آزمایشهای سمشناسی و ارزیابی نظارتی
آزمایشهای سمشناسی مجموعهای ساختاریافته از روشهای تجربی است که برای شناسایی اثرات نامطلوب مواد شیمیایی، داروها و سایر عوامل و حمایت از تصمیمگیریها در مورد ایمنی آنها استفاده میشود. این آزمایشها شامل مطالعات حیوانی کامل با مدت زمانهای متفاوت، روشهای مبتنی بر سلول و بافت، و چارچوبهای مکانیسمی است و مراحل شناسایی خطر و دوز-پاسخ ارزیابی ریسک نظارتی را تغذیه میکند.
Definition
آزمایشهای سمشناسی و ارزیابی نظارتی رشتهای است که به طراحی، اجرا و تفسیر آزمایشهایی میپردازد که خواص خطرناک مواد را شناسایی و کمیسازی میکنند، و به تبدیل آن نتایج به شناسایی خطر و مشخصات دوز-پاسخ که زیربنای ارزیابی ایمنی نظارتی است، میپردازد.
Scope
این حوزه خواننده را با نحوه اندازهگیری و تفسیر سمیت آشنا میکند. این حوزه حالتهای اصلی آزمایش را گروهبندی میکند: مطالعات کوتاهمدت (حاد) و LD50 تاریخی، مطالعات دوز مکرر در بازههای زمانی تحتمزمن و مزمن، مدلهای آزمایشگاهی (in vitro) و مبتنی بر سلول که به عنوان جایگزین آزمایشهای حیوانی مطرح شدهاند، و استفاده از نشانگرهای زیستی و مسیرهای پیامد نامطلوب برای اتصال اندازهگیریها به مکانیسم. این موارد به عنوان موضوعات روششناختی در نظر گرفته میشوند، نه به عنوان پروتکلهای قابل استفاده، و دستورالعملهای آزمایش یا تعیین ایمنی برای مواد خاص را ارائه نمیدهند.
Sub-topics
Core questions
- یک عامل چه اثرات نامطلوبی تولید میکند و در چه سطوح مواجههای؟
- مدت زمان و مسیر مواجهه چگونه سمیت مشاهده شده را شکل میدهند؟
- شواهد مکانیسمی و آزمایشگاهی (in vitro) چگونه میتوانند آزمایشهای حیوانی کامل را کاهش، اصلاح یا جایگزین کنند؟
- نتایج آزمایش چگونه برای تصمیمگیریهای نظارتی به شناسایی خطر و ارزیابی دوز-پاسخ تبدیل میشوند؟
Key concepts
- شناسایی خطر و ارزیابی دوز-پاسخ
- آزمایش حاد در مقابل دوز مکرر
- سطح بدون اثر نامطلوب مشاهده شده (NOAEL) و دوز معیار
- ۳R (جایگزینی، کاهش، اصلاح)
- روشهای آزمایشگاهی (in vitro) و جایگزین
- مسیرهای پیامد نامطلوب
- عملکرد خوب آزمایشگاهی و هماهنگسازی دستورالعملهای آزمایش
Mechanisms
راهبردهای آزمایش حول مدت زمان مواجهه و سطح بیولوژیکی سازماندهی شدهاند. مطالعات حاد اثرات یک مواجهه منفرد یا کوتاه را بررسی میکنند؛ مطالعات تحتمزمن و مزمن حیوانات را به طور مکرر در معرض قرار میدهند تا اثرات تجمعی، خاص اندام، و تأخیری را شناسایی کرده و آستانههایی مانند NOAEL را تخمین بزنند. سیستمهای آزمایشگاهی (in vitro) از سلولها و بافتها برای بررسی مکانیسمهای سمی خاص با توان عملیاتی بالاتر و بدون حیوانات کامل استفاده میکنند. در میان این موارد، چارچوب مسیر پیامد نامطلوب یک رویداد مولکولی آغازگر را به یک پیامد مرتبط با مقررات پیوند میدهد و چارچوب مکانیسمی را فراهم میکند که به ادغام دادههای آزمایشگاهی (in vitro)، نشانگرهای زیستی و درونتنی (in vivo) در یک ارزیابی منسجم کمک میکند.
