基于生理毒代动力学模型和剂量-反应模型的苯暴露健康风险评价方法

目的建立一种基于生理毒代动力学(PBTK)模型和剂量-反应模型来评价职业暴露导致的健康风险的定量方法,为我国职业健康风险的定量研究提供理论依据。方法利用生理毒代动力学模型,模拟预测苯暴露人群在环境暴露水平下有害物质的体内分布转化代谢数据。将得到的内剂量数据(如,总代谢量)代入适当的内剂量-反应模型,求解致癌风险值。通过将由此方法计算得到的两个流行病学实例的风险值与实际白血病发病率进行比较,来验证本方法。结果由本方法计算得到,中国苯暴露工人的致癌风险值为1.52×10-4～1.19×10-3,土耳其制鞋工人的致癌风险值为1.34×10-3～2.47×10-3。而这两个职业暴露人群的白血病实际发病率分别为1.05×10-3和1.79×10-3。结论本方法可以定量评估对人体有害的职业暴露危险源,比较准确地预测暴露工人的致癌概率,可为职业伤害的预防和管理提供科学依据。

基于剂量-反应模型的苯职业暴露健康风险定量评价方法研究

目的初步建立一种评价职业暴露导致的健康风险的定量方法，为我国职业健康风险的定量研究提供理论依据。方法根据健康风险评价的基本方法，利用剂量-反应模型计算个体暴露于剂量为d的某物质所导致的致癌概率。暴露物质的人体内剂量与致癌概率间的函数关系可用probit模型、logit模型、weibull模型、单击模型、多击模型和多阶模型来表达。通过药代动力学分析或人类流行病学数据拟合，可以得到暴露剂量与人体内剂量间的函数关系，将其带入剂量-反应模型。即可得出不同环境浓度下暴露人群的致癌风险。结果根据测得的环境苯浓度值。分别用2阶模型、单击模型和Weibull模型计算得到的剂量-反应曲线均为直线，2阶模型得出的致癌风险最高。Weibull模型得出的致癌风险最小，苯的平均浓度为7．25mg／m3时，3个模型对应的风险值分别为7．50×10^-4、1．83×10^-4、2．31×10^-6。结论初步建立了一种定量评价职业健康风险的方法，可利用此方法对工作场所中的有害物质暴露情况进行分析，得出工人在此环境下的致癌风险。

发育毒性研究中两种统计模型与估计方法

在进行毒性分析的试验中，反应变量是试验中怀孕母鼠受精卵对毒性反应的可能性大小．笔者的研究目标是探求这个概率变量的一阶矩和剂量之间的函数关系．采用了以下两种方法：一是假设反应个数是服从Beta-二项分布的随机变量，通过矩方法把分布中的未知参数估计出来，从而得到反应个数取某个值时的概率与反应个数的一阶矩及窝内相关性的估计；二是先建立关于试验的剂量-反应模型，然后用极大似然法得到μ（d）=θ[1＋exp（-α-β1d）]^-1＋（1-θ）[1＋exp（-α-β2d）]^-1中的四个参数α，β1，β2，θ的估计α^^，β1^^，β2^^，θ^^．从而得到μ（d）的估计μ^^（d）．

微生物定量风险评价

微生物定量风险评价是一种以定量的方式评价人暴露病原微生物后发生健康不良风险的可能性,它包括危害识别、危害表征、剂量-反应评价、暴露评价和风险表征。通过危害识别和危害表征识别和量化病原因子后,利用剂量-反应评价确定病原暴露水平(剂量)与相应健康不良结果的严重程度和发生频度(反应)之间的关系。在剂量-反应评价中,指数模型和β-泊松模型是最常用的剂量-反应模型。风险表征是在整合危害识别、危害表征、剂量-反应评价和暴露评价的基础上,利用静态微生物风险评价模型或动态微生物风险评价模型定量估计在特定暴露条件下相关人群发生不良影响的可能性和严重程度,包括伴随的不确定性。微生物定量风险评价有助于理解和管理病原危害,获得的定量信息能更好地确定病原微生物风险的大小,权衡和改进病原风险控制措施。文章评述了微生物定量风险评价过程和模型,并以三峡库区万州饮用水隐孢子虫风险为例介绍如何实施微生物定量风险评价,期望为我国微生物定量风险评价研究提供有益的参考。

