毒理学实验方法与技术
3章-生态毒理学研究方法
种或多种污染物单独或联合存在条件下，所导致的影
响或危害。
所利用的生物反应包括分子、细胞、组织、器官、个
体、种群、群落-生态系统各级水平上的反映。
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（二）毒性试验的方式 1.毒性试验的分类 根据毒性试验所经历的时间长短：短期毒性试验，中 期毒性试验和长期毒性试验。 根据试验溶液或试验气体的给予方式：静止式毒性试 验和流动式毒性试验。
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(二)荧光原位技术的基本过程
1.制备和探针标记：
常用的探针信号标记方法有两种： ①直接标记法。将荧光分子直接标记于探针DNA/RNA 上，杂交后可直接在荧光显微镜下检测。 ②间接法。采用一中间分子标记探针，杂交后再用荧 光分子标记的中间分子的亲和物或抗体进行检测。
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2.染色体原位杂交 杂交前变性处理染色体标本，使染色体DNA变为部 分单链，并去掉附着的RNA及蛋白质，变性处理生
八、RAPD技术在DNA损伤检测中的作用
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一、PCR—SSCP技术
(一)PCR—SSCP的基本原理 单链DNA由于有链内碱基配对而具有一定的空间 结构，当DNA链上的碱基(即使是一个碱基)发生 改变时，单链DNA会形成不同的构象，称为单链 构象多态性(single strand conformation
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二、荧光原位杂交技术
(一)荧光原位杂交的原理及特点
荧光原位杂交(fluorescene in situ hybridization， FISH)是20世纪80年代在原位杂交基础上建立起来的 一种高度灵敏、特异性好以及分辨率强的染色体和 基因分析技术，它通过荧光标记的各类DNA和RNA 探针与细胞或组织在玻片上进行杂交，在不改变其 结构的情况下，进行细胞内DNA、RNA某特定序列 的测定，可用于染色体识别、基因定位和基因诊断、 染色体结构畸变和数目改变分析。
环境毒理学的研究内容、目标与方法(ppt 109页)
2、环境毒理学的研究对象
——物理性污染 ——生物性污染 ——化学性污染
物理性污染 ——电离辐射 ——电磁辐射 ——噪声污染 ——振动污染 ——温度
等等
游离辐射
——种类 背景辐射来源：宇宙射线、土壤岩石、人体内的放射性
同位素 医用辐射来源：诊断用X光机，核子医学、肿瘤照射 职业上的暴露：非破坏性仪器检测、行李监测、核电厂
——发现毒性并不是研究目的，而弄清不能出现毒性的 条件，例如推算最大无作用量，才具有真正的价值。
——从这一点上讲，环境毒理学的研究和安全学的研究 有着密切联系。
大规模开矿造成地质中砷大量暴露，经水冲刷携 带，沉积在水田中，长期浸泡农民的双脚所致。
日本的骨痛病
日本的水俣病
古罗马的铅中毒：平均年龄只有25岁；很 多贵族妇女不能生育，流产的也很多；婴 儿的夭折率很高;而且出生的孩子普遍智力 低下。这三个原因导致了帝国的突然消亡。
4. 毒理学的历史沿革
操作、核武试爆、研究用仪器
——游离辐射产生的问题 急性暴露可引起皮肤、肠胃、造血系统异常，甚至死亡 长期低剂量辐射会破坏染色体或引起基因突变。
非游离辐射
——紫外线 来源：阳光、焊接、杀菌 可引起皮肤红肿、灼伤及皮肤癌 焊接工可患角结膜炎及白内障 ——红外线 来源：具温度的物体 可引起皮肤及眼角膜等的热伤害 ——微波 可引起白内障及生殖系统危害 ——低频率电磁波
毒蝇伞
豹斑毒伞
