目前國際公認(rèn)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估政策包括:
2.1.1 危害識(shí)別
危害識(shí)別目的在于確定人體攝入化學(xué)物的潛在不良作用,這種不良作用產(chǎn)生的可能性,以及產(chǎn)生這種不良作用的確定性和不確定性。本節(jié)中,有別于劑量-反應(yīng)及危險(xiǎn)性特征描述的內(nèi)容,危害識(shí)別不是對(duì)暴露人群的危險(xiǎn)性進(jìn)行定量的外推,而是對(duì)暴露人群發(fā)生不良作用的可能性作定性的評(píng)價(jià)。
由于往往是資料不足,因此,進(jìn)行危害識(shí)別的最好方法是證據(jù)加權(quán)。此法需要對(duì)來源于適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)庫、經(jīng)同行專家評(píng)審的文獻(xiàn)及諸如企業(yè)界未發(fā)表的研究報(bào)告的科學(xué)資料進(jìn)行充分的評(píng)議。此方法對(duì)不同研究的重視程序如下順序:流行病學(xué)研究、動(dòng)物毒理學(xué)研究、體外試驗(yàn)以及最后的定量結(jié)構(gòu)-反應(yīng)關(guān)系。
2.1.1.1流行病學(xué)研究
如果能獲得陽性的流行病學(xué)研究數(shù)據(jù),應(yīng)當(dāng)把他們應(yīng)用于危險(xiǎn)性評(píng)估中。如果能夠從臨床研究獲得數(shù)據(jù),在危害識(shí)別及其他步驟中應(yīng)當(dāng)充分利用。然而,對(duì)于大多數(shù)化學(xué)物,臨床和流行病學(xué)資料是難以得到的。此外,陰性的流行病學(xué)資料難以在危險(xiǎn)性評(píng)估方面進(jìn)行解釋,因?yàn)榇蟛糠至餍胁W(xué)研究的統(tǒng)計(jì)學(xué)力度不足以發(fā)現(xiàn)人群中低暴露水平的作用。風(fēng)險(xiǎn)管理決策不應(yīng)過于依賴流行病學(xué)研究而受耽擱。評(píng)估采有的流行病學(xué)研究必須是用公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)程序進(jìn)行。
危害識(shí)別一般以動(dòng)物和體外試驗(yàn)的資料為依據(jù),因?yàn)榱餍胁W(xué)研究費(fèi)用昂貴,而且提供的數(shù)據(jù)很少。
2.1.1.2動(dòng)物試驗(yàn)
用于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的絕大多數(shù)毒理學(xué)數(shù)據(jù)來自動(dòng)物試驗(yàn),這就要求這些動(dòng)物試驗(yàn)必須遵循界廣泛接受的標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)程序。盡管存在這類程序,如聯(lián)合國經(jīng)濟(jì)合作發(fā)展組織(OECD)、美國環(huán)境保護(hù)局(EPA)等的,但沒有適用于食品安全危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)的專用程序。無論采用哪種程序,所有試驗(yàn)必須實(shí)施良好實(shí)驗(yàn)室規(guī)范(GLP)和標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量保證/質(zhì)量控制(QA/QC)方案。
長期(慢性)動(dòng)物試驗(yàn)數(shù)據(jù)至關(guān)重要,包括腫瘤、生殖/發(fā)育作用、神經(jīng)毒性作用、免疫毒性作用等。短期(急性)毒理學(xué)試驗(yàn)資料也是有用的。動(dòng)物試驗(yàn)應(yīng)當(dāng)有助于毒理學(xué)作用范圍的確定。對(duì)于人體必需微量元素,如銅、鋅、鐵,應(yīng)該收集需要量與毒性之間關(guān)系的資料。動(dòng)物試驗(yàn)的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到找出NOEL值、可觀察的無副作用劑量水平(NOAEL)或者臨界劑量。應(yīng)選擇較高劑量以盡可能減少產(chǎn)生假陰性。
