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毒理学替代法

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毒理学替代法

Name: 毒理学替代法
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《毒理学替代法》是作者在多年科研工作的基础上，收集归纳了国内外最新研究资料，并参考有关书籍，编著而成。全书共十八章，既全面介绍了已获验证并被广泛接受的毒理学替代法，也介绍了其发展研究的热点与前沿，构建了一个较为系统的毒理学替代法方法体系。内容主要包括：国内外毒理学替代法的研究现状与发展趋势；一般毒性、局部毒性和生物动力学评价的替代方法；主要靶器官和靶系统毒性评价的替代法；遗传毒性和致癌性评价的替代法；当前国际毒理学替代法研究的热点与前沿，涉及毒理基因组学、毒理蛋白质组学、毒理代谢组学和干细胞、转基因动物及体外细胞三维培养技术在毒性评价研究中的应用。可供新药研发、药物毒理学、卫生毒理学、环境科学等毒理学研究人员和相关管理部门人员阅读。

Author Description

彭双清，博士，研究员，博士生导师。现为军事医学科学院疾病预防控制所毒理学评价研究中心主任。1983年获学士学位、1986年获硕士学位、1993年获博士学位。1993～1995年在北京大学预防医学博士后流动站进行博士后研究工作。1995～1999年任军事医学科学院毒物药物研究所副研究员，军事毒理学研究室主任。1999～2002年留学美国，在密西根州立大学药理学毒理学系从事神经毒理学研究。2002年任研究员。2004～2007年任军事医学科学院毒物药物研究所新药安全评价研究室主任、国家北京药物安全评价研究中心主任、卫生毒理学教研室主任。多年来一直从事毒理学与药物安全性评价的研究，研究领城为细胞与分子药理毒理，重点研究方向为毒理学替代法。先后主持与参与科研课题20余项，其中包括国家自然科学基金重点课题、国家“863计划”项目、国家科技支撑计划课题、全军医药卫生科研课题等。先后在国内外发表科研论文120余篇，在Mol Pharmacol，JPET和Toxicol&ApplPharmacol等国际知名杂志发表学术论文20多篇。6项科研成果先后获国家、军队科技进步奖。2002年享受国务院政府特殊津贴。2004年获军队杰出人才岗位津贴。多年从事药物毒理学安全性评价和GLP管理工作，主持完成多项药物安全性评价研究。承担国家科技部支持的国家药物安全评价GLP技术平台的建设，负责国家北京药物安全评价研究中心在2005年通过国家GLP认证检查。指导培养博士硕士研究生30多名。任中国毒理学会理事，中国环境诱变剂学会理事，中国毒理学会药物毒理学与安全性评价专业委员会委员、环境与生态毒理学专业委员会常务委员、军事毒理学专业委员会委员，中国环境诱变剂学会风险评价专业委员会委员，中国微生物学会微生物毒素专业委员会委员，是国家食品药品监督管理局新药审评委员、医疗器械审评委员，国家环保部新化学品评审专家，是美国毒理学会、美国神经科学会、中国药理学会等学会的会员，担任《军事医学科学院院刊》、《中国毒理学通讯》、《军事毒理学通讯》、《毒理学杂志》、《生态毒理学报》、《食品安全质量检测技术》等杂志编委。
郝卫东，毒理学教授，博士生导师。1984年毕业于北京医科大学预防医学专业，1987年毕业于北京医科大学研究生院毒理学专业。1990～1991年和1995～1996年在日本冈山大学做特别研究员，1992年在美国加州大学劳伦斯实验室做研究助理。现任北京大学公共卫生学院副院长、学术委员会及教学委员会副主任，毒理学系主任，预防医学实验教学中心主任。兼任国际杂志“Environmen他 Toxicology and pharmacology”副主编，《癌变·畸变·突变》杂志副主编，《中华预防医学杂志》、《卫生研究》等杂志编委，中国环境诱变剂学会秘书长、致突变专业委员会副主任委员，国际环境诱变剂学会执委，亚洲环境诱变剂学会执委，中华预防医学会理事，中国环境科学学会理事、环境与健康分会副主任委员，中国毒理学会理事、生化与分子毒理专业委员会副主任委员，北京市预防医学会毒理学专业委员会副主任委员，全国继续医学教育委员会学科组成员，北京市继续医学教育委员会学科组成员等。近年来，主持或参加了国家自然科学基金项目、国家自然科学基金重大项目、国家“十五”科技攻关项目、“十一五”科技支撑计划重大项目、科技部科研基金项目、北京市自然科学基金重大项目和北京市自然科学基金项目等科研工作。1997年获北京市优秀青年教师奖，1998年获中国环境科学学会首届青年科技奖，1999年获中国环境科学学会优秀科技工作者奖，2007年获北京市教育创新标兵称号。
伍一军，中国科学院研究生院理学博士，美国佐治亚医学院分子医学与遗传学研究所博士后。现任中国科学院动物研究所研究员，中国科学院研究生院兼职教授，博士研究生导师。主持分子毒理学实验室，专业方向为分子毒理学／分子医学，主要研究领域为神经毒理学、环境毒理学以及药物引起的神经疾病。主要研究兴趣在于环境有害化学物质的神经毒性机制；有机磷化合物引发迟发性神经毒性的分子机理及神经病靶脂酶的生理功能；低剂量环境化学物质的致癌机理；溶血卵磷脂及泛蛋白调节在神经毒性发生过程中的作用等。先后主持中国科学院重点项目、国家自然科学基金项目、中国科学院生物特别支持项目、国际合作项目、国家“863计划”项目、中国科学院知识创新工程重大项目（专题）、国家科技支撑计划项目等多项课题。目前，正带领研究团队开展以化学杀虫剂为代表的环境污染物对生物机体的毒性效应机制研究以及食品安全中的关键问题——农药及内分泌干扰物的复合效应研究。已在国内外重要核心学术期刊上发表研究论文60余篇。

