中药毒理学2课件

第二讲、中药毒理学的基本概念及其特点毒理学的定义经典定义：

毒理学(toxicology)是研究外源化学物(xenobiotics)对生物体(1ivingorganisms)损害作用(adverseeffects)的学科。现代定义：

研究所有外源因素对生物系统(1ivingsystems)的损害作用、生物学机制(biologicmechanisms)、安全性评价(safetyevaluation)与危险性分析(riskanalysis)的科学。

第二讲、中药毒理学的基本概念及其特点毒理学的定义1曾有的定义：毒理学研究毒物的性质、效应和检测，治疗中毒。毒理学是一门毒物对生物机体和生态系统引起有害作用实际和可能的危险，研究这种有害作用与暴露的关系，作用机制，中毒的诊断、预防和治疗的学科。毒理学是从生物医学角度研究化学物质对生物机体的损害作用及其机制的学科。曾有的定义：2毒物效应动力学毒物代谢动力学作用、作用机制吸收、分布、代谢、排泄毒物效应动力学毒物代谢动力学作用、作用机制吸收、分布、代谢、3毒理学定义演变的主要内容：各种有害因素：化学因素：药物(中药)、农药、色素、食品添加剂等物理因素：如核素、微波等生物因素：河豚毒素、真菌毒素等生物体生物系统(人体)损害作用

安全性评价、危险性分析毒理学定义演变的主要内容：4外源化学物与内源化学物外源化学物：是外界环境中存在，可能与机体接触并进入机体，在体内呈现一定的作用的一些化学物质---中药及其成分内源化学物：是机体内原已存在和代谢过程中所形成的产物或中间产物。毒理学研究外源化学物和内源化学物对机体的有害作用外源化学物与内源化学物外源化学物：是外界环境中存在，可能与机5因此，中药毒理学的研究：包括中药及其成分、中药及其成分与体内在体内的代谢产物或代谢过程的中间产物。这些也是中药毒理学研究中探讨毒性成分或机制时需要考虑的。因此，中药毒理学的研究：包括中药及其成分、中药及其成分与体内6毒性(toxicity)与毒效(Harmfuleffects)毒性：中药或其成分引起有害作用的固有能力取决于中药或其成分的化学结构。

毒效：中药或其成分毒性在某些条件引起机体健康有害作用的表现，改变条件就可能影响效应。毒性(toxicity)与毒效(Harmfuleffect7毒物所有的物质都是毒物，不存在任何非毒物质，剂量决定了一种物质是毒物还是药物。

----Paracelsus(1493～1541)

较低的剂量进入机体后能引起疾病或危及生命的物质

毒物所有的物质都是毒物，不存在任何非毒物质，剂量决定了8所有的中药及其成分都可能是毒物!所有的中药及其成分都可能是毒物!9中药毒理学的范畴中药毒理学作为毒理学的分支与交叉学科，其涉及范畴与毒理学相似。中药毒理学的主要研究领域

描述毒理学(descriptivetoxicology)机制毒理学(mechanistictoxicology)管理毒理学(regulatorytoxicology)中药毒理学的范畴中药毒理学作为毒理学的分支与交叉学科，其涉及101、描述毒理学设计并进行动物毒性试验，为安全性评价和管理法规制定提供资料。为中药的毒性作用机制提供重要线索1、描述毒理学112、机制毒理学研究中药及其成分对机体产生损害作用的细胞、生化和分子。机制毒理学研究资料主要用途：①证实与人类直接相关的实验动物中所观察到的损害作用例如，根据对有机磷杀虫剂(OPI)作用机制和OPI在不同动物物种体内生物转化差异的了解，预测OPI对啮齿类动物和昆虫的相对毒性作用。

2、机制毒理学研究中药及其成分对机体产生损害作用的细胞、生化12②验证可能与人类无关的发生于实验动物中的有害效应

例如，人造甜味剂糖精大量饮食后，膀胱中也不可能达到致癌浓度。

膀胱癌②验证可能与人类无关的发生于实验动物中的有害效应大量饮食后，13③设计和生产较为安全的中药方剂以及合理治疗中毒和临床疾病例如：沙利度胺(thalidomide)致畸胎1962年被禁用抑制血管生成基因表达抗肿瘤等④进一步加深对基础生理学、药理学、细胞生物学和生物化学的了解例如：河豚毒素等生物毒素的研究促进了对神经轴突膜离子梯度调节的了解

③设计和生产较为安全的中药方剂以及合理治疗中毒和临床疾病14分子生物学和基因组学研究中新技术应用，有助于探索对有毒中药或中药成分人和实验动物的反应差异，用于早期识别对环境因素易感的个体。例如：少数人缺乏对6-巯嘌呤的解毒能力，患有白血病的青少年常伴有同型遗传性状，他们对该药标准治疗剂量可能会产生严重的中毒反应。---预先采用遗传毒理学试验来筛检易感个体---根据个体的遗传性状制定药物治疗方案分子生物学和基因组学研究中新技术应用，有助于探索对有毒中药或153、管理毒理学根据描述和机制毒理学的研究资料进行科学决策，协助政府部门制定相关法规条例和管理措施并付诸实施．以确保中药及其制剂等进入市场足够安全，达到保护人体健康的目的。

例如：决定一种药品或其他化学物是否许可按规定的使用目的生产上市，以及生产销售后是否存在一定的危险性

药品、食品和化妆品法，农药杀虫剂、杀真菌剂和灭鼠剂法，有害物质控制法和环境资源保护法等大气、职业环境和饮用水中化学物的卫生标准

3、管理毒理学根据描述和机制毒理学的研究资料进行科学决策，协16第三讲中药毒理学的研究内容

及方法一、中药毒理学研究内容1、对已知中药及其成分的毒理学评价和危险性分析目的：评价某种中药的毒性及其物质基础方法：借助于动物模型(模拟人体暴露的条件)评价：利用动物实验结果外推到人