Clinical relevance
روشهای این حوزه شواهد ایمنی را تولید میکنند که تنظیمکنندهها و پزشکان هنگام ارزیابی داروها و عوامل محیطی به آن تکیه میکنند. درک چگونگی تولید دادههای سمیت و آنچه که میتوانند و نمیتوانند نشان دهند، بخشی از ارزیابی انتقادی شواهد در علوم بهداشتی است. این مدخل توصیفی از روششناسی آزمایش است و مبنایی برای تشخیص، مدیریت مواجهه یا تصمیمگیریهای درمانی فردی نیست.
Evidence & guidelines
در سطح بینالمللی، آزمایشهای سمیت توسط دستورالعملهای آزمایش هماهنگ (به ویژه دستورالعملهای OECD برای آزمایش مواد شیمیایی) و استانداردهای عملکرد خوب آزمایشگاهی (Good Laboratory Practice) و چارچوبهای نظارتی مانند راهنمای ICH برای داروها اداره میشود. از زمان چشمانداز شورای تحقیقات ملی در سال ۲۰۰۷ برای آزمایشهای سمیت، این حوزه به طور فزایندهای بر رویکردهای مبتنی بر مکانیسم و غیرحیوانی تأکید کرده است، اگرچه پذیرش نظارتی روشهای جایگزین به جای یک استاندارد تثبیتشده، یک حوزه فعال و در حال تکامل باقی مانده است.
History
آزمایشهای سمیت مدرن از تلاشهای اوایل قرن بیستم برای استانداردسازی اندازهگیری کشندگی حاد نشأت گرفت و پس از اواسط قرن از طریق دستورالعملهای آزمایش ملی و بینالمللی رسمیت یافت. LD50 زمانی بر آزمایشهای حاد غالب بود اما به تدریج با روشهایی جایگزین شده است که از حیوانات کمتری استفاده میکنند. گزارش سال ۲۰۰۷ شورای تحقیقات ملی چشمانداز تأثیرگذاری را برای تغییر از آزمایشهای توصیفی حیوانی کامل به رویکردهای مبتنی بر مکانیسم و عمدتاً آزمایشگاهی (in vitro) ارائه داد، تغییری که همچنان این حوزه را شکل میدهد.
Debates
- تا چه حد میتوان آزمایشهای حیوانی را با روشهای آزمایشگاهی (in vitro) و محاسباتی جایگزین کرد؟
- توافق گستردهای در مورد کاهش استفاده از حیوانات وجود دارد، اما در مورد اینکه روشهای جایگزین فعلی تا چه حد میتوانند پاسخهای یکپارچه و کل ارگانیسم را که تصمیمگیریهای نظارتی به طور تاریخی به آنها وابسته بودهاند، بازتولید کنند، اختلاف نظر وجود دارد.
Key figures
- Thomas Hartung
- Robert Kavlock
- Raymond Tice
Related topics
Seminal works
- nrc-2007
- hartung-2009-nature
Frequently asked questions
- تفاوت بین خطر (hazard) و ریسک (risk) در آزمایشهای سمیت چیست؟
- خطر (hazard) ظرفیت ذاتی یک ماده برای ایجاد آسیب است که آزمایش آن را مشخص میکند؛ ریسک (risk) علاوه بر آن به مواجهه نیز بستگی دارد. آزمایشهای سمیت عمدتاً خطر و دوز-پاسخ را تعیین میکنند که سپس در ارزیابی ریسک با اطلاعات مواجهه ترکیب میشوند.
- ۳R چیست؟
- ۳R به جایگزینی (replacement)، کاهش (reduction) و اصلاح (refinement) استفاده از حیوانات در آزمایشها اشاره دارد. آنها یک اصل راهنما در پشت توسعه روشهای آزمایشگاهی (in vitro) و مبتنی بر مکانیسم و در پشت روشهایی هستند که تعداد حیوانات مورد نیاز را به حداقل میرسانند.