德莱兹测试

德莱兹测试是一个由美国食品药品监督管理局(FDA)的毒理学家 H·德莱兹(H. Draize)和雅各·M·史派斯(Jacob M. Spines)于1944年设计的急性毒性试验。这个实验最初用于测试化妆品,该过程包括将0.5毫升或0.5克测试物质抹到一只受限制但有意识的动物的眼睛或皮肤上一段时间,然后冲洗,并记录它的效果[1][2]。这些动物会被观察长达14天,检测皮肤有否红斑水肿,或发红、肿胀、出现分泌物、破溃、出血、眼睛有否混浊或失明。测试对象通常是白化兔,然而其他种类的动物也有使用,包括狗[3]。如果测试造成该动物眼睛或皮肤不可逆的损伤,测试后动物会被安乐死。如果该产品测试的的动物没有永久性损伤,该动物可能重新用于测试。测试产品的所有痕迹从测试部位“洗掉”后,动物通常会再利用[4]

这些测试存在争议。因为兔子和人的眼睛带有差异及视觉评估太主观,这些测试被批评为“残酷及不科学”。美国食品药物管理局支持测试,指出“到目前为止,没有任何一个,或一组测试被科学界接受作为德莱兹测试的代替品……[5]”因为它具争议性,近年来在美国和欧洲的德莱兹试验已经减少。有些实验会被改良,例如施用麻药和使用较低剂量的试验物质[6]。已经显示出具有体外不良影响的化学品目前不会使用在德莱兹测试[7],从而减少进行测试的数量和程度。

背景

约翰·亨利·德莱兹(John Henry Draize,1900年-1992年[8])研修甲状腺功能亢进并获得化学药理学博士学位。随后,他加入了怀俄明大学,研究对牛,其他家畜和人有毒的植物。美国陆军于1935年招募德莱兹调查芥子毒气等化学制剂的影响。

1938年,一些媒体报导睫毛膏中的焦油导致失明后,美国国会通过联邦食品、药品和化妆品法案,将化妆品下监管控制[9]。次年德莱兹加入FDA,并很快晋升为皮肤和眼部毒性部门的负责人,负责开发测试化妆品副作用的方法。德莱兹和杰弗里·伍达德(Geoffrey Woodard),他的实验室助手,及分部主管赫伯特·加略(Herbert Calvery)在他们的工作报告中,描述了如何通过在兔子的皮肤,阴茎,和眼睛应用化合物,以评估急性,中期及长期接触化妆品的影响[10]

这个报告所述技术被FDA用于评估物质的安全性,如杀虫剂防晒等,后来被采纳用于筛查许多其它化合物。德莱兹在1963年退休,尽管FDA从未亲自附加他的名字于这个技术,这个程序仍然被俗称为“德莱兹测试”[11]。为了区分测试的器官,这个测试现在通常被称为“德莱兹眼部测试”和“德莱兹皮肤测试”。

可靠度

1971年,现代德莱兹协议于1981年实施之前,卡内基梅隆大学毒理学家卡罗尔·韦尔(Carrol Weil)和罗伯特·斯卡拉(Robert Scala)于24个所不同的大学和国家实验室分布式三个测试物质进行对比分析。这些实验室对一种测试物质得出了不同结果,由无刺激性到严重刺激性[12]。美国科学顾问委员会于2004年进行了毒理测试替代方法的研究,分析了现代德莱兹皮肤试验。他们发现,测试会[13]

  • 误认严重刺激性为安全的:0-0.01%
  • 误认轻度刺激为安全的:3.7%-5.5%
  • 误认严重刺激性为轻度刺激:10.3%-38.7%

对测试的意见

支持

英国科研防卫组织(Research Defence Society)指出,德莱兹眼睛测试是一个“非常温和的测试”,只会使用低剂量的物质的和在眼睛被刺激的第一个迹象出现时洗掉[1]。教授安德鲁·赫胥黎爵士在一篇写给《自然杂志》写的反驳文章说,德莱兹测试自1940年以来变化不大。“估计会带来严重痛苦的物质,不能以这种方式进行测试;只有在证明该物质应用于皮肤时不会造成痛苦后,才允许所述测试。建议使用体外预检测试,如在已分离和灌注的眼球进行实验。[14]

