食品安全性毒理学评价.docx

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食品安全性毒理学评价

食品安全性毒理学评价

确保食品安全和人体健康，需要对食品进行安全性评价。

食品安全性评价主要是阐明某种食品是否可以安全食用，食品中有关危害成分或物质的毒性及其风险大小，利用足够的毒理学资料确认物质的安全剂量，通过风险评估进行风险控制。

食品安全性评价在食品安全性研究、监控和管理上具有重要的意义。

第一节毒理学安全性评价的概念和发展进程

一、基本概念

1.安全与安全性在毒理学学科，安全（safe）是指一种化学物质在规定的使用方式和用量条件下，对人体健康不产生任何损害，即不引起急性、慢性中毒，亦不至于对接触者（包括老、弱、病、幼和孕妇）及后代产生潜在的危害。

安全性（safety）则是一种相对的、实用意义上的安全概念，是指在一定接触水平下，伴随的危险度很低，或其危险度水平在社会所能接受的范围之内的相对安全概念。

安全性和危险度实际上是从不同的角度反映同一个问题。

2.可接受危险度水平在实际生活和工作中，任何活动都伴随一定程度的危险性，绝对的安全即零危险度是不存在的。

当接触某种化学毒物人群发生某种损害的频率接近或略高于非接触人群，那么这一频率可作为该化学毒物对人体健康产生危害的可接受危险度水平（acceptablerisklevel）。

3.实际安全剂量与可接受危险度相对应的接触剂量是实际安全剂量（virtualsafedose，VSD）。

例如在终生致癌试验中，引起肿瘤发生率接近或相当于可接受危险度水平的化学毒物剂量即可作为这种化学毒物致癌作用的实际安全剂量。

4.毒理学安全性评价通过动物实验和对人群的观察，阐明某种物质的毒性及潜在的危害，对该物质能否投放市场作出取舍的决定，或提出人类安全的接触条件，即对人类使用这种物质的安全性作出评价的研究过程称为毒理学安全性评价（toxicologicalsafetyevaluation）。

它实际上是在了解某种物质的毒性及危害性的基础上，全面权衡其利弊和实际应用的可能性，从确保该物质的最大效益、对生态环境和人类健康最小危害性的角度，对该物质能否生产和使用作出判断或寻求人类的安全接触条件的过程。

二、安全性评价程序的发展进程及意义

为了保证人类的健康、生态系统的平衡和良好的环境质量，人类早在几千年前就懂得运用法律手段来维护公共卫生以及人类的健康和安全，如公元前18世纪，古巴比伦王国第六代国王汉漠拉比颁布了著名的《汉谟拉比法典》，其中有涉及关于水源、空气污染、食品清洁等方面的条文。

自20世纪初叶以来，美国、法国、德国等一些国家开始了医疗卫生方面专门的立法，陆续制订和颁布了关于有毒化学品的管理法规。

第二次世界大战后，随着社会经济的发展和科学技术的进步，卫生立法得到了世界各国的重视，许多国家和组织先后制订了有毒化学品的管理法，管理毒理学（regulatorytoxicology）进入了实质发展的阶段。

管理毒理学将毒理学的知识技术，潜在化学毒物的测试及研究结果应用于毒物管理，以防治人类的中毒性健康危害及保护环境。

它涉及毒理学科及管理部门制订立法、执法两个方面的内容。

例如，美国食品与药物管理局（FoodandDrugAdministration，FDA）1979年颁布联邦食品、药物和化妆品法案（theFederalFood，DrugandCosmeticAct，FD&CAct），对各种化学物质安全性进行管理；国际经济与发展合作组织（OrganizationOfEconomicCooperationandDevelopment，OECD）于1982年颁布了化学物品管理法，提出了一整套毒理实验指南、良好实验室规范（goodlaboratorypractice，GLP）和化学物投放市场前申报毒性资料的最低限度，对新化学物实行统一的管理办法。

