روابط دوز-پاسخ

رابطه دوز-پاسخ چگونگی تغییر احتمال یا بزرگی یک اثر را با افزایش دوز یک عامل توصیف می‌کند. در سلامت محیط زیست، این رابطه پلی کمی بین مواجهه تخمین‌زده شده و یک اثر بهداشتی مورد انتظار است و نحوه استدلال در مورد آستانه‌ها و سطوح قابل قبول را شکل می‌دهد.

Definition

رابطه دوز-پاسخ، ارتباط بین مقدار عامل دریافتی (دوز) و پاسخ بیولوژیکی حاصله است که به صورت منحنی‌ای بیان می‌شود که دوز را به احتمال (کمی) یا بزرگی (تدریجی) یک اثر مرتبط می‌کند.

Scope

این موضوع شامل شکل و تفسیر منحنی‌های دوز-پاسخ (و مواجهه-پاسخ)، تمایز بین مدل‌های آستانه‌ای و غیرآستانه‌ای (خطی بدون آستانه)، نقاط شروع مورد استفاده برای خلاصه‌سازی آن‌ها مانند سطح عدم مشاهده اثرات نامطلوب (NOAEL) و دوز معیار (BMD)، و بحث در مورد رفتار دوز پایین است. این یک مرجع درمانی است و محدودیت‌های مواجهه را تعیین یا توصیه نمی‌کند.

Core questions

• چگونه بزرگی یا احتمال اثر با دوز تغییر می‌کند؟
• آیا آستانه‌ای وجود دارد که زیر آن هیچ اثری رخ نمی‌دهد، یا خطر تا پایین‌ترین دوزها گسترش می‌یابد؟
• داده‌های دوز-پاسخ چگونه در یک نقطه شروع برای ارزیابی خلاصه می‌شوند؟
• چرا برون‌یابی‌های دوز پایین بیشترین عدم قطعیت را دارند؟

Key concepts

• دوز-پاسخ تدریجی در مقابل کمی
• دوز آستانه
• سطح عدم مشاهده اثرات نامطلوب (NOAEL)
• پایین‌ترین سطح مشاهده شده اثرات نامطلوب (LOAEL)
• دوز معیار (BMD)
• مدل خطی بدون آستانه
• برون‌یابی دوز پایین و عدم قطعیت

Mechanisms

با افزایش دوز، اهداف مولکولی بیشتری درگیر می‌شوند و پاسخ افزایش می‌یابد و منحنی‌ای تولید می‌شود که معمولاً در مقیاس لگاریتمی دوز، سیگموئیدی است. پاسخ‌های تدریجی، افزایش بزرگی را در یک فرد یا میانگین جمعیت توصیف می‌کنند؛ پاسخ‌های کمی، افزایش نسبت جمعیتی را توصیف می‌کنند که از یک اثر تعریف شده عبور می‌کنند. برای بسیاری از اثرات غیرسرطان‌زا، یک آستانه فرض می‌شود که توسط NOAEL/LOAEL یا به طور قوی‌تر، توسط یک دوز معیار مدل‌سازی شده (Crump 1984; Klaassen 2018) خلاصه می‌شود. برای برخی عوامل، به ویژه سرطان‌زاهای ژنوتوکسیک، از یک مدل خطی بدون آستانه استفاده می‌شود که به معنای پایداری خطر در دوزهای پایین است. به طور تجربی، گرادیان‌های مواجهه-پاسخ مانند رابطه معکوس بین منگنز موجود در آب و نمرات شناختی کودکان نشان می‌دهد که چگونه داده‌های مشاهده‌ای شکل منحنی را مشخص می‌کنند (Bouchard 2011).

Clinical relevance

رابطه دوز-پاسخ تعیین می‌کند که چگونه تخمین‌های مواجهه به اثرات بهداشتی مورد انتظار جمعیت تبدیل می‌شوند و چارچوبی برای تعریف سطح 'ایمن' فراهم می‌کند. این مدخل توضیح می‌دهد که این استدلال برای ارزیابی شواهد چگونه عمل می‌کند؛ این مدخل محدودیت‌های مواجهه، آستانه‌های غربالگری یا توصیه‌های درمانی فردی را ارائه نمی‌دهد.

Epidemiology

گرادیان‌های مواجهه-پاسخ مشاهده شده، یک رشته کلیدی از شواهد برای علیت محیطی هستند، زیرا یک رابطه یکنواخت، تفسیر علّی را تقویت می‌کند (Bouchard 2011). در مقیاس جمعیت، سهم بزرگ محیط زیست در بیماری به این معنی است که حتی خطرات ناچیز به ازای هر واحد می‌توانند بار تجمعی قابل توجهی را به همراه داشته باشند (Rappaport & Smith 2010).

Evidence & guidelines

ارزیابی دوز-پاسخ دومین گام رسمی چارچوب ارزیابی ریسک NRC در سال 1983 است، جایی که نقاط شروعی مانند NOAEL و دوز معیار استخراج می‌شوند و فرضیات برون‌یابی دوز پایین به صراحت بیان می‌شوند (NRC 1983; Crump 1984).

History

ایده دوز-پاسخ از گفته پاراسلسوس مبنی بر اینکه دوز است که سم را می‌سازد، نشأت گرفته و در فارماکولوژی و سم‌شناسی قرن بیستم رسمیت یافت. رویکرد NOAEL/LOAEL بر رویه‌های نظارتی غالب بود تا اینکه روش دوز معیار کرامپ در سال 1984 یک جایگزین مبتنی بر مدل ارائه داد که از کل منحنی استفاده می‌کند، و بحث در مورد رفتار آستانه‌ای در مقابل رفتار خطی بدون آستانه در دوزهای پایین از آن زمان ادامه داشته است.

Debates

رفتار دوز پایین آستانه‌ای در مقابل غیرآستانه‌ای (و هورمتیک)

اینکه آیا اثرات دارای یک آستانه واقعی هستند، از یک رابطه خطی بدون آستانه پیروی می‌کنند، یا حتی در دوزهای بسیار پایین جهت خود را معکوس می‌کنند، نامشخص و وابسته به عامل است؛ انتخاب به شدت بر خطر تخمین‌زده شده در دوز پایین و تفسیر سطوح 'ایمن' تأثیر می‌گذارد.

Key figures

• Kenny Crump
• Maryse Bouchard
• Curtis Klaassen

Seminal works

• crump-1984
• nrc-1983

Frequently asked questions

تفاوت بین دوز-پاسخ تدریجی و کمی چیست؟

دوز-پاسخ تدریجی اندازه‌گیری می‌کند که چگونه بزرگی یک اثر با دوز در یک فرد یا به عنوان میانگین جمعیت افزایش می‌یابد، در حالی که دوز-پاسخ کمی نسبت جمعیتی را اندازه‌گیری می‌کند که با افزایش دوز از یک اثر تعریف شده 'همه یا هیچ' عبور می‌کند.

دوز معیار چیست؟

دوز معیار، دوزی است که از یک مدل از کل منحنی دوز-پاسخ برای تولید یک افزایش کوچک و از پیش تعریف شده در پاسخ تخمین زده می‌شود؛ این یک نقطه شروع از نظر آماری مستحکم‌تر از یک NOAEL منفرد است زیرا از تمام داده‌ها استفاده می‌کند.