Особенности формирования доказательной базы при оценке и классификации опасности химических веществ по специфическим и отдалённым эффектам

Введение

Для устранения трудностей, возникающих при классификации химических веществ по специфическим и отдалённым эффектам в соответствии с Согласованной на глобальном уровне системой классификации и маркировки химической продукции (СГС)¹, НИАЦ РПОХБВ ФБУН «ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора разработал алгоритм принятия решений с учётом весомости доказательств. Алгоритм включает систематическую оценку всей совокупности имеющихся данных, как подтверждающих, так и опровергающих наличие эффекта, и оценку их вклада (от 1 до 3 баллов) по следующим критериям:

• достоверность (надёжность дизайнов исследования, методов и качества данных);
• согласованность (совпадение результатов разных исследований, видов и конечных точек);
• биологическая правдоподобность (прослеживаемость причинно-следственных связей воздействующих факторов и биологических механизмов);
• зависимость «доза – эффект»;
• сопоставимость эффекта, наблюдаемого у животных, с потенциальными последствиями для здоровья человека [1–3].

Доказательства ранжируются по сумме баллов, при оценке и классификации опасности химического вещества по СГС приоритетными являются доказательства с наименьшим количеством баллов.

Алгоритм принятия решения распространяется на все виды эффектов, в том числе канцерогенность, мутагенность, репротоксичность, сенсибилизацию, воздействие на эндокринную систему².

Цель исследования заключалась в демонстрации подходов к формированию доказательной базы при оценке и классификации опасности химических веществ по специфическим и отдалённым эффектам с учётом особенностей данных видов воздействия.

Материал и методы

Проведён анализ национальных и международных подходов к формированию доказательной базы при оценке и классификации опасности химических веществ, обладающих специфическими и отдалёнными эффектами.

Результаты и обсуждение

Особенности использования алгоритма принятия решений при оценке мутагенного эффекта. Для оценки потенциальной мутагенности вещества необходима информация [4, 5]:

• о способности химического вещества вызывать генные мутации (замена одного нуклеотида на другой, вставка (добавление нового участка ДНК), делеция (выпадение участка ДНК);
• о структурных хромосомных аберрациях (разрывах и перестройках),
• о числовых хромосомных аберрациях (потере или увеличении количества хромосом, определяемых как анеуплоидия).

Международный подход по оценке мутагенных свойств химического вещества включает последовательное тестирование in vitro – in vivo на соматических клетках – in vivo на зародышевых клетках (рис. 1). Минимальный набор методов тестирования in vitro состоит из:

• метода оценки обратных мутаций на бактериях – теста Эймса³;
• микроядерного теста in vitro⁴ или оценки хромосомных аберраций у млекопитающих in vitro⁵;
• метода оценки генных мутаций на клетках млекопитающих in vitro с использованием гена тимидинкиназы⁶.

Если хотя бы в одном тесте in vitro получен положительный результат, то целесообразно проведение исследований in vivo на соматических клетках. Разнонаправленные результаты, полученные в разных типах тестов in vitro, не рассматриваются как противоречивые, поскольку характеризуют разные конечные точки и (или) механизмы действия.

При оценке совокупности имеющихся доказательств мутагенного эффекта химического вещества следует учитывать, что кривые зависимости «доза – эффект» могут быть нелинейными или пороговыми для генотоксичных веществ как прямого, так и непрямого действия [6–7].

Критерии отнесения химических веществ к веществам, обладающим мутагенным действием на основании результатов тестирования могут быть сформулированы следующим образом:

• если в тестах in vitro по оценке генных и хромосомных мутаций и in vivo (например, в цитогенетическом анализе) получены отрицательные результаты, то химическое вещество не классифицируют как мутаген;
• если в одном из двух или более тестов in vitro получен положительный результат, при этом в условиях in vivo – отрицательный, и доказано, что вещество достигло органа-мишени, на котором проводится исследование, то химическое вещество не классифицируют как мутаген;
• если в двух или более тестах in vitro получены положительные результаты, но тест in vivo отрицательный, необходимо провести второй тест in vivo (например, методом ДНК-комет). Если второй тест in vivo дал отрицательный результат, то вещество не классифицируют как мутаген; если результат положительный, химическое вещество классифицируют как мутаген;
• если в одном из двух или более тестов in vitro получен положительный результат и в тесте in vivo результат положительный, то химическое вещество классифицируют как мутаген.