卫生行政执法和处罚以法律法规为准绳，而毒理学安全性评价则是裁决的基础。

1999年欧洲四国发生了二口恶英（dioxin）食物污染事件，包括我国在内的许多国家作出拒绝进口可疑污染食品的决定，即是以毒理学安全性评价资料为依据作出的裁决。

尽管世界各国由于政治、经济、历史、文化传统的差异，所寻求的安全性和对毒理学安全性评价的要求会有所不同，各国根据各自不同时期的任务和存在的问题来制订相应的卫生法律法规进行管理，但对化学毒物进行安全性评价却是各国相应的卫生法律法规中的基本要求。

世界各国对化学物质进行毒理学安全性评价均以人类使用相对安全为前提。

要知道，绝对的安全是不可能存在的，评价的依据是人类或社会能够接受的安全性。

我国对不同物质进行毒理学安全性评价中，对安全性的要求是指中华人民共和国法律法规允许下的安全，指我国社会发展到现今阶段所能接受的危险度水平。

我国对化学物质的毒性鉴定及毒理学实验开始于50年代，在五六十年代对食品、药品等曾作过初步的法律规定，但此后一段时间进展缓慢甚至停滞不前，直到80年代以后才有了迅速的发展。

虽然我国卫生立法起步较晚，但随着改革开放、国民经济和社会的发展，制订化学物质安全性评价体系和立法管理取得了突破性的进展。

80年代以来，我国有关部门陆续发布了一些化学物质的毒性鉴定程序和方法，这些文件具有法规性质和效力。

国家也陆续颁布了有关的法律，以加强对外来化学物的管理。

目前我国这方面的法律法规体系已逐步形成并不断完善，各级卫生行政部门依法执法，管理具有强制性和实效性，成效显著，对保护环境和保障人民身体健康发挥着重要的作用。

目前我国实施的主要有关法律法规有：

（1）卫生部在1983年公布《食品安全性毒理学评价程序（试行）》，1985年经过修订，正式公布为[（85）卫防字第78号文件]在全国范围内实施。

1995年10月30日公布了《中华人民共和国食品卫生法》，此法第五章为“食品卫生标准和管理办法的制订”。

与此法配套，卫生部于1994年8月10日批准通过中华人民共和国国家标准《食品安全性毒理学评价程序》（proceduresfortoxicologicalassessmentonfoodsafety）GBl5193.1-94并予以实施。

（2）卫生部和农业部于1991年12月颁发了《农药安全性毒理学评价程序》（toxicologicalproceduresOfsafetyevaluationforpesticides）。

此评价程序规定了农药安全性毒理学评价的原则、项目及要求，适合于在我国申请登记及需要进行安全性评价的各类农药。

为配合做好农药登记，国家技术监督局于1995年8月17日发布了中华人民共和国国家标准《农药登记毒理学试验方法》（toxicologicaltestmethodsofresticidesforregistration）GB15670-1995，该标准规定了农药登记毒理学的方法、条件的基本要求，并从1996年1月1日起实施。

（3）1984年9月20日在第六届全国人民代表大会常务委员会第七次会议上通过了《中华人民共和国药品管理法》，于1985年7月1日起施行。

与此相对应的是，卫生部于1985年7月1日颁布并实施的《新药审批办法》中，对药物的毒理学评价作出了具体规定。

随后在1988年卫生部颁布《新药（西药）毒理学研究指导原则》，对毒理研究的技术提出了明确的要求。

（4）1987年5月28日卫生部发布了国家标准《化妆品安全性评价程序和方法》（proceduresandmethodsofsafetyevaluationforcosmetics）GB7919-87，于1987年10月1日起实施。

该标准适用于在我国生产和销售的一切化妆品原料和化妆品产品，具体规定了对化妆品原料和产品的安全性评价程序和有关毒性实验方法。

（5）1993年5月卫生部食品卫生监督检验所发布了《食品功能毒理学评价程序和检验方法（试行）》，该标准规定了评价食品保健作用的统一程序和检验方法，为保健食品的管理提供科学依据。

