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。

虫螨腈毒代动力学及毒理学研究进展

虫螨腈作为一种日益广泛应用的新合成农药,使用过程中人体暴露机会逐渐增加,中毒病例日益增多,目前虫螨腈的毒代动力学与毒理学仍未十分明确,自20世纪90年代开始,相关研究逐渐开展,动物实验显示了虫螨腈的吸收、分布、排泄、代谢等毒代动力学过程。毒理学研究表明,氧化磷酸化解耦联效应是虫螨腈的基本毒性,人和其他动物虫螨腈中毒可出现神经、心脏、骨骼肌、基因、生殖与发育、肾脏、脾脏、血液系统等相关毒性。现结合既往动物实验、人源细胞系实验、临床病例、人类尸检等资料,对虫螨腈的毒代动力学与毒理学相关进展进行综述,以期强化临床对虫螨腈中毒的关注,并为虫螨腈中毒的救治提供参考。

乌头属中药的毒性及毒代动力学研究进展

包括草乌、川乌、附子等在内的乌头属中药因其药理作用独特、药理活性显著,长期以来被用作治疗疾病的药物,或者作为一些新药开发设计的出发点,因此,乌头属中药应用广泛,具有一定的研究价值。尽管乌头属中药的药效显著,有难以替代的疗效,但其具有的毒性作用依旧不容忽视,对其的临床使用使得医、患担心,因此人们长期以来都在尽力研究乌头安全使用的方法和手段,致力于挖掘运用中药乌头独特的药理活性的同时,也在深入研究预防乌头属植物中毒的手段。毒代动力学的研究是评估药物药效、毒性作用、药物安全性评估及中毒推断的一种重要手段,用以解释药物暴露毒性实验结果和预测人用药物治疗不良反应的方法之一。因此,综述了中药乌头的毒性和毒代动力学研究方法,以期为乌头属中药的增效减毒的研究,如降低心脏毒性,保留其抗风湿性关节炎等药理活性,安全使用和中毒法医相关推断的研究提供参考,并对乌头属植物的使用前景进行展望。

食品污染物3-氯-1,2-丙二醇的来源、毒代动力学及毒性研究进展

氯丙醇类化合物的污染和超标等食品安全问题引起了国内外的广泛关注。3-氯-1,2-丙二醇(3-Monochloropropane-1,2-diol,3-MCPD)作为氯丙醇类食品污染物中最常见的代表,在酱油、植物油、婴幼儿配方奶粉、谷物食品、咖啡等多种食品中广泛存在,所以其摄入很难避免。摄入的3-MCPD经吸收后,通过血液循环分布到全身各器官和组织,从而造成健康风险。3-MCPD暴露可诱发机体产生肾毒性、肝毒性、生殖毒性、神经毒性、免疫毒性、致癌性等,但其致毒机制较为复杂,目前尚未研究清楚,其中关于3-MCPD诱导的肾毒性和生殖毒性方面研究最为广泛。该文从3-MCPD的理化性质、来源、毒代动力学、毒性及其作用机制进行综述,重点阐述了3-MCPD的毒性及其机制,以期为3-MCPD的毒性研究和控制提供依据,并为防控氯丙醇类化合物带来的食品安全问题以及健康风险评估提供参考。

