王 爽,紀(jì) 磊,徐 劍,岑江杰,林師道,方 華,錢浙斌
(浙江省化工研究院有限公司,浙江 杭州 310023)
2甲4氯異辛酯是一種激素型選擇性除草劑,具有較強(qiáng)的內(nèi)吸傳導(dǎo)性,能和多種除草劑復(fù)配,防治水稻田、小麥田多種雜草。2甲4氯異辛酯屬于苯氧乙酸類除草劑,具有用量少、對敏感作物安全性高、對人畜等毒害作用較小的優(yōu)點(diǎn),在化學(xué)除草領(lǐng)域中得到較廣的應(yīng)用。在使用時其附著性好,在植物體內(nèi)易分解成有效成分2甲4氯酸,傳輸速度更快,除草效果優(yōu)于同類產(chǎn)品2甲4氯鈉、2,4-D丁酯[1],更重要的是雜草對其產(chǎn)生抗性的速度較為緩慢。目前對于95%2甲4氯異辛酯原藥及其混配制劑的毒理學(xué)研究幾乎未見報道。
微核(Micronucleus)是在細(xì)胞有絲分裂后期,不能進(jìn)入子代細(xì)胞核中的染色體的斷片或遲滯的染色體,在子代細(xì)胞胞漿內(nèi)形成的一個或幾個次核,其與細(xì)胞主核著色一致,呈圓形或橢圓形[2]。它是由染色體、染色單體的無著絲粒斷片或紡錘體損傷后造成滯后染色體在細(xì)胞分裂中未包被于主核中形成。在形態(tài)上,微核為完全游離于細(xì)胞漿中,染色及結(jié)構(gòu)與主核一致,直徑通常為紅細(xì)胞的1/20~1/5。斷裂作用和非整倍體化作用是微核產(chǎn)生的最主要的原因。通常認(rèn)為前者產(chǎn)生的微核主要由無著絲粒斷片形成,后者產(chǎn)生的微核則由整條染色體形成。但幾乎所有誘發(fā)微核的因素都兼有兩種作用。微核形成是細(xì)胞受遺傳毒物作用后的一種遺傳學(xué)終點(diǎn),以觀察細(xì)胞中微核的形成來檢測遺傳毒物,稱為微核試驗。該試驗快速、簡便,許多國家和國際組織都將其規(guī)定為評價農(nóng)藥 、新藥、食品添加劑等化合物毒理學(xué)評價的必做遺傳毒理學(xué)試驗之一[3]。
本研究應(yīng)用體內(nèi)哺乳動物骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核試驗檢測95%2甲4氯異辛酯原藥致突變性,為其毒理學(xué)安全性評價提供參考。
95%2甲4氯異辛酯原藥,褐色透明液體,無刺激性氣味,不溶于水,由國內(nèi)某作物保護(hù)公司提供。
SFF級ICR小鼠共60只,雌雄各半,體重25~30 g,購于北京維通利華實(shí)驗動物技術(shù)有限公司,動物生產(chǎn)許可證號為SCXK<京>2016-0011。動物飼養(yǎng)于屏障設(shè)施內(nèi),觀察及適應(yīng)3天,合格動物用于試驗。試驗動物的飼養(yǎng)環(huán)境溫度控制在18℃~25℃。自由采食、飲水。SPF大小鼠生長繁殖飼料由北京科澳協(xié)力飼料有限公司提供。
環(huán)磷酰胺(CP),批號為 120M1253V,生產(chǎn)廠家為SIGMA;甲醇,批號為2016102401,生產(chǎn)廠家為成都市科龍化工試劑廠;Giemsa染液 (自制),甘油(分析純),小牛血清。手術(shù)器械,帶油鏡頭顯微鏡(日本奧林巴斯株式會社),細(xì)胞計數(shù)器等。