（6）1987年国务院发布《化学危险品安全管理条例》，对各种易爆、易燃物质，有毒、有腐蚀的化学品加强管理，其中有规定化学危险物品生产企业应向审批部门提交包括化学物的毒性资料在内的一批文件。

为了进一步加强对各类化学晶的管理，卫生部于1999年3月制定了关于健康相关产品的审批工作程序，把《中华人民共和国食品卫生法》、《化妆品卫生监督条例》、《保健食品管理办法》、《生活饮用水卫生监督管理办法》、《消毒管理办法》及其它法律、法规、规章规定由卫生部审批的食品、化妆品、涉及饮用水卫生安全产品、消毒药剂和消毒器械等各类与人体健康相关的产品列为健康相关产品。

如何进行毒理学测试和研究，必须有严格规范的规定与评价准绳。

关于毒理学试验中使用的动物，国家颁布了规范化管理的标准，规定必须使用经权威部门认证合格的实验动物。

同时，为了保证毒性鉴定的质量符合科学实验的要求，试验结果在国内和国际上具有可比性，世界上一些组织和国家发展制定了良好实验室规范（GLP）准则，如美国、英国、日本、OECD对药品安全性试验的质量均以GLP进行监督。

当今世界各国的实验室主要参照美国食品和药品管理局（FDA）或环境保护局（EPA）的GLP准则。

我国已规定对新开发的药物、食品的生产实施GMP（Goodmanufacturingpractice）管理，对安全性试验也开始逐步要求对试验操作及资料记录实施GLP准则。

从各类国家标准、规定或管理法中可见，我国和世界各国一样，对药品、食品（食品添加剂、食品污染物等）、农药、工业化学品、化妆品等人们在日常生活和生产中广泛接触的化学物质要求必须经过安全性评价，才能被允许投产、进入市场或进出口贸易。

随着高科技时代的到来，可以预料在不久的将来，列入毒理学安全性评价的物质范围并不只限于化学毒物，它将大大拓宽，涉及各种与人类生活、生产有关的新物质，如基因工程产品、新的生物物质。

还需注意，各类法律法规随着社会的发展将不断得到修订，因此进行毒理学安全性评价必须严格遵照最新的法律法规来进行评价和管理。

食品安全性评价是在人体试验和判断识别的基础上发展起来的。

早期的科学家们缺少有关食品中物质对人体是否有害的确定的方法手段。

随着观察流行病学和毒理学的发展，人们进行了大量的工作，如在罗马Hippocrates和他的学生对空气、水、食品和与公众有关的环境进行了描述，认为纯水和纯食品是良好健康的保证。

Hippocrates把所有健康和疾病的关系与自然结合起来，认识到有用的技术可减轻自然产生的毒物和一些搀假物质对人体的危害。

在那时食品安全性评价基本仍保留了观察的特点，但观察过程限制了急性毒性试验的评价，因为要对事物进行几年的直接的观察是困难的，只有完善观察法以及发展专门的技术方法，才能使食品安全性评价得到进步。

食品安全性评价技术发展经历了从观察到科学分析的转变，包括：

①剂量反应；②分析化学及其在食品上的应用；③靶物质预测试验（动物研究）；④微生物学的应用。

另外还要进行危险评价和应用统计学。

应用毒理学试验进行从现象到作用机理的具体阐述；应用统计学进行剂量效应的人体危险评估。

人们在对食品安全性化学和生物影响的进一步了解认识中，发现单从观察得出正确的结论存在一定的困难、表13-1是传统的毒理试验，研究者试图通过毒理试验评价食品安全性的结论，但它只能从急性试验到慢性（暴露）试验，从定性到定量解决化学物质的安全性评价，这也是早期的食品中化学污染物的定量评价，同时又是一个费时费力的投入，却解决不了食品安全性评价所要求的全部问题。

