[发明专利]一种重金属经口生物可及性与毒性检测体系的建立方法

说明书

本发明提供重金属经口生物可及性检测体系的建立方法，包括如下步骤：1)分别构建人体外胃肠消化模型和人小肠上皮细胞3D模型；2)对所述人体外胃肠消化模型分别施加含不同浓度重金属的物质模拟胃肠消化过程；3)对所述人小肠上皮细胞3D模型分别施加所述含重金属的消化液培养预定时间，以模拟小肠吸收过程；4)追踪人体外胃肠消化过程及小肠上皮细胞吸收过程重金属浓度及价态的变化，计算重金属经口生物可及性，基于生物可及性建立预测暴露风险的方法。本发明属于食品安全检测与评估技术领域，适用于检测重金属经口生物可及性，也适用于潜在毒性效应检测和暴露风险评估。

技术领域

本发明属于食品安全检测与评估技术领域，尤其涉及一种重金属经口生物可及性与毒性检测体系的建立方法。

背景技术

受环境污染等因素的影响，食品和饮用水来源的安全问题时有发生。经口摄入被污染的食品/饮用水所导致疾病的发病率日益上升，已占据各种疾病总发病率排行榜第二位，成为当前重点关注的安全卫生问题。重金属，作为自然界的一种重要化学物污染物，一旦进入机体，较难自然排出或彻底清除，对机体的危害具有多系统、多器官和不可逆等特点，严重影响人类健康安全。因此，对食品和饮用水来源可能造成污染的重金属等化学物进行风险评估及有效管理控制是当务之急。

现行食品和饮用水安全风险评价体系主要以整体动物实验进行危害识别和剂量-反应关系外推，存在检测评价周期长、花费大、由动物实验外推至人以及高剂量外推至低剂量不确定性和以中毒和死亡为观察终点难以准确反映暴露的早期健康效应等限制，无法满足快速检测和准确评估的需求。随着21世纪毒性测试新策略(Toxicity Testing in 21stCentury,TT21C)的提出后，依赖于高通量的体外测试体系发展和计算机毒理学应用，已取得许多成果，尤其是毒性通路(Toxicity pathways)和有害结局路径(Adverse outcomepathway,AOP)从概念提出到研究的深入开展，为化学物的毒效应阐述和风险评估指明了新方向和研究手段。以人源细胞系为代表替代动物实验的体外模型研究引起广泛关注，在探究皮肤致敏物质的不良结局路径(Adverse outcome pathway,AOP)及风险评估方面的应用已取得突破性的进展，说明体外细胞模型在AOP框架下应用于检测和评估的可行性。

食品和饮用水化学物的检测和风险评估方面，具体涉及经口化学物的生物可及性与毒性检测。目前，体外细胞模型常采用待测化学物直接染毒Caco-2细胞模型或其他肠组织来源细胞的方式模拟肠道对化学物吸收转化过程，该方法与体内研究相比，操作简单、成本低、能在较短时间内初步评估人体暴露于化学物的影响，但存在较明显的缺陷：(1)Caco-2细胞模型仅由单层小肠上皮细胞构成相比人体正常小肠上皮细胞单层缺少黏液层覆着；(2)直接使用化学物进行染毒的方式忽略了人体消化过程对化学物转化的影响，尤其在对食品和饮用水中性质不稳定的化学物进行评价时，消化过程不可忽视。发表于NATUREPROTOCOLS杂志的文献“INFOGEST static in vitro simulation of gastrointestinalfood digestion”中提供了Infogest2.0体外消化方法，被广泛用于体外消化模型的建立。

虽然已有多种体外胃、肠消化模型，但是，即使研究来自同一食品/水样品中的重金属等化学物不同模型结果也很难统一，检测和评估结果的可靠性不强。中国专利申请CN110459326A公开了一种近海食用贝类的重金属健康风险评价方法，包括如下步骤：获取待评估贝类可食用部分的重金属浓度数据；获取待评估区不同年龄消费者人群的体重和贝类日摄入量数据；通过体外消化模型确定不同贝类中重金属对人体的生物可及性；采用每周摄入量、致癌健康风险和非致癌健康风险评价方法，得到消费者食用贝类的重金属健康风险。该方法仅通过体外消化模型确定生物可及性，未考虑吸收情况，难以反映人体实际吸收情况，从而影响了生物可及性检测和健康风险评估的准确性。

因此，提供一种重金属经口生物可及性与毒性检测体系的建立方法，对不同体外模型进行合理串接，具有重要意义。

发明内容