CULTEX® RFS細(xì)胞暴露實(shí)驗(yàn)程序的驗(yàn)證及顆粒物急性暴露毒性評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)模型的優(yōu)化

CULTEX^® RFS細(xì)胞暴露實(shí)驗(yàn)程序的驗(yàn)證及一個(gè)顆粒物急性暴露毒性評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)模型的優(yōu)化

項(xiàng)目合作單位德國(guó)軍隊(duì)藥理學(xué)和毒理學(xué)研究所，慕尼黑
SEH咨詢服務(wù)，帕德博恩施特勞瓦爾特藥理學(xué)與毒理學(xué)研究所，慕尼黑
Cultex實(shí)驗(yàn)室有限公司，漢諾威

由于工業(yè)和制藥領(lǐng)域中對(duì)于松散固體顆粒的普遍使用使得空氣中懸浮顆粒物的影響越來(lái)越重要。這些影響因可吸入顆粒物質(zhì)的種類、粒徑和濃度、以及疾病（甚至死亡）嚴(yán)重程度而不同。

在歐盟范圍內(nèi)，歐盟REACH法規(guī)用以管理化學(xué)品的注冊(cè)、評(píng)估、授權(quán)和限制（如有必要）。人們預(yù)先定義了一個(gè)測(cè)試策略，用于毒理學(xué)評(píng)價(jià)，該評(píng)估對(duì)可吸入物質(zhì)（氣體、氣溶膠和顆粒物）暴露染毒實(shí)驗(yàn)的操作有較高的要求。

然而，吸入暴露染毒毒性方面的數(shù)據(jù)往往不存在，或主要是基于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的。人們對(duì)用于動(dòng)物試驗(yàn)的動(dòng)物數(shù)量的估計(jì)值差別很大（多達(dá)1000萬(wàn)只動(dòng)物），其中大約1-2%（即10至20萬(wàn)只動(dòng)物）用于急性吸入毒性試驗(yàn)�，F(xiàn)在，REACH及其他監(jiān)管措施急需動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的替代方法，但是在肺毒理學(xué)領(lǐng)域，這種替代方法目前并不存在。

盡管以人類細(xì)胞為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)已經(jīng)大量應(yīng)用于對(duì)各種顆粒物質(zhì)的毒理學(xué)評(píng)價(jià)研究，但是它們對(duì)空氣中顆粒物評(píng)價(jià)的有效性因其非生理暴露形態(tài)（浸沒(méi)培養(yǎng)）而受限。Cultex®RFS-輻射流系統(tǒng)（氣液界面顆粒物直接暴露）填補(bǔ)了這個(gè)空白，它的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)是將人肺上皮細(xì)胞在空氣-液體界面直接暴露于各種顆粒物氣溶膠實(shí)驗(yàn)物質(zhì)。這種方法允許顆粒物直接暴露于細(xì)胞表面，真實(shí)模擬顆粒物在人呼吸道細(xì)胞表面沉積生理過(guò)程。

在一個(gè)由德國(guó)聯(lián)邦教研部 （BMBF，Bundesministerium für Bildung und Forschung）資助的研究項(xiàng)目（BMBF 0315710）中，這種方法在不同的實(shí)驗(yàn)室得到了驗(yàn)證，包括其技術(shù)搭建及操作。這種測(cè)試方法定義于標(biāo)準(zhǔn)操作程序（SOP）中（ECVAM模塊1），而且被成功的轉(zhuǎn)移至兩個(gè)獨(dú)立且陌生的實(shí)驗(yàn)室（ECVAM模塊3）。該方法在實(shí)驗(yàn)室的重現(xiàn)性（ECVAM模塊2）和在實(shí)驗(yàn)室之間的重現(xiàn)性（ECVAM模塊4）可以得到證實(shí)。然而，ECVAM模塊5（一個(gè)預(yù)測(cè)模型的建立）和ECVAM模塊6（應(yīng)用的測(cè)試領(lǐng)域的定義）在前面的研究項(xiàng)目中并未完成。

目前的合作研究項(xiàng)目將從這一點(diǎn)上繼續(xù)展開。CULTEX^® RFS細(xì)胞暴露實(shí)驗(yàn)程序的驗(yàn)證及一個(gè)顆粒物急性暴露毒性評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)模型的優(yōu)化，通過(guò)優(yōu)化Cultex®RFS的氣液界面暴露程序，有效吸入物質(zhì)的急性毒性評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)模型將得到進(jìn)一步驗(yàn)證和完善。

CULTEX^® RFS細(xì)胞暴露實(shí)驗(yàn)程序的驗(yàn)證及一個(gè)顆粒物急性暴露毒性評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)模型的優(yōu)化，在第一階段中，細(xì)胞暴露系統(tǒng)已經(jīng)在所有站點(diǎn)建立，并且對(duì)項(xiàng)目的正式的要求也已經(jīng)確定。所有實(shí)驗(yàn)室都建立了細(xì)胞實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（A549細(xì)胞），并統(tǒng)一了培養(yǎng)條件。最初的實(shí)驗(yàn)包括對(duì)清潔空氣（作為陰性對(duì)照，可能不會(huì)損傷細(xì)胞的活性）的測(cè)試，因此，在后來(lái)的暴露試驗(yàn)中，測(cè)試顆粒物的影響能夠被準(zhǔn)確無(wú)誤地確定。測(cè)試程序的有效性也通過(guò)分析一組已知物質(zhì)（乳糖（陰性物質(zhì)）、銅氧化物（II）納米顆粒，硫酸銅和高純氧化鋁）而得以確認(rèn)。在成功地完成項(xiàng)目第一階段后，我們現(xiàn)在正進(jìn)入“盲測(cè)階段”，在“盲測(cè)階段”，我們將為各種實(shí)驗(yàn)物質(zhì)（最多25種化合物）進(jìn)行編碼，以期在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)建立一個(gè)評(píng)估粉塵急性吸入毒性的適合的預(yù)測(cè)模型。