臭黄菇
褐鳞小伞
白毒伞 （极毒）
鳞柄白毒伞
毒伞
军事毒物
化学武器（chemical weapon）是化学战剂、化 学弹药及其施放器材的合称。
化学战剂（chemical warfare agents，CWA）或 简称毒剂：军事对抗中用以杀伤对方有生力量、 牵制和扰乱对方军事行动的有毒物质的统称。
毒理学
毒理学现代毒理学主要包括：描述毒理学，机制毒理学和管理毒理学三个研究领域。
毒理学研究方法主要包括：体内实验，体外实验，人体观察和流行病学研究。
毒理学应用：由于毒理学研究范畴的进一步拓展以及毒理学研究方法与技术的不断更新完善，在外源物质安全性评价,危险度评定，危险性管理与交流方面，毒理学已发挥不可替代的重要作用。
毒理学研究中以“3Rs”原则为导向的实验方法包括：优化，减少，代替。
外源化学物：是指在人类生活的外界环境中存在，可能与机体接触并进入机体，在体内呈现一定的生物学作用的一些化学物质。
毒性：是指物质引起生物体有害作用的固有能力。
外源化学物对机体的损害作用：是指影响生物体行为的生物化学改变，功能紊乱或病理损害，货降低生物体对外界环境应激的反应能力。
剂量-效应关系：随着外源化学物的剂量增加，对机体的毒效应的程度增加，或出现某种效应的个体在群体中所占比例增加。
潜伏期：潜伏期是指在单次剂量或短期暴露致癌物质后志出现第一个临床症状所需的时间。
靶器官：化学物进入机体后，对体内各器官的毒作用并不一样，往往有选择性，外源化学物可以直接发挥毒作用的器官就称为该物质的靶器官。
生物标志：是指外源化学物通过生物学屏障并进入组织或体液后，对该外源化学物或其生物学后果的测定指标，可分为暴露指标，效应标志和易感性标志。
绝度致死剂量或浓度：指引起一组受试动物全部死亡的最低剂量或浓度。
半数致死剂量或浓度：指引起一组受试动物半数死亡的剂量或浓度。
最小致死剂量或浓度：指一组受试动物中引起个别动物死亡的最小剂量或浓度。
最大非致死剂量或浓度：指一组受试实验动物中，不引起动物死亡的最大剂量或浓度。
机体对于化学毒物的处置包括：吸收，分布，代谢和排泄四个过程。
生物转运：四个过程都是化学毒物穿越生物膜的过程，其本身的结构和性质不发生变化，故称为生物转运。
生物转化：是化学毒物在细胞内发生一系列化学结构和理化性质改变而转化为新的衍生物的过程，称为生物转化。
新药发现毒理学研究策略与新技术新方法精品文档
由高剂量测试 低剂量测试
基因组转录谱
蛋白质组表达谱 代谢组谱
分子标 志物
分子病 理学
组织芯片 细胞芯片
替代或部分替代以死亡、组织病理学为主的传统毒性指 标体系; 阐明和评价更接近实际条件下暴露剂量对人体 的毒性效应，解决从高剂量向低剂量外推时的误差。
单一用途逐步向多用途、多领域发展
药物发现阶段的毒理学研究
按基因功能推测药物靶标： 5000－10000个； 与人疾病关联，易成药靶标：3000－5000个。 策略：重点关注毒性来源 一定数量的“dirty”靶标，抑制其功能可能引起毒性 药物靶标基因敲除小鼠的行为、体征及其它异常推测可
能出现的毒性问题 尽可能达到“clean敲除”，药物的其他毒性表现即为
市场
药物发现及研发的全过程
靶标 确认
LO
发现阶段
非临床阶段
CE
临床阶段
I期
II期 III期
投放市场 Ⅳ期
CS
FHD
PD Submission
从药物发现到投放市场,都要对药物进行毒理研究
6-15 年
LO= 先导化合物优化 CS=候选药物选择 PD=产品决策
CE=候选药物评价 FHD=首次用于人 Submission=申报
离靶效应（off-target effects） 。
新药发现阶段毒性研究 —基于阶段的策略
新药发现阶段的毒性筛选
策略：采用临床前先导化合物毒性优化筛选系统
(Preclinical Lead Optimization Technologies, PLOTs) 能同时进行系列化合物的毒性比较 具有快速短期、动态、灵活、样品消耗量小、成本低 等特点 毒性筛选的结果通过定量结构活性分析可指导系列化 合物的结构改造
