综合性实验-食品毒理学与安全性评价课件.ppt

1、食品毒理学食品毒理学与与安全性评价安全性评价第一节第一节 毒理学安全性评价概述毒理学安全性评价概述一、基本概念一、基本概念 毒理学安全性评价是通过动物实验和对人群的观察，阐明食品中的某种物质（含食品固有物质、添加物质或污染物质）的毒性及潜在的危害，对该物质能否投入市场做出安全性的评估或提出人类安全接触的条件，以达到最大限度的减小其危害作用、保护人民身体健康的目的。 对人类食用这种物质的安全性做出评价的研究过程称为食品毒理学安全性评价。 应用食品毒理学的方法对食品进行安全性评应用食品毒理学的方法对食品进行安全性评价价, , 为我们正确认识和安全使用为我们正确认识和安全使用食品添加剂食品添加剂(

2、(包括包括营养强化剂营养强化剂) )、开发、开发食品新资源食品新资源和和新资源食品新资源食品及及保保健食品健食品的开发提供了可靠的技术保证，为我们正的开发提供了可靠的技术保证，为我们正确评价和控制确评价和控制食品容器和包装材料食品容器和包装材料、辐照食品辐照食品、食品及食品工具与设备用食品及食品工具与设备用洗涤消毒剂洗涤消毒剂、农药残留农药残留及兽药残留及兽药残留的安全性提供了可靠的操作方法。的安全性提供了可靠的操作方法。 二、安全性评价程序的概况及意义二、安全性评价程序的概况及意义1.毒理学安全性评价的法律法规1994年年8月月10日批准通过中华人民共和国国家标准日批准通过中华人民共和国国家

3、标准 现行现行GB15193.1-2003 食品安全性毒理学评价程序食品安全性毒理学评价程序1991年年12月颁发了月颁发了农药安全性毒理学评价程序农药安全性毒理学评价程序。 1984年年9月月20日日中华人民共和国药品管理法中华人民共和国药品管理法， 1988年卫生部颁布年卫生部颁布新药新药(西药西药)毒理学研究指导原则毒理学研究指导原则 1987年年5月月28日国家标准日国家标准化妆品安全性评价程序和方法化妆品安全性评价程序和方法 1993年年5月发布了月发布了保健食品功能毒理学评价程序和检验保健食品功能毒理学评价程序和检验方法方法(试行试行) 1987年国务院发布年国务院发布化学危险品安

4、全管理条例化学危险品安全管理条例2.我国食品安全性毒理学评价法律法规我国食品安全性毒理学评价法律法规和标准和标准食品安全性毒理学评价程序和试验方法（共食品安全性毒理学评价程序和试验方法（共25个标准）个标准）GB 15193.1-2014 食品安全性毒理学评价程序食品安全性毒理学评价程序GB15193.2-2014 食品毒理学实验室操作规范食品毒理学实验室操作规范GB 15193.3-2014 急性经口毒性试验急性经口毒性试验 GB15193.4-2014 细菌回复突变试验细菌回复突变试验GB15193.5-2014 哺乳动物红细胞微核试验哺乳动物红细胞微核试验GB15193.6-2014 哺

5、乳动物骨髓细胞染色体畸变试验哺乳动物骨髓细胞染色体畸变试验GB15193.7-2003小鼠精子畸形试验小鼠精子畸形试验GB 15193.8-2014 小鼠精原细胞或精母细胞染色体畸变试验小鼠精原细胞或精母细胞染色体畸变试验GB 15193.9-2014 啮齿类动物显性致死试验啮齿类动物显性致死试验GB 15193.10-2014 体外哺乳类细胞体外哺乳类细胞DNA损伤修复损伤修复GB 15193.11-2003 果蝇伴性隐性致死试验果蝇伴性隐性致死试验GB 15193.12-2014 体外哺乳类细胞体外哺乳类细胞HGPRT基因突变试验基因突变试验GB 15193.13-2003 30天和天和9