第三讲中药毒理学的研究内容

及方法一、中药毒理学研究内容17表1-1实验毒理学的筛选性评价试验●急性毒性试验局部毒性试验●致突变试验●亚慢性毒性试验致畸试验和生殖毒性试验●慢性试验致癌试验●毒物动力学试验●经口●经皮●吸入●其它途径●体内●体外表1-1实验毒理学的筛选性评价试验●急性毒性试验●经口18实验动物能否显示毒效应，关键在于剂量。毒理学研究总是要以高剂量进行实验，以充分显示受试物的毒性，在此基础上才能进行安全性评价。

实验动物能否显示毒效应，关键在于剂量。毒理学研究总是要以高剂19毒性B>A；安全性A>B图1-2中药毒性检测和安全性评价人拟用剂量中药B中药A毒性作用100倍30倍毒性作用无毒性作用毒性B>A；安全性A>B人拟用剂量中药B中药A毒性作用100202、中药毒性外推到人的方法：平行程序法(parallelogram)-降低不确定性观察啮齿类动物体内外毒效应观察人细胞或组织体外对中药的反应比较啮齿类和人体外试验反应与机制啮齿类体内效应外推到人2、中药毒性外推到人的方法：平行程序法(parallelog213、临床中药致病的病因探索应用流行病学方法3、临床中药致病的病因探索22临床观察，发现病例描述流行病学(分析分布形成假设)分析流行病学(对比病例组与对照组、暴露无遗组与非暴露无遗组的差异，检验病因假设)毒理学研究(检验病因假设)实验流行病学(通过干预，对照组与非干预组的差异，验证病因假设)临床观察，发现病例描述流行病学(分析分布形成假设)分析流行病234、中药毒性的物质基础5、中药毒性作用机制6、传统中医药理论中关于毒性相关理论的阐述4、中药毒性的物质基础24二、中药毒理学的研究方法1、体内试验主要用于检测一般毒性(急、慢毒)可严格控制接触条件，测定多种类型毒性作用多采用哺乳类动物，结果原则上可外推到人影响因素多，难以进行代谢和机制研究2、体外试验游离器官、细胞、细胞器、生物模拟系统急性毒性作用初筛、机制和代谢深入研究缺乏整体毒物动力学过程，难以研究慢性毒性二、中药毒理学的研究方法1、体内试验253、人体观察通过中毒事故的处理治疗，获取资料不损害人体健康的受控试验(低、短、可逆)4、流行病学研究临床应用的中药所出现的异常接触条件真实，可获得制订和修订应用标准资料干扰因素多，测定毒效应不深，生物标志物缺乏毒性评价和危险性评定==体内+体外+人体+流行病学3、人体观察26三、中药毒理学研究中的术语概念三、中药毒理学研究中的术语概念27一、损害作用与非损害作用损害作用(adverseeffect)：是指影响机体行为的生物化学改变，功能紊乱或病理损害，或降低对外加应激的反应能力。(功能紊乱、损伤、疾病或死亡)非损害作用(non-adverseeffect)：机体发生的一切生物化学改变在机体适应代偿能力范围之内，当停止暴露后，机体对其它外界不利因素影响的易感性不增高。一、损害作用与非损害作用损害作用(adverseeffec28试验中观察到的效应，是否有害，依赖于该效应的性质。由专家判断。

有机磷农药抑制胆碱酯酶(效应)肝重量可逆性增加(适应反应)损害作用与非损害作用无绝对分界损害作用与非损害作用有相对性与发展性

(都是中药在机体引起的作用，量变可到质变，技术的进步可进一步帮助判断)试验中观察到的效应，是否有害，依赖于该效应的性质。由专家判断29二、毒效应谱机体接触中药后，取决于中药及其成分的性质和剂量，可引起多种变化，称为毒效应谱(spectrumoftoxiceffects)。1、机体对中药的负荷增加(量及分布量)2、意义不明的生理、生化改变3、亚临床改变4、临床中毒损害作用(毒效应)5、甚至死亡(三致)二、毒效应谱机体接触中药后，取决于中药及其成分的性质和剂量，30三、中药毒性作用分类1、速发或迟发性作用

immediatetoxiceffect：一次接触后短时间内所引起的即刻毒性作用。氰化钾--吸收、分布快，作用直接--吸收缓慢或在作用前需经代谢转化delayedtoxiceffect：一次或多次接触后，经一定时间间隔才出现的毒性作用。致癌性外源化学物，10~20年肿瘤三、中药毒性作用分类1、速发或迟发性作用312、局部或全身作用Localtoxiceffect：中药在机体暴露部位直接造成的损害。

腐蚀性酸碱致皮肤损伤刺激性气体致呼吸道损伤生半夏损伤粘膜systemictoxiceffect：中药被机体吸收并分布至靶器官或全身后所产生的损害。CO中毒、含马兜铃酸中药有些物质两者兼有：四乙基铅皮肤CNS或器官2、局部或全身作用323、可逆或不可逆作用Reversibleeffect：指停止接触后可逐渐消失的毒性作用。

--一般情况下浓度低、时间短Irreversibleeffect：指停止接触后其毒性作用继续存在，甚至对机体造成的损害作用可进一步发展。

--肝硬化、肿瘤是否可逆，很大程度上取决于受损组织的修复和再生能力。如肝脏与CNS3、可逆或不可逆作用334、超敏反应(hyoersensitivity)：机体对中药产生的一种病理性免疫反应。Ⅰ~Ⅳ型致敏原—绿原酸？5、特异质反应(idosyncaraticreaction)：机体的一种遗传性异常反应。如体内缺乏NADH高铁血红蛋白还原酶，对亚硝酸盐异常敏感。超敏反应和特异质反应取决于机体因素，群体中只有少数人有反应。4、超敏反应(hyoersensitivity)：机体对中药34一种中药的毒效应涉及几种类型强酸引起的皮肤总局作用，是立即的，早期可逆。氯乙烯：低剂量长期暴露致肝血管肉瘤一次高剂量致麻醉和肝毒性青霉素：间接作用全身毒性，可逆一种中药的毒效应涉及几种类型35四、选择性毒性、靶器官和高危人群1、选择性毒性：指物种之间毒效应的差异。