α-鹅膏蕈碱在大鼠体内的毒代动力学与组织分布特征

目的研究α-鹅膏蕈碱在大鼠体内的毒代动力学和组织分布特征。方法SD大鼠ip给予α-鹅膏蕈碱(1.5 mg·kg^(-1)),于给药前和给药后5,10,20,30和45 min及1,1.5,2.5,4和8 h分别采集尾静脉血,采用液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)法测定血液中α-鹅膏蕈碱的浓度,应用DAS 2.0药动学软件,以非房室模型法计算统计矩参数,绘制浓度-时间曲线,拟合毒代动力学参数。依据毒代动力学结果,将18只SD大鼠随机分为3组,分别于给药15和40 min及2.5 h后处死,采集心、肝、脾、肺、肾、全脑、小肠、胃壁和睾丸9种组织样本及左心室动脉血,LC-MS/MS法测定α-鹅膏蕈碱浓度。结果大鼠ip给予α-鹅膏蕈碱后,全血峰浓度(C_(max))为(633±121)μg·L^(-1),消除半衰期(T1/2)为(0.72±0.37)h,达峰时间(T_(max))为(0.52±0.16)h,体内总清除率(CLz)为(1.62±0.26)L·h·kg^(-1),曲线下面积(AUC_(0-t))为(946±183)μg·h·L^(-1),平均滞留时间(MRT0-t)为(1.18±0.17)h,表观分布容积(Vz)为(1.65±0.86)L·kg^(-1)。组织分布研究结果表明,α-鹅膏蕈碱在SD大鼠体内广泛分布,肾中浓度最高,其次是肺、小肠、胃壁、左心室动脉血和肝,心、脾和睾丸等中含量较低,脑中含量极低。α-鹅膏蕈碱吸收消除快,在各组织中15 min即可检出,40 min达峰,2.5 h后浓度低于15 min。结论ip给予α-鹅膏蕈碱在SD大鼠体内吸收消除快,给药后约0.52 h血药浓度达峰值,4 h后不能检出;α-鹅膏蕈碱主要分布在肾,其次为血流丰富的组织及代谢器官,如肺、小肠、胃壁、左心室动脉血和肝等,在心、脾和睾丸等组织含量较低,脑组织含量极低。推测其血脑屏障透过率低,对肾可能具有毒性靶向作用。

铅对砷的毒性效应及毒代动力学过程的影响

为探究铅对砷的毒性效应的影响及其原因,本研究选用斑马鱼作为模式生物开展了毒理实验,以评价砷和铅的复合毒性效应,分析斑马鱼体内重金属残留量,并采用一级一室动力学模型模拟了砷的毒代动力学过程.毒理实验结果表明,铅对斑马鱼未产生明显致死效应,砷对斑马鱼的致死效应随暴露时间增长显著增强,而铅的共存能够显著降低砷对斑马鱼的致死性,砷和铅对斑马鱼的致死性呈现出拮抗效应.毒代动力学结果表明,铅的存在显著加快了斑马鱼对砷的消除速率并减弱了吸收速率,可降低斑马鱼对砷的富集能力,从而削弱了砷对斑马鱼的毒性效应.本研究揭示了砷和铅对斑马鱼的拮抗效应并从污染物毒代动力学的角度解释了复合毒性形成原因,充实了重金属的复合毒性效应基础数据,可提高重金属风险评估的准确性.

液相色谱-串联质谱法测定大鼠血浆中NIP203的质量浓度及其毒代动力学研究

目的采用LC-MS/MS法,建立并验证大鼠血浆中NIP203的检测方法,并研究其毒代动力学特征。方法以盐酸维拉帕米为内标,经乙腈沉淀蛋白,采用Waters UPLC CSH C 18(50 mm×2.1 mm,1.7μm)色谱柱,以1 mmol·L^(-1)乙酸铵水溶液(含体积分数0.1%甲酸)和乙腈作为流动相,梯度洗脱。采用电喷雾-正离子(ESI+)多反应监测模式(MRM),定量分析离子对为387.3→266.3、455.4→165.2。在毒代动力学研究中,将SD大鼠随机分为溶媒对照组和低、中、高剂量组(3、10和30 mg·kg^(-1)·d^(-1)),灌胃连续给药14 d,检测首次及末次给药后大鼠血浆药物质量浓度。结果血浆中NIP203在5.00~5000 mg·L^(-1)内线性关系良好,各项验证参数均符合接受标准。SD大鼠给予3、10和30 mg·kg^(-1)·d^(-1)NIP203,第1天给药后,雄性动物和雌性动物的体内暴露量(AUC_(0-t))分别为(364±84)、(4979±1228)、(21015±5295)和(1472±162)、(9347±1656)、(34732±5974)μg·L^(-1)·h^(-1);第14天雄性和雌性动物的体内暴露量分别为(463±74)、(3712±1408)、(20571±2279)和(1391±109)、(7948±2058)、(32545±9801)μg·L^(-1)·h^(-1)。结论NIP203在各组动物的体内暴露量[c max、AUC_(0-t)]以高于剂量增加比例的方式增加(首次给药后雌性动物c max除外),在雌性SD大鼠体内暴露量明显高于雄性,但在雌雄大鼠体内无明显蓄积趋势。

