LD50代表毒性大小吗?
能不能用LD50来判断化学物质的毒性大小,甚至推得职业接触限值(OEL)?很多人都会回答那肯定不行。国外科学家比较严谨,针对这个论题写了一篇论文,题目为The value of acute toxicity testing of pharmaceuticals for estimation of human response,2012年出版的,论文原文摘要可点击阅读原文。论文题目翻译成中文就是 药物急性毒性试验用于估计人体反应的价值。小编想通过概述这篇论文 结合小编的一些想法 来让大家了解 LD50与职业接触限值之间的关系。
首先 解释下什么是LD50,LD50中文为 半数致死剂量,按GBZ 224-2010的定义,是指 在一定实验条件下,引起受试动物发生死亡概率为50%的化学物质剂量。如果是气态,则有LC50,则称为半数致死浓度,定义为引起受试动物发生死亡概率为50%的化学物质浓度。我们要注意,LD50目前只能通过对实验动物进行毒性学试验得到,并没有人体的LD50数据。另外LD50通常需要实验动物一次接触或24小时内多次接触特定的化学物来的得到。
LD50和GHS急性毒性分级对应关系如下(摘自GHS第八修订版):
其中对物质进行分类的急毒性估计值(ATE),可根据已知的LD50/LC50值推算。
欧盟CLP(Classification, Labelling and Packaging)与GHS保持一致,急性毒性分级与LD50关系如下:
评估口服和吸入途径急毒性的首选试验物种是大鼠,而评估急性皮肤毒性的首选试验物种是大鼠或兔子。
其次,论文将ChemIDPlus数据库中不同物种(大鼠,小鼠,狗,兔子)的急性毒性(LD 50)与313种活性药物成分的最小有效治疗剂量(METD)进行比较。在没有详细毒性数据的情况下,特别对于一些上市时间久远的经典药物来说,取得完整的毒理学信息(如NOAEL,BMDL)很困难,而且多年的临床使用已经证明其治疗剂量的安全性,故选用最小有效治疗剂量(METD)作为可见最小作用水平(LOEL)的参考数值是合理的。同时具有口服治疗剂量/口服毒性剂量和实验动物经口LD50的数值的279种药物被纳入统计。
由于统计分析过程在公众号文章内不便展开,然后我们直奔主题,根据论文的表7
在非常高的METD范围(> 10 mg/kg)中,有67%的大鼠口服LD50 > 2000 mg/kg 。这表明高的口服LD50值与人类的非急性毒性物质相当相关。但是,每个较低的METD组中也有大约30%的物质,LD50 > 2000 mg/kg,对人类来说是非常高的风险。根据LD50 > 2000 mg/kg,在极低的METD范围(<0.01 mg/kg)中,有16种物质中的5种药物被认为无急性毒性,占该物质的31%。在大鼠中发现,在300至2000 mg/kg之间,38%的药物具有极低的治疗剂量(<0.01 mg/kg)。根据欧盟CLP法规,这些物质只是被分类为有害物质。具有极低治疗剂量的物质中有19%归类为被吞咽有害,仅有13%的物质被归类为吞咽致命。因此,很明显,使用口服LD 50和当前的分类系统无法鉴定出具有极低治疗剂量的物质。具有极低治疗剂量的任何物质都不会被归类为EU CLP 1类物质,因为这些物质均未在大鼠中显示出剧毒。
另外仅发现两种药物的大鼠或小鼠口服LD50低于5 mg/kg,是华法林和吲哚美辛,它们不在人类的最低治疗范围内。华法林是一种香豆素类抗凝剂,由于在大鼠中具有更高的敏感性,因此已被用作大鼠毒药,并已显示出种内差异(Back等人,1978 )。该药物的METD为0.167 mg/kg/天,这意味着它属于对人体具有中度毒性的物质。吲哚美辛是一种非甾体类抗炎药(NSAID),是一种前列腺素环加氧酶(COX)抑制剂。关于该物质的急性口服毒性剂量有几份报道,范围从2.42 mg/kg(ChemIDplus,2011)到12 mg/kg(HSDB,2011)不等,表明在动物试验中存在很大差异。吲哚美辛的METD为1.25 mg/kg,因此该物质属于低急性毒性的类别。此外,有48种METD低于0.01 mg/kg的物质被认为对人是高毒性物质。在此类别的物质中,大鼠与人之间剂量差异最大的物质是胆钙化固醇,泛库溴铵和可乐定,这表明大鼠没有足够的毒理学模型来预测其毒性。从这些结果可以明显看出,根据欧盟CLP分类,只有极少数药物会被视为1类,而48种药物的治疗剂量却很低,可能对人类造成危害。
通过统计大鼠和小鼠LD50和人类治疗剂量和毒性剂量,大鼠LD50与其剂量在人体中效果无充分相关性。基于对可能对人类产生急性影响的剂量的预测不足,当存在人体毒性数据时,不应基于急性毒性测试对人类药物进行分类,最起码也要基于METD。