毒性作用的普遍特点物种、个体内(器官)、群体内反映生物的多样性和复杂性利：发现特异性药物或中药成分弊：毒理学试验结果外推困难2、靶器官(targetorgan)：毒物直接发挥毒性作用的器官。出现毒性效应的器官称为效应器官，可以是靶器官。如马钱子碱：神经系统和肌肉四、选择性毒性、靶器官和高危人群1、选择性毒性：指物种之间36成为靶器官的可能：在体内的解剖位置和功能，吸收和排泄器官；血液供应；有特殊的摄入系统；代谢毒性的能力和活化∕解毒系统平衡；存在特殊的酶或生化途径；毒性与特殊生物大分子结合；对损伤的修复能力；对特异性损伤的易感性。成为靶器官的可能：373、高危人群：易受中药损害的那部分易感人群。特点：比正常人：早、重生物学基础：年龄、性别、遗传、营养、疾病等(生理调节功能、平衡适应反应以及代偿能力等与正常人不同，均有所降低)3、高危人群：易受中药损害的那部分易感人群。38个体对潜在中药危害的“危险性谱”接触有毒中药发生接触特定的时间个体对该中药的易感性图2-4高危人群和一般人群对有毒中药的剂量-反应关系高危人群正常人群剂量反应率个体对潜在中药危害的“危险性谱”图2-4高危人群和一般人群39五、生物学标志(biomarker)目的：早期预防、早期诊断、早期治疗生物学标志：是指中药及其成分通过生物学屏障并进入组织或体液后，对该中药或其生物学后果的测定指标，可分为暴露标志、效应标志和易感性标志。暴露生物学标志(biomarkerofexposure)：是测定组织、体液或排泄物中吸收的中药成分、其代谢物或内源性物质的反应产物，作为吸收剂量或靶剂量的指标，提供关于接触中药的信息。包括内剂量和生物效应剂量五、生物学标志(biomarker)目的：早期预防、早期诊断40

暴露标志效应标志暴露吸收剂量靶剂量生物学效应健康效应易感性标志图2-5从暴露到健康效应的模式图和与生物学标志的关系如：中药化学成分原型、代谢物、血红蛋白加合物、DNA加合物等作用：反映机体生物材料中中药成分或其代谢产物或与某些靶细胞或靶分子相互作用产物的含量。暴露标志41应用：当暴露生物学标志与外剂量相关或与毒作用效应相关时，可评价暴露水平或建立生物阈限值。效应生物学标志(biomarkerofeffect)：机体中可测出的生化、生理、行为或其他改变的指标。包括：早期生物效应(earlybiologicaleffect)结构和∕或功能改变(alteredstructure∕function)疾病(disease)作用：提示与不同靶剂量的中药及其成分或其代谢物有关的对健康有害效应的信息。应用：当暴露生物学标志与外剂量相关或与毒作用效应相关时，可评42易感性标志(biomarkerofsusceptbility)：是关于个体对中药及其成分的生物易感性的指标，即反映机体先天具有或后天获得的对接触中药及其成分产生反应能力的指标。

如：中药化学成分在接触者体内代谢酶及靶分子的基因多态性，属遗传易感性标志物；

中药作为应激原时，机体神经、内分泌和免疫系统的反应及适应性；作用：筛检易感人群，保护高危人群。易感性标志(biomarkerofsusceptbili43生物学标志可能成为评价中药及其成分对人体健康状况影响的有力工具。暴露标志用于人群可定量确定个体的接触水平；效应标志可将人体暴露与中药毒性提供联系，可用于确定剂量—反应关系，有助于在高剂量接触下获得的动物实验资料外推人群低剂量接触的危险性；易感性标志可鉴定易感个体和易感人群，在危险性评价和危险性管理中予以充分的考虑。生物学标志可能成为评价中药及其成分对人体健康状况影响的有力工44第四讲中药毒性的剂量和剂量—反应关系一、剂量和接触特征1、剂量(dose)：接触剂量(exposuredose)：又称外剂量(externaldose)，是指中药与机体的接触剂量，可以是单次接触或某一浓度一定时间的接触。吸收剂量(absorbeddose)：又称内剂量internaldose)，是指中药成分穿过一种或多种生物屏障或交换边界，吸收进入体内的剂量第四讲中药毒性的剂量和剂量—反应关系一、剂量和接触特征45到达剂量(delivereddose)：又称靶剂量targetdose)或生物有效剂量biologicalyeffectivedose)，是指吸收后到达靶的可与特定器官或细胞交互作用的中药成分和∕或其代谢产物的剂量。中药及其成分对机体的损害作用的性质和强度，直接取决于其在靶器官中的剂量。常以接触剂量来衡量(单位体重接触中药的量(m)g∕kg)到达剂量(delivereddose)：又称靶剂量targ46接触特征是决定中药及其成分对机体损害的另一个重要因素包括：接触途径、接触期限和接触频率。接触途径：口、吸入、经皮、其它接触期限：急性、长期急性：24小时内一次或多次染毒长期：根据临床中药使用的时间，在动物实验中通常是临床给药周期的2-3倍。接触特征是决定中药及其成分对机体损害的另一个重要因素47接触频率：一次接触可以致严重毒作用，分次接触而总量相同可能不引起毒作用重复染毒引起毒作用的关健因素是接触频率，而不是暴露期限，取决于：