6、0天喂养试验天喂养试验 GB 15193.14-2003 致畸试验致畸试验 GB 15193.15-2003 繁殖试验繁殖试验GB 15193.16-2014 毒物动力学试验毒物动力学试验GB 15193.17-2003 慢性毒性和致癌试验慢性毒性和致癌试验 GB 15193.18-2003 日容许摄入量日容许摄入量(ADI)的制定的制定 GB 15193.19-2003 致突变物、致畸物和致癌物的处理方法致突变物、致畸物和致癌物的处理方法 GB 15193.20-2014 体外哺乳类细胞体外哺乳类细胞TK基因突变试验基因突变试验 GB 15193.21-2014 受试物试验前处理方法受试物试

7、验前处理方法 GB 15193.22-2014 28天经口毒性试验天经口毒性试验GB 15193.23-2014 体外哺乳动物染色体畸变试验体外哺乳动物染色体畸变试验GB 15193.24-2014 食品安全性毒理学评价中病理学检查技术食品安全性毒理学评价中病理学检查技术GB 15193.25-2014 生殖发育毒性试验生殖发育毒性试验 根据我国卫生法规的规定：食品、食品添加剂、根据我国卫生法规的规定：食品、食品添加剂、农药、兽药、工业化学品等各类可以经食物链进农药、兽药、工业化学品等各类可以经食物链进入人体的化学物质必须经过安全性评价，才能允入人体的化学物质必须经过安全性评价，才能允许投产，

8、进入市场或进行国际贸易。许投产，进入市场或进行国际贸易。三、毒理学安全性评价的内容 毒理学评价采取分阶段进行的原则：它将各种毒性试验按一定顺序进行，通常先行安排试验周期短、费用低、预测价值高的试验。 不同种类物质的评价程序对毒性试验划分的阶段性有不同的要求，食品安全性毒理学评价程序将毒性试验分为四个阶段。1.毒理学安全性评价的前期准备工作 试验前应该了解受试物的基本资料，了解受试物的成分、规格、用途、使用范围，以此了解人类可能接触的途径和剂量，过度接触以及滥用或误用的可能性等，以便预测毒性和进行合理的试验设计。（1）收集受试物质的基本资料）收集受试物质的基本资料 在毒性试验之前要求了解受检物质

9、的化学结构，在毒性试验之前要求了解受检物质的化学结构，根据结构式可能预测一些化学物质的毒性大小和致根据结构式可能预测一些化学物质的毒性大小和致癌活性；癌活性； 了解受检物质的组成成分和杂质，以及理化性了解受检物质的组成成分和杂质，以及理化性质如熔点、沸点、密度、水溶性或脂溶性、溶解度、质如熔点、沸点、密度、水溶性或脂溶性、溶解度、乳化性或混悬性、储存稳定性等；乳化性或混悬性、储存稳定性等； 还要了解受试物质及代谢产物的定性和定量分还要了解受试物质及代谢产物的定性和定量分析方法。析方法。（2）了解受试物质的使用情况）了解受试物质的使用情况 包括该物质的包括该物质的使用方式使用方式及人体及人体接触

10、途径接触途径、用途及用途及使用范围使用范围、使用量使用量。 毒物（受试物）可以是毒物（受试物）可以是固体、液体固体、液体和和气气体体，在与机体接触和进入机体后，能与机体相，在与机体接触和进入机体后，能与机体相互作用，发生物理化学或生物化学反应，干扰互作用，发生物理化学或生物化学反应，干扰或破坏机体的正常生理功能，引起暂时性或永或破坏机体的正常生理功能，引起暂时性或永久性的病理损伤，严重的甚至危及生命。久性的病理损伤，严重的甚至危及生命。（3）选用与人类实际接触的产品形式做好受）选用与人类实际接触的产品形式做好受试材料试材料 用于毒理学安全性评价的受试物应采用与人类实际接触用于毒理学安全性评价的