毒理学
毒理学现代毒理学主要包括：描述毒理学，机制毒理学和管理毒理学三个研究领域。
毒理学研究方法主要包括：体内实验，体外实验，人体观察和流行病学研究。
毒理学应用：由于毒理学研究范畴的进一步拓展以及毒理学研究方法与技术的不断更新完善，在外源物质安全性评价,危险度评定，危险性管理与交流方面，毒理学已发挥不可替代的重要作用。
毒理学研究中以“3Rs”原则为导向的实验方法包括：优化，减少，代替。
外源化学物：是指在人类生活的外界环境中存在，可能与机体接触并进入机体，在体内呈现一定的生物学作用的一些化学物质。
毒性：是指物质引起生物体有害作用的固有能力。
外源化学物对机体的损害作用：是指影响生物体行为的生物化学改变，功能紊乱或病理损害，货降低生物体对外界环境应激的反应能力。
剂量-效应关系：随着外源化学物的剂量增加，对机体的毒效应的程度增加，或出现某种效应的个体在群体中所占比例增加。
潜伏期：潜伏期是指在单次剂量或短期暴露致癌物质后志出现第一个临床症状所需的时间。
靶器官：化学物进入机体后，对体内各器官的毒作用并不一样，往往有选择性，外源化学物可以直接发挥毒作用的器官就称为该物质的靶器官。
生物标志：是指外源化学物通过生物学屏障并进入组织或体液后，对该外源化学物或其生物学后果的测定指标，可分为暴露指标，效应标志和易感性标志。
绝度致死剂量或浓度：指引起一组受试动物全部死亡的最低剂量或浓度。
半数致死剂量或浓度：指引起一组受试动物半数死亡的剂量或浓度。
最小致死剂量或浓度：指一组受试动物中引起个别动物死亡的最小剂量或浓度。
最大非致死剂量或浓度：指一组受试实验动物中，不引起动物死亡的最大剂量或浓度。
机体对于化学毒物的处置包括：吸收，分布，代谢和排泄四个过程。
生物转运：四个过程都是化学毒物穿越生物膜的过程，其本身的结构和性质不发生变化，故称为生物转运。
生物转化：是化学毒物在细胞内发生一系列化学结构和理化性质改变而转化为新的衍生物的过程，称为生物转化。
毒理学的基本原理和环境医学
毒理学是研究化学物质对生物体毒性作用的科学 毒理学包括毒性试验、剂量-反应关系、毒性机制等方面的研究 毒理学在环境保护、食品安全、药物安全等领域具有重要意义 毒理学研究方法包括体外实验、动物实验和人体实验等
毒物分类：根据毒物的化学结构和性质，分为有机毒物、无机毒物、生物毒物等。
毒性分级：根据毒物的毒性大小，分为剧毒、高毒、中等毒、低毒、微毒等。 毒性作用机制：毒物通过不同的作用机制，如抑制酶活性、干扰细胞代谢、破坏细胞结构等， 对人体产生毒性作用。 毒性检测方法：通过动物实验、细胞培养、分子生物学等技术，对毒物的毒性进行检测和评价。
毒物进入人体后，通过血液循环到 达各个器官和组织
动物实验：通过动物实验 来研究毒物的毒性和物对细胞的影响
和作用机制
生物化学分析：通过生物 化学分析来研究毒物的代
谢和毒性机制
毒理基因组学：通过毒理 基因组学来研究毒物对基 因表达的影响和作用机制
流行病学研究方法：通过调查和分析人群的健康状况和疾病分布，了解环境 因素对健康的影响。
毒性作用机制：生物转化、生物累 积、生物放大等
环境医学是研究环境因素对人体健康影响的科学 环境因素包括物理、化学、生物、社会和心理因素 环境医学研究环境因素对人体健康的影响机制、预防和控制措施 环境医学与毒理学、公共卫生学、生态学等学科密切相关
空气污染物： 包括颗粒物、 气体和生物污
染物
水污染物：包 括重金属、有 机物和微生物
毒理学可以帮助我们了解环境污染 物的毒性机制，从而制定相应的预 防和控制措施。
毒理学在环境医学中的应用主要体 现在研究环境污染物对人体健康的 影响，如空气污染、水污染、土壤 污染等。
毒理学在环境医学中的应用还可以 帮助我们评估环境污染对生态系统 的影响，从而制定相应的环境保护 政策。