中药成分在体内的蓄积(吸收与消除)不可逆毒效应足够时间的组织修复接触频率：48二、剂量—反应关系和量反应、质反应1、dose-effectrelationship和dose-rsponserelationship：中药的剂量增加，对机体的毒效应的程度增加，或出现某种毒效应的个体在人群中所占比例增加。判断某种中药与机体出现的某种损害作用存在因果关系的依据；比较不同中药的毒性；安全性评价和危险性评定的重要内容二、剂量—反应关系和量反应、质反应1、dose-effect492、效应和反应根据有害作用的生物学和统计学特点，将终点效应分为效应和反应。效应(effect)是量反应(gradualresponse)，表示接触一定剂量的中药后所引起一个生物个体、器官或组织的生物学改变。变化的程度以计量单位表示，如mg、单位等如：苯白细胞减少四氯化碳GLP增高2、效应和反应50反应(response)是质反应(quantalresponse)，表示接触某一中药的群体中出现某种效应的个体在人群中所占的比率。一般以百分率或比值表示，其观察结果只能以“有”或“无”、“异常”或“正常”等表示。如：死亡率、肿瘤发生率等

反应(response)是质反应(quantalrespo51三、量反应和剂量-效应曲线1、在游离∕组织的量反应三、量反应和剂量-效应曲线522、在整体动物的量反应如果效应是完全可逆的，剂量-效应可在单个个体被确定，此类效应罕见。更可靠的结果是每个剂量利用一组个体，剂量-效应关系包括不同的剂量组效应的均值和标准差。从剂量-效应关系确定受试物的未观察到有害作用水平(NOAEL)，有害作用最低水平(LOAEL)。2、在整体动物的量反应53四、质反应和剂量—反应曲线在一群同等暴露的个体中以计算反应的个体数来测量效应的强度。四、质反应和剂量—反应曲线54中药毒理学2课件55剂量-反应曲线反映了人体或实验动物对中药毒性作用的易感性的分布。如相同，则为直线。S-曲线反映个体对中药毒作用易感性的不一致，少数个体特别易感或特别不易感，整个群体的易感性呈正态分布。半数有效剂量ED50、半数中毒剂量TD50、半数致死量LD50常见的为非对称S-曲线，反映易感性成偏态分布。剂量-反应曲线反映了人体或实验动物对中药毒性作用的易感性的分56五、时间因素时间涉及两方面：①发生效应前的时间：单次给予后，经分布在靶器官达到有效浓度的时间；长期暴露后，经蓄积在靶器官达到有效浓度的时间；导致最终病理损害发生的效应蓄积所需时间。包括致癌暴露到发生肿瘤的潜伏期：是指单次剂量或短期暴露致癌物质后至出现第一临床的症状∕体征所需的时间

如暴露石棉纤维后，约经5年，甚至经30~40年才发生间皮瘤五、时间因素时间涉及两方面：57②效应持续时间仅用于效应可消失，即可逆的效应。如巴比妥盐的麻醉③延迟效应剂量蓄积效应蓄积如灭鼠剂Endocid抑制凝血酶原合成饲料浓度3.2~400mg∕kg时，大鼠中位死亡时间5~7天饲料浓度1.6mg∕kg时，大鼠中位死亡时间30天

剂量-时间-效应(研究、模拟、外推)②效应持续时间58六毒性参数和安全限值一、毒性参数和安全限值目的：定量描述或比较中药及其成分的剂量-效应(反应)关系。毒性参数分类毒性上限参数：急毒中以死亡为终点的各项毒性参数；毒性下限参数：有害作用阈值及最大无害作用剂量，可从急性、长期毒性等试验中获得。六毒性参数和安全限值一、毒性参数和安全限值591、致死剂量或浓度：急性毒性试验中引起受试实验动物死亡的剂量或浓度。通常按引起动物不同死亡率所需的剂量表示。①绝对致死剂量或浓度(LD100或LC100)一组受试动物全部死亡的最低剂量或浓度。因耐受性差异，个体影响剂量，进行不同中药或成分毒性比较时不用。②半数致死剂量或浓度(LD50或LC50)(半数耐受剂量TLm)是一个经统计处理计算得到的数值，常表示急性毒性大小。1、致死剂量或浓度：急性毒性试验中引起受试实验动物死亡的剂量60③最小致死剂量或浓度(MLD，LD01或MLC，LC01)：一组受试动物中，引起个别动物死亡的最小剂量或浓度。④最大非致死剂量或浓度(LD0或LC0)：不引起动物死亡的最大剂量或浓度。曾用MTD(最大耐受量)2、观察到有害作用的最低水平(lowobservedadverseeffectlevel，LOAEL)：在规定的接触条件下，通过实验和观察，一种中药或其成分引起机体(人或动物)形态、功能、生长、发育或寿命某种有害改变的最低剂量或浓度。

应具有统计学和生物学意义。③最小致死剂量或浓度(MLD，LD01或MLC，LC01)：61中药毒理学2课件623、未观察到有害作用的最高水平(noobservedadverseeffectlevel，NOAEL)：在规定的接触条件下，通过实验和观察，一种中药或其成分不引起机体(人或动物)形态、功能、生长、发育或寿命某种有害改变的最高剂量或浓度。

改变可能检测到，但为非损害作用!