Отнесение к классам и подклассам опасности химических веществ, обладающих мутагенным действием, осуществляется в соответствии с критериями классификации по СГС⁷^,⁸^,⁹.

Особенности использования алгоритма принятия решений при оценке канцерогенного эффекта. Для оценки потенциальной канцерогенности химического вещества необходима следующая информация:

• данные о мутагенном действии химического вещества;
• прогнозирование канцерогенного действия с использованием прогностических систем;
• данные о канцерогенном действии аналогов с учётом механизма действия;
• результаты тестов по оценке канцерогенного действия¹⁰.

Если вещество классифицируется как мутаген класса опасности 1 или 2 по СГС, то не исключается генотоксический механизм канцерогенности, в связи с чем химическое вещество следует рассматривать как потенциально опасное в плане развития канцерогенного действия.

Химическое вещество, которое не исследовалось на канцерогенность, может в некоторых случаях быть отнесено к классу опасности 1 или 2 по СГС на основании данных об опухолях, вызываемых аналогичным по структуре веществом. Это возможно, если данные надёжно подкрепляются другими важными факторами, такими как образование одинаковых значимых метаболитов.

Достаточными доказательствами канцерогенности можно считать установленную причинно-следственную связь между воздействием химического вещества и увеличением частоты злокачественных новообразований или соответствующей комбинации доброкачественных и злокачественных новообразований у двух или более видов животных или в двух или более независимых исследованиях у одного вида, проведённых в разное время, в разных лабораториях или по разным протоколам [8–10].

Ограниченными доказательствами канцерогенности можно считать данные, свидетельствующие о наличии канцерогенного эффекта, но не позволяющие сделать окончательную оценку по следующим причинам:

• свидетельство канцерогенности ограничено рамками одного эксперимента;
• существуют нерешённые вопросы, касающиеся адекватности схемы, порядка проведения или интерпретации исследования;
• вещество увеличивает частоту возникновения только доброкачественных новообразований или поражений с неопределённым неопластическим потенциалом, или некоторых новообразований, которые могут возникать спонтанно с высокой частотой у определённых штаммов.

Прогнозирование канцерогенности с использованием различных прогнозных систем (программных продуктов) в настоящее время представляет собой сложную задачу ввиду многогранности эффекта (различные механизмы, типы опухолей, локализация и др.) и для целей классификации как самостоятельный метод не используется [11–13].

Особенности использования алгоритма принятия решений при оценке репротоксического эффекта. Для оценки потенциальной репродуктивной токсичности вещества необходима следующая информация:

• о воздействии химического вещества на репродуктивную функцию мужских и женских особей (гистопатологические изменения в репродуктивных органах и системах, половое созревание,  способность к зачатию и родам);
• о воздействии на развивающееся потомство;
• о воздействии на потомство при лактации [14–15].

Для скрининговых исследований используется метод¹¹ ОЭСР № 421, полностью направленный на получение первоначальной информации о репродуктивной токсичности химического вещества. Ввиду ограниченности получаемых данных метод не всегда может быть применён в качестве самостоятельного для классификации химического вещества по репродуктивной токсичности. На основании результатов, полученных методом ОЭСР № 421, с использованием аналогового подхода и методов in silico, может быть принято решение о классификации химического вещества по репродуктивной токсичности.

Если в ходе скринингового исследования (метод ОЭСР № 421) получены убедительные данные о репродуктивной токсичности химического вещества, достаточные для присвоения класса опасности 1В, то дальнейшее тестирование не является целесообразным. Если в ходе скринингового исследования (метод ОЭСР № 421) получены убедительные данные о репродуктивной токсичности химического вещества, достаточные для присвоения класса опасности 2, то необходимо дальнейшее тестирование методами исследования¹². Отрицательные результаты, полученные методом ОЭСР № 421, не позволяют однозначно сделать вывод об отсутствии эффекта у химического вещества. При наличии установленного эффекта у веществ, близких по структуре, физико-химическим свойствам и биологическому действию, следует проводить исследования методами ОЭСР № 443 и (или) 414.

