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聯合作用特徵的評價

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聯合作用特徵的評價
關鍵字:  聯合作用 評價方法 
  摘 要:多年來,毒藥理界對機體內多種外來化合物產生的聯合作用缺乏統一評價體系。本文就其已有的理論基礎和相關的方法學成就作一概述,旨在介紹各自的使用範圍和優缺點,提請應用者根據條件選用合適的評價方法。
  關鍵詞:聯合作用 評價方法
  工農業迅猛發展,使得地球上化學物數量不斷增加,人類在生產條件或生活環境中同時接觸或相繼暴露兩種及兩種以上化學物已是相當普遍[1]。為了能取得較好的治療效果,多藥聯用或序貫用藥又是現代臨床醫學的主導趨勢[2]。多種外來化合物共存,勢必對接觸的生物體產生聯合作用(joint action,combined action),亦稱互動作用(interaction)。儘管在藥理學和毒理學中聯合作用分別發生在不同的劑量水平,對聯合作用特徵的正確評價仍是兩門學科工作者的當務之急。
  在不同的時期和不同的學科領域,如生物學、藥理學、生物統計學,聯合作用具有不同的含義,特徵術語亟待統一和規範化,對其評價方法也不盡相同[3]。Bliss在1939年最早提出獨立、相似和協同三種聯合作用模型[4]。1975年Anderson和Weber把Bliss建立模型應用於水生毒物聯合作用研究[5],並引入了濃度相加和反應相加的概念。1981年WHO把聯合作用明確分為四類[6]:相加、協同、拮抗和獨立作用,這種分類方法已為多數學者所接受。1988年Rothman等又提出四種不同的聯合作用型別[7]:統計學、生物學、公共衛生學和個體判別的聯合作用,不過沒有被普遍應用。
  對同一組資料應用不同的分析方法會得出不同的結論[2]。因而就某組特定的混合物而言,很可能用一種方法計算的結論是相互協同,但用另一種方法計算的結果卻是相互拮抗。關於聯合作用特徵的評價,國內外尚未形成統一的認識體系[8,9]。
  1 等效應線圖法
  1870年Fraser倡導,1926年Loewe加以發展的等效應線圖法[10],是先用加權直線迴歸法求出單獨與混合後的LD50,再求其毒性比例TR值,以TR界值來反映結果性質。在試驗條件和接觸途徑相同的情況下,分別求出兩個化學物的LD50及其95%可信限,用縱、橫座標分別代表兩種化學物的劑量並將取得的同一效應的劑量(LD50)點相連即為等效線,然後再將兩化學物的95%可信限的上、下限值分別連線。依據混合物實測LD50在兩種化學物可信限上、下連線之間位置判定聯合作用的特徵。該法簡單,結果直觀,適用於粗略觀察。但是隻能評價兩個化學物的聯合作用,與其嚴密的設計相比資訊利用度不夠,也不適用於非概率型效應指標資料。
  Checkerboard titration法就是基於等效應線圖法思想的一個延伸[11],可以從代數和幾何兩個角度加以判斷,Berenbaum同時又將此法推廣到求任意數量藥物的聯合作用。等效應劑量分析會受許多因素的影響,且方法本身往往因為技術上的差錯產生一些差異值,可比性比較差,重複步驟太多。
  Finney根據Loewe法的劑量比例原則,提出了以各成分LD50為基礎,評價相似聯合作用的調和平均數模型,來確定混合物的預期LD50。由於簡便易行,經多數學者證實能較好地預測和評價聯合毒性。它是在先求出各化學物的各自LD50值,以各化學物的聯合作用是相加作用的假設出發,按等毒效應劑量預測混合化學物的LD50。用與計算預期PLD50時相同配比的混合物作動物實驗,求出實測半數致死量OLD50和混合物的PLD50與OLD50的比值,即聯合作用係數Q,實測值小於預測值為協同作用,反之為拮抗作用。
  Keplinger等用有機磷、有機氯和氨基甲酸酯等15種農藥[12],按等毒性配比得100多種混合物,分別求得PLD50/OLD50,據此提出了0.57~1.75之間為相加作用的標準。Smyth將27種化學物[13],同樣按等毒性配比,配成350種混合物,進行小鼠聯合毒性試驗,建議按Finney數學模型計算的.Q值在0.40~2.70之間屬相加作用。河合正計、巖原滋利曾用此法對8種殺蟲劑和4種殺菌劑配成28個混合物進行測定[14],提出不同的Q值評價標準。
  採用Finney的Q值評價聯合作用特徵[15],因其毒物種類、實驗條件和動物種屬的差異,以及經驗估計範圍的不同而使之缺乏可比性。Abt等人提出以OLD50/PLD50作為Q值,其具體分界線用其建議的計算偏離‘1’的程度公式,然而計算太繁,應用不便。
  Finney法又在生態毒理學中得到應用和擴充套件[16],採用等毒性混合法比較預期EC50和實測EC50,由毒性加強指數TEI來評價其特徵。Kissinl等提出的分數(代數)分析法[17],基本思路與等效應線圖法類同,但允許A、B兩藥以任意比例合用,適用範圍廣,國內仍在採用。1977年Marking提出的相加指數法是在濃度相加模式基礎上建立的,需要獲得每個單一毒物的LC50i和在一定比例下幾個毒物混合的LC50i',以及1981年荷蘭學者Knemann的聯合毒性指數法幾乎是同一思想[18]。
  Moshkovsky曾提出將傳統分類法中的相加作用域定義為完全相加[19],而從拮抗域中劃分出部分相加和掩蓋作用區。導致部分相加作用的原因,一般認為是毒物在體內的代謝動力學不一致,以及一些用不同順序染毒或時間間隔染毒。於鳴按Moshkovsky分類理論發展了Finney模型[20],又提出一個新的Q值評價系統,杜絕了Keplinger,Smyth等標準的主觀性和拮抗作用的假陽性。大致過程包括計算各組分及混合物LD50,並由Finney相加作用理論公式求出預期LD50,求出Q值及其標準誤和兩倍誤差的可信限範圍。以此可信限與完全相加理論值1,掩蓋作用理論值1/Pm作比較,判定聯合作用。於鳴應用Q值系統對乙醛和丁烯醛的聯合毒性研究資料進行了分析,結論與採用Finney改良模型的處理結果相吻合。等效應圖解分析法在國外應用較多[21],思路和求法與Loewe法類同,只是將它轉換成平行線分析,增加了統計學處理[22]。
  2 Bliss法
  Bliss提出根據劑量對數與死亡概率直線迴歸方程[23,24],以及化學物之間聯合作用模式,確定基本模型表示式:
  Ym=a+bLog(Q1+kQ2+KkQ1Q2)Xm
  Ym:混合物的死亡概率,
  k:兩種化學物的毒性比值,
  Q1,Q2:兩種化學物的百分比,
  Xm:混合物的劑量,
  K:共毒係數,
  a,b:方程的截距和斜率。
  結果以相加聯合作用時的死亡概率為標準(理論值)與實測值比較計算共毒係數K,K>0表示協同作用,K<0拮抗作用,K=0相加作用。該法考慮了混合物毒作用機制的差別,能較好地對外來化合物的聯合作用進行定量評價,然而計算太複雜,不便推廣。
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