基于生理的毒代/毒效动力学定量体外-体内外推技术

基于新途径方法(NAMs)的下一代风险评估策略和技术体系在全球范围内悄然兴起。作为NAMs的重要组成部分,定量体外-体内外推(QIVIVE)已逐渐成为化学物质毒性测试与风险评估的重要技术之一。QIVIVE的实施依赖于计算毒理学的两大模型:基于生理的毒代动力学和基于生理的毒效动力学。本文重点介绍上述两大模型的基本原理、构建流程和应用等,旨在为化学物质的健康风险评估提供高效、准确的毒性测试路径。

替代动物实验中的体外-体内外推方法

危害和暴露数据的匮乏是化学物质风险评估面临的艰巨挑战。21世纪以来,使用高效经济的非动物试验方法替代传统的资源消耗型动物试验已成为必然趋势,形成了以体外测试(in vitro)、计算机模拟(in silico)、交叉参照(read across)和体外-体内外推(IVIVE)等新路线方法学(NAMs),为下一代健康风险评估(NGRA)提供了新的解决方案。NAMs的主流技术路线利用体外测试方法获得化学物质的吸收、分布、代谢和排泄数据(ADME)构建毒代动力学(TK)模型、利用高通量体外测试和有害结局路径(AOP)等方法获得毒效动力学(TD)参数,代替传统危害评估中的动物实验方法。其中,IVIVE是沟通体外测试数据与动物试验数据等效链接的桥梁。本文从IVIVE的方法内涵与策略、生理毒代动力学模型(PBTK)技术框架与IVIVE流程、应用典型案例、风险管理实践等多角度综述分析IVIVE在推进替代动物实验方法应用以及在风险评估研究前沿中的重要地位,并以TK-IVIVE为重点讨论其在食品中化学物质风险评估与管理中的策略和应用。

生理动力学模型及其在健康风险评估中的应用进展和展望

基于生理的动力学(physiologically based kinetic,PBK)模型是一种用于模拟化学物质在有机体(如人类和其他动物物种)中的生物过程(吸收、分布、代谢和排泄,简称ADME)和推导体内、外剂量或靶器官剂量的工具。相较于PBK在药物研发的不同阶段的广泛应用,近几年来PBK在化学物质管理中应用的发展更为迅速。在过去十几年中,化学品安全管理领域的不同国际组织和权威机构相继发布了关于合理构建和使用PBK模型的指导文件。本文主要总结了人类/哺乳动物的PBK模型构建、化学物质健康风险评估中常用的软件和平台,以及PBK模型软件在化学物质管理中的应用和相关案例,简述了基于PBK和体外-体内外推(IVIVE)方法在下一代健康风险评估中的应用潜力,并对PBK在中国化学物质管理应用中需要解决的科学问题进行了讨论,以期为PBK在我国化学物质管理应用提供借鉴。