随着现代基因工程技术应用于食品上以及新动植物食品物种的发展，人们开始认识到非定量现象对评价的应用．如行为、情感等。

因此，建立一种有别于添加剂等化学物质评价的评价食品安全性的方法显得更为重要。

一种可能区别于化学物质评价的途径随之提出（见表13-2）。

与表13-1毒理学试验相比较，其主要的区别和特点是：

①增加了对化学分析的应用；②物质进入市场前需作人体研究；③强调了代谢和毒性预测知识。

表13-1毒理学试验类型

1.急性试验（一次暴露或剂量）

（a）测定半数致死量（LD50）

（b）急性生理学变化（血压、瞳孔扩大等）

2.亚急性试验（连续暴露或每日剂量）

（a）3个月持续时间

（b）2个或2个以上的试验动物（一种非啮齿动物类）

（c）3个剂量水平（至少）

（d）按预期或类似途径处理（受试物）

（e）健康评价，包括体重、全面身体检查、血液化学、血液学、尿分析和功能试验

3.慢性试验（连续暴露或每日剂量）

（a）2年持续时间（至少）

（b）从预试验筛选两种敏感试验动物

（c）2个剂量水平（至少）

（d）类似接触（暴露）途径处理（受试物）

（e）健康评价，包括体重、全面检查、血液化学、血液学、尿分析和功能试验

（f）所有动物全面的尸检和组织病理学检查

4.特殊试验

（a）致癌性

（b）致突变性

（c）致畸胎性

（d）繁殖试验

（e）潜在毒性

（f）皮肤和眼睛刺激试验

（g）行为反应

（SanfordA．Miller,1992）

表13-2食品安全性试验策略（Strategies）

1.化学分析

（a）识别化合物

（b）类型确认

2.体外模型

（a）非哺乳动物系统（即致突变试验）

（b）哺乳动物组织模型，包括标准物质的代谢改变

3.计算机模拟

（a）活性-结构关系（SAR）

（b）动力学模型

4.传统的安全性试验

（a）对标准试验物质的影响

（b）对应激（stressed）系统的影响

5.人体研究

（a）比较分子学、药物动力学和药物动态学模型

（b）对标准试验物质的影响

（c）对应激系统（stressedsystems）的影响

（SanfordA．Miller,1992）

现代食品安全性评价除了进行传统的毒理学评价研究外，还需有人体研究、残留量研究、暴露量研究、消费水平（膳食结构）和摄入风险评价等。

食品法典委员会（CAC）将风险分析引入食品安全性评价中，并把风险分析为风险评价、风险控制和风险信息交流三个必要部分，其中风险评价在食品安全性评价中占有中心位置（见图13-1）。

可见，食品中危害成分的风险控制是一个复杂的过程，需要以风险评价为依据，并以风险信息交流为保证才能完成。

在进行整体的食品安全性评价过程中，要进行食品中某危害成分的单项评价、某食品综合评价、膳食结构的综合评价以及最终的风险评价，同时要把化学物质评价、毒理学评价、微生物学评价和营养学评价统一起来得出结论，这也是目前食品安全性评价的发展趋势。

图13-1危险分析三部分关系的结构图

必须强调的是，食品安全性评价工作是一个新兴的领域，因此，有许多观点彼此不同，甚至相差较大，在所难免。

第二节食品中危害成分的毒理学评价

各类危害人体健康的化学物质，其暴露作用的定性定量分析是一个复杂的过程，涉及到毒理学、流行病学、临床医学、化学（分析化学、有机化学、生物化学）和生物统统计等，其中毒理学和流行病学是较为重要的部分。

从毒理试验获得的数据有限时，就要运用流行病学进行分析。

食品污染物和食品添加剂（人工和天然）的毒理学数据主要从动物毒理学研究中获得，和流行病学相比毒理学研究具有实验设计优点，所有条件保持连续性。

进行确定物质的暴露分析，暴露过程和暴露条件（如饮食、气候等）能被仔细监测和控制，并用组织病理学和生物化学方法提供可能的高敏感性的副作用反应研究。

但是毒理学研究并不意味着就能直接应用于人，因为如果用实验动物小鼠的试验结果应用于70kg体重的人体是不合理的。

从实验动物获得的数据外推到人群进行定量的危险评价时需要三个重要的假设：

①实验动物和人群的反应要相似；②（高）实验暴露的反应与人的健康有关，并可外推到环境暴露（包括食品摄入）水平；③动物试验表明物质的所有反应，这个物质对人有潜在的毒副作用。