小鼠骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核試驗按照《農(nóng)藥登記毒理學(xué)試驗方法》(GB/T 15670-2017)進(jìn)行操作[2]。本實(shí)驗室測得95%2甲4氯異辛酯原藥對雌雄小鼠經(jīng)口LD50均為1470 mg/kg。本試驗將60只小鼠隨機(jī)分成5組,每組12只,雌雄各半。分別為陰性對照組(玉米油,10 mL/kg)、陽性對照組 (環(huán)磷酰胺30 mg/kg腹腔注射)、低劑量組(200 mg/kg)、 中劑量組 (400 mg/kg)、 高劑量組(800 mg/kg)。陰性對照組(玉米油)和3個劑量組均按0.1 mL/10 g體重每天1次經(jīng)口灌胃;陽性對照組按0.1 mL/10 g體重每天1次腹腔注射。各給藥2次,間隔24 h。于第2次給藥后6 h頸椎脫臼處死動物后,取胸骨,擠出骨髓液于載玻片小牛血清里,混勻,涂片自然晾干后放入甲醇中固定15 min,將固定好的涂片放入Giemsa染色約30 min,用蒸餾水沖洗,晾干。每組檢查5只動物,每只動物計數(shù)1000個嗜多染紅細(xì)胞(PCE),并計數(shù)含微核的嗜多染紅細(xì)胞數(shù),計算微核率以及嗜多染紅細(xì)胞與紅細(xì)胞總數(shù)的比例。嗜多染紅細(xì)胞微核率 (‰)=(含微核的嗜多染紅細(xì)胞數(shù)/嗜多染紅細(xì)胞總數(shù))×1000。
采用SPSS 24.0軟件,統(tǒng)計各組微核細(xì)胞率的均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差,應(yīng)用泊松(Poisson)分布對各劑量組與陰性對照組的微核率進(jìn)行比較。
試驗過程中各劑量組動物染毒后2 d內(nèi)均未出現(xiàn)中毒癥狀。本試驗所用ICR小鼠胸骨骨髓的自發(fā)微核千分率(‰)為0.80±0.98,各劑量組小鼠的微核率分別與陰性對照組相比較,差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。各劑量組雌雄動物的微核率均小于2‰;而陽性對照組小鼠的微核率顯著地高于陰性對照組(P<0.01),陽性對照組環(huán)磷酰胺誘發(fā)的微核率雌雄動物均不低于17‰。見表1。
表1 95%2甲4氯異辛酯原藥小鼠骨髓多染紅細(xì)胞微核試驗結(jié)果
本試驗ICR雌雄小鼠骨髓微核的自發(fā)率均小于3‰,陽性對照環(huán)磷酰胺微核率與陰性對照組相差超過10倍,差異顯著,表明試驗可行、可靠。在微核試驗中常用環(huán)磷酰胺為誘變劑作陽性對照,給藥劑量和取樣觀察時間對小鼠骨髓微核率的影響較大。根據(jù)體內(nèi)哺乳動物骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核試驗(GB/T 15670.15-2017),取胸骨或股骨制片均可,環(huán)磷酰胺參考劑量和途徑為40 mg/kg(灌胃,ig)或 30 mg/kg(腹腔注射,ip)。有文獻(xiàn)報道用環(huán)磷酰胺作為誘導(dǎo)小鼠骨髓細(xì)胞微核的陽性對照時,劑量可選擇60~90 mg/kg,取樣時間在給藥后36~48 h,采用一次腹腔注射、胸骨取材可取得較高微核率,結(jié)果令人滿意[4]。環(huán)磷酰胺經(jīng)口一次給藥時,其劑量范圍在40~80 mg/kg,采集樣本的時間應(yīng)在給藥后24~30 h,胸骨髓是微核試驗的最好材料[5]。根據(jù)文獻(xiàn)報道并結(jié)合實(shí)際情況,本試驗取胸骨制片,環(huán)磷酰胺劑量和途徑為30 mg/kg(ip),取得了滿意的效果,與文獻(xiàn)報道基本一致。
本試驗各劑量組小鼠骨髓細(xì)胞微核率未見異常,表明95%2甲4氯異辛酯原藥對小鼠骨髓多染紅細(xì)胞無致突變作用。本試驗為致突變的初篩試驗,可為后續(xù)的毒理學(xué)試驗提供參考,最終是否有遺傳毒性,還需要一系列的試驗組合加以驗證,如細(xì)菌回復(fù)突變試驗,哺乳動物骨髓細(xì)胞染色體畸變試驗等。