2.1.1.3短期試驗(yàn)研究與體外試驗(yàn)
由于短期試驗(yàn)既快速且費(fèi)用不高,因此用來探測化學(xué)物質(zhì)是否具有潛在致癌性,或引導(dǎo)支持從動(dòng)物試驗(yàn)或流行病學(xué)調(diào)查的結(jié)果是非常有價(jià)值的。
可以用體外試驗(yàn)資料補(bǔ)充作用機(jī)制的資料,例如遺傳毒性試驗(yàn)。這些試驗(yàn)必須遵循良好實(shí)驗(yàn)室規(guī)范或其他廣泛接受的程序。然而,體外試驗(yàn)的數(shù)據(jù)不能作為預(yù)測對(duì)人體危險(xiǎn)性的唯一資料來源。
2.1.1.4結(jié)構(gòu)-反應(yīng)關(guān)系
對(duì)于加強(qiáng)識(shí)別人類健康危害的加權(quán)分析是有用的。在對(duì)化學(xué)物作為一類(如多環(huán)芳烴化合化、多氯聯(lián)苯類和四氯苯丙二噁英)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí),此類化學(xué)物的一種或多種有足夠的毒理學(xué)資料,可以采用毒物當(dāng)量的方法來預(yù)測人類攝入該類化學(xué)物中其他化學(xué)物對(duì)健康的危害。
2.1.1.5對(duì)致癌物質(zhì)的識(shí)別與分類
危害物的識(shí)別中,最難的是對(duì)于致癌物質(zhì)如何確定。五百多萬種現(xiàn)存的化合物中,真正做過動(dòng)物試驗(yàn)、有數(shù)據(jù)者不超過一萬種;約有一千多種會(huì)引起某種動(dòng)物致癌,而其中有確證會(huì)引起人類癌癥的,還不到三十種。
其致癌的分類法是根據(jù)各種動(dòng)物試驗(yàn),及流行病學(xué)觀察的結(jié)果來評(píng)估。因?yàn)槲锓N之間代謝功能相差甚大,有的化學(xué)物只對(duì)某種動(dòng)物有致癌性,對(duì)其他動(dòng)物並不致癌!
其次,由多種不同動(dòng)物在多次試驗(yàn)中,其皆可引致癌癥,但沒有流行病學(xué)證據(jù),或只有相當(dāng)有限的臨床觀察者,我們將之歸類為“有充分證據(jù)的可疑致癌物”(Sufficient evidence of Carcinogenicity)。有鑒于不能拿人類做試驗(yàn),以及缺乏流行病學(xué)的數(shù)據(jù),將這些已充分證明會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物致癌的物質(zhì),視同“有可能導(dǎo)致人類癌癥”( suspected human carcinogen )。
毒性分類表
不同施予途徑
毒性等級(jí) |
一般用語 |
單一喂食劑量LD50 (大鼠) |
暴露氣體4-hr 死亡率2/6-4/6 (大鼠) |
皮膚LD50 (兔子) |
可能死亡劑量 (人類) |
1 |
極性毒性 |
≦1 mg/kg |
<10 ppm |
≦5 mg/kg |
淺嘗, 1喱 |
2 |
高毒性 |
1-50 mg |
10-100 ppm |
5-43 mg/kg |
一茶匙 4 cc |
3 |
中等毒性 |
50-500 mg |
100-1000 ppm |
44-340 g/kg |
1盎斯, 30 mg |
4 |
輕毒性 |
0.5-5 mg |
1000-10,000 ppm |
0.35-2.81 g/kg |
1杯, 250 mg |
5 |
幾乎無毒性 |
5-15 mg |
10000-100,000 ppm |
2.82-22.59 g/kg |
1夸脫, 1000 mg |
6 |
比較無害 |
>15 g |
> 100,000 ppm |
>22.6 g/kg |
> 1 夸脫 |
研究類型 |
暴露次數(shù) |
目的 |
急性 |
一次暴露 |
1. 確定致死劑量 2. 鑒定潛在靶器官 3. 顯示比較毒性 |
