶性等理化特性。

通过与受试化学物化学结构与理化性质近似的化学物的毒性资料，以其LD 50(LC 50)值作为受试化学物的预期毒性中值。

4.2预试验①设定以此预期值作为待测化学物的中间剂量组，并在该剂量的上下各设计l-2个剂量组作为预试验剂量。

②根据确定的剂量组进行染毒。

③根据预试验的死亡资料确定组距（10%-90%动物死亡剂量范围）。

可根据以下公式计算出剂量分组i=(lgLD 90-lgLD 10)/(n-1)或i=(lgLD 100-lgLD 0)／(n-1)式中i 为组距(相邻的两个剂量组对数剂量之差)；n 为设计的剂量组数。

4.3正式试验求得i 值后，以最低剂量组(LD 0或LD 10)的对数剂量加上一个i 值，即是第二个剂量组的对数剂量，依此类推直至最高剂量组，查各自的反对数即得出各组剂量的真实值。

123456LgLD 0LgLD 0+i LgLD 0+2i LgLD 0+3i LgLD 0+4i •••4.4全新结构的受试物先通过少量动物的摸索找出0%和100%估计死亡值，再求出i 值。

①先用10倍稀释的药物浓度系列，用少量动物找出大致的死亡范围。

②再用2倍稀释的药物浓度每组4只动物寻找。

i=(lgDmax-lgDmin)/(n-1)5、剂型与给药（p136-137）（1）受试物应能溶于或混悬于适当的溶媒中。

若溶媒毒性未知，应设溶媒对照组，其给药容量与最高剂量组相等。

（2）给药方法：等体积或等浓度。

（3）给药体积：具体根据动物种属和给药途径来确定。

（表急性毒性试验常用动物单次给药的常用容量和最大容量p137）6、试验时限与量限（p137-138）（1）时限：致死迅速的受试物--24h致死较慢的化合物--3-7天（一般不超过14天）（2）量限：口服给药5g/kg注射给药2g/kg在此剂量下如无死亡出现，通常不必做更高的剂量7、毒效应观察7.1中毒症状（表格，不重要）7.2体重体重可以反映动物中毒后的整体变化。

体重改变的原因很多:①刺激或损伤消化道试验动物饮食减少甚至拒食，表现为体重减轻。

②腹泻，影响食物吸收和利用，体重也会减轻。

③影响水的摄取或肾功能急性损伤，也可能在体重上反映出来。

所以，对存活动物尤其是对低于LD50剂量组的存活动物,应在观察期14天内称量其体重的变化,以便了解受试物引起毒效应的持续时间。

7.3病理检查及其他指标对死亡的动物均应及时进行大体解剖和病理组织学检查，肉眼观察主要脏器的大体病理变化，如脏器大小、外观、色泽的变化，有无充血、出血、水肿或其它改变，对有改变的脏器取材做组织病理学检查。

对存活动物在观察期结束时进行大体病理检查．必要时做组织病理学检查。

根据试验需要可进一步扩大观察项目，如体温、心电图、脑电图或进行某些生化指标测定等。

7.4死亡过程和死亡时间观察实验动物给药后的死亡过程，有助于探讨中毒的机制或动物中毒的死亡原因。

观察和记录每只动物死亡的时间，特别是最早出现死亡的时间以及各个剂量组动物的死亡数。

分析中毒死亡时间的规律具有一定意义，可为深入研究化学物的毒作用机制提供参考。

的计算方法五、LD501、统计学原理（了解，p139-141）2、计算方法（了解，p141-142）六、经典急性毒性试验的局限性1.消耗的动物量大2.获得的信息有限3.测得的LD50仅仅是一个近似值4.在安全性评价中仅评价动物死亡和简单的症状观察是不够的，更需要的是生理学、血液学及其它化验检查所提供的深入细致的毒性信息。

第三节其他急性毒性测定方法3R原则：替代（replace）、减少（reduce）、优化（refine）1、替代（是指使用其他方法而不用动物进行的试验或研究，或是使用没有知觉的试验材料代替神志清醒的活的脊椎动物进行试验的一种科学方法，包括：）①低级动物代替高级动物、小动物代替大动物。

②用组织学实验代替整体动物实验。

③用分子生物学方法替代动物实验。

④人工合成材料替代动物实验。

⑤计算机模拟替代动物实验。

利用数学及电脑模式来模拟动物各种生理反应。

2、减少减少是指在保证获取一定数量与精确度的数据信息的前提下，减少动物的使用量。

方法:通过使用适合的动物品种、品系和高质量的实验动物，改进实验设计、规范实验动物操作程序等，达到动物使用数量的减少。