Catalogue

第一章毒理学替代法概述
第一节化学物质危险度评价概述
第二节 3R理论的形成与发展
第三节替代法的概念与内涵
一、替代法的概念
二、替代的基本方法
第四节替代方法的验证
一、验证的目的与要求
二、替代方法的验证过程
第五节替代法的研究现状与发展
一、研究机构与相关社团组织
二、主要学术刊物
三、主要毒理学替代法进展
四、我国毒理学替代法的研究

第二章一般毒性评价
第一节急性毒性试验概述
一、急性毒性试验概念
二、急性毒性试验目的
三、急性毒性评价实验设计
第二节经典急性毒性试验
一、经典急性毒性试验的意义
二、国际上关于急性毒性试验的科学共识
第三节急性毒性分级
第四节急性毒性替代试验
一、固定剂量法
二、上下法
三、探针剂量法
四、累积剂量设计法
五、近似致死剂量法
六、限量试验
第五节亚慢性和慢性毒性试验
一、亚慢性毒性试验
二、慢性毒性试验
第六节体外方法在急性毒性评价中的应用
一、体外细胞毒性数据预测体内急性毒性
二、QSAR模型预测体内急性毒性
三、生物动力学参数的体外检测

第三章局部毒性评价
第一节概述
第二节皮肤解剖生理学特点与皮肤毒作用
一、皮肤的生理学特点
二、皮肤毒作用类型与机制
第三节皮肤腐蚀性体外试验
一、人重组皮肤模型EPISKINTM
二、人重组皮肤模型EpiDermTM
三、大鼠经皮电阻测定分析
四、CORROSITEX删皮肤腐蚀性试验
第四节皮肤刺激性体外试验
一、人重组皮肤模型EPISKINTM
二、人重组皮肤模型EpiDermTM
三、小鼠皮肤功能完整性试验
四、非灌流猪耳试验
五、皮肤刺激性的定量构效关系
第五节皮肤光毒性体外试验
一、光毒性效应的机制
二、光毒性试验体外替代方法
第六节皮肤过敏性评价
一、过敏性接触性皮炎的机制
二、皮肤过敏性体外试验
第七节眼毒性评价
一、眼睛的生理学特点

二、眼刺激机制
三、眼刺激体外替代试验

第四章生物动力学评价
第一节概述
第二节外源性化合物的吸收与屏障功能分析
一、吸收与转运机制
二、QSAR法评价外源性化合物的膜通透性
三、外源性化合物的透皮吸收评价
四、外源性化合物经胃肠道吸收评价
五、外源性化合物经血脑屏障吸收评价
第三节外源性化合物代谢性质评价
一、以肝脏为基础的体外代谢模型
二、胃肠道体外代谢模型
三、计算机虚拟筛选
第四节生物动力学模型
一、经典房室模型(隔室模型)
二、PBTK模型

第五章肝脏毒性评价
第一节概述
第二节肝脏的解剖生理学特点
一、肝脏的组织结构与功能
二、肝脏对毒物损伤的易感性
第三节肝脏毒性损伤的类型及主要发生机制
一、肝脏毒性损伤的类型
二、肝脏毒性损伤的发生机制
第四节整体动物的肝脏毒性损伤评价
一、肝脏生理和生化指标检测
二、肝组织化学组成检测
三、肝脏组织病理学检查
第五节肝脏毒性体外评价模型
一、离体肝脏灌流模型
二、精密肝切片模型
三、原代肝细胞模型
四、肝细胞系模型
五、亚细胞模型
六、基因工程细胞模型

第六章肾脏毒性评价
第一节概述
第二节肾脏的解剖生理学特点
一、肾脏结构与功能的复杂性
二、肾脏对毒物的易感性
第三节肾脏毒性损伤机制
一、肾脏毒性损伤概述
二、肾细胞毒性损伤的主要机制
第四节肾毒性评价体外替代法的应用
一、肾毒性体外优化筛选
二、肾毒性的比较研究
三、肾毒性机制研究
第五节肾毒性主要体外评价法
一、体外替代模型概况
二、常用体外替代模型
三、肾毒性评价体外替代法常用检测终点
四、新技术在肾毒性体外替代法中的应用