亞急性 |
間隔或重復(fù)幾天、幾周或幾月暴露 |
鑒定身體可能受化學(xué)物質(zhì)傷害的特殊器官或系統(tǒng)以及引起傷害的暴露量 |
慢性 |
間隔或重復(fù)長期終生暴露 |
1. 鑒定某化學(xué)物質(zhì)引起特殊異常如癌癥 2. 決定引起傷害或疾病的暴露情形與劑量 |
代謝及藥物動(dòng)力學(xué) |
一次暴露數(shù)次暴露 |
1. 鑒定化學(xué)物質(zhì)如何進(jìn)入人體及如何分布與排泄 2. 鑒定化學(xué)物質(zhì)在人體內(nèi)的代謝作用 |
2.1.2 危害描述
食品添加劑、農(nóng)藥、獸藥和污染物在食品中的含量往往很低,通常只有百萬分之幾,甚至更少。為了達(dá)到一定的敏感度,動(dòng)物毒理學(xué)試驗(yàn)的劑量必須很高,取決于化學(xué)物的自身毒性,一般為百萬分之幾千。為了與人體攝入水平相比較,需要把動(dòng)物試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)過處理外推到低得多的劑量。因此人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估多數(shù)都是基于動(dòng)物試驗(yàn)的毒理資料。所以,在無閾值劑量的假設(shè)之下,用高于人的環(huán)境暴露濃度的動(dòng)物試驗(yàn)劑量,由高至低的外推是必須也是可行的。
2.1.2.1劑量-反應(yīng)的評(píng)估
這種高劑量到低劑量的外推過程在量和質(zhì)上皆存在不確定性。危害的性質(zhì)或許會(huì)隨劑量而改變或完全消失。如果動(dòng)物與人體的反應(yīng)在本質(zhì)上是一致的,則所選的劑量-反應(yīng)模型可能有謬。人體與動(dòng)物在同一劑量時(shí),藥代謝動(dòng)力學(xué)作用有所不同,而且劑量不同,代謝方式也不同;瘜W(xué)在高劑量或低劑量時(shí),代謝特征可能不同。因此,毒理學(xué)家必須考慮在將高劑量的不良作用外推到低劑量時(shí),這些和其他與劑量有關(guān)的變化存在哪些潛在影響。
2.1.2.2遺傳毒性和非遺傳毒性致癌物
在傳統(tǒng)上,毒理學(xué)家認(rèn)同不良作用存在閾值,但致癌作用除外。這種認(rèn)識(shí)可追溯到40年代,當(dāng)時(shí)便已認(rèn)識(shí)到癌癥的發(fā)生有可能源于某一種體細(xì)胞的突變。在理論上,少數(shù)幾個(gè)分子,甚至一個(gè)分子都有可能誘發(fā)人體或動(dòng)物的突變而最終演變?yōu)槟[瘤。因此,在理論上通過這種作用機(jī)制的致癌物沒有安全劑量可言。
近年來,已逐步能夠區(qū)別各種致癌物,并確定有一類非遺傳毒性致癌物,即本身不能誘發(fā)突變,但是它可作用于被其他致癌物或某些物理化學(xué)因素啟動(dòng)的細(xì)胞的致癌過程的后期。遺傳毒性致癌物定義為能間接或直接地引起靶細(xì)胞遺傳改變的化學(xué)物。遺傳毒性致癌物的主要作用靶是遺傳物質(zhì),而非遺傳毒性致癌物作用于非遺傳位點(diǎn),從而促進(jìn)靶細(xì)胞增殖和/或持續(xù)性的靶位點(diǎn)功能亢進(jìn)/衰竭。大量的報(bào)告詳細(xì)說明遺傳毒性和非遺傳毒性致癌物均存在種屬間致癌效應(yīng)的差別。
世界上許多國家的食品衛(wèi)生界權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)定遺傳毒性和非遺傳毒性致癌物是不同的。在原則上,非遺傳毒性致癌物能夠用閾值方法進(jìn)行管理,如可觀察的無作用劑量水平-安全系數(shù)法。要證明某一物質(zhì)屬于遺傳毒性致癌物,往往需要提供致癌作用機(jī)制的科學(xué)資料。
2.1.2.3閾值法(Threshold approach)
