ICS 07.030 C 04
GB
中华人民共和国国家标准化指导性技术文件
GB/Z39262—2020/ISO/TR16197:2014
纳米技术
纳米材料毒理学筛选方法指南
NanotechnologiesGuidanceontoxicologicalscreeningmethodsfor
nanomaterials
(ISO/TR 16197: 2014,Nanotechnologies-Complication and description of toxicological screening methods for manufactured nanomaterials,IDT)
2021-06-01实施
2020-11-19 发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/Z39262—2020/ISO/TR16197:2014
次
目
前言引言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 缩略语 5 总论 5.1 毒理学筛选对于人造纳米材料安全性评价中的作用和关联性 5.2 毒理学筛选是人造纳米材料毒理评估方法的一部分 5.3 毒理学筛选的相关剂量讨论 ...... 5.4 与ISO/TR16196关系 5.5 与ISO/TR13014关系 5.6其他有关国际活动和出版文献综述 6人类健康相关的毒理学筛选方法 6.1 概述 6.2 阳性和阴性对照 6.3 体外毒理学筛选方法 6.4 纳米材料体内毒理学筛选方法环境相关的毒理学筛选·
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.....
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7.1 概述· 7.2 环境归宿和分布. 7.3环境降解和转化” 7.4环境生物残留和蓄积参考文献
16 17 17 17 18 GB/Z 39262—2020/ISO/TR 16197;2014
前 言
本指导性技术文件按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本指导性技术文件使用翻译法等同采用ISO/TR16197：2014《纳米技术 制造纳米材料毒理学筛
选方法的编制和描述》。
与本指导性技术文件中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：
GB/T30544.1—2014纳米科技术语第1部分：核心术语（ISO/TS80004-1：2010，IDT）本指导性技术文件做了下列编辑性修改：
将标准名称修改为“纳米技术 纳米材料毒理学筛选方法指南”；参考文献重新排序。
本指导性技术文件由中国科学院提出。 本指导性技术文件由全国纳米技术标准化技术委员会(SAC/TC279)归口。 本指导性技术文件起草单位：中国医学科学院基础医学研究所、北京大学。 本指导性技术文件主要起草人：许海燕、孟洁、贾光、陈章健、温涛、赵琳。
I GB/Z39262—2020/ISO/TR16197:2014
引言
本指导性技术文件给出了对纳米材料进行毒理学筛选的方法通则，这些方法适合在开展纳米材料的全面毒理学测试、分析和风险评估之前应用。毒理学筛选方法聚焦于提供可用于决策过程的信息和工具。例如，本指导性技术文件给出了筛选方法的信息，这些方法可用于筛选纳米材料，以决定是否继续研发该纳米材料或者含有该纳米材料的产品，是否投人大量费用开展全面毒理学测试，或决定在继续进行纳米材料研究之前是否设置了合适的对照。
本指导性技术文件及所提供的一系列有效的测试方法与现行的针对纳米材料测试、利用和废弃处理的监管要求之间没有冲突或/和竞争关系。
本指导性技术文件所提供的信息与其他国际标准相符。例如，ISO/TR16196：2016讨论在不同介质中准备毒理学测试样品的方法；ISO10993-18专门强调，要对医疗器械中材料的化学特征进行评价； ISO14971指出，毒理学风险分析要考虑材料的化学性质；ISO/TR13014论述了材料本身的属性； ISO/TR13121描述了区分、评价和报告纳米材料潜在风险的过程，并提供了分层纳米材料毒性测试指南。
Ⅱ GB/Z39262—2020/ISO/TR16197:2014
纳米技术
纳米材料毒理学筛选方法指南
1范围
本指导性技术文件给出了适合纳米材料的体外、体内毒理学和生态毒理筛选试验的方法。这些方法有助于纳米材料毒理学包括生态毒理学的筛选。本指导性技术文件的毒理学筛选试验可用于研究和产品研发的早期判定，对其潜在毒理学/安全性风险做出快速反馈，或者进行初步的评价。本指导性技术文件可分为与人类健康相关的和与环境相关的毒理学筛选方法。筛选试验是指相对简单和廉价的方法，容易进行且可提供纳米材料对人类和环境是否具有潜在负效应的相应指征。
