1、第十三章食品安全性毒理学评价及风险评估,教学目的与要求,掌握：食品安全的概念；食品安全性毒理学 评价的定义、程序和需要考虑的因素；食品 安全风险评估的定义、步骤及内容。了解：食品安全性毒理学评价对受试物的要 求。我国食品安全风险评估的有关规定。,主要内容,食品安全性毒理学评价,食品安全风险评估,食品安全性毒理学评价,第一节,食品安全（food safety）,“食物中有毒、有害物质对人体健康影响 的公共卫生问题”WHO“食品无毒、无害，符合应当有的营养要求，对人体健康不造成任何急性、亚急性或者慢性危害”中华人民共和国食品安全法 2009,食品安全性毒理学评价,通过动物试验和对人群的观察，阐明待
2、评物质的 毒性及潜在的危害，决定其能否进入市场或阐明安 全使用的条件，以达到最大限度地减小其危害作用、保护消费者身体健康的目的。,食品安全风险评估,对食品、食品添加剂中生物性、化 学性和物理性危害对人体健康可能造成的 不良影响所进行的科学评估。,标准：食品安全性毒理学评价程序和方法（GB15193.1-2003）对象：食品添加剂、食品新资源及其成分、新资源食品、辐照食品、食品容器与 包装材料、食品工具、设备、洗剂、消毒剂、农药残留、兽药残留、食品 工业用微生物等。,原则：分阶段试验,食品安全毒理学评价,一、食品安全性毒理学评价对受试物的要求,提供受试物物理、化学性质、（和配方）原料来源、生产工
3、艺、人体可能的摄入量等 符合既定配方和生产工艺的规格化产品,原则：分阶段试验,食品安全毒理学评价,四个阶段的试验,二、食品安全性毒理学评价实验内容,急性毒性试验,一次投给实验动物较大剂量的受试物，观察其在短时期(一般为24 h到2周以内)中毒反应的一种试验方法。第一阶段,吸入,经口,经皮,第二阶段,遗传毒理学试验,传统致畸试验,30 d喂养试验,如受试物需进行第三、四 阶段毒性试验者，可不进行本试验。,1遗传毒理学试验,鼠伤寒沙门氏菌/哺乳动物微粒体酶试验（Ames试验）或V79/HGPRT基因突变试验骨髓细胞微核试验或哺乳动物骨髓细胞染色体畸变试验TK基因突变试验。,小鼠精子畸形分析或睾丸染
4、色体畸变分析。,显性致死试验,果蝇伴性隐性致死试验非程序性DNA合成试验,第三阶段,亚慢性毒性试验,第四阶段,慢性毒性试验,90d喂养试验 繁殖试验 代谢试验,三、不同受试物选择毒性试验的原则,我国创新的物质,与已知物质的化学结构基本相同 的衍生物或类似物,四个阶段毒性试验,第一、二、三阶段,第四阶段,凡属已知的化学物质，WHO已公布ADI者，我国产品的质量规格与国外产品一致,第一、二阶段,第三阶段,1,2,3,食品添加剂食品新资源和新资源食品食品容器与包装材料其他,4其他食品安全性毒理学评价试验的选择,食品安全性毒理学评价试验的目的,四、食品安全性毒理学评价试验 的目的和结果判定,食品安全性
5、毒理学评价试验的结果判定,1急性毒性试验,目的：测定LD50，根据LD50进行毒性分级了解受试物的毒性强度、性质和可能的靶器官，为进一步进行毒性试验的剂量和毒性观察指标的选择提供依据,50,级别,大鼠口服,LD,50,（mg/kg）,相当于人的致死剂量 mg/kgg/人,根极据度LD50数值，判1 定受试物稍的尝毒性分级（0.表0513-1）,剧毒,表13-115急0性毒性5（0L0D）40剂00量分级表0.5,结果的判定,如LD50小于人的可能摄入量的10倍，则放弃 该受试物用于食品，不再继续其他毒理学试验。,如大于10倍者，可进入下一阶段毒理学试验。,21,22,2遗传毒性试验,目的：,对