城市小区环境生物剂气溶胶的扩散模拟研究

目的:研究城市小区中生物剂气溶胶的扩散模拟和污染区域的划分,为反生物恐怖危害评估及应急响应提供决策依据。方法:以典型生物剂炭疽为例,利用计算流体力学中的离散相模型对小区环境中生物剂气溶胶的扩散规律进行研究;对扩散后生物剂气溶胶的数目分布进行量化分析,结合吸入式炭疽的剂量-反应模型进行污染区域的划分。结果:通过计算机模拟,得到了生物剂气溶胶在小区环境中的扩散规律及数目分布,并依据人员感染炭疽概率的不同划分出小区内的污染区域。结论:利用离散相模型和剂量-反应模型,可以对城市小区中生物剂气溶胶的扩散规律进行模拟并划分污染区域,为反生物恐怖危害评估及应急响应提供决策依据。

关于矿物元素配合物生物学效价估计方法

文章讨论了矿物元素配合物生物学效价估计方法。简介了一般方法,重点讨论了常用的斜率比法和平行线法,尤其是影响斜率比法估计结果的因素;笔者认为,剂量-反应模型常常是反应-平台模型,包括分段回归模型,抛物线-平台模型和指数-平台模型等,这是估计矿物元素配合物生物学效价的理论基础和方法原理。

基于贝叶斯模型平均的基准剂量估计及其在白银市人群镉暴露评估中的应用

[背景]最优模型法估计基准剂量(BMD)时未考虑模型选择的不确定性,国内暂无使用贝叶斯模型平均(BMA)估计BMD的研究。[目的]将BMA应用于我国镉污染的暴露评估研究,讨论BMA在基于剂量-反应模型的BMD估计中的作用,为有害物质健康风险评估提供方法学支持。[方法]模拟研究基于甘肃省白银市某镉污染区数据获得的不同剂量-反应模型(Gamma、Loglogistic、Log-probit、Two-stage和Weibull模型)的参数和中国5个镉污染区的尿镉范围,模拟不同正确模型、不同剂量组数(5、8)、不同样本量(50、100、200)的模拟数据,比较BMA和最优模型法的优劣。实例分析使用甘肃省白银市某镉污染区的镉暴露数据。模拟研究和实例分析均以尿镉为镉暴露指标,β_(2)-微球蛋白异常率为效应指标,基准反应设定为10%,分别使用正确模型(模拟数据时使用的模型)、最优模型法[赤池信息准则(AIC)最小的模型]和BMA估计BMD及其95%置信区间下限(BMDL);比较不同方法估计的BMD、BMDL及相对偏差。[结果]对于模拟研究,随着样本量或剂量组数增加,BMD的第5百分位数和第90百分位数区间大致呈现变窄趋势;当正确模型为单一模型时,BMA估计的BMD相对偏差大于最优模型法;当正确模型为等权重混合模型时,BMA估计的BMD相对偏差小于最优模型法。基于实例数据,最优模型为Log-probit模型(AIC=1814.46),其次为Log-logistic模型(AIC=1814.57);Log-probit模型、Log-logistic模型和BMA估计的BMD(BMDL)分别为3.46(2.68)、3.16(2.33)和2.92(2.07)μg·g^(−1)。[结论]在正确模型已知时,最优模型法依然是值得推荐的方法;但在有害物质剂量-反应关系高度不确定或来源人群、暴露分组等不同时,BMA与最优模型法相比,理论上更充分地考虑了可能存在的多个备选模型,能提供更为稳定的BMD和BMDL估计。