NOTICE：不同物种品系的动物、暴露时间、染毒方法和效应指标，可得出不同的LOAEL和NOAEL!急性、长期毒性试验都可分别得到各自的LOAEL和NOAEL!3、未观察到有害作用的最高水平(noobservedad63利用和讨论LOAEL和NOAEL时应：

说明具体测定的条件，如效应、群体、染毒途径、研究期限、LOAEL的有害程度!LOAEL和NOAEL是评价中药或其成分毒作用与制定安全限值的重要依据。4、观察到作用的最低水平(lowestobservedeffectlevel，LOEL)：在规定的暴露条件下，通过实验和观察，与适当的对照机体比较，一种中药或其成分引起机体某种作用非有害作用的最低剂量或浓度。(如治疗作用)利用和讨论LOAEL和NOAEL时应：645、未观察到作用水平(noobservedeffectlevel，NOEL)：在规定的暴露条件下，通过实验和观察，与适当的对照机体比较，一种中药或其成分不引起机体任何作用(有害或非有害作用)最高剂量或浓度。6、阈值(Threshold)：一种中药或其成分使机体开始发生效应的剂量或浓度。

一种中药或其成分对每一种效应都分别有一个阈值。个体易感性不同可有不同的阈值，同一个体对某种效应的阈值或随时间而改变。阈值在LOEL和NOEL之间，当所关心的效应为有害效应时，就为LOAEL和NOAEL。5、未观察到作用水平(noobservedeffect65实验并不能确定有害效应阈值，在危险性评定时以NOAEL和NOEL作为阈值的近似值。一般认为一般毒性(器官毒性)和致畸作用的剂量-反应关系有阈值(非零阈值)；遗传毒性致癌物和性细胞致突变物的剂量-反应关系无阈值(零阈值)(无定论)实验并不能确定有害效应阈值，在危险性评定时以NOAEL和NO667、安全限值

对医疗实践中与人群健康有关的各种因素所规定的使用剂量、问题、方法、时间等的限制性量值。每日容许摄入量(ADI)可耐受摄入量(TI)参考剂量(RfD)参考浓度(RfC)最高容许浓度(MAC)来源：人或动物LOAEL和NOAEL7、安全限值67动物试验外推到人的三种基本方法：利用不确定系数(安全系数)利用药动学外推(药品安评并考虑受体易感性的差别)利用数学模型。实际安全剂量(virtualsafetydose，VSD)对有阈值的中药在剂量低于确定阈值时，没有危险性；对无阈值的中药在零以上的任何剂量，都存在某种危险性。对致癌物和致突变物的安全限值。如化学致癌物的VSD：低于此剂量能以99%可信限的水平使癌症发生率低于10-6(<1∕100万)动物试验外推到人的三种基本方法：68图各种毒性参数和安全限值的剂量轴低高安全限值或VSDNOEL阈LOEL慢性NOAEL阈LOAELMLD亚急性亚慢性NOAEL阈LOAELLD0LD100LD50急性图各种毒性参数和安全限值的剂量轴低高安N阈L慢性N69二、剂量-反应比较1、药物的治疗指数和安全范围TherapeuticindexTI(药>5，上临床)marginofsafetyMOS(主要用于单次给药)2、安全范围和暴露范围

用于药品之外的化学品的危险性评定，定量地反映人群暴露的危险性。二、剂量-反应比较70第二讲、中药毒理学的基本概念及其特点毒理学的定义经典定义：

毒理学(toxicology)是研究外源化学物(xenobiotics)对生物体(1ivingorganisms)损害作用(adverseeffects)的学科。现代定义：

研究所有外源因素对生物系统(1ivingsystems)的损害作用、生物学机制(biologicmechanisms)、安全性评价(safetyevaluation)与危险性分析(riskanalysis)的科学。

第二讲、中药毒理学的基本概念及其特点毒理学的定义71曾有的定义：毒理学研究毒物的性质、效应和检测，治疗中毒。毒理学是一门毒物对生物机体和生态系统引起有害作用实际和可能的危险，研究这种有害作用与暴露的关系，作用机制，中毒的诊断、预防和治疗的学科。毒理学是从生物医学角度研究化学物质对生物机体的损害作用及其机制的学科。曾有的定义：72毒物效应动力学毒物代谢动力学作用、作用机制吸收、分布、代谢、排泄毒物效应动力学毒物代谢动力学作用、作用机制吸收、分布、代谢、73毒理学定义演变的主要内容：各种有害因素：化学因素：药物(中药)、农药、色素、食品添加剂等物理因素：如核素、微波等生物因素：河豚毒素、真菌毒素等生物体生物系统(人体)损害作用

安全性评价、危险性分析毒理学定义演变的主要内容：74外源化学物与内源化学物外源化学物：是外界环境中存在，可能与机体接触并进入机体，在体内呈现一定的作用的一些化学物质---中药及其成分内源化学物：是机体内原已存在和代谢过程中所形成的产物或中间产物。毒理学研究外源化学物和内源化学物对机体的有害作用外源化学物与内源化学物外源化学物：是外界环境中存在，可能与机75因此，中药毒理学的研究：包括中药及其成分、中药及其成分与体内在体内的代谢产物或代谢过程的中间产物。这些也是中药毒理学研究中探讨毒性成分或机制时需要考虑的。因此，中药毒理学的研究：包括中药及其成分、中药及其成分与体内76毒性(toxicity)与毒效(Harmfuleffects)毒性：中药或其成分引起有害作用的固有能力取决于中药或其成分的化学结构。

毒效：中药或其成分毒性在某些条件引起机体健康有害作用的表现，改变条件就可能影响效应。毒性(toxicity)与毒效(Harmfuleffect77毒物所有的物质都是毒物，不存在任何非毒物质，剂量决定了一种物质是毒物还是药物。

----Paracelsus(1493～1541)

较低的剂量进入机体后能引起疾病或危及生命的物质

毒物所有的物质都是毒物，不存在任何非毒物质，剂量决定了78所有的中药及其成分都可能是毒物!所有的中药及其成分都可能是毒物!79中药毒理学的范畴中药毒理学作为毒理学的分支与交叉学科，其涉及范畴与毒理学相似。中药毒理学的主要研究领域

描述毒理学(descriptivetoxicology)机制毒理学(mechanistictoxicology)管理毒理学(regulatorytoxicology)中药毒理学的范畴中药毒理学作为毒理学的分支与交叉学科，其涉及801、描述毒理学设计并进行动物毒性试验，为安全性评价和管理法规制定提供资料。为中药的毒性作用机制提供重要线索1、描述毒理学812、机制毒理学研究中药及其成分对机体产生损害作用的细胞、生化和分子。机制毒理学研究资料主要用途：①证实与人类直接相关的实验动物中所观察到的损害作用例如，根据对有机磷杀虫剂(OPI)作用机制和OPI在不同动物物种体内生物转化差异的了解，预测OPI对啮齿类动物和昆虫的相对毒性作用。