Целесообразна комбинация метода ОЭСР № 421 с методами изучения токсичности при многократном воздействии (28-дневные¹³ и (или) 90-дневные¹⁴ исследования). Альтернативой может служить метод исследования¹⁵, сочетающий скрининговое изучение репродуктивной токсичности с определением общей токсичности при многократном воздействии.

Расширенное изучение репродуктивной токсичности на одном поколении (метод ОЭСР № 443) позволяет оценить воздействие химического вещества на целостность и работоспособность репродуктивной системы взрослых мужских и женских особей, пренатальные эффекты, проявляющиеся в постнатальный период, и постнатальное воздействие вещества на развитие, а также провести надлежащую оценку последствий общетоксического действия на беременных и кормящих самок, молодое и взрослое потомство. Исследование также включает в себя изучение нарушений работы эндокринной системы.

Оценка пренатальной токсичности проводится методом ОЭСР № 414, который предназначен для получения информации о влиянии химического вещества на рост и выживаемость плода, увеличении случаев пороков развития наружных органов, скелета и мягких тканей и вариабельности развития плода.

Изучение репродуктивной токсичности одного поколения¹⁶ (метод ОЭСР № 415) и двух поколений¹⁷ (метод ОЭСР № 416) практически не проводится для целей классификации ввиду длительности, сложности и высокой стоимости эксперимента.

Методы ОЭСР, используемые для классификации химических веществ по репродуктивной токсичности, представлены на рис. 2.

Особенности использования алгоритма принятия решений при оценке сенсибилизирующего эффекта. Для оценки кожной и респираторной сенсибилизации приоритетными являются данные эпидемиологических исследований и клинических наблюдений на людях [16–18].

Для отнесения химического вещества к респираторному сенсибилизатору 1-го класса опасности необходимо наличие клинической картины аллергической реакции (например, аллергический ринит, аллергическая бронхиальная астма, аллергический альвеолит), при этом подтверждение иммунологического механизма не обязательно.

Подтверждением респираторного сенсибилизирующего действия могут быть положительные результаты бронхиальной пробы с испытуемым веществом для определения специфической повышенной чувствительности.

Признанные и утверждённые модели испытаний на животных для определения респираторной сенсибилизации, валидированные для целей классификации химических веществ по СГС, в настоящее время отсутствуют.

Для изучения кожной сенсибилизации приоритетными являются методы исследования ОЭСР № 429 и № 406¹⁸, которые позволяют оценить действие химического вещества в фазах индукции и провокации, соответственно. Количественные показатели, полученные в этих тестах, указывают на степень выраженности эффекта и позволяют отнести химическое вещество к классу опасности 1 (или подклассам 1А и 1В) по кожной сенсибилизации в соответствии с СГС. Классификация химического вещества по кожной и респираторной сенсибилизации с использованием аналогового подхода применяется при наличии убедительных доказательств сенсибилизирующего действия химических веществ, близких по структуре, физико-химическим свойствам и биологическому действию.

В практике отечественной токсикологии методы in vivo по кожной сенсибилизации применяются в соответствии с методическими документами¹⁹. Для классификации могут применяться внутрикожная и комбинированная сенсибилизация морских свинок, а также многократные эпикутанные аппликации²⁰.

Методы in silico, in chemico, in vitro используются только в качестве источников дополнительной информации при классификации химических веществ по кожной сенсибилизации.

Принципиальная схема формирования доказательной базы при классификации кожных сенсибилизаторов представлена на рис. 3.

Особенности использования алгоритма принятия решений при оценке воздействия химического вещества на эндокринную систему. Для оценки потенциальной токсичности химического вещества для эндокринной системы необходима информация об изменении следующих показателей:

• уровней гормонов;
• структуры и функции щитовидной, паращитовидной, молочной, поджелудочной, шишковидной, предстательной желёз, тимуса (вилочковой железы), надпочечников, гипоталамуса, гипофиза, яичников, яичек, семенников;
• обменных процессов (минеральный, белковый, липидный, углеводный);
• полового развития и сексуального поведения²¹.