基于配体络合常数的毒代-毒效动力学(TK-TD)模型预测不同pH下镉和铅在斑马鱼幼鱼体内的积累和毒性

复杂多变的水化学条件影响重金属生物有效性和毒性,进一步影响水质基准的制定,需要建立既考虑水化学条件又考虑时间过程的毒代动力学-毒效动力学(toxicokinetics-toxicodynamics, TK-TD)模型去实时地模拟金属的生物蓄积性及产生的毒性。本研究将生物配体模型(biotic ligand model, BLM)中氢离子与配体络合常数(K_(HBL))引入TK-TD模型,尝试建立预测水环境不同pH条件下金属毒性的理论模型框架,分别预测镉(Cd)和铅(Pb)在染毒溶液pH为4.5、5.5和6.5下在斑马鱼幼鱼体内的积累和急性毒性,并验证该模型框架的有效性和合理性。结果表明,Pb的最大吸收速率(J_(max))比Cd大约3倍。Cd的致死速率(kk)是Pb的4倍。Cd和Pb的安全阈值(threshold)之间相差30倍。染毒溶液中H+浓度增加可显著抑制Cd和Pb在斑马鱼幼鱼体内的累积量。基于KHBL的TK-TD模型可以较好地预测染毒溶液不同pH(pH=4.5、5.5和6.5)条件下,非必需元素Cd和Pb在斑马鱼幼鱼体内的累积量及产生的毒性。

沉积物中2,2',4,4'-四溴联苯醚(BDE-47)在铜锈环棱螺体内的毒代动力学及其繁殖毒性

多溴联苯醚(PBDEs)是一种全球性的新型持久性有毒污染物,沉积物中高浓度的PBDEs是水生态系统的巨大风险源,2,2',4,4'-四溴联苯醚(BDE-47)在PBDEs同系物中,目前分布最广,生物毒性最强。为评价沉积物中BDE-47向底栖动物体内转移的潜力及其对底栖动物的潜在繁殖毒性,将实验室培养的铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)暴露于BDE-47加标沉积物中,研究了BDE-47在铜锈环棱螺体内的毒代动力学特性及其对铜锈环棱螺潜在繁殖力的影响。结果表明,铜锈环棱螺对沉积物中BDE-47吸收较快,代谢速度相对较慢,BDE-47在铜锈环棱螺体内具有较强的生物积累性。生物积累达理论平衡时,铜锈环棱螺体内BDE-47浓度为1440.67ng·g-1(以样品干质量计)。BDE-47在铜锈环棱螺体内的生物积累和生物净化过程较好地符合一级动力学模型,摄入速率常数、清除速率常数和生物-沉积物累积因子分别为0.10、0.038和2.75,生物半衰期为18d。铜锈环棱螺体内BDE-47达到90%稳定状态所需的理论时间约为60d。低浓度BDE-47(160ng·g-1)暴露对铜锈环棱螺的潜在繁殖力没有影响,但当浓度≥640ng·g-1时,铜锈环棱螺的繁殖力下降50%,这表明BDE-47对铜锈环棱螺具有繁殖毒性。铜锈环棱螺可作为指示沉积物中底栖生物长期暴露于BDE-47的良好检测模型。

