动物模型 中国实验动物信息网 2020-09-03 499

　　简介：为了克服与传统生物基质相关的限制，已提出了基于替代基质（例如头发）的新方法。这篇论文回顾了几篇出版物，并报道了从头发中各种化学物质中检测出有机污染物的潜力，这些反映了个别的环境或职业暴露。头发样本可以非侵入性的方式收集并易于存储。主要优点是，它可以代表几个月的暴露时间，具体取决于样品的长度。与尿液和血液等体液不同，头发中发现的化学物质浓度不受短期变化的影响。浓度对应于个体的平均暴露水平，是与生物学效应研究相关的*相关的信息。这项研究调查了暴露水平与所产生的农药及其在头发中的代谢产物浓度之间的关系。我们在研究过程中使用了小鼠，并在90天内以8种不同剂量混合了19种农药。比较实验结束时收集的裸露浓度和头发中化学物质浓度与从同一只动物收集的血浆和尿液浓度之间的关系。我们还评估了不同暴露组之间农药浓度的差异，以及根据头发，尿液和血浆中农药浓度确定动物暴露水平的潜力。

　　材料与方法：动物实验动物繁殖：68只雌性LE大鼠（180-200g），在笼中2只，在受控环境下（温度22±3°C，湿度55±10％）进行明暗循环实验前，将食物，水和动物的入场条件驯化2周。每周更换两次特殊的被褥，以减少尿液释放的农药对头发造成的外部污染。为了评估可能由尿排泄引起的外部污染，将暴露量*高组的猫砂放在四只未治疗大鼠的前哨笼中，并在实验结束时进行分析。前哨大鼠放在肮脏的床上，并在整个实验过程中每周更换两次。对前哨大鼠毛发的分析表明，废料不会污染毛发。动物管理：每个实验组中有8只动物。通过强饲法每天向这些大鼠施用三剂含卡路里的低热量水凝胶，持续90天。暴露的农药混合物的剂量为4、10、20、40、100、200和400 ug/kg体重。*小剂量是90天后允许接触头发的*低农药水平。低水平测试无关紧要，因为不再检测到某些化合物。此外，对于其他一些化合物，对照组的*低暴露水平与背景暴露之间没有差异。根据化合物的毒性设定*大剂量。这是*小致死剂量的1/20。在每次给药之前，应给动物称重，以适应含农药混合物对动物体重的影响。

　　农药强制喂料混合物：每两周进行一次由乙醇制成的农药混合物储备溶液的制备。将凝胶混合物倒入铝模中，使其在室温下冷却。将适量的农药混合储备溶液添加到凝胶中。乙醇在室温（25°C）下干燥直至完全蒸发。然后添加第二层凝胶以捕获农药。对照组接受相同的不含农药的凝胶。按照乙醇凝胶研究确定*佳蒸发时间。顶空进样-气相色谱-质谱（GC-MS）用于评估各个时间点的乙醇含量。 样品收集：在实验开始之前，将这些动物的头发剃毛以确保研究结束时收集的头发准确地反映了90天的暴露时间。分别收集白发和黑发，放入铝箔中，并储存在-20°C下直至分析。在第90天口服3小时后。从尾静脉收集血液并将其置于EDTA管中。在室温下以5000G离心每个样品（500-750uL）3分钟。为了收集尿液，在管饲后24小时（88-89天）将大鼠置于另一个代谢笼中。

　　农药分析：串联质谱法在色谱分析中缺少背景噪声，因此基于背景噪声的检测限（LOD）方法不适用。 结果：对于在头发和尿液中发现的所有化学物质（药物本身及其代谢产物），基质浓度与暴露水平密切相关。在血浆中，只有磷酸二乙酯（DEP）和DETP与不同的暴露水平显着相关，因为它们的代谢产物始终存在。头发中分析物浓度的斜率（线性拟合）取决于暴露水平的斜率。尿液和血浆的“斜率”也与各种农药的“暴露水平”完全不同。

　　有机氯农药：在头发和血浆中的大多数暴露水平下都可以检测到有机氯化合物。在头发中观察到P，P'-二氯二苯基二氯乙烯（P，P'-DDE），但在对照组中未观察到。仅以20和40 ug/kg的浓度检测到P，P'-DDE和P，P'-DDD。在对照组中，血浆中未检测到P，P'DDT及其代谢产物。仅在40ug/kg剂量组中检测到P，P'DDD及其代谢产物。相反，尿液样本不经常检出，所有组仅检出γ-六氯环己烷和五氯苯酚。此外，仅在200ug/kg剂量组的尿液样本中检测到p，p'-DDT和p，p'-DDE。在所有组的尿液样本中均未检测到B-硫丹和P，P'-DDD。在头发样本中发现浓度差异很大。除β-硫丹外，仅在高暴露人群中发现。 P，P'DDT和P，P'DDD仅出现在20和40 ug/kg剂量组中。血浆中的有机氯类似于头发中的有机氯。但是，组之间的差异并不像头发样本中的重要。尿液样本组之间农药及其代谢产物的差异不如头发和血浆组明显。在相同的暴露水平下，β-硫丹是头发和血浆中所有有机氯化合物中*低的，尿液中检测不到。在头发中观察到*高浓度的乙型六氯环己烷，在血浆和尿液样本中观察到*高浓度的五氯苯酚。

　　有机磷农药：定量血浆和尿液样品中的有机磷，但仅定量头发中的有机磷。在尿液样本中无法检测到农药本身。在用两种农药处理过的动物的血液中仅检测到一种毒死rif，对照组的平均浓度在*高浓度组的0.15±0.01g/ml至0.41±0.09g/ml的范围内。不论暴露浓度如何，都可以检测到DEP，DETP和TCPy，包括对照组。除了血浆中的DEP和DETP之外，测试样品中代谢物的浓度与暴露水平之间始终存在显着的相关性。对于头发和尿液样品，DETP显示*高的暴露剂量-浓度相关性。对于DEP，两组之间*好的区别是尿，其次是头发，*差的是血浆。合成除虫菊酯：在头发暴露量为20ug/kg的情况下和血液中暴露量为4ug/kg的情况下检测到氟氟氰菊酯。氯氰菊酯在头发中的暴露剂量为200ug/kg，血浆中的含量为10ug/kg。结论：这项研究的结果首次证明了农药暴露水平与头发中产生的浓度之间存在显着关联。尽管我们对大鼠的研究使用的农药数量有限，但假设其他化学物质和其他物种（例如人类）具有类似行为似乎是合理的。对于人类迁徙，尽管头发中的农药浓度较高，但由于种间差异而无法确定农药的摄入量。当前的研究仍然表明，头发分析可以根据不同的暴露水平可靠地对个体进行分类。因此，概念验证是在流行病学研究中使用头发分析作为可靠工具调查与暴露相关的不良健康影响的一个步骤。