通常在进行定量风险评价时可能有很大程度的不确定性。

目前，毒理学家对物质间相互作用的影响极为关注。

因为在大部分的实验中，实验动物只是用于对某一种毒性物质同一时间暴露的反应，而人则一般暴露在不同的化学物中，由于成分的相互作用，混合或合并的不同物质的暴露可能没有预期（和不可能预期）的健康影响。

虽然它已成为科学家关注的问题，但是一直还没有满意的答案如何解决健康危险评价中物质的相互作用。

和毒理学相比，流行病学是一门观察科学，这是它的强项也是它的弱点。

它存在暴露和反应的时间差问题，也许当人们已暴露于某一危害物时流行病学还未能观察出结果，这样一来对于新化学物，流行病学观察是无用的工作，人们还要依靠毒理学研究。

一、毒理学安全性评价程序的选用原则

在毒理学安全性评价时，需根据受试物质的种类来选择相应的程序，不同的化学物质所选择的程序不同，一般根据化学物质的种类和用途来选择国家标准、部委和各级政府发布的法规、规定和行业规范中相应的程序。

毒理学评价采用分阶段进行的原则，即各种毒性试验按一定顺序进行，明确先进行哪项试验，再进行哪项试验。

目的是以最短的时间，用最经济的办法，取得最可靠的结果。

实际工作中常常是先安排试验周期短、费用低、预测价值高的试验。

不同的评价程序对毒性试验划分的阶段性有不同的要求，有些程序要求进行人体或人群试验。

如《食品安全性毒理学评价程序》GBl5193.I—94明确指出毒性试验分四个阶段；《农药安全性毒理学评价程序》根据一般毒性试验和特殊毒性试验划分为四个阶段；《化妆品安全性评价程序和方法》GB7919-87对毒理学试验要求分五个阶段进行，第五阶段为人体激发斑贴试验和试用试验。

一般来说，投产之前或登记、销售之前，必须进行第一、二阶段的试验。

凡属我国首创的化学物质一般要求选择第三阶段甚至第四阶段的某些有关项目进行测试，特别是对其中产量较大、使用面广、接触机会较多或化学结构提示有慢性毒性、遗传毒性或致癌性可能者，必须进行全部四个阶段的试验。

对于有一定毒性资料的仿制品，若生产单位能证明其产品的理化性质、纯度、杂质成分及含量均与国外原产品相似，并经一项急性毒性试验和致突变试验进行核对，如实验结果与国外产品或文献资料一致，一般不再继续进行实验，可参考国外有关资料或规定进行评价。

如产品质量或毒理学实验结果与国外资料或产品不相同，必须完成第一、二阶段的实验。

二、试验前的准备工作

人们经常接触的化学物质有环境污染物、工业污染物、食品（包括食品添加剂、食品化学污染物）、化妆品、药物和农药等，无论对哪类化学物质进行毒理学毒性鉴定，都必须做好充分的准备工作。

试验前应了解化学物质的基本数据，如化学物质名称、化学结构式、分子量；理化性质如熔点或沸点、蒸气压、溶解度、pH值、纯度、杂质等理化数据和有关的参数；也应了解受检样品的成分、规格、用途、使用范围、使用方式，以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。

（一）收集化学物质有关的基本资料

1.化学结构根据结构式有时可以预测一些化学物质的毒性大小和致癌活性。

如西方和我国学者运用量子力学原理，提出几种致癌活性与化学结构关系的理论，有助于推算多环芳烃的致癌活性。

2.组成成分和杂质化学物中存在杂质，有时可能导致错误的评价，特别是对于低毒化学物，在动物试验中可因其中所含的杂质而增加毒性。

有时还需了解在配制、储存时组成成分及性质有无变化，或在环境中可形成哪些转化产物等。

3.理化性质主要了解其外观、比重、沸点、熔点、水溶性或脂溶性、蒸气压、在常见溶剂中的溶解度、乳化性或混悬性、储存稳定性等。

4.化学物的定量分析方法这些资料可通过向有关部门了解，或查阅有关文献资料获得，必要时需由实验室测定而获得。

5.原料和中间体了解化学物质生产流程、生产过程所用的原料和中间体，可以帮助估测化学物质的毒性。

（二）了解化学物质的使用情况

包括使用方式及人体接触途径、用途及使用范围、使用量，化学物质所产生的社会效益、经济效益和人群健康效益等，这些将为毒性试验的设计和对试验结果进行综合评价等提供参考。