2、机制毒理学研究中药及其成分对机体产生损害作用的细胞、生化82②验证可能与人类无关的发生于实验动物中的有害效应

例如，人造甜味剂糖精大量饮食后，膀胱中也不可能达到致癌浓度。

膀胱癌②验证可能与人类无关的发生于实验动物中的有害效应大量饮食后，83③设计和生产较为安全的中药方剂以及合理治疗中毒和临床疾病例如：沙利度胺(thalidomide)致畸胎1962年被禁用抑制血管生成基因表达抗肿瘤等④进一步加深对基础生理学、药理学、细胞生物学和生物化学的了解例如：河豚毒素等生物毒素的研究促进了对神经轴突膜离子梯度调节的了解

③设计和生产较为安全的中药方剂以及合理治疗中毒和临床疾病84分子生物学和基因组学研究中新技术应用，有助于探索对有毒中药或中药成分人和实验动物的反应差异，用于早期识别对环境因素易感的个体。例如：少数人缺乏对6-巯嘌呤的解毒能力，患有白血病的青少年常伴有同型遗传性状，他们对该药标准治疗剂量可能会产生严重的中毒反应。---预先采用遗传毒理学试验来筛检易感个体---根据个体的遗传性状制定药物治疗方案分子生物学和基因组学研究中新技术应用，有助于探索对有毒中药或853、管理毒理学根据描述和机制毒理学的研究资料进行科学决策，协助政府部门制定相关法规条例和管理措施并付诸实施．以确保中药及其制剂等进入市场足够安全，达到保护人体健康的目的。

例如：决定一种药品或其他化学物是否许可按规定的使用目的生产上市，以及生产销售后是否存在一定的危险性

药品、食品和化妆品法，农药杀虫剂、杀真菌剂和灭鼠剂法，有害物质控制法和环境资源保护法等大气、职业环境和饮用水中化学物的卫生标准

3、管理毒理学根据描述和机制毒理学的研究资料进行科学决策，协86第三讲中药毒理学的研究内容

及方法一、中药毒理学研究内容1、对已知中药及其成分的毒理学评价和危险性分析目的：评价某种中药的毒性及其物质基础方法：借助于动物模型(模拟人体暴露的条件)评价：利用动物实验结果外推到人

第三讲中药毒理学的研究内容

及方法一、中药毒理学研究内容87表1-1实验毒理学的筛选性评价试验●急性毒性试验局部毒性试验●致突变试验●亚慢性毒性试验致畸试验和生殖毒性试验●慢性试验致癌试验●毒物动力学试验●经口●经皮●吸入●其它途径●体内●体外表1-1实验毒理学的筛选性评价试验●急性毒性试验●经口88实验动物能否显示毒效应，关键在于剂量。毒理学研究总是要以高剂量进行实验，以充分显示受试物的毒性，在此基础上才能进行安全性评价。

实验动物能否显示毒效应，关键在于剂量。毒理学研究总是要以高剂89毒性B>A；安全性A>B图1-2中药毒性检测和安全性评价人拟用剂量中药B中药A毒性作用100倍30倍毒性作用无毒性作用毒性B>A；安全性A>B人拟用剂量中药B中药A毒性作用100902、中药毒性外推到人的方法：平行程序法(parallelogram)-降低不确定性观察啮齿类动物体内外毒效应观察人细胞或组织体外对中药的反应比较啮齿类和人体外试验反应与机制啮齿类体内效应外推到人2、中药毒性外推到人的方法：平行程序法(parallelog913、临床中药致病的病因探索应用流行病学方法3、临床中药致病的病因探索92临床观察，发现病例描述流行病学(分析分布形成假设)分析流行病学(对比病例组与对照组、暴露无遗组与非暴露无遗组的差异，检验病因假设)毒理学研究(检验病因假设)实验流行病学(通过干预，对照组与非干预组的差异，验证病因假设)临床观察，发现病例描述流行病学(分析分布形成假设)分析流行病934、中药毒性的物质基础5、中药毒性作用机制6、传统中医药理论中关于毒性相关理论的阐述4、中药毒性的物质基础94二、中药毒理学的研究方法1、体内试验主要用于检测一般毒性(急、慢毒)可严格控制接触条件，测定多种类型毒性作用多采用哺乳类动物，结果原则上可外推到人影响因素多，难以进行代谢和机制研究2、体外试验游离器官、细胞、细胞器、生物模拟系统急性毒性作用初筛、机制和代谢深入研究缺乏整体毒物动力学过程，难以研究慢性毒性二、中药毒理学的研究方法1、体内试验953、人体观察通过中毒事故的处理治疗，获取资料不损害人体健康的受控试验(低、短、可逆)4、流行病学研究临床应用的中药所出现的异常接触条件真实，可获得制订和修订应用标准资料干扰因素多，测定毒效应不深，生物标志物缺乏毒性评价和危险性评定==体内+体外+人体+流行病学3、人体观察96三、中药毒理学研究中的术语概念三、中药毒理学研究中的术语概念97一、损害作用与非损害作用损害作用(adverseeffect)：是指影响机体行为的生物化学改变，功能紊乱或病理损害，或降低对外加应激的反应能力。(功能紊乱、损伤、疾病或死亡)非损害作用(non-adverseeffect)：机体发生的一切生物化学改变在机体适应代偿能力范围之内，当停止暴露后，机体对其它外界不利因素影响的易感性不增高。一、损害作用与非损害作用损害作用(adverseeffec98试验中观察到的效应，是否有害，依赖于该效应的性质。由专家判断。