6、受试物的遗传毒性以及是否具有潜在 致癌作用进行筛选。,结果的判定：,三项试验(真核、原核；体内、体外)Ames试验或V79/HGPRT基因突变试验骨髓细胞微核试验或哺乳动物骨髓细胞染色体畸变试验（3）或（4）的任一项（3）TK基因突变试验。（4）小鼠精子畸形分析或睾丸染 色体畸变分析。,体内,1,体外,1,and,Next step,stop,体内,体外体外,or,体内,继续,讨论,330d喂养试验目的：进一步了解其毒性作用，观察对生长发育的影响，并可初步估计最大未观察到有害作用剂量。,结果的判定：,若短期喂养试验未发现有明显毒性作用，综合其他各项试验结果可做出初步评价；若试验中发现有明显毒性
7、作用，尤其是有 剂量-反应关系时，则考虑进行进一步的毒 性试验。,4.90d喂养试验，繁殖试验,传统致畸试验,目的：观察受试物以不同剂量水平经较长期喂养后对 动物的毒性作用性质和作用的靶器官，了解受试物对动物繁殖及对子代的发育毒性，观察对生长发育的影响，并初步确定最大未观察 到有害作用剂量和致癌的可能性；为慢性毒性和致癌试验的剂量选择提供依据。,结果的判定：,根据最大未观察到有害作用剂量(NOAEL)进行评价：NOAEL人的可能摄入量的100倍表示毒性较强，应放弃该受试物用于食品。100倍NOAEL 300倍，应进行慢性毒性试验。NOAEL 300倍,不必进行慢性毒性试验，可进行安 全性评价。
8、,5慢性毒性和致癌试验,目的：了解经长期接触受试物后出现的毒性作用以及致 癌作用；最后确定最大未观察到有害作用剂量，为受试物 能否应用于食品的最终评价提供依据。,结果的判定：（1）根据NOAEL进行评价的原则是：1）NOAEL人的可能摄入量的50倍者，表示毒 性较强，应放弃该受试物用于食品。2）50倍NOAEL 100倍者，经安全性评价后，决定该受试物可否用于食品。3）NOAEL 100倍者，则可考虑允许使用于食品。,结果的判定：,（2）根据肿瘤发生率、潜伏期和多发性等进行判定：肿瘤只发生在试验组动物。试验组肿瘤发生率高于照组动物。试验组动物中多发性肿瘤明显，对照组中无多发性肿 瘤，或只是少数
9、动物有多发性肿瘤。两组肿瘤发生率虽无明显差异，但试验组中发生时间 较早。,6代谢试验目的：了解受试物在体内的吸收、分布和排泄速度以及蓄 积性，寻找可能的靶器官；了解代谢产物的形成情况；为选择慢性毒性试验的合适动物种（species）、系（strain）提供依据。,7.新资源食品,若受试物掺入饲料的最大加入量或液体受试 物经浓缩后仍达不到NOAEL为人的可能摄入量的 规定倍数时，综合其他的毒性试验结果和实际食 用或饮用量进行安全性评价。,掺入饲料量超过5时应补充蛋白质到与对 照组相当的含量，添加的受试物原则上最高 不超过饲料的10,五、食品安全性毒理学评价,时需要考虑的因素,试验指标的统计学意义
10、和生物学意义生理作用与毒性作用人的可能摄入量较大的受试物应考虑给予 受试物量过大时，可能影响营养素摄入量及其生 物利用率，从而导致动物某些毒理学表现，而非 受试物本身的毒性作用所致。,4时间-毒性效应关系,人的可能摄入量,考虑特殊人群人体资料,7动物毒性试验和体外试验资料,安全系数代谢试验的资料综合评价,第二节,食品安全风险评估,危害识别（hazardidentification）危害特征描述（hazardcharacterization）暴露评估（exposureassessment）风险特征描述（riskcharacterization）,食品安全风险评估内容或要素,风险评估要素,一、术语
11、和定义,1风险（risk）又称危险或危险性，即在特定条件下，因 接触某种水平的化学毒物而造成机体损伤、发 生疾病、甚至死亡的预期概率。,2危害（hazard）,指食品中所含有的对健康有潜在不良影响 的生物、化学、物理因素或食品存在状况。,3危害识别风险评估的定性阶段,根据流行病学、动物试验、体外试验、结构-活性关系等科学数据和文献信息确定人体暴露于 某种危害后是否会对健康造成不良影响、造成不 良影响的可能性，以及可能处于风险之中的人群 和范围。,流行病学资料,动物毒理学资料 体外试验资料 构效关系资料,收集毒理学资料,综合分析评价,（1）流行病学资料,实验研究（人体志愿者试食实验和干预实验）观
