本報記者 劉艷華 通訊員 顧建柱 張利剛
由國家質檢總局立項，天津檢驗檢疫局主持完成的科研項目《進出境化學品健康危害動物替代系列方法的建立和應用》，針對進出口化學品健康危害性檢測需要，著眼對動物生命的尊重和保護，努力探索并研究出以細胞、斑馬魚等“較低級生物”替代傳統(tǒng)的用鼠、兔等“較高級動物”作為試驗對象的檢測新方法，更顯人性化，促進了化學品毒性動物試驗領域的進步。
化學品作為社會生產(chǎn)和人民生活的一種重要材料，已經(jīng)成為現(xiàn)代社會不可或缺的一部分。然而一些化學品的物質特性也決定了它對人們的身體健康存在著潛在的威脅。
我國每年有大量化學品進出境。如何檢測這些進出口的化學品是否存在健康危害因子？如何確保從外國進口的化學品不給國內(nèi)使用者帶來安全隱患？如何確保出口化學品能夠符合進口國健康標準？肩負進出口商品檢驗檢疫職責的檢驗檢疫人時常面臨著這樣的問題。
傳統(tǒng)檢測問題多
傳統(tǒng)對化學品健康危害的檢測方法通常用白兔、老鼠甚至更大型的動物作為試驗承受對象，存在著對試驗動物危害大、試驗成本高、檢測效率低等問題。
天津檢驗檢疫局工業(yè)產(chǎn)品安全技術中心主持完成的《進出境化學品健康危害動物替代系列方法的建立和應用》項目，針對目前國際上的研究趨勢和最新的法規(guī)要求，運用體外肝細胞培養(yǎng)、組織器官培養(yǎng)、原代細胞培養(yǎng)、體外皮膚組織和細胞培養(yǎng)等先進技術，探索建立了一套對化學品肝毒性、神經(jīng)毒性、皮膚毒性的快速檢測、快速篩選技術方法，為我國口岸常見重大健康危險因子檢測提供了技術支撐。
項目主要圍繞化學品對靶器官（即肝、神經(jīng)和皮膚等器官）的健康危害性檢測需要，開展試驗動物的替代研究。
項目執(zhí)行過程中，科研人員對分子毒理學、細胞毒理學、分子免疫學、分析毒理學等新技術進行了深入研究，并把這些技術應用到試驗中，對利用較低級的分子生物或細胞生物進行化學品毒性檢測的可行性進行反復比對，逐步摸索出了用較低級生物取代較高級動物進行化學品靶器官毒性檢測的新方法。
對比方知奧妙多
其一是化學品肝毒性動物替代：用人胚肝細胞替代傳統(tǒng)試驗用的鼠類動物。
人胚肝細胞能夠實現(xiàn)對肝毒性物質對肝功能損傷有關指標的反映，能夠達到試驗目的。
傳統(tǒng)方法須在鼠類動物體內(nèi)試驗，然后再從動物體內(nèi)抽取肝組織甚至處死試驗動物獲取肝組織做病理切片，對動物傷害大，利用鼠類動物進行試驗的周期一般至少需要3個月，有的甚至用2年多的時間。人胚肝細胞易于培養(yǎng)便于獲取，不會對活體動物造成任何傷害，培養(yǎng)成本較低，利用這種細胞進行化學品毒性檢測只需1周左右就可以得到試驗結果。
其二是化學品皮膚毒性動物替代：用3T3成纖維細胞替代傳統(tǒng)試驗用的家兔等小動物。
3T3成纖維細胞對光毒性等皮膚毒性具有敏感性，能夠實現(xiàn)對化學品皮膚毒性檢測的試驗目的。
傳統(tǒng)試驗方法需用UVA光線直接照射家兔背部，有時還需去除部分兔毛，觀察兔子皮膚的損傷情況，試驗周期大約需要1周左右。3T3成纖維細胞培養(yǎng)方法簡單、成本較低，并已實現(xiàn)商品化，獲取途徑便捷，試驗過程具有良好的可操作性，試驗時間為3天左右。
其三是化學品神經(jīng)毒性動物替代：用大鼠海馬神經(jīng)細胞替代傳統(tǒng)試驗用的SD大鼠。
大鼠海馬神經(jīng)細胞受神經(jīng)毒性化學品影響的基因表達與原代大鼠海馬神經(jīng)細胞的基因表達相同，能夠用大鼠海馬神經(jīng)細胞替代原代大鼠海馬實現(xiàn)試驗目的。
