皮膚致敏(Skin sensitization)即皮膚接觸過敏原后所產(chǎn)生的變應(yīng)性應(yīng)答,是一種由外源物質(zhì)引發(fā)的IV型過敏反應(yīng)。過敏性接觸性皮炎(Allergic contact dermatitis,ACD)作為皮膚致敏的臨床表型,在人群中發(fā)生率高達(dá)15%~20%。因此,皮膚致敏性評(píng)價(jià)是化學(xué)品毒性評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容之一。
毒理試驗(yàn)中心-皮膚致敏試驗(yàn)替代方法有哪些
皮膚致敏試驗(yàn)替代方法有哪些
小鼠局部淋巴結(jié)試驗(yàn)(LLNA)
目前,普遍認(rèn)為L(zhǎng)LNA和豚鼠最大值試驗(yàn)仍是皮膚致敏性體內(nèi)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)的金標(biāo)準(zhǔn)。豚鼠最大值試驗(yàn)通過觀察皮膚反應(yīng)而進(jìn)行定性檢測(cè),而LLNA則依據(jù)淋巴細(xì)胞的增殖對(duì)受試物致敏性進(jìn)行評(píng)價(jià)。皮膚致敏劑可誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞增殖,通過氚化胸腺嘧啶脫氧核苷標(biāo)記法、ATP生物發(fā)光法或BrdU酶聯(lián)免疫法可檢測(cè)淋巴細(xì)胞增殖。LLNA在一定程度上可減少動(dòng)物使用和提升動(dòng)物福利水平。此外,LLNA不能很好地區(qū)分致敏物和刺激物,且可能出現(xiàn)假陽(yáng)性或假陰性結(jié)果。
KeratinoSensTM/LuSens試驗(yàn)
研究表明Keap1(Kelch-like ECH-associatedprotein1)是抗氧化應(yīng)答的主調(diào)控因子,并可與Nrf2(Nuclear factor(erythroid-derived2)-like2)相互作用,其對(duì)改善氧化應(yīng)激至關(guān)重要。Keap1從轉(zhuǎn)錄因子Nrf2上解離,Nrf2隨后在核內(nèi)聚集,并激活啟動(dòng)子序列中具有ARE(Antioxidant Response Elements)的基因。
很多響應(yīng)致敏劑作用的細(xì)胞標(biāo)志物由Keap1-Nrf2-ARE通路所調(diào)控[。基于上述理論,研究人員開發(fā)出了KeratinoSensTM和LuSens兩種定量測(cè)試方法。KeratinoSenTM和LuSens的主要區(qū)別在于ARE元件來源,前者源于人AKR1C2(Aldo-ketoreductasefamily1member C2)基因,后者源自大鼠NQ01(NAD(P)H quinone dehydrogenase1)基因。經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(0rganization for Economic Cooperation and Development,0ECD)指南指出KeratinoSensTM試驗(yàn)的陰性結(jié)果可能存疑,因?yàn)槭茉囄锶暨x擇性與賴氨酸殘基反應(yīng)也可被評(píng)估為非致敏物[2.KeratinoSensTM/LuSens試驗(yàn)也可能出現(xiàn)假陰性或假陽(yáng)性結(jié)果,并且對(duì)含酐的待測(cè)物預(yù)測(cè)存在困難。
h-CLAT/U-SENS(Myeloid U937 skinsensitisation test)試驗(yàn)
b-CLAT/U-SENS試驗(yàn)主要利用皮膚致敏有害結(jié)局通路KE3(Keyevent3):樹突狀細(xì)胞可與過敏原相互作用,攝取并呈遞過敏原表位至T淋巴細(xì)胞。而樹突狀細(xì)胞或單核細(xì)胞激活后其細(xì)胞表面標(biāo)志物CD86或CD54會(huì)發(fā)生相應(yīng)表達(dá)變化。h-CLAT是將待測(cè)物暴露于人單核細(xì)胞白血病細(xì)胞系THP-1.通過檢測(cè)細(xì)胞CD86和CD54的表達(dá)變化評(píng)估待測(cè)物的致敏性。與之類似U-SENS將受試物暴露于人淋巴癌細(xì)胞系U937并檢測(cè)細(xì)胞表面標(biāo)志物CD86的變化。h-CLAT高度簡(jiǎn)化,但其對(duì)角質(zhì)化細(xì)胞缺乏作用,此外因其靈敏度低,對(duì)弱致敏劑預(yù)測(cè)較差。h-CLAT采用流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè),因而可能帶來熒光干擾和待測(cè)物的細(xì)胞毒性干擾。
重組人表皮致敏試驗(yàn)
三維重組人表皮模型(RHE模型)由人源性表皮角質(zhì)細(xì)胞組成,該模型于氣-液界面培養(yǎng),因而可直接應(yīng)用于化學(xué)品。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,RHE模型呈現(xiàn)出與人皮膚類似的代謝能力,這提示RHE模型可代謝pre/pro-半抗原(pre/pro-hapten),并用于評(píng)估相關(guān)化學(xué)品。SenCeeTox主要監(jiān)測(cè)8個(gè)Nrf2依賴基因,而SENS-IS則關(guān)注24個(gè)Nrf2-依賴基因和41個(gè)其他靶標(biāo)基因。SENS-IS則通過65個(gè)靶標(biāo)檢測(cè)炎癥和細(xì)胞保護(hù)應(yīng)答,在對(duì)150個(gè)化學(xué)品測(cè)試中,與LLNA相比準(zhǔn)確度達(dá)到100%。
EpiSensA則基于炎癥和細(xì)胞保護(hù)相關(guān)基因ATF3(Activating transcription factor 3)、1L-8、DNAJB4( DnaJ homolog subfamily B member 4)和GCLM( Clutamate-cysteine ligase modifier subunit )等進(jìn)行檢測(cè)。
EpiSensA與LLNA相比,在29個(gè)親脂性化學(xué)品測(cè)試中,其靈敏度、特異性和準(zhǔn)確度分別達(dá)到93%,100%和93%;另外在43個(gè)親水性化學(xué)品測(cè)試中(含11個(gè)pre/pro-半抗原),其靈敏度、特異性和準(zhǔn)確度分別達(dá)96%,75%和88%。
直接肽反應(yīng)試驗(yàn)(DRPA)
2004年,Gerberick等提出直接肽反應(yīng)試驗(yàn)該法將待測(cè)物與賴氨酸多肽孵育后,采用HPLC-UV檢測(cè)未與待測(cè)物共價(jià)結(jié)合的多肽。而后Gerberick等開發(fā)了一套基于多肽損耗和LLNA數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)模型,并采用庫(kù)珀統(tǒng)計(jì)法評(píng)估模型對(duì)致敏物的區(qū)分程度。研究表明,賴氨酸多肽1:50模型在多肽比率方面平衡較好,預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度達(dá)89%(81個(gè)待測(cè)物)。經(jīng)過兩輪實(shí)驗(yàn)室對(duì)比驗(yàn)證,結(jié)果表明其重現(xiàn)性良好。研究人員將辣根過氧化物酶-過氧化氫( Horseradish Peroxidase and Hydrogen Peroxide, HRP/P)加入多肽孵育體系后,使得DPRA可檢測(cè)需酶介導(dǎo)激活的pro-半抗原,從而進(jìn)一步拓展了DPRA的應(yīng)用范圍。
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