半數(shù)致死量（1927年發(fā)明的毒理學(xué)常用指標(biāo)）
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半數(shù)致死量
1927年發(fā)明的毒理學(xué)常用指標(biāo)
半數(shù)致死量（median lethal dose， LD50）表示在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，通過指定感染途徑，使一定體重或年齡的某種動(dòng)物半數(shù)死亡所需最小細(xì)菌數(shù)或毒素量。在毒理學(xué)中，半數(shù)致死量，簡(jiǎn)稱LD50（即Lethal Dose, 50%），是描述有毒物質(zhì)或輻射的毒性的常用指標(biāo)。按照醫(yī)學(xué)主題詞表（MeSH）的定義，LD50是指“能殺死一半試驗(yàn)總體之有害物質(zhì)、有毒物質(zhì)或游離輻射的劑量”。這測(cè)試最先由J.W. Trevan于1927年發(fā)明。
基本信息
| 中文名 | 半數(shù)致死量 |
| 外文名 | median lethal dose |
| 時(shí)間 | 1927年 |
| 測(cè)定方法 | 3種 |
| 歸屬學(xué) | 毒理學(xué) |
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常用指標(biāo)
半數(shù)致死濃度（LC50），即能使一群動(dòng)物在接觸外源化學(xué)物一定時(shí)間（一般固定為2～4小時(shí)）后并在一定觀察期限內(nèi)（一般為14小時(shí)）死亡50%所需的濃度。一般以mg/m3表示空氣中的外源化學(xué)物濃度，以mg/L表示水中的外源化學(xué)物濃度。
在測(cè)定某種毒物的半致死濃度(semilethalconcentration，LC50)時(shí)，經(jīng)常用到四個(gè)指標(biāo)，分別是24小時(shí)半數(shù)致死濃度24hLC50；48小時(shí)半數(shù)致死濃度48hLC50；72小時(shí)半數(shù)致死濃度72hLC50；96小時(shí)半數(shù)致死濃度96hLC50。
在環(huán)境毒理學(xué)中，還常用半數(shù)耐受限量（mediantolerancelimit，TLm），也稱半數(shù)存活濃度來(lái)表示一種環(huán)境污染物對(duì)某種水生生物的急性毒性。TLm是指在一定時(shí)間內(nèi)一群水生生物中50%個(gè)體能夠耐受的某種環(huán)境污染物在水中的濃度，單位mg/L。
例子
乙醇對(duì)年輕和年老大鼠的口服LD50分別為10.6g/kg和7.06g/kg。
煙堿（尼古丁）對(duì)大鼠的口服LD50為50mg/kg。
應(yīng)用慣例
LD50的表達(dá)方式通常為有毒物質(zhì)的質(zhì)量和試驗(yàn)生物體重之比，例如"毫克/千克體重"。雖然毒性不一定和體重成正比，但這種表達(dá)方式仍有助比較不同物質(zhì)的相對(duì)毒性，以及估計(jì)同一物質(zhì)在不同大小動(dòng)物之間的毒性劑量。
應(yīng)用半數(shù)致死這量度方法有助減少量度極端情況所帶來(lái)的問題，以及減少所需試驗(yàn)次數(shù)；然而這亦代表LD50并對(duì)所有試驗(yàn)生物的致死量：有些可能死於遠(yuǎn)低於LD50的劑量，有些卻能在遠(yuǎn)高於LD50的劑量下生存。在特殊需要下，研究人員亦可能會(huì)量度LD1或LD99等指標(biāo)（即殺死1%或99%試驗(yàn)總體之劑量）。
半數(shù)致死量
物質(zhì)的毒性往往受給予方式影響。一般而言，口服毒性會(huì)低於靜脈注射的毒性。故此在表達(dá)LD50時(shí)經(jīng)常會(huì)附帶給予方式，例如“LD50i.v.”表示靜脈注射下的LD50。
和LD50相關(guān)的兩種指標(biāo)，LD50/30和LD50/60，是分別指在沒有治療的情況下，導(dǎo)致受試總體在30天或60天後半數(shù)死亡的劑量。這些指標(biāo)通常用於描述輻射毒性。
其他指標(biāo)
另一種毒性指標(biāo)，LCt50，包含了濃度(C)和暴露時(shí)間(t)的描述，通常以"毫克·分鐘/立方米"作描述，類似的ICt50則是使半數(shù)人員失能的劑量。這兩種指標(biāo)通常作描述化學(xué)武器，其毒性亦受呼吸速度和衣著影響。Ct這概念最先由弗里茨·哈伯提出，假設(shè)在100 mg/m3下暴露1分鐘和10 mg/m3下暴露10分鐘是相等的。然而這定律對(duì)於一些可以被身體快速分解的物質(zhì)如氰化氫便不適用；在這種情況下，需要一定的暴露時(shí)間才可確定致死量。在環(huán)境研究中，LCt亦可用於描述水中的有毒物質(zhì)。
對(duì)於病原體，亦有一種類似的半數(shù)感染量（ID50）的概念，是指在某一給予途徑下足以令半數(shù)受試群體感染的病原體數(shù)量，例如口服1200個(gè)病原體/人。因?yàn)椴≡w數(shù)量難以量度，感染量亦會(huì)以對(duì)不同動(dòng)物的LD50表達(dá)。對(duì)於生物武器的感染量，亦可以ICt50表達(dá)。