食品科学毒理学实验教案
食品科学毒理学实验教案一、实验目的1. 让学生了解和掌握毒理学的基本概念、原理和方法。
2. 培养学生对食品安全性的认识，提高防范意识。
3. 通过对食品中毒理学实验的学习，使学生能够识别和判断食品安全风险。
二、实验原理1. 毒理学基本概念：毒理学是研究外源化学物质对生物体产生有害效应的科学。
2. 食品安全性评价：通过对食品中化学污染物、微生物等有害因素的检测和评估，确定食品安全性。
3. 实验方法：主要包括急性毒性实验、慢性毒性实验、遗传毒性实验等。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：实验动物（如小鼠、大鼠）、食品样品、试剂等。
2. 实验仪器：显微镜、离心机、分析天平等。
四、实验步骤1. 急性毒性实验：（1）准备实验动物，对其进行体重测量和分类。
（2）将食品样品配制成不同浓度，分别给予实验动物。
（3）观察实验动物的食欲、活动状况、死亡情况等，记录数据。
（4）对实验数据进行统计分析，得出急性毒性LD50值。
2. 慢性毒性实验：（1）准备实验动物，对其进行体重测量和分类。
（2）将食品样品配制成不同浓度，分别给予实验动物。
（3）观察实验动物的生活状况、体重变化、病理变化等，记录数据。
（4）对实验数据进行统计分析，评估慢性毒性影响。
3. 遗传毒性实验：（1）准备实验材料，如细菌、细胞等。
（2）将食品样品配制成不同浓度，分别处理实验材料。
（3）观察实验材料的遗传变异情况，如突变频率、基因损伤等。
（4）对实验结果进行统计分析，评估遗传毒性影响。
五、实验结果与分析1. 通过对急性毒性实验数据的分析，得出食品样品的急性毒性LD50值。
2. 分析慢性毒性实验数据，评估食品样品对实验动物长期健康的影响。
3. 分析遗传毒性实验结果，判断食品样品是否具有遗传毒性。
注意事项：1. 实验过程中要严格遵守实验室规定，确保实验安全。
2. 对待实验动物要有人道主义精神，确保其福利。
3. 实验数据要真实可靠，避免误差。
1. 实验报告内容：（1）实验目的（2）实验原理（3）实验材料与仪器（4）实验步骤（5）实验结果与分析（6）讨论与结论（7）参考文献2. 实验报告格式：（1）食品科学毒理学实验报告（2）作者：实验者姓名（3）日期：实验完成日期（4）单位：实验所在学校或研究机构七、实验考核与评价1. 实验考核内容：（1）实验操作技能（3）实验结果分析与讨论2. 实验考核方式：（1）实验操作过程观察：占比30%（2）实验报告评分：占比40%（3）实验结果分析与讨论：占比30%八、实验拓展与研究1. 拓展方向：（1）食品毒理学在食品安全评价中的应用（2）新型食品毒性检测技术研究（3）食品安全与健康的关系2. 研究方法：（1）文献综述：查阅相关领域的研究成果和进展。
毒理学的新型实验技术及其在食品安全中的应用研究
毒理学的新型实验技术及其在食品安全中的应用研究随着现代生产和生活方式的改变，人们对食品安全问题的关注度也越来越高，尤其是近年来的种种食品安全事件更是引起了广泛的关注。
为了保障消费者的健康和权益，加强食品安全监管十分必要。
毒理学是研究物质对生命体的有害作用的学科，在食品安全中具有重要的应用研究价值。
本文将探讨毒理学的新型实验技术及其在食品安全中的应用研究。
毒理学的基本概念毒理学是研究化学物质或其他物质、能量对生物体产生的有害效应以及这些效应的发生机理、评价方法和防治措施的科学。
毒物是指对生物体产生有害效应的物质或能量。
毒性是指毒物的性质和作用引起有害效应的强度和程度。
毒物学实验是毒理学研究的基础，它是掌握毒物的属性和有害效应发生规律的重要手段。
传统毒物学实验存在的问题传统的毒物学实验主要包括急性毒性实验、亚急性和慢性毒性实验、致癌性实验、遗传毒性实验等，这些实验方法虽然在过去被广泛应用，但是它们并不具备可靠性、预测性、定量性等特点，存在很多问题。