有机磷农药抑制胆碱酯酶(效应)肝重量可逆性增加(适应反应)损害作用与非损害作用无绝对分界损害作用与非损害作用有相对性与发展性

(都是中药在机体引起的作用，量变可到质变，技术的进步可进一步帮助判断)试验中观察到的效应，是否有害，依赖于该效应的性质。由专家判断99二、毒效应谱机体接触中药后，取决于中药及其成分的性质和剂量，可引起多种变化，称为毒效应谱(spectrumoftoxiceffects)。1、机体对中药的负荷增加(量及分布量)2、意义不明的生理、生化改变3、亚临床改变4、临床中毒损害作用(毒效应)5、甚至死亡(三致)二、毒效应谱机体接触中药后，取决于中药及其成分的性质和剂量，100三、中药毒性作用分类1、速发或迟发性作用

immediatetoxiceffect：一次接触后短时间内所引起的即刻毒性作用。氰化钾--吸收、分布快，作用直接--吸收缓慢或在作用前需经代谢转化delayedtoxiceffect：一次或多次接触后，经一定时间间隔才出现的毒性作用。致癌性外源化学物，10~20年肿瘤三、中药毒性作用分类1、速发或迟发性作用1012、局部或全身作用Localtoxiceffect：中药在机体暴露部位直接造成的损害。

腐蚀性酸碱致皮肤损伤刺激性气体致呼吸道损伤生半夏损伤粘膜systemictoxiceffect：中药被机体吸收并分布至靶器官或全身后所产生的损害。CO中毒、含马兜铃酸中药有些物质两者兼有：四乙基铅皮肤CNS或器官2、局部或全身作用1023、可逆或不可逆作用Reversibleeffect：指停止接触后可逐渐消失的毒性作用。

--一般情况下浓度低、时间短Irreversibleeffect：指停止接触后其毒性作用继续存在，甚至对机体造成的损害作用可进一步发展。

--肝硬化、肿瘤是否可逆，很大程度上取决于受损组织的修复和再生能力。如肝脏与CNS3、可逆或不可逆作用1034、超敏反应(hyoersensitivity)：机体对中药产生的一种病理性免疫反应。Ⅰ~Ⅳ型致敏原—绿原酸？5、特异质反应(idosyncaraticreaction)：机体的一种遗传性异常反应。如体内缺乏NADH高铁血红蛋白还原酶，对亚硝酸盐异常敏感。超敏反应和特异质反应取决于机体因素，群体中只有少数人有反应。4、超敏反应(hyoersensitivity)：机体对中药104一种中药的毒效应涉及几种类型强酸引起的皮肤总局作用，是立即的，早期可逆。氯乙烯：低剂量长期暴露致肝血管肉瘤一次高剂量致麻醉和肝毒性青霉素：间接作用全身毒性，可逆一种中药的毒效应涉及几种类型105四、选择性毒性、靶器官和高危人群1、选择性毒性：指物种之间毒效应的差异。

毒性作用的普遍特点物种、个体内(器官)、群体内反映生物的多样性和复杂性利：发现特异性药物或中药成分弊：毒理学试验结果外推困难2、靶器官(targetorgan)：毒物直接发挥毒性作用的器官。出现毒性效应的器官称为效应器官，可以是靶器官。如马钱子碱：神经系统和肌肉四、选择性毒性、靶器官和高危人群1、选择性毒性：指物种之间106成为靶器官的可能：在体内的解剖位置和功能，吸收和排泄器官；血液供应；有特殊的摄入系统；代谢毒性的能力和活化∕解毒系统平衡；存在特殊的酶或生化途径；毒性与特殊生物大分子结合；对损伤的修复能力；对特异性损伤的易感性。成为靶器官的可能：1073、高危人群：易受中药损害的那部分易感人群。特点：比正常人：早、重生物学基础：年龄、性别、遗传、营养、疾病等(生理调节功能、平衡适应反应以及代偿能力等与正常人不同，均有所降低)3、高危人群：易受中药损害的那部分易感人群。108个体对潜在中药危害的“危险性谱”接触有毒中药发生接触特定的时间个体对该中药的易感性图2-4高危人群和一般人群对有毒中药的剂量-反应关系高危人群正常人群剂量反应率个体对潜在中药危害的“危险性谱”图2-4高危人群和一般人群109五、生物学标志(biomarker)目的：早期预防、早期诊断、早期治疗生物学标志：是指中药及其成分通过生物学屏障并进入组织或体液后，对该中药或其生物学后果的测定指标，可分为暴露标志、效应标志和易感性标志。暴露生物学标志(biomarkerofexposure)：是测定组织、体液或排泄物中吸收的中药成分、其代谢物或内源性物质的反应产物，作为吸收剂量或靶剂量的指标，提供关于接触中药的信息。包括内剂量和生物效应剂量五、生物学标志(biomarker)目的：早期预防、早期诊断110

暴露标志效应标志暴露吸收剂量靶剂量生物学效应健康效应易感性标志图2-5从暴露到健康效应的模式图和与生物学标志的关系如：中药化学成分原型、代谢物、血红蛋白加合物、DNA加合物等作用：反映机体生物材料中中药成分或其代谢产物或与某些靶细胞或靶分子相互作用产物的含量。暴露标志111应用：当暴露生物学标志与外剂量相关或与毒作用效应相关时，可评价暴露水平或建立生物阈限值。效应生物学标志(biomarkerofeffect)：机体中可测出的生化、生理、行为或其他改变的指标。包括：早期生物效应(earlybiologicaleffect)结构和∕或功能改变(alteredstructure∕function)疾病(disease)作用：提示与不同靶剂量的中药及其成分或其代谢物有关的对健康有害效应的信息。应用：当暴露生物学标志与外剂量相关或与毒作用效应相关时，可评112易感性标志(biomarkerofsusceptbility)：是关于个体对中药及其成分的生物易感性的指标，即反映机体先天具有或后天获得的对接触中药及其成分产生反应能力的指标。

