Akut toksicitetstest og LD50

Akut toksicitetstest karakteriserer de skadelige virkninger, der fremkaldes af en enkelt eksponering, eller af flere eksponeringer inden for en kort periode (konventionelt op til 24 timer), for et stof. Det klassiske mål er LD50, den dosis der anslås at være lethal for halvdelen af en testpopulation, selv om nuværende retningslinjer i vidt omfang har bevæget sig væk fra at generere en præcis LD50 til fordel for metoder, der anvender langt færre forsøgsdyr.

Definition

Akut toksicitetstest er vurderingen af skadelige virkninger, der opstår efter en enkelt eller kortvarig eksponering for et stof; LD50 (median letal dosis) er en statistisk estimeret dosis, der forventes at forårsage død hos 50 % af en eksponeret population, og som historisk er anvendt til at udtrykke akut letal potens.

Scope

Opslaget omhandler LD50-begrebet og dets historie, overgangen fra dødeligheds-fokuserede designs til procedurer som op-og-ned-metoden og metoden med faste doser, anvendelsen af akutdata i faregraduering samt begrænsningerne ved enkelstofeksponeringstest. Det er et metodologisk emne og indeholder ikke testprotokoller, eksponeringsniveauer eller vejledning i behandling af forgiftning med specifikke stoffer.

Core questions

• Hvilke skadelige virkninger, herunder død, følger af en enkelt eller kortvarig eksponering?
• Hvilket dosisniveau markerer begyndelsen til alvorlig akut toksicitet?
• Hvordan kan akut potens estimeres med minimal brug af dyr og lidelse?
• Hvordan indgår resultater fra akutte test i faregraduering og mærkning?

Key concepts

• Median letal dosis (LD50)
• Dosis-respons-kurve og dens hældning
• Op-og-ned-proceduren
• Metoden med faste doser
• Den akutte toksicitetsklassemetode
• Eksponeringsvejen (oral, dermal, inhalation)
• Faregraduering (GHS-kategorier)

Mechanisms

Akut test eksponerer dyr én gang og observerer de deraf følgende virkninger over en defineret periode. I den klassiske tilgang administreres graduerede doser til grupper, og andelen af responders tilpasses en dosis-respons-model for at estimere LD50 og kurvens hældning, som formaliseret af Trevan. Moderne sekventielle designs, som op-og-ned-proceduren, justerer i stedet dosis for hvert efterfølgende dyr baseret på det foregående udfald og konvergerer mod et estimat af letal potens med markant færre dyr; metoder med faste doser og den akutte toksicitetsklassemetode anvender tilsvarende prædefinerede dosisniveauer og tegn kortvarigt inden for til at tildele en farekategori snarere end en præcis LD50.

Clinical relevance

Akutte toksicitetsdata bidrager til faregraduering, mærkning og information om sikker håndtering af kemikalier og lægemidler samt beskriver, hvilke virkninger en stor enkelt eksponering kan medføre. Opslaget forklarer, hvordan sådanne data genereres og er udelukkende beskrivende; det er ikke grundlag for håndtering af eksponeringer eller forgiftning hos enkeltpersoner.

Evidence & guidelines

Akut oral toksicitetstest reguleres af harmoniserede OECD-testretningslinjer, herunder op-og-ned-proceduren (TG 425), metoden med faste doser (TG 420) og den akutte toksicitetsklassemetode (TG 423), som tilsammen i vidt omfang har erstattet den konventionelle LD50-test (tidligere TG 401). Resultaterne kortlægges til internationalt harmoniserede farekategorier under det globalt harmoniserede system (GHS). Disse retningslinjer revideres periodisk, og tendensen har gået mod designs, der reducerer dyretallet og afhængigheden af dødelighed som endpoint.

History

LD50 blev introduceret af J. W. Trevan i 1927 som en metode til at kvantificere den iboende variabilitet i biologiske responser på toksiske doser og blev standardudtrykket for akut letal potens i det meste af det tyvende århundrede. Voksende videnskabelig og etisk kritik af test bygget på dyredød drev udviklingen af raffinerede sekventielle og faste-dose-designs i 1980'erne og derefter, eksemplificeret af Bruces op-og-ned-procedure, og kulminerede i tilbagetrækningen af den konventionelle LD50-retningslinje til fordel for metoder, der anvender færre dyr.

Debates

Er den præcise LD50 et meningsfuldt regulatorisk endpoint?

Kritikere hævder, at en enkelt lethalitetsfigur er meget variabel på tværs af laboratorier og arter og giver ringe mekanistisk indsigt, hvilket har motiveret dens erstatning af klassifikationsorienterede metoder; de resulterende kategorier er grovere, men anvender langt færre dyr.

Key figures

• John William Trevan
• Robert D. Bruce
• Thomas Hartung

Seminal works

• trevan-1927
• bruce-1985
• oecd-tg425-2022

Frequently asked questions

Måles LD50 stadig i dag?

En præcis LD50 er sjældent målet i dag. Nuværende retningslinjer anvender sekventielle designs eller metoder med faste doser, der estimerer en farekategori med langt færre dyr, og den konventionelle LD50-testretningslinje er trukket tilbage.

Hvorfor udtrykkes akut toksicitet pr. enhed kropsvægt?

Doser angives som mængde pr. enhed kropsvægt (f.eks. mg/kg), så potensen kan sammenlignes på tværs af dyr og arter af forskellig størrelse; dette er en konvention i testen og udgør ikke en anbefaling om noget eksponeringsniveau.