例如，这些实验方法往往采用动物模型，所需的实验动物数量多、费用高、时间长，而且还具有许多的局限性，如种类单一、不同动物之间存在差异、性别差异等。
此外，这些实验方法还面临许多法律、道德、伦理等问题，严重阻碍了其在毒物学研究中的应用和发展。
新型毒物学实验技术的发展近年来，随着生物技术和计算机技术的不断进步，毒理学研究领域迎来了新的技术革命。
例如，高通量筛查技术、计算毒理学、分子毒理学、体外毒理学等新兴技术得到了快速发展和广泛应用。
这些新技术突破了传统毒物学实验的局限性，具有可靠性高、预测性好、节约资源、有效减少动物使用等优点，为毒理学研究和应用提供了新的途径和手段。
高通量筛查技术高通量筛查技术是一种基于自动化系统的检测方法，可以将大量的化合物迅速筛选出有毒作用的物质，以及对毒物作用的信号通路进行定位和阐明。
现代高通量毒物筛查将人员介入最小化，自动化水平高，大大提高了实验的效率，同时还降低了成本与时间。
食品毒理学实验报告
食品毒理学实验报告食品毒理学实验报告引言：食品安全一直是人们关注的热点话题。
随着科技的发展，食品毒理学实验成为评估食品安全性的重要手段之一。
本报告旨在通过食品毒理学实验的研究结果，探讨食品中存在的潜在风险，并提出相应的预防和控制措施，以保障公众的健康。
实验一：重金属含量检测重金属是食品中常见的污染物之一，长期摄入会对人体健康造成潜在的风险。
通过对不同食品样品的重金属含量进行检测，可以评估其安全性。
实验结果显示，某些食品样品中存在铅、汞等重金属超标情况。
其中，鱼类和海产品中的汞含量较高，超过了卫生标准的限制。
这可能是由于水体污染和食物链传递所致。
建议公众在摄入这些食品时要注意适量，并选择来源可靠的产品。
实验二：农药残留检测农药是农业生产中常用的化学物质，但过量使用或不当使用会导致农药残留在食品中，对人体健康造成潜在威胁。
通过对蔬菜和水果样品的农药残留检测，可以评估其安全性。
实验结果显示，某些蔬菜和水果样品中存在农药残留超标情况。
尤其是某些进口水果，其农药残留量明显高于国内生产的水果。
这提示公众在购买水果时要选择本地生产的产品，并注意清洗处理。
实验三：添加剂安全性评估食品添加剂是为了改善食品质量和口感而添加的化学物质。
然而，不当使用或超量使用食品添加剂可能对人体健康产生负面影响。
通过对不同食品样品中添加剂的含量进行检测，可以评估其安全性。
实验结果显示，某些食品样品中存在添加剂超标情况。
尤其是某些加工食品中的防腐剂和增味剂使用过量，可能对人体健康造成不利影响。
建议公众在购买加工食品时要选择添加剂使用较少的产品，并注意适量摄入。
结论：食品毒理学实验结果表明，食品中存在一定的潜在风险，需要公众、政府和相关部门共同努力来保障食品安全。
建议公众在日常生活中加强对食品的选择和消费意识，选择来源可靠的食品，避免过量摄入潜在有害物质。
政府和相关部门应加强食品监管，加强对食品生产和加工环节的监督，确保食品安全。
此外，科研机构应进一步深入研究食品毒理学，不断完善实验方法和技术手段，为食品安全评估提供更有力的支持。
环境毒理学概论》实验教案
环境毒理学概论实验教案一、实验目的1. 理解环境毒理学的基本概念和研究方法。
2. 掌握环境中有害物质的毒性评价和风险评估方法。
3. 培养学生的实验操作能力和科学思维。
二、实验原理1. 环境毒理学是研究有害物质在环境中的传播、转化、毒性效应及其控制措施的科学。
2. 毒性评价：通过实验方法评估化学物质对生物体的毒性。
3. 风险评估：评估环境中有害物质对人类和生态系统的风险。
三、实验内容1. 实验一：环境毒理学基本概念与原理实验目的：了解环境毒理学的基本概念和研究方法。
实验方法：阅读相关文献，进行小组讨论。
2. 实验二：毒性评价实验实验目的：学习毒性评价的方法和技巧。
实验方法：选用实验动物或细胞培养，给予不同剂量的化学物质，观察其毒性效应。
