علاقات الجرعة-الاستجابة

تصف علاقة الجرعة-الاستجابة كيف تتغير احتمالية أو حجم التأثير مع زيادة جرعة العامل. في الصحة البيئية، هي الجسر الكمي بين التعرض المقدر والتأثير الصحي المتوقع، وتشكل كيفية التفكير في العتبات والمستويات المقبولة.

Definition

علاقة الجرعة-الاستجابة هي الارتباط بين كمية العامل المستلمة (الجرعة) والاستجابة البيولوجية الناتجة، معبرًا عنها بمنحنى يربط الجرعة باحتمالية (كمية) أو حجم (متدرج) التأثير.

Scope

يغطي الموضوع شكل وتفسير منحنيات الجرعة-الاستجابة (والتعرض-الاستجابة)، والتمييز بين نماذج العتبة ونماذج اللاعتبة (الخطية اللاعتبة)، ونقاط الانطلاق المستخدمة لتلخيصها مثل مستوى عدم ملاحظة التأثير الضار ومستوى الجرعة المعيارية، والنقاش حول السلوك عند الجرعات المنخفضة. إنه معالجة مرجعية ولا يحدد أو يوصي بحدود التعرض.

Core questions

• كيف يتغير حجم أو احتمالية التأثير مع الجرعة؟
• هل توجد عتبة لا يحدث تحتها أي تأثير، أم أن الخطر يمتد إلى أدنى الجرعات؟
• كيف يتم تلخيص بيانات الجرعة-الاستجابة في نقطة انطلاق للتقييم؟
• لماذا تحمل استقراءات الجرعات المنخفضة أكبر قدر من عدم اليقين؟

Key concepts

• الاستجابة المتدرجة مقابل الاستجابة الكمية للجرعة
• جرعة العتبة
• مستوى عدم ملاحظة التأثير الضار (NOAEL)
• أدنى مستوى ملاحظة التأثير الضار (LOAEL)
• الجرعة المعيارية (BMD)
• النموذج الخطي بلا عتبة
• الاستقراء للجرعات المنخفضة وعدم اليقين

Mechanisms

مع ارتفاع الجرعة، يزداد ارتباط الأهداف الجزيئية وتزداد الاستجابة، مما ينتج عنه منحنى يكون عادةً على شكل حرف S (sigmoidal) على مقياس لوغاريتمي للجرعة. تصف الاستجابات المتدرجة زيادة الحجم في فرد أو متوسط السكان؛ تصف الاستجابات الكمية النسبة المتزايدة من السكان الذين يتجاوزون تأثيرًا محددًا. بالنسبة للعديد من التأثيرات غير المسرطنة، يُفترض وجود عتبة، يتم تلخيصها بواسطة NOAEL/LOAEL أو، بشكل أكثر قوة، بواسطة جرعة معيارية نموذجية (Crump 1984; Klaassen 2018). بالنسبة لبعض العوامل، وخاصة المواد المسرطنة السامة للجينات، يُستخدم نموذج خطي بلا عتبة، مما يعني استمرار المخاطر عند الجرعات المنخفضة. تجريبيًا، توضح تدرجات التعرض-الاستجابة مثل العلاقة العكسية بين المنجنيز المنقول بالماء والدرجات المعرفية للأطفال كيف تساهم البيانات الرصدية في شكل المنحنى (Bouchard 2011).

Clinical relevance

تحدد علاقة الجرعة-الاستجابة كيفية ترجمة تقديرات التعرض إلى تأثيرات صحية متوقعة على السكان، وتؤطر ما إذا كان يمكن تحديد مستوى 'آمن'. يشرح هذا المدخل كيفية عمل هذا المنطق لغرض تقييم الأدلة؛ ولا يقدم حدودًا للتعرض، أو عتبات فحص، أو نصائح علاجية فردية.

Epidemiology

تعتبر تدرجات التعرض-الاستجابة المرصودة خيطًا رئيسيًا من الأدلة على السببية البيئية، حيث أن العلاقة الرتيبة تعزز التفسير السببي (Bouchard 2011). على مستوى السكان، يشير المساهمة البيئية الكبيرة في المرض إلى أن حتى المخاطر المتواضعة لكل وحدة يمكن أن تحمل عبئًا إجماليًا كبيرًا (Rappaport & Smith 2010).

Evidence & guidelines

يعد تقييم الجرعة-الاستجابة الخطوة الرسمية الثانية في إطار تقييم المخاطر الصادر عن المجلس القومي للبحوث (NRC) عام 1983، حيث يتم اشتقاق نقاط الانطلاق مثل NOAEL والجرعة المعيارية وتوضيح افتراضات الاستقراء للجرعات المنخفضة (NRC 1983; Crump 1984).

History

تنحدر فكرة الجرعة-الاستجابة من مقولة باراسيلسوس بأن الجرعة هي التي تصنع السم، وتم إضفاء الطابع الرسمي عليها في علم الأدوية وعلم السموم في القرن العشرين. سيطرت مقاربة NOAEL/LOAEL على الممارسات التنظيمية حتى قدمت طريقة الجرعة المعيارية لكرامب عام 1984 بديلاً قائمًا على النموذج يستخدم المنحنى بأكمله، واستمر النقاش حول سلوك العتبة مقابل السلوك الخطي بلا عتبة عند الجرعات المنخفضة منذ ذلك الحين.

Debates

سلوك الجرعات المنخفضة: العتبة مقابل اللاعتبة (والهرميسية)

ما إذا كانت التأثيرات لها عتبة حقيقية، أو تتبع علاقة خطية بلا عتبة، أو حتى تعكس اتجاهها عند جرعات منخفضة جدًا، هو أمر غير محسوم ويعتمد على العامل؛ يؤثر الاختيار بشدة على المخاطر المقدرة للجرعات المنخفضة وتفسير المستويات 'الآمنة'.

Key figures

• Kenny Crump
• Maryse Bouchard
• Curtis Klaassen

Seminal works

• crump-1984
• nrc-1983

Frequently asked questions

ما الفرق بين الاستجابة المتدرجة والاستجابة الكمية للجرعة؟

تقيس الاستجابة المتدرجة للجرعة كيف يزداد حجم التأثير مع الجرعة في فرد أو كمتوسط للسكان، بينما تقيس الاستجابة الكمية للجرعة نسبة السكان الذين يتجاوزون تأثيرًا محددًا (كل شيء أو لا شيء) مع ارتفاع الجرعة.

ما هي الجرعة المعيارية؟

الجرعة المعيارية هي جرعة مقدرة من نموذج لمنحنى الجرعة-الاستجابة بأكمله لإنتاج زيادة صغيرة ومحددة مسبقًا في الاستجابة؛ وهي نقطة انطلاق أكثر رسوخًا إحصائيًا من NOAEL واحد لأنها تستخدم جميع البيانات.