11、受试物应采用与人类实际接触的的工业化产品或市售产品，而非纯化学品工业化产品或市售产品，而非纯化学品，以反映人体实际，以反映人体实际接触的情况。接触的情况。 实验过程中的受试物必须是均匀的、规格一致的产品。实验过程中的受试物必须是均匀的、规格一致的产品。当需要确定该化学品的毒性来源于化学物质还是所含杂质时，当需要确定该化学品的毒性来源于化学物质还是所含杂质时，通常采用纯品和应用品分别试验，再将结果进行比较。通常采用纯品和应用品分别试验，再将结果进行比较。2.食品毒理学安全性评价不同阶段的毒理学项目 食品毒理学安全性按照国家规定的程序可以划分为四个阶段的试验研究，根据各个阶段的试验结果并结合人群流

12、行病学资料即可进行安全性评价。常用的安全性评价的毒理学项目常用的安全性评价的毒理学项目 农药农药 食品食品 化妆品化妆品 消毒产品消毒产品 法规名称 （农药安全性毒理学评价程序)，(农药登记毒理学试验方法) GB15670-1995 (食品安全性毒理学评价程序和方法) GB151931-2014(化妆品安全性评价程序和方法)GB7919-1987 (消毒技术规范第8章：消毒剂毒理试验的程序和方法 第一阶段 急性毒性试验，皮肤与眼黏膜试验(皮肤刺激、致敏试验，眼刺激试验) 急性毒性试验 急性毒性试验，皮肤、黏膜试验(皮肤刺激、致敏、光毒、眼刺激) 急性毒性试验，皮肤、黏膜试验 第二阶段 蓄积毒性

13、试验，致突变试验 遗传毒性试验，致畸试验，30d喂养试验 亚慢性毒性试验，致畸试验 遗传毒性试验，蓄积试验 第三阶段 亚慢性毒性试验，代谢试验 亚慢性毒性试验，繁殖试验，代谢试验 致突变、致癌短期生物筛选试验 亚慢性毒性试验，致畸试验 第四阶段 慢性代谢试验，致癌试验 慢性毒性试验，致癌试验 慢性毒性试验，致癌试验 慢性毒性试验，致癌试验 第五阶段 人体试验(激发斑贴、试用试验) 表表7-1 食品安全性毒理学评价与试验目的食品安全性毒理学评价与试验目的项目名称项目名称 试验目的试验目的第第一一阶阶段段急性毒性试验急性毒性试验了解受试化学物的急性毒性强度、性了解受试化学物的急性毒性强度、性质和可

14、能的靶器官，为急性毒性定级质和可能的靶器官，为急性毒性定级及进一步的剂量设计和毒性判定指标及进一步的剂量设计和毒性判定指标的选择提供依据的选择提供依据第第二二阶阶段段遗传毒性试验遗传毒性试验致畸试验致畸试验30d喂养试验喂养试验了解多次重复接触化学物对机体健康了解多次重复接触化学物对机体健康可能造成的潜在危害，并提供靶器官可能造成的潜在危害，并提供靶器官和蓄积毒性等资料，为亚慢性毒性试和蓄积毒性等资料，为亚慢性毒性试验设计提供依据，并且初步评价受试验设计提供依据，并且初步评价受试化学物是否存在致突变性或潜在的致化学物是否存在致突变性或潜在的致癌性癌性项目名称项目名称 试验目的试验目的 第第三三

15、阶阶段段亚慢性毒性试验亚慢性毒性试验繁殖试验繁殖试验代谢试验代谢试验了解较长期反复接触受试化学物后对了解较长期反复接触受试化学物后对动物的毒作用性质和靶器官，评估对动物的毒作用性质和靶器官，评估对人体健康可能造成的潜在危害，确定人体健康可能造成的潜在危害，确定最大无作用剂量的估计值，并为慢性最大无作用剂量的估计值，并为慢性毒性试验和致癌性试验设计提供参考毒性试验和致癌性试验设计提供参考依据依据第第四四阶阶段段慢性毒性试验慢性毒性试验致癌试验致癌试验预测长期接触可能出现的毒作用，尤预测长期接触可能出现的毒作用，尤其是进行性或不可逆性作用及致癌作其是进行性或不可逆性作用及致癌作用，同时为确定最大无