3. 实验三：风险评估实验实验目的：学习风险评估的方法和技巧。
实验方法：收集环境样本，测定有害物质的浓度，评估其对人类和生态系统的风险。
4. 实验四：有害物质检测实验实验目的：学习有害物质的检测方法。
实验方法：选用适当的检测仪器和试剂，对环境样本进行有害物质检测。
5. 实验五：环境毒理学案例分析实验目的：培养学生解决实际问题的能力。
实验方法：分析实际环境污染案例，提出解决方案。
四、实验材料与仪器1. 实验材料：实验动物、细胞培养、化学物质、环境样本等。
2. 实验仪器：显微镜、离心机、PCR仪、气相色谱仪等。
五、实验结果与分析1. 实验结果：记录实验过程中的观察数据和检测结果。
2. 结果分析：对实验结果进行分析和讨论，得出结论。
六、实验六：生态系统毒性评估实验目的：理解生态系统中毒性评估的方法和应用。
实验方法：通过模拟实验，观察化学物质对生态系统的毒性效应，如对植物、昆虫和微生物的影响。
七、实验七：生物标志物与毒性评估实验目的：学习生物标志物在毒性评估中的应用。
实验方法：通过实验室分析，检测生物体内的生物标志物，如肝脏和肾脏的酶活性，作为毒性评估的指标。
八、实验八：环境风险评估模型实验目的：掌握环境风险评估模型的构建与应用。
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毒理学实验方法与技术 作 者： 王心如 主编 出 版 社： 人民卫生出版社
• 出版时间： 2006-2-1
• 字 数： 302000
• 版 次： 1
• 页 数： 203
• 印刷时间： 2006-2-1
• 开 本：
• 印 次：
• 纸 张： 胶版纸
• I S B N ： 9787117056618
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所属分类： 图书 >> 医学 >> 医药卫生教材
第一章 毒理学实验基础 第一节 毒理学实验的原则和局限性 在描述毒理学的试验中，有三个基本的原则： 1.化学物在实验动物产生的作用，可以外推于人。基本假设为：①人是最敏感的动物物种；②人和实验动物的生物学过程包括化学物的代谢，与体重(或体表面积)相关。这两个假设也是全部实验生物学和医学的前提。以单位体表面积计算在人产生毒作用的剂量和实验动物通常相近似。而以体重计算则人通常比实验动物敏感，差别可能达10倍。因此可以利用安全系数来计算人的相对安全剂量。已知人致癌物都对某种实验动物具有致癌性。实验动物致癌物是否都对人有致癌性，还不清楚，但此已作为动物致癌试验的基础。一般认为，如果某一化学物对几个物种实验动物的毒性是相伺的，则人的反应也可能是相似的。 2.实验动物必须暴露于高剂量，这是发现对人潜在危害的必需和可靠的方法。此原则是根据质反应的概念，随剂量或暴露增加，群体中效应发生率增加。毒理学试验中，一般要设3个或3个以上剂量组，以观察剂量-反应(效应)关系，确定受试化学物引起的毒效应及其毒性参数。毒性试验的设计并不是为了证明化学品的安全性，而是为了了解化学品可能产生的毒作用。仅仅检测受试化学物在人的暴露剂量是否引起毒效应是不够的，尽管此剂量已超过人可能的暴露剂量。当引起毒效应的最低剂量(LOAEL)与人的暴露剂量接近时，说明该化学物不安全。当该剂量与人的暴露剂量有很大的距离(几十倍，几百倍或以上)，才认为具有一定安全性，此距离越大，安全性越可靠。如果在研究中所用的一系列的剂量不能引起毒性效应，则认为所用剂量还不足够高，应增加剂量，以确定受试化学晶的毒性。但如果在试验的最高剂量组的剂量与人可能的暴露剂量有足够的安全界限，则对于安全性评价来说未观察到毒效应的研究是可以接受的。在毒理学试验中实验模型所需的动物总是远少于处于危险中的人群。为了在少量动物得到有统计学意义的可靠的结果，需要应用相对较高的剂量，以使效应发生的频率足以被检测到。