本指导性技术文件重点描述适用于毒理学评价的初步筛选方法，是其他国外标准的补充，与其他国际组织如OECD的相关文件并不重复。如果筛选结果提示了危害的早期指征，本指导性技术文件将引导测试者参考其他组织的文件进行全面毒理学评价或进一步的全面研究。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T32269-2015纳米科技纳米物体的术语和定义纳米颗粒、纳米纤维和纳米片（ISO/TS 27687:2008,IDT)
ISO/TS80004-1纳米科技术语第1部分：核心术语（Nanotechnologies—Vocabulary一Part 1:Coreterms)
3术语和定义
GB/T32269一2015和ISO/TS80004-1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
团聚体 agglomerate 弱束缚颗粒的堆积体、聚集体或二者的混合体，其外表面积与其单个颗粒的表面积的总和相近。 注1：支撑团聚体的作用力都是弱力，如范德华力或简单的物理缠结。 注2：团聚体也被称为次级颗粒，而源颗粒则被称为初级颗粒。 [GB/T32269—2015,定义3.2]
3.2
聚集体 aggregate 强束缚或融合在一起的颗粒构成的新颗粒，其外表面积可能显著小于其单个颗粒表面积的总和。 注1：支撑聚集体的力都是强作用力，如共价键或源于烧结或复杂的物理缠结。 注2：聚集体也被称为次级颗粒，而源颗粒则被称为初级颗粒。 [GB/T32269—2015,定义3.3]
1 GB/Z39262—2020/ISO/TR16197:2014
3.3
人造纳米材料 manufacturednanomaterial 为了商业目的而制造的具有特定功能或特定组成的纳米材料。 [ISO/TS80004-1，定义2.9]
3.4
纳米纤维 nanofibre 两个维度外部尺寸相近且处于纳米尺度，剩余一个维度外部尺寸明显大于其他两个维度尺寸的纳
米物体。
注1：纳米纤维可以是柔性的，也可以是刚性的。 注2：对尺寸相近的两个维度，其外部尺寸差异宜小于3倍，而最长的外部尺寸宜比其他两个尺寸大3倍以上。 注3：最长的外部尺寸可不在纳米尺度。 [GB/T32269—2015,定义4.3]
3.5
纳米材料 nanomaterial 任一外部维度、内部或表面结构处于纳米尺度的材料。 注1：本通用术语包括纳米物体和纳米结构材料。 注2：见工程化纳米材料，人造纳米材料和伴生纳米材料。 [ISO/TS80004-1,定义2.4] 纳米物体 nano-object 一维、二维或三维外部尺寸处于纳米尺度的物体。 注：用于所有分立的纳米尺度物体的通用术语。 [GB/T32269—2015，定义2.2]］
3.6
3.7
纳米颗粒 nanoparticle 三个维度的外部尺寸都在纳米尺度的纳米物体。 注：如果纳米物体最长轴和最短轴的长度差别显落(大于3)时，则要用纳米棒和纳米片来表示纳米颗粒。 [GB/T32269—2015，定义4.1]
3.8
纳米尺度 nanoscale 处于1nm至100nm之间的尺寸范围。 注1：本尺寸范围通常、但非专有地表现出不能由较大尺寸外推得到的特性。对于这些特性来说，尺度上、下限值
是近似的。 注2：引人下限（约1nm)的目的是为了避免将单个原子或原子团簇认为是纳米物体或纳米结构单元。 ［GB/T32269-2015，定义2.1]
3.9
纳米管 nanotube 中空纳米纤维。 [GB/T32269—2015，定义4.4]
3.10
颗粒 particle 具有确定物理边界的一小部分物质。 注1：一个边界也可以看成一个界面。 2 GB/Z39262—2020/ISO/TR16197:2014
注2；一个颗粒可以作为一个整体移动。 注3：该通用颗粒定义适用于纳米物体。 [GB/T32269—2015，定义3.1]
4缩略语
下列缩略语适用于本文件。 ASTM：美国测试和材料学会（AmericanSocietyforTestingandMaterials） ESR：电子自旋共振（ElectronSpinResonance） IT：气管内（Intracheal） ITS：整合测试策略（某些情况下也称为智能测试策略）[IntegratedTestingStrategies（orinsome
cases,Intelligent Testing Strategies)J
LTE：淋巴组织等同模块（LymphoidTissueEquivalentModule） NMs：纳米材料(Nanomaterials) OECD：国际经济合作与发展组织（OrganizationforEconomicCooperationandDevelopment） PBS：磷酸盐缓冲溶液(PhosphateBufferSaline) PTE：外周组织等同物（PeripheralTissueEquivalent) ROS：活性氧物种（ReactiveOxygenSpecies） STS：标准毒性研究（StandardToxicityStudies）
5总论
5.1 毒理学筛选对于人造纳米材料安全性评价中的作用和关联性
及时了解不断涌现的纳米材料（NMs）的新特性，并在暴露于人体之前对其进行全面的毒理学评价