16、作用剂量和判用，同时为确定最大无作用剂量和判断化学物能否应用于实际提供依据。断化学物能否应用于实际提供依据。第二节 食品安全性毒理学评价程序 卫生部卫生部2003年颁布的年颁布的GB 15193.1-2003食品安食品安全性毒理学评价程序全性毒理学评价程序是开展食品安全性毒理学评是开展食品安全性毒理学评价的标准程序。价的标准程序。 适用于评价食品生产、加工、保藏、运输和销适用于评价食品生产、加工、保藏、运输和销售过程中使用的化学和生物物质以及在这些过程中售过程中使用的化学和生物物质以及在这些过程中产生和污染的有害物质，食品新资源及其成分，也产生和污染的有害物质，食品新资源及其成分，也适用于食品

17、中其它的有害物质。适用于食品中其它的有害物质。一、评价程序分阶段试验具体内容1.第一阶段第一阶段 急性毒性试验，主要测试其经口急性毒性急性毒性试验，主要测试其经口急性毒性目的：目的：（1 1）了解受试物的毒性强度、性质和靶器官，）了解受试物的毒性强度、性质和靶器官，包括包括LD50和和联合急性毒性最大耐受剂量。联合急性毒性最大耐受剂量。（2 2）为以后的蓄积毒性试验和亚慢性毒性试验的剂量选择）为以后的蓄积毒性试验和亚慢性毒性试验的剂量选择和毒性判定指标的选择提供依据。和毒性判定指标的选择提供依据。（3 3）根据）根据LDLD5050进行毒性分级。进行毒性分级。一、评价程序分阶段试验具体内容2.

18、第二阶段第二阶段 遗传毒性试验，传统致畸试验和遗传毒性试验，传统致畸试验和30天喂养试验。天喂养试验。（1）遗传毒性试验）遗传毒性试验 目的是对受试物的遗传毒性以及是否具有潜在的致癌作目的是对受试物的遗传毒性以及是否具有潜在的致癌作用进行筛选。用进行筛选。 在选择和组合遗传毒性试验时必须考虑原核细胞和真核在选择和组合遗传毒性试验时必须考虑原核细胞和真核细胞、体内和体外试验相结合的原则。细胞、体内和体外试验相结合的原则。主要试验为：细菌致突变试验：Ames试验为首选项目，或V79/HGPRT 基因突变试验；骨髓细胞微核试验或哺乳动物骨髓细胞染色体畸变试验；TK基因突变试验，小鼠精子畸形分析或睾丸

19、染色体畸变分析；其它备选遗传毒性试验：显性致死试验、果蝇伴性隐性致死试验、程序外DNA修复合成（UDS）试验。（2）传统致畸试验 目的是为了了解受试物对胎仔是否具有致畸作用。（3）30d喂养试验 如受试物需进行第三、第四阶段毒性试验者，可不进行本试验。3.第三阶段亚慢性毒性试验，包括90d喂养试验、繁殖试验以及代谢试验。（1）90d喂养试验旨在观察受试物以不同剂量水平经较长时期喂养后对动物的毒性作用性质和靶器官，并初步确定最大无作用剂量。（2）繁殖试验目的在于了解受试物对动物繁殖及对子代的致畸作用，为慢性毒性和致癌试验的剂量选择提供依据。（3）代谢试验也是本阶段常选的试验，目的是了解受试物在体

20、内的吸收、分布和排泄速度以及蓄积性，寻找可能的靶器官，并为选择慢性毒性试验的合适动物种系提供依据和了解有无毒性代谢产物的形成。4.第四阶段慢性毒性试验（包括致癌试验） 通过本阶段的试验，了解经长期接触受试物后出现的毒性作用，尤其是进行性或不可逆的毒性作用以及致癌作用，最终确定最大无作用剂量，为受试物能否应用于食品的最终评价提供依据。二、毒性试验的选用原则毒性试验的选用原则包括：（1）我国创新的物质要求进行全部四个阶段的试验。特别是对其中化学结构提示有慢性毒性、遗传毒性或致癌性可能者或产量大、使用范围广和收入机会多者，必须进行全部四个阶段的毒性试验。（2）与已知物质（指经过安全性评价并允许使用者

