基准剂量估计的非参数贝叶斯方法研究与应用

目的比较两种基准剂量估计的非参数贝叶斯方法在不同剂量反应数据情形下的表现,再与参数模型作比较。方法介绍基于加权过程和随机过程的非参数贝叶斯方法的基本原理,通过模拟分析与实例研究比较各方法结果的差异。结果模拟研究显示,两种非参数方法 NPB1和NPB2的估计结果都与真实BMD值较为接近,NPB2方法的BMDL覆盖率更接近真实水平,因此更为可取;实例中与参数模型结果相比,非参数方法得到的BMD估计值都落入或非常接近由参数模型得到的BMD估计值的范围,而非参数方法估计的BMDLs值大多比参数模型算得的BMDLs值要小。结论两种非参数贝叶斯方法都可提供合理的拟合值,尤其是在传统的参数模型无法得到拟合结果的情况下,也可很好的应用;NPB2方法在估计结果和软件运算速度方面均略优于NPB1。

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。