Тестирование острой токсичности и LD50

Тестирование острой токсичности характеризует неблагоприятные эффекты, возникающие в результате однократного или многократного (обычно в течение 24 часов) воздействия вещества. Его классическим показателем является LD50 — доза, которая, по оценкам, является летальной для половины тестовой популяции, хотя современные руководства в значительной степени отошли от получения точного значения LD50 в сторону методов, использующих значительно меньше животных.

Definition

Тестирование острой токсичности — это оценка неблагоприятных эффектов, возникающих после однократного или кратковременного воздействия вещества; LD50 (средняя летальная доза) — это статистически оцененная доза, которая, как ожидается, вызовет смерть у 50% облученной популяции, исторически используемая для выражения острой летальной активности.

Scope

Статья охватывает концепцию и историю LD50, переход от исследований, ориентированных на летальность, к процедурам, таким как методы «вверх-вниз» и фиксированной дозы, использование данных об острой токсичности для классификации опасности и ограничения тестирования однократного воздействия. Это методологическая тема, и она не содержит протоколов тестирования, порогов воздействия или рекомендаций по управлению отравлениями для конкретных веществ.

Core questions

• Какие неблагоприятные эффекты, включая смерть, следуют за однократным или кратковременным воздействием?
• Какой уровень дозы отмечает начало серьезной острой токсичности?
• Как можно оценить острую активность, минимизируя использование и страдания животных?
• Как результаты острых тестов влияют на классификацию и маркировку опасности?

Key concepts

• Средняя летальная доза (LD50)
• Кривая доза-реакция и ее наклон
• Процедура «вверх-вниз»
• Процедура фиксированной дозы
• Метод острого токсического класса
• Путь воздействия (пероральный, кожный, ингаляционный)
• Классификация опасности (категории GHS)

Mechanisms

Острое тестирование предполагает однократное воздействие на животных и наблюдение за возникающими эффектами в течение определенного периода. В классическом подходе градуированные дозы вводятся группам, и доля реагирующих особей подгоняется под модель доза-реакция для оценки LD50 и наклона кривой, как это было формализовано Треваном. Современные последовательные схемы, такие как процедура «вверх-вниз», вместо этого корректируют дозу для каждого последующего животного на основе предыдущего результата, сходясь к оценке летальной активности с значительно меньшим количеством животных; методы фиксированной дозы и острого токсического класса аналогичным образом используют предопределенные уровни доз и признаки, не приводящие к смерти, для присвоения категории опасности, а не точного значения LD50.

Clinical relevance

Данные об острой токсичности используются для классификации опасности, маркировки и информации о безопасном обращении с химическими и лекарственными продуктами, а также описывают виды эффектов, которые может вызвать большое однократное воздействие. Статья объясняет, как генерируются такие данные, и носит исключительно описательный характер; она не является основой для управления воздействиями или отравлениями у отдельных лиц.

Evidence & guidelines

Тестирование острой оральной токсичности регулируется гармонизированными руководствами ОЭСР, включая процедуру «вверх-вниз» (TG 425), процедуру фиксированной дозы (TG 420) и метод острого токсического класса (TG 423), которые вместе в значительной степени заменили обычный тест LD50 (бывший TG 401). Результаты сопоставляются с международно гармонизированными категориями опасности в рамках Глобальной гармонизированной системы (GHS). Эти руководства периодически пересматриваются, и тенденция заключается в разработке схем, которые сокращают количество животных и зависимость от летальности как конечной точки.

History

LD50 была введена Дж. У. Треваном в 1927 году как способ количественной оценки присущей биологическим реакциям на токсические дозы изменчивости, и она стала стандартным выражением острой летальной активности на протяжении большей части двадцатого века. Растущая научная и этическая критика тестирования, основанного на смерти животных, стимулировала разработку усовершенствованных последовательных схем и схем с фиксированной дозой в 1980-х годах и позднее, примером чего является процедура «вверх-вниз» Брюса, и завершилась отменой обычного руководства по LD50 в пользу методов, использующих меньше животных.

Debates

Является ли точное значение LD50 значимым регуляторным показателем?

Критики утверждают, что единичный показатель летальности сильно варьируется между лабораториями и видами и дает мало механистических представлений, что мотивирует его замену методами, ориентированными на классификацию; полученные категории являются более грубыми, но используют значительно меньше животных.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

Измеряется ли LD50 до сих пор?

Точное значение LD50 редко является целью сейчас. Текущие руководства используют последовательные схемы или схемы с фиксированной дозой, которые оценивают категорию опасности с гораздо меньшим количеством животных, и обычное руководство по тесту LD50 было отменено.

Почему острая токсичность выражается на единицу массы тела?

Дозы выражаются как количество на единицу массы тела (например, мг/кг), чтобы можно было сравнивать активность у животных и видов разных размеров; это условность теста, а не рекомендация для какого-либо уровня воздействия.