Особое внимание уделяется информации о проявлении эндокринно обусловленных нарушений, болезней, выявленных у людей (клинико-диагностические, эпидемиологические исследования) [19–20].

Согласованная на глобальном уровне система классификации эндокринных разрушителей в настоящее время отсутствует. В Российской Федерации разработаны подходы к классификации эндокринных разрушителей на основе принципов СГС, представленные в методических документах²².

Принципиальная схема формирования доказательной базы при классификации эндокринных разрушителей с использованием приоритетных методов тестирования (уровни I–V) представлена на рис. 4.

Уровень I предполагает сбор информации о веществе и его аналогах из открытых источников (физико-химические показатели, параметры (эко)токсичности), а также прогноз опасности с использованием методов in silico.

Уровень II включает методы in vitro, указывающие на эндокринно обусловленные механизмы воздействия химических веществ.

Уровень III представлен методами in vivo, указывающими на эндокринно обусловленные механизмы воздействия химических веществ и в некоторых случаях на проявления эффектов. При интерпретации данных, полученных методами уровня III, в некоторых случаях необходимо искать подтверждения наличия (отсутствие) эффекта методами уровня II (взаимодействие с рецепторами гормонов).

Уровень IV включает исследования in vivo, которые представляют информацию о неблагоприятных эндокринно обусловленных эффектах. Методы уровня IV включают:

• исследования подострой, субхронической и хронической токсичности при различных путях поступления;
• комбинированные исследования хронической токсичности и канцерогенной активности;
• оценку токсического действия на пренатальное развитие;
• оценку репродуктивной (эмбриональной) токсичности (скрининговый метод);
• совместное исследование токсичности при повторном воздействии с репродуктивной (эмбриональной) токсичностью (скрининговый метод).

На уровне V находятся методы in vivo, представляющие расширенную информацию о неблагоприятных эндокринно обусловленных эффектах, установленных на длительных этапах жизненного цикла организма. Методы уровня V включают:

• расширенное изучение репродуктивной токсичности на одном поколении;
• исследования репродуктивной токсичности на двух поколениях.

При интерпретации данных о репротоксическом эффекте необходимо искать доказательства эндокринного механизма действия химического вещества. К методам уровня V относятся также клинико-диагностические и эпидемиологические исследования, выполненные на людях.

Ограничения исследования. Исследование ограничено анализом открытых литературных источников, в том числе баз данных Scopus, Web of Science, PubMed, ResearchGate, Cyberleninka, РИНЦ, eLIBRARY.

Заключение

Представлены принципиальные схемы формирования доказательных баз при оценке и классификации опасности химических веществ по специфическим и отдалённым эффектам с учётом особенностей данных видов воздействия, что способствует надёжности принятия решений и их прозрачности.

¹ ST/SG/AC.10/30/Rev.11. Globally harmonized system of classification and labelling of chemicals (GHS). Eleventh revised edition [Электронный ресурс]. New York, Geneva: UN, 2025. URL: https://unece.org/sites/default/files/2025-09/GHS%20Rev11e.pdf (дата обращения: 01.11.2025).

² ECHA. Information Requirements and Chemical Safety Assessment. Chapter R.7a: Endpoint specific guidance [Электронный ресурс]. Helsinki: European Chemicals Agency, 2017. URL: https://echa.europa.eu/documents/10162/17224/information_requirements_r7a_en.pdf/e4a2a18f-a2bd-4a04-ac6d-0ea425b2567f (дата обращения: 01.11.2025).

³ Метод ОЭСР № 471 «Метод оценки обратных мутаций на бактериях – тест Эймса» (англ. OECD Test Guideline No. 471 "Bacterial Reverse Mutation Test – Ames test").

⁴ Метод ОЭСР № 487 «Микроядерный тест in vitro на клетках млекопитающих» (англ. OECD Test Guideline No. 487 "In Vitro Mammalian Cell Micronucleus Test").

⁵ Метод ОЭСР № 473 «Метод оценки хромосомных аберраций у млекопитающих in vitro» (англ. OECD Test Guideline No. 473 "In Vitro Mammalian Chromosomal Aberration Test").

