人体志愿者受控暴露实验
生成ACE和ACE-DEM在口服和皮肤暴露后的动力学数据
四名志愿者分别口服ACE（90% ADI）和皮肤给予0.1 mg ACE，收集血液、尿液和粪便样本，分析浓度-时间曲线。
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使用尿液、血液和粪便数据集成人类毒代动力学：基于生理的药代动力学模型用于反向剂量测定
Integrated human toxicokinetics of acetamiprid using urine, blood, and feces data in physiologically-based kinetic modelling for reverse dosimetry
实验完整度
高研究包含人体志愿者受控暴露实验（口服和皮肤给药）、多个生物样本（血液、尿液、粪便）的动力学分析、PBK模型构建与外部数据验证，以及敏感性分析和反向剂量测定方法比较，体现了多层级验证。
主要模型
人体志愿者（4名，口服和皮肤给药） PBK模型（基于人体数据） 外部验证数据（来自Wrobel等研究的3名志愿者）
重点核对
口服剂量：90% ADI（0.025 mg/kg bw） 皮肤剂量：0.1 mg 给药后采样时间：96小时 尿液排泄分数（Fue）：8-24%（口服），13-30%（皮肤） PBK模型校准参数：Ka、CLmetabolic、CLrenal等
摘要
啶虫脒（ACE）是一种广泛使用的新烟碱类杀虫剂，具有已知的神经毒性潜力，欧洲食品安全局（EFSA）因此降低了其每日允许摄入量（ADI）。目前的生理药代动力学（PBK）模型缺乏ACE及其代谢物啶虫脒-N-去甲基（ACE-DEM）的充分动力学数据。本研究旨在在受控志愿者环境中生成ACE的详细处置数据，以开发一个适用于反向剂量测定的稳健PBK模型。四名志愿者口服了ACE（每日允许摄入量的90%），并在另一场合进行了单次皮肤给药。收集了尿液、血液和粪便中ACE和ACE-DEM的浓度-时间曲线。利用志愿者研究中的毒代动力学参数开发了PBK模型。模型使用先前发表的人体数据进行了验证。敏感性分析确定了影响模型性能的关键参数。ACE被快速吸收并广泛代谢为ACE-DEM。ACE在24小时后在尿液中检测不到，而ACE-DEM在96小时内仍可定量。尿液排泄占剂量的8–24%，粪便中<2%，表明接近完全吸收。皮肤吸收约为30%。PBK模型充分描述了外部暴露、血浆浓度和尿液排泄之间的关系。比较了三种不同的反向剂量测定方法。估计的口服剂量落在给药剂量的三倍范围内。总之，基于人体数据的PBK模型能够通过尿液生物监测数据实现反向剂量测定，以估算口服ACE暴露量。
实验结论
提炼研究问题、关键发现与证据，快速把握文章的核心贡献。
- 研究问题
- 如何利用人体志愿者数据开发稳健的PBK模型，以通过尿液生物监测数据估计外部ACE暴露剂量？
- 核心机制
- ACE口服后快速吸收并广泛代谢为ACE-DEM，主要经尿液排泄；皮肤吸收较低（约30%）。PBK模型整合了吸收、分布、代谢和排泄过程，可用于反向剂量测定。
- 主要证据
- 志愿者口服和皮肤暴露后的血液、尿液和粪便浓度-时间数据显示ACE快速消除，ACE-DEM持久存在；模型验证显示预测浓度在2倍误差范围内；三种反向剂量测定方法中，基于24小时尿液浓度的方法最准确。
- 研究意义
- 该模型支持从尿液生物监测数据估算ACE暴露量，为风险评估和监管决策提供依据，并可与体外方法结合以减少动物实验。
研究路径
按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。
生物样本分析
定量检测ACE和ACE-DEM在血浆、尿液和粪便中的浓度
使用LC-MS/MS方法分析样本，并进行质量控制。
PBK模型开发
建立能够描述ACE和ACE-DEM体内动力学的模型
基于人体解剖生理学参数和化学特异性参数构建多室模型，估算代谢和清除参数。
模型校准与验证
确保模型预测与实测数据的一致性
使用志愿者数据对模型参数进行校准，并利用外部数据集验证预测性能。
反向剂量测定
评估从尿中浓度估算口服剂量的准确性
应用三种方法（Fue, C24, A24）从尿中浓度反向计算剂量，并与实际给药剂量比较。
研究方法
按研究目的归类文中使用的方法，便于定位所需技术。
生物样本分析
PBK建模
模型验证与评估
产品清单
| 实验环节 | 名称 | 品牌 | 货号 |
|---|---|---|---|
| LC-MS/MS分析 | 液相色谱-串联质谱 | -- | -- |
| 沃特世分析柱HSS T3 | Waters | -- | |
| Sciex 6500+三重四极杆质谱 | Sciex | -- | |
| 样本采集 | PST II采血管，BD | BD | -- |
| Ghost wipe擦拭物（SKC有限公司） | SKC Ltd. | -- | |
| 粪便收集容器 | Excretas Medical | -- | |
| 实验室分析 | 甲酸铵 | -- | -- |
| 甲酸 | -- | -- | |
| 甲醇 | -- | -- | |
| 硫酸镁 | -- | -- | |
| 乙酸钠 | -- | -- | |
| 二甲基亚砜 | -- | -- | |
| Elga LabWater纯水系统 | Veolia | -- | |
| 氯草敏-D5 | LGC Standards | -- | |
| 苯达松-D6 | LGC Standards | 25057-89-0 | |
| 敌草隆-D6 | LGC Standards | -- | |
| 2,4-D 13-C6 | LGC Standards | -- | |
| 啶虫脒 | LGC Standards | 135410-20-7 | |
| 啶虫脒-N-去甲基 | LGC Standards | 190604-10-1 | |
| 样品处理 | QuEChERS提取试剂盒 | -- | -- |
关键环节
汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。
| 环节 | 核对要点 |
|---|---|
| 人体志愿者研究 | 志愿者招募标准（年龄、健康状况）、实验前饮食控制（有机食品限制） 阅读提示：Materials and methods: Recruitment and inclusion criteria, Background exposure and instructions on diet |
| 给药方式 | 口服剂量（90% ADI）和皮肤剂量（0.1 mg），给药前空腹要求，皮肤给药区域面积为25 cm² 阅读提示：Materials and methods: Dosing |
| 样本采集 | 血液采样时间（0-10小时，以及晨起至96小时）、尿液收集方式（每次排尿分开收集）、粪便收集方式（整个研究期间） 阅读提示：Materials and methods: Sample collection |
| 生物样本分析 | LC-MS/MS方法，内标使用（氯草敏-D5、苯达松-D6等），校准曲线范围（血浆0.125-10 ng/mL，尿液LOQ 0.1 ng/mL，粪便LOQ 1 µg/kg） 阅读提示：Materials and methods: Laboratory analysis, LC-MS/MS analysis |
| PBK模型 | 模型参数（logP、pKa、分子量、组织/血液分配系数），清除率参数（肾清除、代谢清除） 阅读提示：Materials and methods: Physiologically-based kinetic model |