如：中药化学成分在接触者体内代谢酶及靶分子的基因多态性，属遗传易感性标志物；

中药作为应激原时，机体神经、内分泌和免疫系统的反应及适应性；作用：筛检易感人群，保护高危人群。易感性标志(biomarkerofsusceptbili113生物学标志可能成为评价中药及其成分对人体健康状况影响的有力工具。暴露标志用于人群可定量确定个体的接触水平；效应标志可将人体暴露与中药毒性提供联系，可用于确定剂量—反应关系，有助于在高剂量接触下获得的动物实验资料外推人群低剂量接触的危险性；易感性标志可鉴定易感个体和易感人群，在危险性评价和危险性管理中予以充分的考虑。生物学标志可能成为评价中药及其成分对人体健康状况影响的有力工114第四讲中药毒性的剂量和剂量—反应关系一、剂量和接触特征1、剂量(dose)：接触剂量(exposuredose)：又称外剂量(externaldose)，是指中药与机体的接触剂量，可以是单次接触或某一浓度一定时间的接触。吸收剂量(absorbeddose)：又称内剂量internaldose)，是指中药成分穿过一种或多种生物屏障或交换边界，吸收进入体内的剂量第四讲中药毒性的剂量和剂量—反应关系一、剂量和接触特征115到达剂量(delivereddose)：又称靶剂量targetdose)或生物有效剂量biologicalyeffectivedose)，是指吸收后到达靶的可与特定器官或细胞交互作用的中药成分和∕或其代谢产物的剂量。中药及其成分对机体的损害作用的性质和强度，直接取决于其在靶器官中的剂量。常以接触剂量来衡量(单位体重接触中药的量(m)g∕kg)到达剂量(delivereddose)：又称靶剂量targ116接触特征是决定中药及其成分对机体损害的另一个重要因素包括：接触途径、接触期限和接触频率。接触途径：口、吸入、经皮、其它接触期限：急性、长期急性：24小时内一次或多次染毒长期：根据临床中药使用的时间，在动物实验中通常是临床给药周期的2-3倍。接触特征是决定中药及其成分对机体损害的另一个重要因素117接触频率：一次接触可以致严重毒作用，分次接触而总量相同可能不引起毒作用重复染毒引起毒作用的关健因素是接触频率，而不是暴露期限，取决于：

中药成分在体内的蓄积(吸收与消除)不可逆毒效应足够时间的组织修复接触频率：118二、剂量—反应关系和量反应、质反应1、dose-effectrelationship和dose-rsponserelationship：中药的剂量增加，对机体的毒效应的程度增加，或出现某种毒效应的个体在人群中所占比例增加。判断某种中药与机体出现的某种损害作用存在因果关系的依据；比较不同中药的毒性；安全性评价和危险性评定的重要内容二、剂量—反应关系和量反应、质反应1、dose-effect1192、效应和反应根据有害作用的生物学和统计学特点，将终点效应分为效应和反应。效应(effect)是量反应(gradualresponse)，表示接触一定剂量的中药后所引起一个生物个体、器官或组织的生物学改变。变化的程度以计量单位表示，如mg、单位等如：苯白细胞减少四氯化碳GLP增高2、效应和反应120反应(response)是质反应(quantalresponse)，表示接触某一中药的群体中出现某种效应的个体在人群中所占的比率。一般以百分率或比值表示，其观察结果只能以“有”或“无”、“异常”或“正常”等表示。如：死亡率、肿瘤发生率等

反应(response)是质反应(quantalrespo121三、量反应和剂量-效应曲线1、在游离∕组织的量反应三、量反应和剂量-效应曲线1222、在整体动物的量反应如果效应是完全可逆的，剂量-效应可在单个个体被确定，此类效应罕见。更可靠的结果是每个剂量利用一组个体，剂量-效应关系包括不同的剂量组效应的均值和标准差。从剂量-效应关系确定受试物的未观察到有害作用水平(NOAEL)，有害作用最低水平(LOAEL)。2、在整体动物的量反应123四、质反应和剂量—反应曲线在一群同等暴露的个体中以计算反应的个体数来测量效应的强度。四、质反应和剂量—反应曲线124中药毒理学2课件125剂量-反应曲线反映了人体或实验动物对中药毒性作用的易感性的分布。如相同，则为直线。S-曲线反映个体对中药毒作用易感性的不一致，少数个体特别易感或特别不易感，整个群体的易感性呈正态分布。半数有效剂量ED50、半数中毒剂量TD50、半数致死量LD50常见的为非对称S-曲线，反映易感性成偏态分布。剂量-反应曲线反映了人体或实验动物对中药毒性作用的易感性的分126五、时间因素时间涉及两方面：①发生效应前的时间：单次给予后，经分布在靶器官达到有效浓度的时间；长期暴露后，经蓄积在靶器官达到有效浓度的时间；导致最终病理损害发生的效应蓄积所需时间。包括致癌暴露到发生肿瘤的潜伏期：是指单次剂量或短期暴露致癌物质后至出现第一临床的症状∕体征所需的时间

如暴露石棉纤维后，约经5年，甚至经30~40年才发生间皮瘤五、时间因素时间涉及两方面：127②效应持续时间仅用于效应可消失，即可逆的效应。如巴比妥盐的麻醉③延迟效应剂量蓄积效应蓄积如灭鼠剂Endocid抑制凝血酶原合成饲料浓度3.2~400mg∕kg时，大鼠中位死亡时间5~7天饲料浓度1.6mg∕kg时，大鼠中位死亡时间30天

剂量-时间-效应(研究、模拟、外推)②效应持续时间128六毒性参数和安全限值一、毒性参数和安全限值目的：定量描述或比较中药及其成分的剂量-效应(反应)关系。毒性参数分类毒性上限参数：急毒中以死亡为终点的各项毒性参数；毒性下限参