急性毒性测试和半数致死量（LD50）

急性毒性测试旨在描述单次接触或短时间内（通常为24小时内）多次接触某种物质所产生的不良影响。其经典衡量指标是半数致死量（LD50），即估计能导致一半受试动物死亡的剂量。尽管如此，当代指南已基本不再追求精确的LD50，转而采用动物用量大大减少的方法。

Definition

急性毒性测试是对单次或短期接触某种物质后发生的不良影响进行评估；LD50（半数致死量）是统计学上估计的预期导致50%暴露人群死亡的剂量，历史上曾用于表示急性致死效力。

Scope

本条目涵盖了LD50的概念和历史，从以致死性为中心的设计转向了如升降法和固定剂量法等程序，急性数据在危害分类中的应用，以及单次接触测试的局限性。这是一个方法学主题，不提供特定物质的测试方案、暴露阈值或中毒管理指南。

Core questions

• 单次或短期接触后会产生哪些不良影响，包括死亡？
• 哪个剂量水平标志着严重急性毒性的开始？
• 如何在最大限度地减少动物使用和痛苦的同时估计急性效力？
• 急性测试结果如何用于危害分类和标签？

Key concepts

• 半数致死量（LD50）
• 剂量-反应曲线及其斜率
• 升降法
• 固定剂量法
• 急性毒性分类法
• 暴露途径（口服、皮肤、吸入）
• 危害分类（GHS类别）

Mechanisms

急性测试让动物单次暴露，并在规定时间内观察其产生的影响。在经典方法中，将分级剂量施用于各组动物，并将反应比例拟合到剂量-反应模型中，以估计LD50和曲线斜率，这由Trevan正式确立。现代序贯设计，如升降法，则根据前一个结果调整每个后续动物的剂量，以显著减少动物数量的方式收敛于致死效力的估计值；固定剂量法和急性毒性分类法也类似地使用预设剂量水平和非致死性体征来分配危害类别，而非精确的LD50。

Clinical relevance

急性毒性数据为化学品和医药产品附带的危害分类、标签和安全处理信息提供依据，并描述了大量单次暴露可能产生的效应。本条目解释了此类数据是如何产生的，仅具描述性；它并非用于管理个体暴露或中毒的依据。

Evidence & guidelines

急性经口毒性测试受协调的OECD测试指南管辖，包括升降法（TG 425）、固定剂量法（TG 420）和急性毒性分类法（TG 423），这些方法共同在很大程度上取代了传统的LD50测试（原TG 401）。结果根据全球协调系统（GHS）映射到国际协调的危害类别。这些指南会定期修订，趋势是采用减少动物数量和降低对致死性作为终点依赖的设计。

History

LD50由J. W. Trevan于1927年引入，作为量化生物体对毒性剂量反应固有变异性的一种方法，并在20世纪的大部分时间里成为急性致死效力的标准表达方式。围绕动物死亡的测试所引发的日益增长的科学和伦理批评，推动了20世纪80年代及之后改进的序贯和固定剂量设计的发展，以Bruce的升降法为代表，并最终导致传统LD50指南被删除，取而代之的是使用更少动物的方法。

Debates

精确的LD50是否是一个有意义的监管终点？

批评者认为，单一的致死性数据在不同实验室和物种之间差异很大，且提供的机制洞察力有限，这促使它被以分类为导向的方法取代；由此产生的类别虽然更粗略，但使用的动物数量大大减少。

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

LD50现在还在测量吗？

精确的LD50现在很少是目标。目前的指南使用序贯或固定剂量设计，以大大减少动物数量的方式估计危害类别，并且传统的LD50测试指南已被撤销。

为什么急性毒性以每单位体重表示？

剂量以每单位体重（例如mg/kg）表示，以便在不同大小的动物和物种之间比较效力；这是测试的惯例，并非对任何暴露水平的建议。