12、察性研究（病例-对照研究和队列研究）临床个案报道,（2）动物试验按照国际认可的毒理学标准化试验方法 FAO/WHO联合食品添加剂专家委员会（JECFA）经济合作与发展组织（OECD）良好实验室规范和标准化的质量保证/质量控制方案,毒理学终点 毒性效应致死、致突变、致癌、生殖/发育毒性、神经毒性、免疫毒性动物试验还可以提供诸如毒作用机制、剂量-效应关系以及毒物代谢动力学等研究资料毒作用机制资料还可以用作体外试验的补充,（3）体外毒理学研究,提供的对实验动物和对人毒性作用机制的信息需要遵循“良好细胞培养规范”充分确定所用的亚细胞、细胞、组织、器官系统的来源、质量和特征。,（4）化学物结构-活性关系
13、资料,环氧化物基团 氨基甲酸盐基团 亚硝胺基团机磷酸酯基团,致癌性,神经毒性,4危害特征描述食品安全风险评估的定量阶段对与危害相关的不良健康作用进行定性或定量描 述。可以利用动物试验、临床研究以及流行病学研究 确定危害与各种不良健康作用之间的剂量-反应关系、作用机制等。,从高剂量向低剂量外推,动物实验资料从动物毒性资料向人的风险外推有阈值化学物的剂量-反应关系评定化学物危险评估无阈值化学物的剂量-反应关系评定,（1）有阈值化学毒物的剂量-反应关系评价,食品中最大容许量标准未观察到有害作用水平（noobservedadverseeffectlevel，NOAEL）观 察到有害作用的最低剂量水平（
14、lowestobservedadverseeffectlevel，LOAEL）,1）参考剂量（RfD）或人体每日容许摄入量（ADI）,RfD：对某一物质每日接触的估计值，在此水平下对人群的健康将不会产生有害作用。ADI：每日按此量摄入某化学物，即使持续终生也 不致造成可觉察的健康危害。（农药和食品添加剂）,RfDNOAEL/（UFMF）,ADINOAEL/(UFMF)不确定系数（uncertainlyfactor，UF）修正系数（modifyingfactor，MF）,2）不确定系数UF个体差异,物种差异,实验差异,指标差异,数据不完整,其他不确定性MF,UF,人群个体敏感性的变异估计：,指在
15、由人体的实验或职业性暴露外推时，估计人群中个体敏感性的差异；,使用动物资料外推到人的变异估计：,指当无人类长期暴露的资料或人类的资料不 合适时，由慢性动物试验结果外推到人类时，估 计动物外推到人的不确定性；,亚慢性研究外推到慢性研究的：,指由人或动物亚慢性暴露NOAEL结果推导慢 性暴露的不确定性；,由LOAEL代替NOAEL的变异估计：,指由LOAEL代替NOAEL推导RfD时，说明由 LOAEL推导NOAEL的不确定性；,数据库不完整的不确定性：,当数据库不完整，而需要通过部分判断来 弥补时，说明用单个研究来解释全部有害结局 的不确定性；,MF（修正系数）,由专家判断而确定的附加的UF，它
16、在0和10 之间，取决于对UF没有考虑到的存在于研究和 数据库中的其他不确定性的专业判断。,3）基准剂量：,基准剂量(benchmarkdose,BMD)法推导RfD。BMD是依据动物试验剂量-反应关系的结果，用一定的统计学模式求得的引起一定比例（通常 为5）动物出现阳性反应剂量的95可信限区 间的下限值。,BMD的优点考虑了整个剂量-反应关系曲线，而不是像 NOAEL那样只注重某个单一的实验剂量；包含了变异的测量（可信区间）；应用实验范围内的反应外推至实验范围外的 低剂量区；不同的研究可用统一的基准反应计算RfD。,（2）无阈值化学毒物的剂量-反应关系评价,遗传毒性致癌物非遗传毒性致癌物(有