例如，对食品添加剂应掌握其加入食品中的数量；农药应掌握施用剂量和在食物中的可能残留量；如为环境污染物，应了解其在水、空气或土壤中的含量；工业毒物则应考虑其在空气中的最大浓度。

因此在进行毒理学评价时，应对该种物质通过各种途径进入人体的实际接触最大剂量作出估计。

（三）选用人类实际接触和应用的产品形式进行试验

一般来说，用于毒理学安全性评价的受试物应采用工业品或市售商品，而不是纯化学品，以反映人体实际接触的情况。

应当注意的是，在整个实验过程中所使用的受试物必须是规格、纯度完全一致的产品。

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，通常采用纯品和应用品分别试验，将其结果进行比较。

如我国农药登记条例规定，急性毒性试验（包括经口、经皮和经呼吸道）的受试农药应包括原药和制剂。

（四）选择实验动物的要求

动物种类对受试化学物的代谢方式应尽可能与人类相近。

进行毒理学评价时，优先考虑哺乳类的杂食动物。

如大鼠是杂食动物，食性和代谢过程与人类较为接近，对许多化学物质的毒作用比较敏感，加上具有体形小，自然寿命不太长，价格便宜，易于饲养等特点，故在毒理学试验中，除特殊情况外，一般多采用大鼠。

此外，小鼠、仓鼠（地鼠）、豚鼠、家兔、狗或猴也可供使用。

对种属相同但品系不同的动物，同一种化学物质有时可以引发程度不同甚至性质完全不同的反应。

因此，为了减少同种动物不同品系造成的差异，最好采用纯系动物（指来自同一祖先，经同窝近亲交配繁殖至少20代以上的动物）或内部杂交动物（指来源于同一部门同一品系经多代繁殖所得的动物）和第一代杂交动物（指两种纯品系动物杂交后所得的第一代杂交动物）进行实验。

这些动物具有稳定的遗传特性，动物生理常数、营养需要和应激反应都比较稳定，所以对外来化合物的反应较为一致，个体差异小，重复性好。

三、不同阶段安全性评价的毒理学项目

安全性评价首先是对化学物质进行毒性鉴定，通过一系列的毒理学试验测试该化学物对实验动物的毒作用和其他特殊毒性作用，从而评价和预测对人体可能造成的危害。

我国对农药、食品、化妆品、消毒产品等健康相关产品的毒理学安全性评价一般要求分阶段进行，各类物质依照的法规不同，因而各阶段的试验名称有所不同（见表13-3）。

表13-3健康相关产品毒理学评价阶段与试验项目

农药

食品

化妆品

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》GBl5670—1995

《食品安全性毒理学评价程序和方法》GBl5193．1—1994

《化妆品安全性评价程序和方法》GB7919-87

《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，皮肤与眼粘膜试验（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、粘膜试验（皮肤刺激、致敏、光毒、眼刺激）

急性毒性试验，皮肤、粘膜试验

第二阶段

蓄积毒性试验，致突变试验

遗传毒性试验，致畸试验，30天喂养试验

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，繁殖试验，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）

注：

食品包括添加剂、新资源食品、保健食品、食品包装材料、消毒剂

归纳起来，完整的毒理学评价通常可划分为以下四个阶段的实验研究，并结合人群资料进行。

四、食品安全性毒理学评价具体规定

我国从1980年开始，提出了食品安全性评价的程序问题。

1983年我国卫生部颁布《食品安全性