第七章心脏毒性评价
第一节概述
第二节心脏生理结构与功能
一、正常的解剖结构
二、心脏的传导系统
三、心脏的离子流与离子通道
四、心脏电生理
第三节心脏毒性作用的一般机制
一、心脏毒性作用的表现
二、心脏毒性作用的一般机制
第四节典型毒物对心脏的毒性作用
一、工业毒物
二、环境毒物
第八章神经毒性评价
第九章免疫毒性评价
第十章内分泌干扰物毒性评价
第十一章生殖发育毒性评价
第十二章遗传毒性和致癌性评价
第十三章毒理基因组学
第十四章毒理蛋白质组学
第十五章毒理代谢组学
第十六章胚胎干细胞的应用
第十七章转基因动物的应用
第十八章体外细胞三维培养技术

Book Abstract

第一章毒理学替代法概述
第一节化学物质危险度评价概述
随着科学技术的发展，新化学物质日益增多。目前，全世界已登记的化学品达数千万种，其中常用的化学品就有7万多种，每年还有上千种新的化学品问世。人们在日常生产和生活中通过各种途径接触工农业产品、食品、日用化学品、医用化学品以及饮水和空气中的化学物质。在这些种类繁多的化学物质中，通常只有较少数的化学物质在现有接触水平下对人体可能具有明显的危险性，而接触的大部分化学物质对健康的潜在影响尚未完全清楚。调查研究发现，大量进入人类生产和生活环境中的外源化学物尚缺乏基本毒理学资料（急性和慢性毒性、发育/生殖毒性、遗传毒性/致突变性、生态毒性、环境影响等），这对人类正确评价这些化学物质的安全性带来了困难，对人类和环境构成了潜在的危害。随着化学物质的增多，时有潜在危害的存在以及中毒事故的发生，对外源化学物的危险度评价显得尤为重要和紧迫，并促使世界各国制定相应的法规，要求对有毒化学物质进行危险度评价，以适应相关管理部门处理灾情、立法、决策和制定卫生标准的需要。

Introduction

毒理学是研究人类生产实践和生活中的各种化学性、物理性及生物性有害因素对生物体，特别是对人体产生危害与毒性作用机制的科学。其主要任务是评价外源性化学物质对接触者可能造成的健康危害，最终为控制化学物质的危害、加强化学物质的管理提供依据。通过对外源性化学物的危害评价和提出对外源性化学物的管理措施，毒理学在保障人类健康、维护生态平衡、改善环境和促进国民经济持续发展等方面发挥着重要的作用。随着科学技术的发展，新化学物质日益增多，传统的毒理学评价方法面临着新的挑战。近年来，随着实验动物使用3R原则（Reduction一减少；Refinement一优化；Replacement一替代）的倡导与实施以及生物医学研究模式的转变，整体动物实验面临严峻挑战，替代动物实验的体外模型研究已成为毒理学发展的重要方向。替代法它包含了3R原则的全部内容，毒理学替代法就是3R原则在毒理学研究领域的应用，它不仅是动物权益保护的需要，也是科学进步、社会经济发展的需要。无论是从科学角度还是从经济角度考虑，毒理学替代法对外源性化学物的危害评价及管理均具有重要的意义，它可以减少体内实验影响因素、减少动物使用、缩短实验周期以及降低实验成本等多种优越性。近年来，国外毒理学替代法研究发展十分迅速，体外替代试验已经涵盖一般毒性、遗传毒性、器官毒性等多种毒性终点，研究手段也从一般的细胞、组织培养延伸到基因组学、蛋白质组学与代谢组学，以及计算机模拟辅助评价系统。毒理学替代法已广泛应用于毒理学研究各个领域，欧盟和美国等发达国家已将毒理学替代法纳入法规管理范围。目前，许多毒理学替代法已通过有关权威机构的验证并被欧盟、美国和经济与合作发展组织（OECI））等推广应用。我国关于化妆品、化学品、食品接触材料以及药品和生物制品等化学物质的安全性评价检测方法，基本上仍使用整体实验动物，毒理学替代法的研究和应用相对滞后，尚没有专门的研究机构和验证体系。虽有实验室和研究人员在这方面进行了有益的尝试和积极的探索，但缺乏工作的系统性和严格的验证程序，只能说处于研究探索阶段。到目前为止，国内尚没有一本系统介绍毒理学替代法的专著。在国家科技支撑计划食品安全专项课题的资助下，近年来我们积极开展了毒理学替代法的研究工作。结合国内外研究发展趋势，我们以国际毒理学替代法权威机构，如欧洲替代方法验证中心（EcvAM）和OEcD验证认可的各种毒理学。

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