例子
乙醇對(duì)年輕和年老大鼠的口服LD50分別為10.6 g/kg和7.06 g/kg。
菸堿（尼古丁）對(duì)大鼠的口服LD50為50 mg/kg。
爭(zhēng)議
動(dòng)物權(quán)利組織一直批評(píng)以動(dòng)物進(jìn)行LD50測(cè)試，特別是一些物質(zhì)可能令動(dòng)物在長(zhǎng)時(shí)間痛苦下死去。一些國(guó)家如英國(guó)已開始禁止口服LD50測(cè)試，而經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）亦在2001年廢除對(duì)口服毒性測(cè)試的要求。
測(cè)定方法
Reed-Muench法
生物受到病毒感染后，體內(nèi)產(chǎn)生特異性中和抗體，并與相應(yīng)的病毒粒子呈現(xiàn)特異性結(jié)合，因而阻止病毒對(duì)敏感細(xì)胞的吸附，或抑制其侵入，使病毒失去感染能力。中和試驗(yàn)(Neutralization Test)是以測(cè)定病毒的感染力為基礎(chǔ)，以比較病毒受免疫血清中和后的殘存感染力為依據(jù)，來(lái)判定免疫血清中和病毒的能力。
中和試驗(yàn)常用的有兩種方法：一種是固定病毒量與等量系列倍比稀釋的血清混合，另一種是固定血清用量與等量系列對(duì)數(shù)稀釋(即十倍遞次稀釋)的病毒混合；然后把血清－病毒混合物置適當(dāng)?shù)臈l件下感作一定時(shí)間后，接種于敏感細(xì)胞、雞胚或動(dòng)物，測(cè)定血清阻止病毒感染宿主的能力及其效價(jià)。如果接種血清病毒混合物的宿主與對(duì)照(指僅接種病毒的宿主)一樣地出現(xiàn)病變或死亡，說(shuō)明血清中沒有相應(yīng)的中和抗體。中和反應(yīng)不僅能定性而且能定量，故中和試驗(yàn)可應(yīng)用于：
- 病毒株的種型鑒定：中和試驗(yàn)具有較高的特異性，利用同一病毒的不同型的毒株或不同型標(biāo)準(zhǔn)血清，即可測(cè)知相應(yīng)血清或病毒的型，所以，中和試驗(yàn)不但可以定屬而且可以定型。
- 測(cè)定血清抗體效價(jià)：中和抗體出現(xiàn)于病毒感染的較早期，在體內(nèi)的維持時(shí)間較長(zhǎng)。動(dòng)物體內(nèi)中和抗體水平的高低，可顯示動(dòng)物抵抗病毒的能力。
固定血清
－稀釋病毒法(病毒中和試驗(yàn))
- 病毒毒價(jià)的測(cè)定 毒價(jià)單位：衡量病毒毒價(jià)(毒力)的單位過去多用最小致死量(MLD)，即經(jīng)規(guī)定的途徑，以不同的劑量接種試驗(yàn)動(dòng)物，在一定時(shí)間內(nèi)能致全組試驗(yàn)動(dòng)物死亡的最小劑量。但由于劑量的遞增與死亡率遞增不呈線性關(guān)系，在越接近100%死亡時(shí)，對(duì)劑量的遞增越不敏感。而一般在死亡率越接近50%時(shí)，對(duì)劑量的變化越敏感，故現(xiàn)多改用半數(shù)致死量(LD50)作為毒價(jià)測(cè)定單位，即經(jīng)規(guī)定的途徑，以不同的劑量接種試驗(yàn)動(dòng)物，在一定時(shí)間內(nèi)能致半數(shù)試驗(yàn)動(dòng)物死亡的劑量。用雞胚測(cè)定時(shí)，毒價(jià)單位為雞胚半數(shù)致死量(ELD50)或雞胚半數(shù)感染量(EID50)。用細(xì)胞培養(yǎng)測(cè)定時(shí)，用組織細(xì)胞半數(shù)感染量(TCID50)。在測(cè)定疫苗的免疫性能時(shí)，則用半數(shù)免疫量(IMD50)或半數(shù)保護(hù)量(PD50)。
固定病毒
稀釋血清法（血清中和試驗(yàn)）
- 病毒毒價(jià)的測(cè)定（微量法）
- (1) 病毒的制備 將病毒接種于單層細(xì)胞，37℃吸附1h后加入維持液，置溫箱培養(yǎng)；逐日觀察，待細(xì)胞病變（CPE）達(dá)75%以上，收獲病毒懸液凍融或超聲波處理，以3 000r/min離心10min，取上清液，定量分裝成1ml小瓶置-70℃保存?zhèn)溆茫x用的病毒必須是對(duì)細(xì)胞有較穩(wěn)定的致病力。
- (2) 病毒毒價(jià)測(cè)定 取置-70℃冰箱保存的病毒一瓶，將病毒在96孔培養(yǎng)板上作10倍遞進(jìn)稀釋即10，10，10……，每孔病毒懸液量為50μl，每個(gè)稀釋度作8孔，每孔加入100細(xì)胞懸液，每塊板的最后一行設(shè)8孔細(xì)胞對(duì)照，制備細(xì)胞懸液的濃度以使細(xì)胞在24h內(nèi)長(zhǎng)滿單層為度。把培養(yǎng)板置5%CO2溫箱37℃培養(yǎng)，從48-14h逐日觀察細(xì)胞病變，記錄結(jié)果。
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