傳統(tǒng)試驗用的試驗對象是原代大鼠大腦中的海馬組織，此方法會對大鼠造成生命威脅，并且還需對海馬組織進行原代培養(yǎng)，培養(yǎng)過程操作性難，成功率較低，從試驗時間上來講，僅海馬組織的原代培養(yǎng)時間就需10天左右。大鼠海馬神經(jīng)細胞可以用現(xiàn)代技術提取，操作方便且提取數(shù)量不受限制，能重復進行試驗。
其四是其他模式生物在化學品毒性快速篩選技術中的應用：用斑馬魚替代傳統(tǒng)試驗中用的小鼠等哺乳類動物。
斑馬魚腦部和中樞神經(jīng)系統(tǒng)和較高級哺乳動物的神經(jīng)系統(tǒng)具有許多相似性，能夠實現(xiàn)對化學品毒性的快速篩選。
傳統(tǒng)試驗用小鼠等哺乳類動物的生長期長，試驗成本高，試驗周期一般為少則3個月，多則2年。斑馬魚的細胞標記技術、組織移植技術、突變技術、單倍體育種技術、轉基因技術、基因活性抑制技術等已經(jīng)成熟，且有豐富的胚胎突變體資源，有些資源還可做為人類疾病模型；較易培養(yǎng)，一般情況下96小時就可培養(yǎng)成功，成本相對較低。
成果應用價值高
目前，該項目科研成果已經(jīng)應用于檢驗檢疫化學品健康危害性的實際檢測中，從該項目輸出的22項行業(yè)標準也已發(fā)布并在整個檢驗檢疫化學品毒理學檢測實踐中被應用。
項目成果形成以來，天津檢驗檢疫局危險品檢測實驗室利用新的檢測方法，對相關進出口化學品健康危害性進行了檢測，為包括天津在內(nèi)的北方地區(qū)的100多家化工企業(yè)及其下游企業(yè)貨物的進出口提供了技術保障，涉及貨物總值約30億美元。
實踐表明，該項目研究成果及其形成的行業(yè)標準符合我國目前的研究水平和應用需求，在防止外來有害物質入境、保護本國公民健康方面發(fā)揮了重要的保障作用，為進出境化學品基于GHS分類制度的安全性評估提供了新的快速、高通量檢測技術。對建立和完善我國化學品毒理學安全性評價動物實驗替代方法體系，推進我國化學品健康領域檢測試驗工作的深入開展，提升我國突破化學品國際貿(mào)易中技術壁壘的能力等都有積極的促進作用。
該項目在2012年中國實驗動物學會組織的科技獎評選中獲科技進步獎。評審專家認為，該項目能夠有效解決傳統(tǒng)檢測方法中存在的對試驗動物危害大、試驗成本高、檢測效率低等問題，具有動物檢測成本低、檢測效率高的特點，有較好的推廣價值。
另據(jù)天津檢驗檢疫局實驗室人員介紹，該項目成果還具有良好的可推廣性，應用范圍可以拓展到化妝品等商品的檢測領域，具有較好的社會效益和經(jīng)濟效益。
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動物實驗，即使用非人類的動物進行科學試驗，長期以來在科學研究中被廣泛應用。據(jù)統(tǒng)計，在世界范圍內(nèi)每年有5至10億脊椎動物應用于動物實驗。
1959年英國科學家提出盡可能減少動物實驗用量，優(yōu)化完善實驗程序或使用其他手段和材料替代動物實驗的“3R原則”（減少（reduction）、優(yōu)化（refinement）、替代（replacement）的簡稱。替代是不通過與動物相關的實驗或過程去獲取所需的知識，如采用體外細胞和組織培養(yǎng)替代整體動物實驗。
我國在2006年出臺的《關于善待實驗動物的指導性意見》中明確指出：要盡可能合理的使用動物以減少使用實驗動物的數(shù)量。
《中國國門時報》