21、）的化学结构基本相同的衍生物或类似物，根据第一、二、三阶段毒性试验结果判断是否需要进行第四阶段的毒性试验。（3）当受试物为已知的化学物质，WHO已公布每人每日允许摄入量（ADI），而且申请单位有资料证明我国产品的质量规格与国外产品一致时，则先进行第一、二阶段毒性试验，否则应进行第三阶段的毒性试验。（4）食品添加剂、食品新资源和新资源食品、辐照食品、食品工具及设备用清洗消毒剂的安全性毒理学评价试验的选择：食品添加剂：包括香料、其他食品添加剂、进口食品添加剂、食品新资源和新资源食品、辐照食品和食品工具设备用清洗消毒剂。食品新资源和新资源食品：原则上应进行第一、二、三阶段毒性试验以及必要的人群流行病

22、学调查，必要时应进行第四阶段试验。 若根据有关文献及成分分析未发现有或虽有但含量甚少，不至于构成对健康有害的物质，以及较大数量人群有长期使用历史而未发现有害作用的天然植物（包括作为调料的天然动植物的粗提制品）可以先进行第一、二阶段毒性试验，经初步评价后，决定是否需要进行下一步的毒性试验。辐照食品：按辐照食品卫生管理办法要求提供毒理学试验资料。食品工具设备用清洗消毒剂：按卫生部颁布的消毒管理办法进行。三、食品安全性毒理学评价试验的结果判定 1.急性毒性试验 当LD50小于人的可能摄入量的10倍时，应放弃将该受试物用于食品，不再继续其他的毒理学试验；如大于10倍，可进入下一阶段的毒理学试验。当LD

23、50为人的可能摄入量的10倍左右时，应进行重复试验，或用另一种方法进行验证。外源化学物急性毒性分级（外源化学物急性毒性分级（WHO）毒性分级毒性分级大鼠一次经口大鼠一次经口LD50 (mg/kg)6只大鼠吸入只大鼠吸入4小时，死亡小时，死亡24只的浓度只的浓度(ppm)兔经皮兔经皮LD50(/mg/kg)对人可能致死的估计量对人可能致死的估计量g/kg总量总量(g/60kg)剧毒剧毒1105151000我国食品毒理急性毒性分级法我国食品毒理急性毒性分级法(1994)急性毒性分级急性毒性分级大鼠经口大鼠经口LD50(mg/kg)大致相当于大致相当于70kg人的致死量人的致死量6级级(极毒极毒)1

24、稍尝稍尝,150001050克克我国卫生部在我国卫生部在食品安全性毒理学评价程序食品安全性毒理学评价程序(2003)中对遗传中对遗传毒理学试验的要求是：毒理学试验的要求是：考虑原核细胞与真核细胞、体外和体内试验以及体细胞和生考虑原核细胞与真核细胞、体外和体内试验以及体细胞和生殖细胞的原则。从殖细胞的原则。从Ames试验或试验或V79/HGPRT基因突变试验基因突变试验、骨髓细胞微核试验或哺乳动物骨髓细胞染色体畸变试验、骨髓细胞微核试验或哺乳动物骨髓细胞染色体畸变试验、TK基因突变试验、小鼠精子畸形分析或睾丸染色体畸变分基因突变试验、小鼠精子畸形分析或睾丸染色体畸变分析析选一项。选一项。其他备选