例如，低达0.01％的癌症发生率，这意味着在100万人群中有100人发生癌症，此发生率太高，不能为公众接受。在实验动物直接检测如此低发生率将至少需要30000只动物。因此，在毒理学试验中，对相对较少的实验动物必须以较高剂量进行试验，然后根据毒理学原则外推估计低剂量的危险性。 3.成年的健康(雄性和雌性未孕)实验动物和人可能的暴露途径是基本的选择。成年的健康(雄性和雌性未孕)实验动物是为了使实验结果具有代表性和可重复性。以成年的健康(雄性和雌性未孕)实验动物作为一般人群的代表性实验模型，而将幼年和老年动物、妊娠的雌性动物、疾病状态作为特殊情况另作研究。这样可降低实验对象的多样性，减少实验误差。毒理学实验结果的敏感性取决于受试物处理引起毒效应强度和实验误差两个因素，处理引起的毒效应强，实验误差小，则实验结果的敏感性增加，反映受试物处理的真实效应，反之亦然。实验设计是要规定实验条件，严格控制可能影响毒效应的各种因素，保证实施质量，降低实验误差。只有这样，才能保证试验结果的准确性和可重现性。外源化学物从不同途径染毒实验动物所表现的毒性可有很大差异，这是由于染毒部位解剖生理特点不同，外源化学物吸收进入血液的速度和量也不同，首先到达的器官和组织也不同。因此，毒理学试验中染毒途径的选择，应尽可能模拟人接触该受试物的方式。历史上，环境污染物及某些药物所引起的中毒和死亡多次发生，引起各国的重视，推动了毒理学的发展，各国政府主管部门制订和多次修订了有关药品和各种化学品安全性评价的规范或准则，希望在啮齿类和非啮齿类的毒理学研究能为有关候选新药和各种化学品提供安全性证据，但以动物的资料预测人的毒性的预测价值尚有待于研究。Lumley(1990)和Igarashi(1994)根据有限的临床资料报告对人的毒性约一半不能由临床前(动物)毒性研究预测。Heywood(1983)报告27个化学物(大多为药品)的靶器官毒性在大鼠和犬(或猴)之间的相符率仅20％。Olson等(1998)报告131种化学物对动物的毒性与人的毒性相符率，啮齿类为6％，非啮齿类(犬和猴)为28％，合并达36％，所有的物种相符率可达69％。按照目前的规范，进行毒理学安全性评价，可以在一定程度上提高新药和各种化学品的使用安全性，但仍不能完全排除对人健康危害的风险。WHO在《临床前药物安全性实验原则》的文件中指出虽然事先对生物活性物质进行了最仔细彻底的研究，但给人使用时总是不可避免地要冒一定的风险。这就是利用动物实验的局限性，即动物实验的结果外推到人的不确定性。用实验动物的毒理学试验资料外. . 推到人群接触的安全性时，会有很大的不确定性。这是因为，外源化学物的毒性作用受到许多因素的影响。首先，实验动物和人对外源化学物的反应敏感性不同，有时甚至存在着质的差别。虽然在毒理学试验中通常用两种或两种以上的动物，并尽可能选择与人对毒物反应相似的动物，但要完全避免物种差异是不可能的。而且，实验动物不能述说涉及主观感觉的毒效应，如疼痛、腹胀、疲乏、头晕、眼花、耳鸣等，这些毒效应就难以或不可能发现。在动物实验中，可观察到体征(sign)，而没有症状(symptom)。第二，在毒理学试验中，为了寻求毒作用的靶器官，并能在相对少量的动物上就能得到剂量-反应或剂量效应关系，往往选用较大的染毒剂量，这一剂量通常要比人实际接触的剂量大得多。有些化学物在高剂量和低剂量的毒性作用规律并不一定一致，如大剂量下出现的反应有可能是由于化学物在体内超过了机体的代谢能力，这就存在高剂量向低剂量外推的不确定性。第三，毒理学试验所用动物数量有限，那些发生率很低的毒性反应，在少量动物中难以发现。而化学物一旦进入市场，接触人群往往会很大。这就存在小数量实验动物到大量人群外推的不确定性。第四，实验动物一般都是实验室培育的品系，一般选用成年健康动物，反应较单一，而接触人群可以是不同的人种、种族，而且包括年老体弱及患病的个体，在对外源化学物毒性反应的易感性上存在很大差异。