文献情報
文献番号
202425009A
報告書区分
総括
研究課題名
毒物又は劇物の指定等に係る急性吸入毒性試験の代替法の開発及びその精緻化に関する研究
研究課題名（英字）
-
課題番号
22KD1003
研究年度
令和6(2024)年度
研究代表者(所属機関)
小川 久美子(国立医薬品食品衛生研究所 安全性生物試験研究センター 病理部)
研究分担者(所属機関)
- 津田 洋幸(公立大学法人 名古屋市立大学 津田特任教授研究室)
- 魏 民(大阪公立大学 大学院医学研究科)
- 高須 伸二(国立医薬品食品衛生研究所 病理部)
- 赤根 弘敏(国立医薬品食品衛生研究所 病理部)
研究区分
厚生労働科学研究費補助金 健康安全確保総合研究分野 化学物質リスク研究
研究開始年度
令和4(2022)年度
研究終了予定年度
令和6(2024)年度
研究費
20,400,000円
研究者交替、所属機関変更
-
研究報告書（概要版）
研究目的
毒物又は劇物は、原則、動物を用いた急性毒性試験におけるLD50／LC50値から判定されており、投与方法には経口、経皮及び吸入が想定されている。しかし、全身吸入暴露法は大規模な暴露装置が必要となるなどの困難があるため、吸入毒性情報は限定的である。本研究課題では、汎用性の高い経気管肺内噴霧投与法（intra-tracheal intrapulmonary spraying；TIPS法）による気管内投与毒性試験について、急性吸入毒性試験の代替法としての有用性をより堅固なものにすることを目的とする。
本研究では、(1) in vivo試験代替法として、吸入暴露が想定される物質の毒劇物判定におけるTIPS法の検証、及び、(2) in vitro試験代替法として、ヒト肺癌細胞株(A549)の細胞毒性を指標とした評価法を検討・精緻化し、毒劇物の指定に資する手法の確立を図ることを目的としている。
本研究では、(1) in vivo試験代替法として、吸入暴露が想定される物質の毒劇物判定におけるTIPS法の検証、及び、(2) in vitro試験代替法として、ヒト肺癌細胞株(A549)の細胞毒性を指標とした評価法を検討・精緻化し、毒劇物の指定に資する手法の確立を図ることを目的としている。
研究方法
令和6年度は、令和5年度に実施したTIPS法による急性毒性試験の病理組織学的検査及び新たに10物質についてTIPS法によるLD50値の判定及び毒性影響の検討を実施した。
また、近年はin vitro試験等に基づく、毒性や刺激性等から判断する評価法も希求されている。昨年度までに、ラットを用いた被験物質の経気管肺内噴霧投与法TIPS法を行う際のin vitro投与量設定法として、ヒト肺腺癌細胞株A549を用いた改変Neutral Red Uptake assay（A549 NRU assay）を構築し、23物質のLC50値を取得してその有用性について検討してきた。本年度は新たに26物質について検討を行い、TIPS法の用量設定に応用可能なLC50値を算出した。さらに、これまでの検討で得られた49物質のLC50値とラット4時間吸入ばく露試験におけるLD50値との相関解析を行った。
また、近年はin vitro試験等に基づく、毒性や刺激性等から判断する評価法も希求されている。昨年度までに、ラットを用いた被験物質の経気管肺内噴霧投与法TIPS法を行う際のin vitro投与量設定法として、ヒト肺腺癌細胞株A549を用いた改変Neutral Red Uptake assay（A549 NRU assay）を構築し、23物質のLC50値を取得してその有用性について検討してきた。本年度は新たに26物質について検討を行い、TIPS法の用量設定に応用可能なLC50値を算出した。さらに、これまでの検討で得られた49物質のLC50値とラット4時間吸入ばく露試験におけるLD50値との相関解析を行った。
結果と考察
これまでにTIPS法による試験を実施した24剤のうち、TIPS法のLD50が吸入暴露法の0.5～2倍であったものが13剤、0.25～0.5倍であったものが5剤、0.25倍以下であったものが6剤であった。この結果は、昨年度までの結果と同様の傾向であったことから、TIPS法では全身吸入暴露法と比較して毒性が同等、あるいは強く表れる物質があることが確認された。
また、昨年度までの検討と同様にTIPS法のLD50とNeutral red assay 法のLD50の間に強い正の相関性が認められた。各剤についてTIPS法のLD50に基づいたGHS分類を行い、既報の吸入による急性毒性の有害性区分と比較したところ、18剤ではTIPS法による有害性区分が既報の区分と概ね一致し、6剤ではTIPS法でより強い有害性区分に分類された。後者の化合物は、皮膚刺激性のGHS分類においても強い有害性区分に分類されており、TIPS法の結果に基づいてGHS分類した場合、細胞傷害性や刺激性が強い物質は、吸入試験に比較して強い有害性区分に分類される可能性があると考えられた。
水溶性物質、アルコール基やエーテル基、エポキシ基を有する化学物質では、LC50値とLD50値が正の相関を示し、類似する特性を有する化学物質では毒性応答が類似する可能性が示唆された。加えて、相関解析で得られた近似式によるLD50の予測値と、これらの物質の実際のLD50の報告値がある概ね一致することが示されたことから、A549-NRU assayの結果から、in vivoにおけるLD50値を推測できる可能性が示唆された。
また、残存動物について無処置にて長期に観察することによって、発がん性を評価への応用が期待された。
また、昨年度までの検討と同様にTIPS法のLD50とNeutral red assay 法のLD50の間に強い正の相関性が認められた。各剤についてTIPS法のLD50に基づいたGHS分類を行い、既報の吸入による急性毒性の有害性区分と比較したところ、18剤ではTIPS法による有害性区分が既報の区分と概ね一致し、6剤ではTIPS法でより強い有害性区分に分類された。後者の化合物は、皮膚刺激性のGHS分類においても強い有害性区分に分類されており、TIPS法の結果に基づいてGHS分類した場合、細胞傷害性や刺激性が強い物質は、吸入試験に比較して強い有害性区分に分類される可能性があると考えられた。
水溶性物質、アルコール基やエーテル基、エポキシ基を有する化学物質では、LC50値とLD50値が正の相関を示し、類似する特性を有する化学物質では毒性応答が類似する可能性が示唆された。加えて、相関解析で得られた近似式によるLD50の予測値と、これらの物質の実際のLD50の報告値がある概ね一致することが示されたことから、A549-NRU assayの結果から、in vivoにおけるLD50値を推測できる可能性が示唆された。
また、残存動物について無処置にて長期に観察することによって、発がん性を評価への応用が期待された。
結論
TIPS法による急性吸入毒性試験結果と全身吸入暴露試験結果を比較し、TIPS法のデータは、吸入暴露における毒物・劇物判定に有用であることが示唆された。また、A549-NRU assayは、TIPS法の濃度設定に利用可能と考えられた。
公開日・更新日
公開日
2025-06-02
更新日
-