試驗(yàn)獲得的NOEL或NOAEL值乘以合適的安全系數(shù)等于安全水平或者每日允許攝入量。這種計(jì)算的理論依據(jù)是人體與試驗(yàn)動(dòng)物存在著合理可比的閾劑量值。但是,人的敏感性或許較高,遺傳特性的差異更大,并且膳食習(xí)慣更為不同。鑒于此,JECFA采用安全系數(shù)以克服此類不確定性。通常對(duì)長期動(dòng)物試驗(yàn)資料的安全系數(shù)為100,但不同國家的衛(wèi)生機(jī)構(gòu)有時(shí)采用不同的安全系數(shù)。當(dāng)科學(xué)資料數(shù)量有限或制定暫行每日允許攝入量時(shí),JECFA采用更大的安全系數(shù)。其他衛(wèi)生機(jī)構(gòu)按作用強(qiáng)度和可逆性調(diào)整ADI值。ADI值的差異構(gòu)成了一個(gè)重要的風(fēng)險(xiǎn)管理問題,這應(yīng)當(dāng)引起重視。
ADI值提供的信息是:如果按ADI值或以下的量攝入某一化學(xué)物,則沒有明顯的風(fēng)險(xiǎn)。如上所述,安全系數(shù)用于彌補(bǔ)種群差異。當(dāng)然,理論上有可能某些個(gè)體的每感程度超出了安全系數(shù)的范圍。
2.1.2.4非閾值法
對(duì)于遺傳毒性致癌物,一般不能用NOEL——安全系數(shù)來制定允許攝入量,因?yàn)榧词乖谧畹蛿z入量時(shí),仍然有致癌危險(xiǎn)性。因此,對(duì)遺傳毒性致癌物的管理辦法有二:(1)禁止商業(yè)化的使用該種化學(xué)物;或(2)制定一個(gè)極低而可忽略不計(jì)、對(duì)健康影響甚微或者社會(huì)能接受的化學(xué)物的風(fēng)險(xiǎn)水平。
2.1.3 暴露評(píng)估
對(duì)于食品添加劑、農(nóng)藥和獸藥殘留以及污染物等危害物暴露評(píng)估的目的在于求得某危害物的劑量、暴露頻率、時(shí)間長短、途徑及范圍,由于劑量決定毒性,所以削弱危害物的的膳食攝入量估計(jì)需要有關(guān)食品消費(fèi)量和這些食物中相關(guān)化學(xué)物濃度的資料。一般來說,攝入量評(píng)估有三種方法:(1)總膳食研究;(2)個(gè)別食品的研究;(3)雙份飯研究。WHO制定了化學(xué)污染物膳食攝入量的研究準(zhǔn)則(GEMS/Food,1985)。
2.1.3.1暴露劑量的類型
給予劑量:指外界給予動(dòng)物及其他生物體的劑量;
吸收劑量:危害物質(zhì)通過生物屏障到達(dá)血液或其他組織的濃度;
終生平均劑量:考慮介質(zhì)攝入量與體重等因素,在一生中各年齡階段的變化而計(jì)算出的劑量;
有效劑量:以化學(xué)傷害的程度來表示的劑量。
劑量的測定:
給予劑量=
吸收劑量=給予劑量×吸收率
2.1.3.2暴露量評(píng)估準(zhǔn)則
由于暴露評(píng)估所需進(jìn)行的工作項(xiàng)目極多,若無可依循的準(zhǔn)則常導(dǎo)致評(píng)估結(jié)果有極大的差異。鑒于此制定暴露評(píng)估準(zhǔn)則。
完整的暴露量應(yīng)包括以下六大項(xiàng)工作,即
1. 單一化學(xué)危害物或混合物的基本特性;
2. 污染源;
3. 暴露路徑及對(duì)環(huán)境的影響;
4. 通過測量或估計(jì)的危害物濃度;
5. 暴露人群情況;
6. 整體暴露分析。
計(jì)算暴露劑量常用的參數(shù)
項(xiàng)目 |
人體系數(shù) | |||||
人體 |
男人 女人 小孩 |
70 kg 60 kg 10 kg | ||||
皮膚表面積 |
總暴露量(身高180公分成人) 穿短袖上衣、長褲鞋靴 穿長袖上衣、長褲、鞋靴及手套 |
1.8 m2 0.3 m2 0.1 m2 | ||||
呼吸 |
休息 輕微活動(dòng) 呼吸量 |
男人 7.5L/min 20 L/min 23 L/day |
女人 6L/min 19L/min 21L/day |
兒童 4.8L/min 13L/min 15L/day | ||
流體食物攝取量(牛奶、飲水、飲料) |
2 L/day |
1.4 L/day |
1.4 L/day | |||
人體食物攝取量 |
1500mg/day | |||||
體重 |
大鼠 |
0.35 kg | ||||
小鼠 |
0.03 kg | |||||
食物攝取量 |
大鼠 |
3.9 mg/day | ||||
小鼠 |
17.5 mg/day | |||||
