基于鱼血模型研究几种典型人用药物的Read-across假设
批准号:
21577103
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
胡霞林
依托单位:
学科分类:
B0607.环境毒理与健康
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
于振洋、苗娟娟、郭雪萍、胡君剑、黄文平、陈晓玲
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中文摘要
Read-across假设约定,在药物的分子靶向目标保守的前提下,当药物在非靶向生物血浆中的浓度与人体治疗血浆浓度(HTPC)相近时,药物将会对非靶向生物产生药理学效应。若不同种类人用药物的Read-across假设成立,将利于从药物开发时的药理学及毒理学数据预测药物对非靶向生物的环境效应和风险。鱼血模型是水环境中Read-across假设研究的关键工具。本研究以鱼为模型生物,选取不同性质、不同作用模式(MOA)的人用药物为模型化合物,以自由溶解态浓度表征外暴露,以实测的鱼血浆浓度(FPC)表征内暴露,考察人用药物在鱼体中的生物吸收及药代动力学,建立适合于可离子化人用药物的鱼血模型,并通过实际环境(太湖)鱼样来验证;基于实测和鱼血模型预测的FPC,研究基于MOA的生物效应,考察生物效应是否仅仅在FPC>=HTPC时发生,以全面研究验证Read-across假设。
英文摘要
The Read-across Hypothesis stipulates that, in the condition of conservation of the drug molecular target, a drug will result in
a pharmacological effect in non-target organisms only if plasma concentrations are similar to human therapeutic concentrations (HTPCs). If this hypothesis holds true for different classes of human pharmaceuticals, it should be possible to predict the potential environmental
impact and risk from information obtained during the drug development process. The Fish Plasma Model is a critical tool in the study of the read-across hypothesis in the aquatic environment. Choosing fish as model aquatic organism, human pharmaceuticals with different physicochemical properties and various modes of action (MOA) as model compounds, basing on the free concentration (Cfree) characterized external exposure and fish plasma concentration (FPC) characterized internal exposure, the uptake and pharmacokinetics of human pharmaceuticals in fish is investigated. Then the Fish Plasma Model suitable for the ionizable human pharmaceuticals is established and then validated by the real environmental fish samples (from Taihu). Basing on the developed Fish Plasma Model and real FPC determination, the exposure system can produce FPCs below, equal and above the range of HTPCs; then the MOA based biological effects (endpoints) are investigated in several fish species to validate that the effects only occurs when the FPC>= HTPC, whereas no effects were observed at plasma concentrations below the HTPCs. This research provides direct evidence for the comprehensive validation of the Read-across hypothesis, thus provide theoretical principle and technical support for the aquatic environmental risk assessment of human pharmaceuticals.
鱼血模型是水环境中药物Read-across假设研究的关键工具。但现有鱼血模型尚不完善,主要针对的是疏水性的物质,对可离子化的药物,血液中的生物富集因子P Blood: Water计算公式还有待改进和验证。本研究以鱼为模型生物,选取不同性质、不同作用模式(MOA)的药物为模型化合物,对鱼血模型和Read-across假设进行了系统的研究。主要研究内容及相应的成果如下:(1)以太湖为例,对野生鱼中药物的分布特征进行了研究,特别是血浆中的分布规律。野生鱼中药物的血浆浓度数据为鱼血模型的野外验证提供了丰富的基本数据。(2)利用实验室暴露和野外笼养鱼暴露条件下实际测定的鱼体血浆药物浓度改进鱼血模型,用野生鱼血浆的数据进行验证。对原始鱼血模型的生物富集因子P Blood: Wter的计算公式(log P Blood: Water=0.73×Log KOW -0.88)进行改进。将KOW替换为DOW,同时引入药物的半衰期t1/2,得到了更适合药物的拟合公式(log P Blood: Water =a+ b×log DOW +c×exp(d×t1/2))。野生鱼对鱼血模型的验证结果显示,用改进后的鱼血模型进行分析,实测鱼血浆的BAF趋势与预测的P Blood: Water相同,改进后的鱼血模型比原始模型对药物适用性更强。(3)基于鱼血模型评价药物的环境风险,并与传统的物种敏感性评价法进行比较。比较两种风险评价法,对于太湖中的药物有5种物质都被列为风险物质,但鱼血模型通过用实际测量的鱼血浆数据和药物的物理化学性质进行改进后,对药物的威胁更敏感,即物种敏感性评价法低估了大部分药物的环境风险,由于基础数据的缺乏,两种风险评价方法可以互为对照和补充。(4)以斑马鱼的行为效应为指示终点,以预测或者实测的鱼血浆浓度(FPC)为内暴露浓度,并结合人用药物的人体治疗血浆浓度(HTPC)数据,研究基于作用模式的生物效应,揭示了鱼经水药物暴露后不同浓度水平的FPC时(大于、接近于或者高于HTPC)产生的生物效应,以全面的研究验证几种常用人用药物的Read-across假设。本研究为人用药物的水环境风险评价提供了理论基础和技术支持。
期刊论文列表
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Characteristics of the alkylphenol and bisphenol A distributions in marine organisms and implications for human health: A case study of the East China Sea
海洋生物中烷基酚和双酚A的分布特征及其对人类健康的影响:以东海为例
DOI:10.1016/j.scitotenv.2015.09.011
发表时间:2016-01-01
期刊:SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT
影响因子:9.8
作者:Gu, Yunyun;Yu, Jie;Yin, Daqiang
通讯作者:Yin, Daqiang
DOI:--
发表时间:2017
期刊:环境化学
影响因子:--
作者:黄文平;胡霞林;尹大强
通讯作者:尹大强
DOI:--
发表时间:2017
期刊:广东化工
影响因子:--
作者:徐志法;赵卫佳;张睿;赵彦凯;胡霞林
通讯作者:胡霞林
DOI:https://doi.org/10.1016/j.watres.2019.115290.
发表时间:2019
期刊:Water Research
影响因子:--
作者:Li ZhiWei;HU Xialin;Qin Lanxue;Yin Daqiang
通讯作者:Yin Daqiang
Simultaneous determination of 29 pharmaceuticals in fish muscle and plasma by ultrasonic extraction followed by SPE-UHPLC-MS/MS
超声提取 SPE-UHPLC-MS/MS 同时测定鱼肌肉和血浆中的 29 种药物
DOI:10.1002/jssc.201701360
发表时间:2018
期刊:Journal of Separation Science
影响因子:3.1
作者:Li You yu;Hu Xia lin;Bao Yi fan;Yin Da qiang
通讯作者:Yin Da qiang
藻源细胞结合有机质溶出特征及碘代有机物生成和毒性效应研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:63万元
- 批准年份:2020
- 负责人:胡霞林
- 依托单位:
基于稳定同位素稀释法和固相微萃取研究水环境中微塑料结合态HOCs的生物有效性
- 批准号:21777122
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:65.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:胡霞林
- 依托单位:
溶解性有机质对水环境中典型PPCPs的生物有效性的影响研究
- 批准号:21277100
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:80.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:胡霞林
- 依托单位:
水环境中富勒烯对典型持久性有机污染物生物有效性的影响及其机制研究
- 批准号:21007047
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:胡霞林
- 依托单位:
国内基金
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