① 實驗動物的種屬:不同種屬的動物對化合物的反應可能有很大的差別,最好用兩種種屬的動物,包括齧齒類和非齧齒類。動物種類對受試化合物的代謝方式應盡可能與人類相近:進行毒理學評價時,優先考慮哺乳類的雜食動物,如大鼠是雜食動物,食性和代謝過程與人類較為接近,對許多化合物質的毒作用比較敏感,加上具有體形小、自然壽命不太長、價格便宜、易於飼養等特點,故在毒理學試驗中,除特殊情況外,一般多采用大鼠。此外,小鼠、倉鼠(地鼠)、豚鼠、家兔、狗、猴也可供使用。對種屬相同但品係不同的動物,同一種化合物有時可以引發程度不同甚至性質完全不同的反應,因此,為了減少同種動物不同品係造成的差異,最好采用純係動物(指來自同一祖先、經同窩近親交配繁殖至少20代以上的動物)或第一代雜交動物(指兩種純品係動物雜交後所得的第一代雜交動物)進行實驗。這些動物具有穩定的遺傳特性,動物生理常數、營養需要和應激反應都比較穩定,所以對外來化合物的反應較為一致,個體差異小,重複性好。
② 實驗動物的性別、年齡與數量:除特殊要求外,一般對動物性別要求為雌雄各半,實驗動物的年齡依試驗的要求而各不相同,如急性毒性試驗需選用成年動物,而亞慢性毒性實驗則需選擇幼年動物。實驗動物的數量應滿足統計學的要求。
(二)不同階段安全性評價的毒理學項目
安全性評價首先是對化合物質進行毒性鑒定,通過一係列毒理學試驗測試該化合物對實驗動物的毒作用和其他特殊毒性作用,從而評價和預測對人體可能造成的危害。我國對農藥、食品、化妝品、消毒產品等健康相關產品的毒理學安全性評價一般要求分階段進行,各類物質依照的法規不同,因而各階段的試驗名稱有所不同。歸納起來,完整的毒理學評價通常可劃分為以下四個階段的實驗研究,並結合人群資料進行。
1.第一階段(急性毒性試驗)
了解受試化合物的急性毒作用強度、性質和可能的靶器官,為急性毒性定級、進一步試驗的劑量設計和毒性判定指標的選擇提供依據。該階段主要包括:
(1)急性毒性試驗測定經口、經皮、經呼吸道的急性毒性參數,即LD50。對化合物的毒性作出初步的估計,染毒途徑的選擇取決於化合物的理化性質和生產、使用過程與人體的接觸途徑。
(2)動物皮膚、黏膜試驗包括皮膚刺激試驗、眼刺激試驗和皮膚變態反應試驗,化妝品毒性評價還應增加皮膚光毒和光變態反應試驗。凡是有可能與皮膚或眼接觸的化合物質應進行這些項目的實驗。
(3)吸入刺激閾濃度試驗對呼吸道有刺激作用的外來化合物應進行本實驗。
2.第二階段(亞急性毒性試驗和致突變試驗)
了解多次重複接觸化合物對機體健康可能造成的潛在危害,並提供靶器官和蓄積毒性等資料,為亞慢性毒性試驗設計提供依據,並且初步評價受試化合物是否存在致突變性或潛在的致癌性。
(1)30d亞急性毒性試驗或20d蓄積試驗以上兩種試驗可任選一種進行,主要了解受試化合物在體內的蓄積情況,選擇何種染毒途徑(口、皮、呼吸道)取決於化合物的理化特性和人體的實際接觸途徑;同時還應注意受損靶器官的病理組織學檢查。
(2)致突變試驗。
① 原核細胞基因突變實驗:Ames試驗或大腸杆菌試驗或枯草杆菌試驗。
② 真核細胞染色體畸變實驗:微核試驗或骨髓細胞染色體畸變分析,如實驗結果為陽性,可在下列測試項目中再選兩項進行最後綜合評價:DNA修複合成試驗、顯性致死試驗、果蠅伴性隱性致死試驗和體外細胞轉化試驗。在我國食品和農藥等安全性評價程序中,致癌危險性短期生物學篩選試驗一般首選有三個實驗,即Ames試驗、小鼠骨髓嗜多染紅細胞微核試驗(或骨髓細胞染色體畸變分析)和顯性致死試驗(或睾丸生殖細胞染色體畸變分析)。當三項試驗呈陽性時,除非該化合物質具有十分重要的價值,一般應放棄繼續試驗;如一項陽性,再加兩項補充試驗仍呈陽性者,一般也應放棄。