25、遗传毒性试验：显性致死试验、果蝇伴性隐性致死其他备选遗传毒性试验：显性致死试验、果蝇伴性隐性致死试验、非程序性试验、非程序性DNA合成试验。合成试验。 2.遗传毒性试验1. 如三项试验中，体内、体外各有一项或以上试验阳性，如三项试验中，体内、体外各有一项或以上试验阳性，则表示该受试物很可能具有遗传毒性和致癌作用，放弃。则表示该受试物很可能具有遗传毒性和致癌作用，放弃。2. 如三项试验中一项体内试验阳性或两项体外试验阳性，如三项试验中一项体内试验阳性或两项体外试验阳性，则再选两项备选试验（至少一项体内试验）。如再选的则再选两项备选试验（至少一项体内试验）。如再选的试验均为阴性，则可继续将进行下一

26、步的毒性试验；如试验均为阴性，则可继续将进行下一步的毒性试验；如其中有一项试验阳性，则结合其它试验结果，经专家讨其中有一项试验阳性，则结合其它试验结果，经专家讨论决定，再做其它备选试验或进入下一步的毒性试验。论决定，再做其它备选试验或进入下一步的毒性试验。3.如三项试验均为阴性，则可继续进行下一步的毒性试如三项试验均为阴性，则可继续进行下一步的毒性试验。验。3.短期喂养试验在只要求进行两阶段毒性试验时，若短期喂养试验未发现明显毒性作用，综合其他的试验即可做出初步的评价。若试验中发现有明显毒性作用，尤其是具有明显的剂量-反应关系时，应考虑开展进一步的毒性试验。4.90d喂养试验、繁殖试验、传统致

27、畸试验根据这三项试验中最敏感指标得出的最大未观察到有害作用剂量（NOAEL）进行评价，判别标准是：（1）当NOAEL人的可能摄入量的100倍，表示毒性较强，应放弃将该受试物用于食品。（2）100倍NOAEL300倍，应进行慢性毒性试验（3）NOAEL300倍时，可考虑允许应用于食品。5.慢性毒性（包括致癌）试验根据慢性毒性试验所得的最大未观察到有害作用剂量进行评价：（1）NOAEL人的可能摄入量的50倍，表示毒性较强，应放弃将该受试物应用于食品。（2）50倍NOAEL100倍时，经过安全性评价后，方可决定该受试物可否用于食品。（3）NOAEL100倍时，可考虑允许应用于食品。根据致癌试验所得的

28、肿瘤发生率、潜伏期和多发性根据致癌试验所得的肿瘤发生率、潜伏期和多发性等进行致癌试验结果判定的原则是：凡符合下列情等进行致癌试验结果判定的原则是：凡符合下列情况之一，并经统计学处理有显著性差异者，可认为况之一，并经统计学处理有显著性差异者，可认为致癌试验结果未阳性。若存在剂量致癌试验结果未阳性。若存在剂量-反应关系，则判反应关系，则判断阳性更可靠。断阳性更可靠。 (1) 对于对照组也出现的一种或数种肿瘤，试验对于对照组也出现的一种或数种肿瘤，试验组肿瘤发生率增加；组肿瘤发生率增加； (2) 试验组发生对照组没有的肿瘤类型；试验组发生对照组没有的肿瘤类型； (3) 试验组肿瘤发生早于对照组；试验

29、组肿瘤发生早于对照组； (4) 与对照组比较，试验组每个动物的平均肿瘤与对照组比较，试验组每个动物的平均肿瘤数增加。数增加。 6.新资源食品、复合配方的饮料等如果试样的最大加入量（一般不超过饲料的5%）或液体试样最大可能的浓缩物加入量仍不能达到最大无作用剂量为人的可能摄入量的规定倍数时，可考虑综合其他的毒性试验结果和实际食用或饮用量进行安全评价。食品安全性评价试验设计食品安全性评价试验设计l试验背景与意义受试物选择l试验动物选择与受试物剂量设计l详细的试验步骤l预期结果l注意事项每人提交一份试验设计方案每组制作一份演示文稿参考资料参考资料l食品安全国家标准 GB15193.1 GB15193.25l食品毒理学刘宁，沈明浩，中国轻工业出版社l毒理学基础王心如，人民卫生出版社人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。