分位数回归在结构活性统计分析中的应用

定量结构一活性相关(Quantitative Structure-Activity Relationship)(QSAR)在国际上是一个相当活跃的研究领域，已成为药物化学、化学、环境化学、计算化学乃至农药中的一个前沿课题．本文所研究的是将统计回归中的分位数回归法及其特例最小绝对偏差估计应用于环境科学中的结构一活性模型中，并就具体的数值例子进行了模拟计算，与经典最小二乘法拟和结果比较。

基准剂量方法在风险评估中的应用

考虑到欧洲食品安全局(European Food Safety Authority,EFSA)科学委员会和科学小组进行风险评估时使用透明、科学、合理方法的需要,EFSA请求科学委员会对基准剂量(benchmark dose,BMD)使用情况的已有资料进行评价,作为对传统使用的未观察到有害作用水平(no observed adverse effect level,NOAEL)方法的替代,并对EFSA是否应该使用BMD方法以及在何种情况下使用此方法较为合适提供建议。同时请求科学委员会就如何使用BMD方法来分析实验研究获得的剂量-反应数据提供指导,并探讨在观察流行病学研究数据处理中使用该方法的可能性。最后,科学委员会还需对用BMD方法确定参考点时是否需要选择恰当的不确定系数提供建议。依惯例,当实验动物数据用于食品中无遗传毒性或无致癌性物质的风险评估时,该物质的临界效应—NOAEL和/或最低可观察到的有害作用水平(lowest observed adverse effect level,LOAEL)形成了推导健康指导值(如每日容许摄入量,ADI)的参考点。此方法仅适应于定性资料分析,而不适应于定量数据的处理。相反,BMD方法拓展了动物实验或观察流行病学研究获得的剂量-反应数据的适用范围,可更好地描述潜在风险的特征并将其量化。尽管EFSA的某些科学小组偶尔也使用BMD方法,但到目前为止,EFSA尚未系统地使用过此方法。此外,也时常收到用于BMD计算的实验数据。EFSA科学委员会在之前的意见中也提到过用BMD方法推导具有遗传毒性和致癌性物质暴露限值的参考点。在对BMD和NOAEL方法推导风险评估参考点的优点和局限性进行比较之后,科学委员会认为:由于BMD方法拓展了可用的剂量-反应数据的使用范围,且对剂量-反应数据中的不确定性进行了量化,因此在推导参考点时,BMD是一种更科学、更先进的方法。作为特定基准反应的结果,用BMD方法推导出的参考点更加一致。目前可用软件进行BMD分析,科学委员会注意到其正在发展,并预期在不远的将来在诸如模型平均化及连续数据分析方面会有重大发展。科学委员会同时认为,当修订毒性试验指南(如OECD指南)时,BMD方法的某些具体方面也应考虑修订。从大量风险评估的平均结果来看,用BMD方法获得的健康指导值,预计与那些用NOAEL方法推导出的指导值一样具有保护性。因此,目前采用的针对不确定系数的默认值仍然是恰当的,不需要设定额外的不确定系数。由于BMD和NOAEL方法的均值具有可比性,因此科学委员会认为没有必要使用BMD方法对以前所做的评估再重复一遍。只有当人类暴露量接近ADI时,才有必要完善以前的风险评估结果,此时BMD方法的应用方具有特殊价值。BMD方法适用于食品中不同类别或来源的所有化学物质,如杀虫剂、食品添加剂或污染物。BMD方法在下列情况下使用具有特殊价值:(1)NOAEL不能确定的情况;(2)在物质既有遗传毒性又有致癌性的情况下,为暴露限值提供参考点;(3)观察流行病学资料中的剂量-反应评估。短期内,应大力提倡EFSA科学小组及单位在上述情况中采用BMD方法。从长远来看,科学委员会预计BMD将作为一种备选方法用于确定参考点,以便推导健康指导值及暴露限值。为此,考虑到该方法的引进和EFSA广泛使用的实际情况,同时认识到它的应用需要专家水平的判断以及建模专业知识等,科学委员会提议,对科学小组和EFSA内部专家提供剂量-反应建模以及软件使用的培训。科学委员会要在此后的两年时间内对BMD方法在EFSA工作中的实施情况、经验及接受程度等进行审查。