17、阈值方法进行管理),国际上对于遗传毒性致癌物的管理：一是禁止生产和使用某些化学物（如二溴乙 烷农药、致癌性的食品添加剂等）；二是对该类化学物制定一种剂量极低的、对 健康影响甚微的、社会可以接受的危险性水平 的剂量，这就需要毒理学工作者对致癌物进行 定量危险性评估。,数学模型推导,定量危险性评估,动物试验的致癌剂量,人暴露的低剂量,步骤对在观察接触剂量范围内的资料选用一定的 数学模型进行剂量反应关系的表达；对观察范围之下的情况进行外推。,外推模型种类一类是概率分布模型或称统计学模型，如 概率单位模型、Logistic模型及Weibull 模型等；另一类是机制模型，如致癌物评价的一次 打击、多次打
18、击、多阶段、线性多阶段及随 机两阶段模型等。基于生理学毒代动力学模型(PBTK)基于生物学的剂量反应关系模型(BBDR),描述危害进入人体的途径，估算不同人群 摄入危害的水平。,5暴露评估定性和定量评估,人体总摄入量,？安全摄入量,膳食摄入途径非膳食进入人体的途径,接触评价,外接触评价：即通过各种途径接触化学物的量内接触评价：即化学物进入机体的有效剂量或与机体发生相互作用的有效剂 量,对食物中化学物的接触评价主要从以下三方面入手：,定量分析食物或膳食中存在的化学物，包括在食物生 产加工过程中的变化；确定含有相关化学物的每种食物的消费模式；把消费者摄入大量特定食物的可能性和这些食物中含 有高浓度
19、相关化学物的可能性综合起来进行分析。,（1）摄入量的评估：基本数据：食物中化学物的含量含有该化学物食物的消费量,食摄入量评估方法：总膳食研究：（亚洲、非洲、东地中海、欧洲和拉美）和全球性的膳食数据库单个食品的选择性研究：双份饭研究：,（2）利用生物标志物进行内剂量和生物有效剂量的评估：,进入机体的化学物的量内暴露量：,生物组织或体液（血液、尿液、呼出气、头发、脂肪组织等）中化学物及其代谢产物的浓度；化学物进入机体后所引起的生物学效应的改变 以及进入机体后与靶器官相互作用生成继发产物 的量。,生物学标志物对人群内暴露水平及引起的危害进行评估。,效应性生物标志物：体内的代谢产物或与机体内大分子物质
20、形成的加合物。接触性生物标志物：环境持久性污染物机体内暴露水平。,6风险特征描述风险评估的最后一步,在危害识别、危害特征描述和暴露评估的 基础上，综合分析危害对人群健康产生不良作 用的风险及其程度，同时应当描述和解释风险 评估过程中的不确定性,为管理部门进行危险性管 理提供依据。,有阈值化学物对人群危险性可以采用摄入量与ADI相 比较的百分数作为危险性特征的描述，如果 所评价的化学物质的摄入量较ADI小，则对 人的健康危害的可能性甚小，可忽略不计，反之则必须降低其摄入量。,无阈值化学物需要计算其危险性，根据危害强度和摄 入量来评定在该暴露水平下，所推算出的新 增加癌症病例数是否可以接受（不构成
21、危险）或不可接受（构成危险）。,WHO,BMD,暴露限量（MOE）=,人群估计摄入量暴露限量越小，该物质致癌危险性也就 越大，反之就越小。,二、我国食品安全风险评估的有关规定世界贸易组织的实施卫生与植物卫生措施 协定（agreementontheapplicationof sanitaryandphytosanitarymeasures，SPS协定）明确规定“世界各国有权制定自 己的SPS措施，但必须建立在风险评估的基础 上”，“一个国家可以不遵守SPS协定认定的 国际标准，但必须提供以风险评估为基础的理 由”。,2009年我国修订颁布的中华人民共和国食 品安全法对于食品安全风险的监测和评估 给予了很高的重视。2010年1月21日，制定了中国食品安全风 险评估管理规定（试行）。该规定明确指出，由中国国家卫生部负责组织我国食品安全风 险评估工作。,2009年12月8日，我国成立了“国家食品安 全风险评估专家委员会”处理重大食品安全事故需要的；公众高度关注的食品安全问题需要尽快解答的；国务院有关部门监督管理工作需要并提出应急评 估建议的；处理与食品安全相关的国际贸易争端需要的。,作业,食品安全风险分析包括哪几部分，哪几个阶段？,