以上这些都构成了从毒理学动物试验结果向人群安全性评价外推时的不确定因素。 第二节 毒理学毒性评价试验的基本目的 毒理学实验的常规部分是毒性评价或安全性评价试验。为了对受试物的毒性进行全面的测试，增强测试结果的可靠性，权威机构规定了评价程序，以保证毒性评价研究可以达到普遍能接受的最低要求和原则。由于受试物的多样性，试验程序应该有一定的灵活性。对毒理学试验的原理和设计思路的深入理解，有助于研究者对评价程序的实施，在发现新的现象或线索时，可进一步设计新的实验来证实，并研究其机制。毒性评价或安全性评价方面的基本目的包括以下几点： 1.受试物毒作用的表现和性质 在急性和慢性毒性试验中，观察受试物对机体的有害作用，对每个实验动物进行全面的逐项的观察和记录。发现有害作用是进行剂量-反应(效应)研究的前提。 2.剂量-反应(效应)研究 剂量-反应(效应)研究是毒性评价和安全性评价的基础。通过对不同有害作用的剂量-反应(效应)研究，可以得到该受试物的多种毒性参数。在急性(致死性)毒性试验中，应该得到LD50，也可以得到LDo和MTD。在急性非致死性毒性试验中，应该得50到急性可观察到有害作用的最低剂量(LOAEL)和未观察到有害作用的剂量(NOAEL)。在亚急性、亚慢性及慢性毒性试验中，应该得到相应的LOAEL和NOAEL。在致突变、致癌和致畸等特殊毒性试验中，剂量-反应(效应)研究将为确定受试物是否具有这些特殊毒性提供依据。在致畸试验也可得到LOAEL和NOAEL；在致突变、致癌试验中，尽管认为是无阈值的，但也可得到表观的LOAEL和NOAEL。 3.确定毒作用的靶器官 确定受试物有害作用的靶器官，是毒理学研究的重要目的，以阐明受试物毒作用的特点，并为进一步的机制研究和毒性防治提供线索。4.确定损害的可逆性 一旦确认有害作用存在，就应研究停止接触后该损害是否可逆和消失，器官和组织功能是否能恢复，还是像化学致癌作用那样停止接触后损害继续发展。毒性的可逆性关系到对人的危害评价，如果受损的器官组织能够修复并恢复正常功能，则可能接受较高危险性的接触水平。当然，毒理学研究还可能有其他的目的和要求，例如毒作用的敏感检测指标和生物学标志、毒作用机制研究、受试物的毒物动力学和代谢研究、中毒的解救措施等。对这些要求，应扩展常规试验的设计以包括有关的项目，或者另外设计和进行靶器官毒理学研究及机制毒理学研究。 第三节 动物实验的职业道德 实验动物(Laboratoryanimal)包括所有脱离自然环境而用于研究、教学和试验的脊椎动物。要预防和治疗人类的疾病、要认识生命过程，生物学实验是必不可少的。实验动物对医学的发展有不可忽视的贡献。所有的研究人员要尊重生命，善待实验动物。关于人类对待动物的伦理学争论由来已久。18世纪哲学家JeremyBethan指出：问题既不是它们能否思考，也不是它们会不会说话，而是它们痛苦不痛苦。也出版了很多有关动物的伦理学的书籍和文章。19世纪以来兴起了动物保护主义，各国成立各种动物保护组织，其中有一部分是主张绝对禁止动物实验的激进派。科学家和大多数民众则主张对动物实验加以规范，通过立法保障动物福利。英国1822年通过了马丁法，禁止虐待动物；1876年通过了禁止虐待动物法；1986年通过了科学实验动物法。美国1873年联邦法中有人道地对待动物的条文；1966年通过了动物福利法。我国《实验动物管理条例》规定对实验动物必须爱护，不得戏弄或虐待。对于那些人为造成丧失独立生存能力的生物和那些用于研究、教学的试验的动物，我们都负有道义上的责任。使用有知觉动物作研究时，其前提必须期望该研究对最终能使人类或动物的健康和福利得到改进的认识有重大的贡献。遵守下列原则：①给予人道主义的管理和处理；②使痛觉和不适感减少到最低限度；③避免不必要的使用实验动物。合适的建筑设备固然重要，但更重要的是管理体制和使用实验动物的各级人员的知识水平和对动物的关心程度。应贯彻英国WilliamRussell和RexBrursh(1959)在