可以根據(jù)食品添加劑、農(nóng)藥和獸藥規(guī)定的使用范圍和使用量,來估計(jì)膳食攝入量。然而,食品中食品添加劑、農(nóng)藥和獸藥殘留的實(shí)際水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于最大允許量;因?yàn)閮H有部分莊稼/家畜使用了農(nóng)藥和獸藥,因此食品中或食品表面有時(shí)完全沒有農(nóng)藥和獸藥殘留。食品中添加劑含量的數(shù)據(jù)可以從制造商那里取得,計(jì)算膳食污染物暴露量需要知道它們在食品中的分布情況,只有通過采用敏感和可靠的分析方法對(duì)有代表性的食物進(jìn)行分析來得到。
膳食中食品添加劑、農(nóng)藥和獸藥的理論攝入量必須低于相應(yīng)的ADI值。通常,實(shí)際攝入量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于ADI值。確定污染物的限量會(huì)遇到一些特殊的問題,通常在數(shù)據(jù)不足時(shí)制定暫行攝入限量。污染物水平偶爾會(huì)比暫行攝入限量高。在此情況下,限量水平往往根據(jù)經(jīng)濟(jì)和/或技術(shù)方面而定。
根據(jù)測定的食品中化學(xué)物含量進(jìn)行暴露評(píng)估時(shí),必須要有可靠的膳食攝入量資料。評(píng)估時(shí),平均/中位數(shù)居民和不同人群詳細(xì)的食物消費(fèi)數(shù)據(jù)很重要,特別是易感人群。另外,必須注重膳食攝入量資料的可比性,特別是世界上不同地方的主食消費(fèi)情況。一般認(rèn)為發(fā)達(dá)國家居民比發(fā)展中國家居民攝入較多的食品添加劑,因?yàn)樗麄兩攀持屑庸な称匪嫉谋嚷瘦^高。
2.1.4 風(fēng)險(xiǎn)描述
風(fēng)險(xiǎn)描述的結(jié)果是提供人體攝入化學(xué)物質(zhì)對(duì)健康產(chǎn)生不良作用的可能性的估計(jì),它是危害識(shí)別、危害描述和暴露評(píng)估的綜合結(jié)果。
2.1.4.1有閾值的化學(xué)危害物
對(duì)于化學(xué)物質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,如果是有閾值的化學(xué)物,則對(duì)人群風(fēng)險(xiǎn)可以攝入量與ADI值(或其他測量值)比較作為風(fēng)險(xiǎn)描述。如果所評(píng)價(jià)的物質(zhì)的攝入量比ADI值小,則對(duì)人體健康產(chǎn)生不良作用的可能性為零。即
安全限值(Margin of safety, MOS)=
MOS≤1 該危害物對(duì)食品安全影響的風(fēng)險(xiǎn)是可以接受的
MOS>1 該危害物對(duì)食品安全影響的風(fēng)險(xiǎn)超過了可以接受的限度,應(yīng)當(dāng)采取適當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)管理措施
2.1.4.2無閾值的化學(xué)危害物
如果所評(píng)價(jià)的化學(xué)物質(zhì)沒有閾值,對(duì)人群的風(fēng)險(xiǎn)是攝入量和危害程度的綜合結(jié)果。即
食品安全風(fēng)險(xiǎn)=攝入量×危害程度
對(duì)于微生物危害而言其風(fēng)險(xiǎn)描述依據(jù)危害識(shí)別、危害描述、暴露評(píng)估等的考慮和數(shù)據(jù)。風(fēng)險(xiǎn)描述提供特定菌體對(duì)特定人群產(chǎn)生損害作用的能力的定性或定量估計(jì)。
在風(fēng)險(xiǎn)描述時(shí)必須說明風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過程中每一步所涉及的不確定性。風(fēng)險(xiǎn)描述中的不確定性反映了前幾個(gè)階段評(píng)價(jià)中的不確定性。在實(shí)際工作中依靠專家判斷和額外的人體研究以克服各種不確定性。人體試驗(yàn)可以在產(chǎn)品上市前或產(chǎn)品上市后進(jìn)行。