临床前毒代动力学研究进展

毒代动力学是从药代动力学和毒理学派生出来的一门新兴的分支学科 ,它运用药动学的方法和原理来探讨毒性发生和发展的规律性。随着创新药物开发研究的不断深入 ,人们已经不满足于仅仅了解药物的毒性 ,更为迫切的需要了解其致毒机制及毒性产生和发展的规律性 ,以便对药物的安全性作出更为科学和合理的评价 ,因此毒代动力学评价已逐渐成为创新药物评价的一项重要内容。本文综述了目前国内外有关毒代动力学评价的研究现状 ,着重介绍了临床前毒代动力学研究的主要内容 ,评价的指标及需注意的问题 ,及其在新药安全性评价的重要作用。

兔急性草乌中毒血液灌流后的毒代动力学研究

目的:建立高效液相色谱-质谱检测兔血浆乌头碱、次乌头碱和新乌头碱的方法,研究兔急性草乌中毒血液灌流后的毒代动力学。方法:普通级健康成年雄性日本大耳白兔8只,体重(2.5±0.2)kg,予草乌酒1.0 mL/kg灌胃(i.g.)染毒,染毒后0.25 h予血液灌流2 h。分别于染毒后0.5、1、1.5、2、3、4、6、12、24 h取血浆。以高效液相色谱-质谱法检测血浆新乌头碱、乌头碱、次乌头碱的浓度。应用DAS 2.0程序计算毒代动力学参数。结果:急性草乌中毒血液灌流后,新乌头碱毒代动力学参数为:tmax(3.1±0.8)h、Cmax(11.5±2.1)μg/L、Ka(1.6±0.9)h、Ke(0.13±0.05)h、t1/2(5.9±1.7)h、V/F(85.4±20.9)L/kg、CL/F(10.28±1.46)L.h-1.kg-1;乌头碱毒代动力学参数为:tmax(3.2±0.5)h、Cmax(18.7±5.5)μg/L、Ka(1.2±0.4)h、Ke(0.10±0.03)h、t1/2(7.5±2.4)h、V/F(2.7±1.0)L/kg、CL/F(0.25±0.08)L.h-1.kg-1;次乌头碱毒代动力学参数为:tmax(3.0±0.8)h、Cmax(14.6±11.0)μg/L、Ka(1.4±1.2)h、Ke(0.09±0.03)h、t1/2(8.3±2.1)h、V/F(10.7±6.9)L/kg、CL/F(0.85±0.38)L.h-1.kg-1。结论:急性草乌中毒兔血液灌流治疗后的毒代动力学呈一级吸收的一室模型。

大黄酸在Beagle犬体内的毒代动力学研究

目的大黄酸为防治糖尿病肾病的新型药物,是大黄游离蒽醌衍生物的单体之一。在本研究中通过获得Beagle犬经口给予大黄酸后体内的毒代动力学信息,为临床安全用药提供参考依据。方法建立HPLC-荧光分析方法,采用与长期毒性试验相同的剂量设置(35、111和350mg/kg)进行毒代动力学研究,每组6只动物,雌雄各半,在给药第一天、连续给药26周(第182天)和连续给药39周(第273天)时进行毒代动力学试验,测定不同时间点的血浆大黄酸浓度,统计矩方法估算大黄酸在犬体内的毒代动力学参数。结果犬方法学验证该分析方法可靠,符合生物样品分析要求。犬经口给35、111和350mg/kg大黄酸第1天时,Cmax分别为(19.48±2.36)、(45.11±13.26)和(77.89±2.48)mg/L,AUC分别为(105.1±9.561)、(227.5±44.2)和(506.6±133.3)mg/(L.h)。给药26周时,Cmax分别为(23.96±3.36)、(50.85±3.31)和(80.98±3.58)mg/L,AUC分别为(128.1±32.0)、(270.8±27.4)和(591.4±24.2)mg/(L.h)。给药39周时,Cmax分别为(30.64±5.084)、(53.30±6.31)和(84.52±4.41)mg/L,AUC分别为(141.4±26.1)、(241.1±29.9)和(600.6±97.5)mg/(L.h)。结论在研究的剂量范围内,大黄酸在犬体内的毒代动力学过程是基本一致的,各剂量间AUC及Cmax的比例均接近1∶2∶4。对于同一剂量,单次给药和多次给药后的AUC和Cmax没有显著性改变。说明大黄酸在犬体内蓄积程度较轻。