反对

美国英国废除活体解剖联盟指出,产品溶液直接施加到动物的眼睛,可能会导致“剧烈燃烧、瘙痒和疼痛”。在测试期间兔眼睑会被夹住以保持在打开状态,这可能持续数天。这些化学品往往令眼睛“溃疡和出血”。在德莱兹皮肤测试中,测试物质会应用到被剃光和磨损(几层皮肤会用胶带撕去)的皮肤,然后盖上塑料布[15]

兔眼和人眼之间的差异

贝勒医学院眼科系教授柯克·威廉默斯(Kirk Wilhelmus)在2001年进行了德莱兹眼睛测试的全面检讨。他指出,在兔子和人眼之间的解剖学及生物化学差异表明在兔子上测试物质可能无法预测对人类的影响。不过,他还指出“兔眼一般比人类的眼睛更容易受到刺激性物质刺激”,为人眼的动物模型。威廉默斯总结,“德莱兹眼睛测试……已经确实地防止对人类的危害,但预计将有取代体外和临床测试的眼表刺激性评估出现。[9]

替代方法

负责工业和公共卫生的监管机构正在积极评估动物自由测试,以减少德莱兹测试的需求。在2009年之前,经济合作与发展组织(OECD)从未验证测试眼睛或皮肤潜在刺激的任何替代方法[16][17][18][19]。然而,2000年 OECD 已经确认腐蚀性测试能代替腐蚀性物质的德莱兹测试,这代表酸,碱等腐蚀性物质,不再需要在动物身上进行德莱兹测试[19]。除了腐蚀性测试,人类皮肤等效模型和跨表皮电阻测试仪(TER)在某些层面也能代替德莱兹测试[19]。此外,使用人类眼角膜细胞(HCE-T细胞)也是测试化学品的潜在眼睛刺激另一个很好的替代方法[20]

2009年9月 OECD 确认了两种德莱兹眼睛测试的替代选择:牛角膜透明度测试(BCOP)和分离鸡眼测试(ICE)[21][22]。1995年由欧洲委员会和英国内政部资助的研究评估了上述九个潜在的替代测试,包括鸡蛋尿囊膜(HET-CAM)实验,并从人类眼角膜细胞培养的上皮细胞模型[19][23],比较德莱兹测试的数据[24]。研究发现,没有任何替代测试能证明是一种可靠的替代动物测试[19],然而,一项事后的数据分析研究发现在测试中“性能优良”的组合[25]

一些没有经活体测试的阳性测试结果已获得一些监管机构接受,如英国健康与安全委员会和美国美国卫生及公共服务部,但阴性结果(无刺激)需要进一步在活体内测试[19]。因此,监管机构已经开始对皮肤和眼睛刺激采用分层测试策略,并使用替代测试来降低德莱兹测试最严重的影响[19][26]

法规

在英国,内政部发布眼睛刺激性试验的指引,以减少动物痛苦为宗旨。在其2006年的指导方针,它“强烈建议”在进行动物测试前体外筛查试验所有化合物,并要求可行时使用替代测试。此外,它要求测试溶液物理和化学性质“可以预测不会产生严重不良反应”;因此“已知具腐蚀性或高氧化反应或还原电位的物质不能进行测试”[27]

测试设计要求物质被引入到眼内前,必须确定在兔子进行初始测试的物质及在皮肤上的的效果。如果兔子显示“剧烈疼痛”或痛苦而必须立即安乐死的迹象,研究必须终止,而该化合物不应在其他动物身上进行测试。在认为有严重眼刺激性的测试中,用于测试的第一只兔子的眼睛测试后应立即冲洗。在英国,偏离这些准则需要得到内政大臣事先批准[27]

