联合作用特征的评价

时间:2017-06-01 论文范文 我要投稿
关键字:  联合作用 评价方法 
  摘 要:多年来,毒药理界对机体内多种外来化合物产生的联合作用缺乏统一评价体系。本文就其已有的理论基础和相关的方法学成就作一概述,旨在介绍各自的使用范围和优缺点,提请应用者根据条件选用合适的评价方法。
  关键词:联合作用 评价方法
  工农业迅猛发展,使得地球上化学物数量不断增加,人类在生产条件或生活环境中同时接触或相继暴露两种及两种以上化学物已是相当普遍[1]。为了能取得较好的治疗效果,多药联用或序贯用药又是现代临床医学的主导趋势[2]。多种外来化合物共存,势必对接触的生物体产生联合作用(joint action,combined action),亦称交互作用(interaction)。尽管在药理学和毒理学中联合作用分别发生在不同的剂量水平,对联合作用特征的正确评价仍是两门学科工作者的当务之急。
  在不同的时期和不同的学科领域,如生物学、药理学、生物统计学,联合作用具有不同的含义,特征术语亟待统一和规范化,对其评价方法也不尽相同[3]。Bliss在1939年最早提出独立、相似和协同三种联合作用模型[4]。1975年Anderson和Weber把Bliss建立模型应用于水生毒物联合作用研究[5],并引入了浓度相加和反应相加的概念。1981年WHO把联合作用明确分为四类[6]:相加、协同、抗和独立作用,这种分类方法已为多数学者所接受。1988年Rothman等又提出四种不同的联合作用类型[7]:统计学、生物学、公共卫生学和个体判别的联合作用,不过没有被普遍应用。
  对同一组资料应用不同的分析方法会得出不同的结论[2]。因而就某组特定的混合物而言,很可能用一种方法计算的结论是相互协同,但用另一种方法计算的结果却是相互抗。关于联合作用特征的评价,国内外尚未形成统一的认识体系[8,9]。
  1 等效应线图法
  1870年Fraser倡导,1926年Loewe加以发展的等效应线图法[10],是先用加权直线回归法求出单独与混合后的LD50,再求其毒性比例TR值,以TR界值来反映结果性质。在试验条件和接触途径相同的情况下,分别求出两个化学物的LD50及其95%可信限,用纵、横坐标分别代表两种化学物的剂量并将取得的同一效应的剂量(LD50)点相连即为等效线,然后再将两化学物的95%可信限的上、下限值分别连接。依据混合物实测LD50在两种化学物可信限上、下连线之间位置判定联合作用的特征。该法简单,结果直观,适用于粗略观察。但是只能评价两个化学物的联合作用,与其严密的设计相比信息利用度不够,也不适用于非概率型效应指标资料。
  Checkerboard titration法就是基于等效应线图法思想的一个延伸[11],可以从代数和几何两个角度加以判断,Berenbaum同时又将此法推广到求任意数量药物的联合作用。等效应剂量分析会受许多因素的影响,且方法本身往往因为技术上的差错产生一些差异值,可比性比较差,重复步骤太多。
  Finney根据Loewe法的剂量比例原则,提出了以各成分LD50为基础,评价相似联合作用的调和平均数模型,来确定混合物的预期LD50。由于简便易行,经多数学者证实能较好地预测和评价联合毒性。它是在先求出各化学物的各自LD50值,以各化学物的联合作用是相加作用的假设出发,按等毒效应剂量预测混合化学物的LD50。用与计算预期PLD50时相同配比的混合物作动物实验,求出实测半数致死量OLD50和混合物的PLD50与OLD50的比值,即联合作用系数Q,实测值小于预测值为协同作用,反之为抗作用。
  Keplinger等用有机磷、有机氯和氨基甲酸酯等15种农药[12],按等毒性配比得100多种混合物,分别求得PLD50/OLD50,据此提出了0.57~1.75之间为相加作用的标准。Smyth将27种化学物[13],同样按等毒性配比,配成350种混合物,进行小鼠联合毒性试验,建议按Finney数学模型计算的Q值在0.40~2.70之间属相加作用。河合正计、岩原滋利曾用此法对8种杀虫剂和4种杀菌剂配成28个混合物进行测定[14],提出不同的Q值评价标准。
  采用Finney的Q值评价联合作用特征[15],因其毒物种类、实验条件和动物种属的差异,以及经验估计范围的不同而使之缺乏可比性。Abt等人提出以OLD50/PLD50作为Q值,其具体分界线用其建议的计算偏离‘1’的程度公式,然而计算太繁,应用不便。
  Finney法又在生态毒理学中得到应用和扩展[16],采用等毒性混合法比较预期EC50和实测EC50,由毒性加强指数TEI来评价其特征。Kissinl等提出的分数(代数)分析法[17],基本思路与等效应线图法类同,但允许A、B两药以任意比例合用,适用范围广,国内仍在采用。1977年Marking提出的相加指数法是在浓度相加模式基础上建立的,需要获得每个单一毒物的LC50i和在一定比例下几个毒物混合的LC50i',以及1981年荷兰学者Knemann的联合毒性指数法几乎是同一思想[18]。
  Moshkovsky曾提出将传统分类法中的相加作用域定义为完全相加[19],而从抗域中划分出部分相加和掩盖作用区。导致部分相加作用的原因,一般认为是毒物在体内的代谢动力学不一致,以及一些用不同顺序染毒或时间间隔染毒。于鸣按Moshkovsky分类理论发展了Finney模型[20],又提出一个新的Q值评价系统,杜绝了Keplinger,Smyth等标准的主观性和抗作用的假阳性。大致过程包括计算各组分及混合物LD50,并由Finney相加作用理论公式求出预期LD50,求出Q值及其标准误和两倍误差的可信限范围。以此可信限与完全相加理论值1,掩盖作用理论值1/Pm作比较,判定联合作用。于鸣应用Q值系统对乙醛和丁醛的联合毒性研究资料进行了分析,结论与采用Finney改良模型的处理结果相吻合。等效应图解分析法在国外应用较多[21],思路和求法与Loewe法类同,只是将它转换成平行线分析,增加了统计学处理[22]。
  2 Bliss法
  Bliss提出根据剂量对数与死亡概率直线回归方程[23,24],以及化学物之间联合作用模式,确定基本模型表达式:
  Ym=a+bLog(Q1+kQ2+KkQ1Q2)Xm
  Ym:混合物的死亡概率,
  k:两种化学物的毒性比值,
  Q1,Q2:两种化学物的百分比,
  Xm:混合物的剂量,
  K:共毒系数,
  a,b:方程的截距和斜率。
  结果以相加联合作用时的死亡概率为标准(理论值)与实测值比较计算共毒系数K,K>0表示协同作用,K<0抗作用,K=0相加作用。该法考虑了混合物毒作用机制的差别,能较好地对外来化合物的联合作用进行定量评价,然而计算太复杂,不便推广。
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