溴泰君与阿霉素单用和联合应用在Beagle犬的毒代动力学研究

目的:研究溴泰君(W198)在Beagle犬体内毒代动力学,为临床试验提供依据。方法:采用HPLC紫外或荧光检测方法测定Beagle犬静脉注射溴泰君、阿霉素以及溴泰君与阿霉素联合给药后生物样品中溴泰君和阿霉素的浓度。结果:Beagle犬静脉注射溴泰君15 mg·kg-1·d-1,第1次、第3次、第72次给药后的血清药物浓度-时间曲线下的面积(AUC0-24h)分别为6.15±0.66、26.55±9.43和33.63±2.31 mg·h-1·L-1。Beagle犬静脉注射阿霉素每次1.5mg·kg-1,第1次和第3次给药后的血清药物AUC0-24h分别为0.70±0.21和1.19±0.19mg·h-1·L-1。溴泰君与阿霉素联合给药时,溴泰君连续给药3次、阿霉素给药1次和溴泰君连续给药39次、阿霉素给药3次后溴泰君的血清药物AUC0-24h分别为 25.52±6.04和42.60±4.14 mg.h-1·L-1;阿霉素的血清药物AUC0-24h分别为0.39±0.05和0.77±0.19 mg·h-1·L-1。结论:溴泰君和阿霉素连续多次给药后药物在动物体内均有明显蓄积作用。联合给药后溴泰君对阿霉素的消除似有促进作用,揭示溴泰君可以使阿霉素的系统暴露量减低,有利于降低阿霉素的毒性。

香加皮配方颗粒在小鼠体内的毒代动力学研究

目的：研究香加皮配方颗粒毒性成分在小鼠体内的代谢。方法：Bliss测定小鼠灌胃和腹腔注射给药的LD50。另取小鼠预先腹腔注射预负荷7.00g生药/kg,分别于药后1、2、4、6、8、12、16、24h补予7.00g生药/kg,用死亡率法计算体内残存量和表观代谢参数。结果：香加皮配方颗粒小鼠灌胃的LD50（95%可信限）为89.11（85.44-92.44）g生药/kg,小鼠腹腔注射的LD50（95%可信限）为10.35（9.66-11.10）g生药/kg,口服生物利用度F=11.61%。香加皮配方颗粒体内残存量并不是随着时间而一直降低,在6、12h出现了两个高峰点,其后呈一级动力学消除,12h以后消除相的消除半衰期t1/2=7.55h,消除速度常数K=0.0918/h。结论：香加皮配方颗粒的毒性成分代谢过程较复杂,可能存在肠肝循环或毒性代谢产物生成。

染发剂的致突变、致癌和毒代动力学的研究进展

大部分氧化型染发剂、部分功效成分苯胺衍生物及其氧化物具有致突变性。经口致癌性试验证明,部分苯胺衍生物可诱发大鼠、小鼠膀胱癌、肝癌等,但经皮致癌性试验呈阴性。使用者和职业接触者流行病学调查结果表明,使用氧化型染发剂的安全性和致癌性,至今证据仍不充分。但是,职业接触可能增加癌症的发病率,估计相对危险,是中等强度。苯胺衍生物经皮吸收率<1%。一次染发体内接触剂量<10mg,80%以上从尿液排出。