参见

参考文献

  1. ^ 1.0 1.1 Eye irritancy, Research Defence Society, 于2009年6月30日访问.
  2. ^ Carbone, Larry. What Animals Want: Expertise and Advocacy in Laboratory Animal Welfare Policy. New York: Oxford University Press. 17 June 2004: 63 [2015-04-05]. ISBN 978-0-19-516196-0. (原始内容存档于2015-07-14). 
  3. ^ Carbone 2004, p.24, 印有两只受约束的兔子和一只狗进行德莱兹测试的图像 (fig 2.1), 标题为 The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics.
  4. ^ Animals in Product Testing 互联网档案馆存档,存档日期2006-05-16., National Anti-Vivisection Society, 于2009年6月29日检索.
  5. ^ "Validation of In Vitro Methods: Regulatory Issues 互联网档案馆存档,存档日期2006-02-21.", 动物福利信息中心通讯, 1994年夏天, Vol. 5, no. 2
  6. ^ Alternatives to Animal Testing Web Site 互联网档案馆存档,存档日期2009-03-11., 于2009年6月29日检索.
  7. ^ Eye irritation caused by chemicals页面存档备份,存于互联网档案馆), 3R Research Foundation, 于2009年6月29日检索.
  8. ^ Andreas Luch. Molecular, Clinical and Environmental Toxicology: Volume 1: Molecular Toxicology. Springer Science & Business Media. 2009年4月3日. ISBN 3764383364. 
  9. ^ 9.0 9.1 Wilhelmus KR. The Draize eye test. Surv Ophthalmol. 2001, 45 (6): 493–515. PMID 11425356. doi:10.1016/S0039-6257(01)00211-9. 
  10. ^ Draize J.H., Woodard G., Calvery H.O. Methods for the study of irritation and toxicity of substances applied topically to the skin and mucous membranes. J. Pharmacol. And Exp. Therapeutics. 1944, 82: 377–390. 
  11. ^ Kay J.H., Calandra J.C. Interpretation of eye irritation tests. J. Soc. Cosmet. Chem. 1962, 13: 281–289. 
  12. ^ Weil CS, Scala RA. Study of intra- and interlaboratory variability in the results of rabbit eye and skin irritation tests. Toxicol. Appl. Pharmacol. June 1971, 19 (2): 276–360. PMID 5570968. doi:10.1016/0041-008X(71)90112-8. 
  13. ^ William S. Stokes, Preliminary Evaluation of the Underprediction Rate of the In Vivo Dermal Irritation Test Method Archive-It存档,存档日期2009-09-25, U.S. Scientific Advisory Committee on Alternative Toxicological Methods, 于2009年6月29日检索.
  14. ^ Huxley A. Testing is necessary on animals as well as in vitro. Nature. January 2006, 439 (7073): 138. PMID 16407930. doi:10.1038/439138b. 
  15. ^ Animals in product testing 互联网档案馆存档,存档日期2006-05-16., NAVS, 于2009年6月30日访问.
  16. ^ OECD, 1987. Eye irritation testing. OECD guidelines for testing of chemicals. Test guideline 405, Paris.
  17. ^ OECD, 1992. Acute skin irritation and corrosive testing. OECD guidelines for testing of chemicals. Test guideline 404, Paris.
  18. ^ Rodger D. Curren and John W. Harbell, "Ocular Safety: A Silent (In Vitro) Success Story 互联网档案馆存档,存档日期2007-10-18.", ATLA 30, Supplement 2, 69-74, 2002
  19. ^ 19.0 19.1 19.2 19.3 19.4 19.5 19.6 Indans I. The use and interpretation of in vitro data in regulatory toxicology: cosmetics, toiletries and household products. Toxicol. Lett. February 2002, 127 (1-3): 177–82. PMID 12052656. doi:10.1016/S0378-4274(01)00498-2. 
  20. ^ Cho, Sun. A new cell-based method for assessing the eye irritation potential of chemicals: alternative to the Draize test. Toxicology Letters. May 15, 2012. 
  21. ^ TSAR (Tracking System for Alternative test methods Review Validation and Approval in the Context of EU Regulations on Chemicals). Tsar.jrc.ec.europa.eu. [2012-08-13]. (原始内容存档于2016-03-04). 
  22. ^ TSAR (Tracking System for Alternative test methods Review Validation and Approval in the Context of EU Regulations on Chemicals). Tsar.jrc.ec.europa.eu. [2012-08-13]. (原始内容存档于2016-03-04). 
  23. ^ Doucet O, Lanvin M, Thillou C; et al. Reconstituted human corneal epithelium: a new alternative to the Draize eye test for the assessment of the eye irritation potential of chemicals and cosmetic products. Toxicol in Vitro. June 2006, 20 (4): 499–512. PMID 16243479. doi:10.1016/j.tiv.2005.09.005. 
  24. ^ Toxicology in Vitro : The EC/HO international validation study on alternatives to the draize eye irritation test. (原始内容存档于2013-02-02). 
  25. ^ Moldenhauer F. Using in vitro prediction models instead of the rabbit eye irritation test to classify and label new chemicals: a post hoc data analysis of the international EC/HO validation study. Altern Lab Anim. 2003, 31 (1): 31–46. PMID 16221042. 
  26. ^ NICEATM-ICCVAM - In Vitro Ocular Test Methods - Overview. [2012-08-13]. (原始内容存档于2012-02-24). 
  27. ^ 27.0 27.1 Eye Irritation Tests 互联网档案馆存档,存档日期2007-06-21., UK Home Office, 于2009年6月29日检索.