⁶ Метод ОЭСР № 490 «Методы оценки генных мутаций на клетках млекопитающих in vitro с использованием гена тимидинкиназы» (англ. OECD Test Guideline No. 490 "In vitro mammalian cell gene mutation tests using the thymidine kinase gene").

⁷ ГОСТ Р 57454–2017 «Руководство по применению критериев классификации опасности химической продукции по воздействию на организм. Мутагенность», введённый приказом Росстандарта от 27.04.2017 № 333-ст.

⁸ МР 1.2.0301–22 «Алгоритм и критерии экспертной оценки генотоксической активности химических веществ», утверждённые руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 06.10.2022.

⁹ МР 1.2.0378–25 «Оценка и классификация опасности мутагенов», утверждённые руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 21.05.2025.

¹⁰ Метод ОЭСР № 453 «Комбинированные исследования хронической токсичности и канцерогенности» (англ. OECD Test Guideline No. 453 «Combined Chronic Toxicity/Carcinogenicity Studies»).

¹¹ Метод ОЭСР № 421 «Оценка репродуктивной/эмбриональной токсичности скрининговым методом» (англ. OECD Test Guideline No. 421 «Reproduction/Developmental Toxicity Screening Test») (далее – метод ОЭСР № 421).

¹² Метод ОЭСР № 443 «Расширенное изучение репродуктивной токсичности на одном поколении» (англ. OECD Test Guideline No. 443 "Extended One-Generation Reproductive Toxicity Study") (далее – Метод ОЭСР № 443) и (или) Метод ОЭСР № 414 «Оценка токсического действия на пренатальное развитие» (англ. OECD Test Guideline No. 414 "Prenatal Developmental Toxicity Study") (далее – Метод ОЭСР № 414).

¹³ Метод ОЭСР № 407 «Изучение пероральной токсичности при повторном воздействии в 28-дневных опытах на грызунах» (англ. OECD Test Guideline No. 407 "Repeated Dose 28-Day Oral Toxicity Study in Rodents").

¹⁴ Метод ОЭСР № 408 «Изучение пероральной токсичности при повторном воздействии в 90-дневных опытах на грызунах» (англ. OECD Test Guideline No. 408 "Repeated Dose 90-Day Oral Toxicity Study in Rodents").

¹⁵ Метод ОЭСР № 422 «Совместное исследование токсичности при повторном воздействии с репродуктивной/эмбриональной токсичностью (скрининговый метод)» (англ. OECD Test Guideline No. 422 "Combined Repeated Dose Toxicity Study with the Reproduction/Developmental Toxicity Screening Test").

¹⁶ Метод ОЭСР № 415 «Исследование репродуктивной токсичности на одном поколении» (англ. OECD Test Guideline No. 415 "One-Generation Reproduction Toxicity Study").

¹⁷ Метод ОЭСР № 416 «Исследование репродуктивной токсичности на двух поколениях» (англ. OECD Test Guideline No. 416 "Two-Generation Reproduction Toxicity Study").

¹⁸ Метод ОЭСР № 429 «Сенсибилизация кожи: анализ реакции региональных лимфатических узлов» (англ. OECD Test Guideline No. 429 "Skin Sensitization: Local Lymph Node Assay"); Метод ОЭСР № 406 «Сенсибилизация кожи» (англ. OECD Test Guideline No. 406 "Skin Sensitisation").

¹⁹ МУ 1.1.578–96 «Требования к постановке экспериментальных исследований по обоснованию предельно допустимых концентраций промышленных химических аллергенов в воздухе рабочей зоны и атмосферы», утверждённые руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 21.10.1996.

²⁰ Проект МР 1.2…–25 «Оценка и классификация химических веществ, обладающих сенсибилизирующим действием».

²¹ Р 1.2.4109–24 «Комплексный подход к тестированию и оценке способности химических веществ оказывать воздействие на эндокринную систему», утверждённое руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 25.12.2024.

²² МР 1.2.0313–22 «Оценка и классификация опасности эндокринных разрушителей», утверждённые руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 30.12.2022.