家兔急性铊中毒的毒代动力学研究

目的通过建立家兔全血铊的测定方法,研究家兔急性铊中毒的毒代动力学,为临床治疗铊中毒提供实验依据。方法选择优化机体改进剂等前处理方法,建立全血铊的原子吸收光谱测定法;将50只新西兰大耳白兔随机分为5组(n=10),分别经口灌胃给予不同剂量硝酸亚铊溶液,并于染毒后0.5小时、2小时、6小时、12小时、1天、2天、3天、5天、7天、10天、14天经兔耳缘静脉取血,检测全血铊浓度,绘制药时曲线并计算毒代动力学参数。结果低中剂量染毒组(15、21、29、41mg/kg)家兔的全血铊达峰时间(T_(max))为2小时左右,半衰期(T_(half))为2天左右,最高剂量染毒组(57mg/kg)T_(max)及T_(half)明显延后,且有2次波峰的出现。结论铊中毒的黄金治疗时间为2天以内,白金治疗时间为2小时以内,最高染毒剂量组与其他染毒剂量组的毒代动力学规律有差异,最高染毒剂量组的铊在体内消除缓慢,血液及组织中可能大量蓄积。

对苯二甲酸的毒代动力学研究

通过研究对苯二甲酸 (TPA)在大鼠的毒代动力学 ,为制定生物接触限值 (BEI)提供依据。选清洁级 SD大鼠 8只 ,一次性灌胃染毒 10 0 mg/ kg BW TPA后 ,采用反相高效液相色谱法测定尿 TPA浓度 ,用3P97计算毒代动力学参数。结果显示 ,TPA在体内的毒代动力学行为符合一级吸收二室模型 ,吸收速率常数 ka为 0 .5 1/ h,吸收相半衰期 t1 /2 ka=0 .488h,分布相半衰期 t1 /2 d为 2 .44 6 h,达峰时间 tpeak为 2 .16 h,消除速率常数 K u为 0 .143/ h,消除相半衰期 t1 /2β为 31.5 5 1h,TPA经尿排泄累积量为 10 .0 0 mg,2 4h内约 5 0 %的 TPA由尿排泄 ,48h内约 5 2 % ,72 h内约 5 3%以上的 TPA由尿排泄。结论 :TPA在体内吸收快、消除快 ,主要以原形由尿排泄 ,提示职业人群的工后尿 TPA可作为接触性生物标志物。

对乙酰氨基酚SD大鼠毒代动力学研究及P450的影响

药物性肝损伤（druginducedliverinjury，DILI）对患者的健康具有重要影响，DILI会影响药物在临床的使用，甚至药物撤市。对乙酰氨基酚（acetaminophen，APAP）是临床常用药物，其肝毒性已有大量的报道。

关木通的表观毒代动力学参数的测定

用两次给药的小鼠急性死亡率法测定了关木通水煎剂总成分的表观毒代动力学参数。结果 :关木通水煎剂为一级动力学消除 ,一房室模型 ,t1/ 2 为 3 1.87h ,LD50 为 3 8.3 1g/kg。 结论 :在临床用药时应注意其蓄积性毒性 ,注意用药时间间隔。

3-氯-1,2-丙二醇在大鼠体内的毒代动力学

目的 为了全面了解 3 氯 1 ,2 丙二醇 ( 3 MCPD)的毒理作用性质。方法 采用毛细管气相色谱 质谱 (GC MS)联用法测定大鼠血液中 3 MCPD的含量。结果 一次性给大鼠ig 75和 3 0 0mg·kg-1的3 MCPD后 ,血药浓度 时间的动力学符合一级吸收一室模型 ,t1/ 2kα 分别是 ( 1 .61± 0 .1 6)和 ( 1 .0 3±0 .1 9)h ,t1/ 2kβ是 ( 3 .40± 1 .0 1 )和 ( 7.3 8± 2 .76)h,tp为 ( 3 .2 4±0 .2 6)和 ( 3 .3 3±0 .3 9)h ,cmax为 ( 3 1±9)和( 2 1 5± 3 2 )mg·L-1,Cl是 ( 0 .2 7± 0 .1 0 )和 ( 0 .1 0±0 .0 4)mg·kg-1·h-1,V为 ( 1 .3 1± 0 .5 0 )和 ( 1 .0 1±0 .0 5 )L·kg-1。结论 结果表明 3 MCPD经胃肠道吸收入血快 ,在动物体内分布广泛。