延伸阅读

  • Holden C. Much work but slow going on alternatives to Draize test. Science. 1988, 242 (4876): 185–186. PMID 3175645. doi:10.1126/science.3175645. 
  • Holden C. Cosmetics firms drop Draize test. Science. 1989, 245 (4914): 125. PMID 17787868. doi:10.1126/science.245.4914.125. 
  • Clelatt, KN (Ed): Textbook of Veterinary Ophthalmology. Lea & Febiger, Philadelphia. 1981.
  • Prince JH, Diesem CD, Eglitis I, Ruskell GL: Anatomy and Histology of the Eye and Orbit in Domestic Animals. Charles C. Thomas, Springfield, 1960.
  • Saunders LZ, Rubin LF: Ophthalmic Pathology in Animals. S. Karger, New York, 1975.
  • Swanston DW: Eye irritancy testing. In: Balls M, Riddell RJ, Warden AN (Eds). Animals and Alternatives in Toxicity Testing. Academic Press, New York, 1983, pp. 337–367.
  • Buehler EV, Newmann EA: A comparison of eye irritation in monkeys and rabbits. Toxicol Appl Pharmacol 6:701-710:1964.
  • Sharpe R: The Draize test-motivations for change. Fd Chem Toxicol 23:139-143:1985.
  • Freeberg FE, Hooker DT, Griffith JF: Correlation of animal eye test data with human experience for household products: an update. J Toxicol-Cut & Ocular Toxicol 5:115-123:1986.
  • Griffith JF, Freeberg FE: Empirical and experimental bases for selecting the low volume eye irritation test as the validation standard for in vitro methods. In: Goldber AM (Ed): In Vitro Toxicology: Approaches to Validation. New York, Mary Ann Libert, 1987, pp. 303–311.
  • Shopsis C, Borenfreund E, Stark DM: Validation studies on a battery of potential in vitro alternatives to the Draize test. In: Goldberg AM (Ed): In Vitro Toxicology: Approaches to Validation. New York. Mary Ann Liebert, 1987, pp. 31–44.
  • Maurice D: Direct toxicity to the cornea: a nonspecific process? In: Goldberg AM (Ed): In vivo Toxicology: Approaches to Validation. New York. Mary Ann Liebert 1987, pp. 91–93.
  • Leighton J, Nassauer J, Tchao R, Verdone J: Development of a procedure using the chick egg as an alternative to the Draize rabbit test. In: Goldberg AM (Ed): Product Safety Evaluation. New York. Mary Ann Liebert, 1983, pp. l65-177.
  • Gordon VC, Bergman HC: The EYETEX-MPA system. Presented at the Symposium, Progress in In Vitro Technology, Johns Hopkins University School of Hygiene and Public Health, Baltimore, Maryland, November 44, 1987.
  • Hertzfeld HR, Myers TD: The economic viability of in vitro testing techniques. In: Goldberg AM (Ed): In Vitro Toxicology. New York. Mary Ann Liebert, 1987, pp. 189–202.