是一个挑战。纳米材料的暴露主要包括职业暴露和环境暴露。理论上讲，元素周期表中的每一种元素都可以制备成纳米材料。纳米材料的多样性使其难以被现有的毒理学试验方法评价每种新型纳米材料。因此，使用高通量的毒理学筛选方法十分必要，有望使毒理学分析跟上当前市场上纳米材料的涌现速度。考虑到测试成本、结构和时间等条件的限制，筛选主要以细胞培养及其他体外实验方法进行，这样可以尽量减少动物实验。此外，根据3R原则［替代、减少、优化（replacement，reduction，refine ment)J[21)，世界各国和相关研究机构与组织都在努力减少动物体内实验研究的数量。
筛选试验的目的是提供毒理学基本信息，提示纳米材料是否对人类健康或者环境具有潜在的负面作用。尽管对于“筛选试验”这一术语有很多定义，根据本指导性技术文件的目的，筛选试验定义为相对简单和廉价，易于进行并可以快速得到结果的试验。
筛选试验包括以下（原则）：
一不使用（或非常有限数量的)有知觉动物；一能获得可定量的终点结果，或者得到被广泛接受和可靠的是/否结果；
一在多个实验室证明具有可重复性；
阳性和阴性对照实验可重复。 筛选试验还可以提供专门的机理数据，这些数据既可以用于确定纳米材料的负效应通路框架，也可
以用于材料的化学指纹特性分析。本指导性技术文件仅涉及可用于纳米材料毒性评价的筛选试验，所得到的结果可用于确定某种纳米材料产品是否需继续研发，例如，终止那些被预测有害的纳米材料的研发。
当用于分层试验策略时，高通量筛选方法可以避免进一步的体内试验，或确认某些纳米材料的毒
3 GB/Z39262—2020/ISO/TR16197:2014
性，将其作为体外或者体内研究的靶点，这样可以高效确定纳米材料的毒性。由于大量具有复杂理化性质的纳米材料已经进人市场，而且还在不断研发，因此，以高通量方式进行的筛选对保护人类健康具有重要的意义。
相比于详细和确认性的检测方法，筛选方法有局限性。因此，对筛选方法的设计需要考虑到使其可以嵌入到整合的试验策略中。筛选方法的局限性包括以下方面：
一筛选方法难以对人体反应做出预测；一将筛选方法的结果外推至人体暴露的量效关系是很复杂的；一从急性暴露的筛选结果难以预测人体慢性暴露的危害。 虽然一般不能将筛选试验作为唯一的方法，但如果筛选试验结果提示某种纳米材料具有确切的毒
性或者无毒性，则没有进一步研究的必要。
这意味着在某些情况下，筛选方法无疑会过高或过低评估纳米材料对人类的危害。 5.2毒理学筛选是人造纳米材料毒理评估方法的一部分
分级试验是以逐级试验为基础，每一级的评价结果都为下一级提供所需要的数据/信息，这些数据/ 信息可能是后续试验中需要的或将用于全部试验。
筛选试验通常包含在分级试验策略中，而且一般在最早期进行，这样可以使不同层次的资源都得到有效利用，例如，根据早期测试的结果，可以判断是否进行下一层次的试验，决定是否继续研发。
毒理学筛选是循证权重和ITS中的最初级部分[22]。ITS会综合纳米材料已有的数据，提供合理的试验策略，明确纳米材料的危害，尽量避免不必要的动物实验。
除了体外和体内方法，计算机模拟也是ITS的一部分。从原理上讲，定量结构-活性关系（Quanti- tativeStructure-ActivityRelationship，QSAR)分析方法可应用于纳米颗粒，将纳米材料的结构和理化特性与其生物活性关联起来[23-24]，建立定性（如氧化应激潜能）或定量（如细胞毒性倾向)的预测模型，模型依赖于数据和建模的方法。由于缺少合适的数据集，迄今只有少量的研究结果发表[25-33]。关于纳米材料QSARs的发展和面临的挑战将在其他部分重点阐述[34-35]。 5.3毒理学筛选的相关剂量讨论
纳米材料可通过不同途径暴露于人体和环境，例如，通过呼吸道、消化道和皮肤暴露于人体；对于环境来说，主要包括水、空气和土壤暴露。某些途径的暴露浓度是可以确定的，比如工作场所空气中的纳米颗粒，或暴露于皮肤的每克水包油乳液中的纳米颗粒。目前，环境中纳米材料的暴露浓度是未知的。 对于定量的风险评估来说，需要确定暴露浓度；但是在筛选水平上，暴露浓度的确定并不是必需的。在所有研究中，进行筛选试验的研究人员和数据分析人员都要避免过度解读纳米材料的量效关系。尽量选择使用与纳米材料实际暴露相近的剂量来进行研究。因此，呼吸道相关的细胞试验要与纳米材料吸人后肺内累积浓度相当；而体外表皮细胞试验则要采用与皮肤接触的纳来材料浓度相当的剂量水平。 其他剂量可以用于阐述剂量依赖响应性。为了判断纳米材料是否具有潜在毒性，通常要研究剂量-效应关系。在这种研究中，最低剂量一定要在预期的人类暴露剂量范围内，高剂量通常要超出实际的暴露剂量，用来刺激被检测系统，从而判断纳米材料的潜在毒性。
在准备测试样品过程中需要考虑很多因素，以保证靶剂量得以实施。除在评价中考虑了纳米颗粒团聚的影响外，尽量使用分散剂以保证纳米颗粒不形成团聚体。如果使用了分散剂，需要评价这些分散剂是否对所研究的纳米颗粒的效应产生影响。例如，如果评价纳米颗粒的毒性，该分散剂一定不能具有毒性效应。一些利用高能量的方法，如超声，可以辅助分散纳米颗粒。但是，需要注意的是这样分散处理得到的颗粒是否能够代表其在环境中的状态。
正如本指导性技术文件在几处所提到的，要充分收集纳米材料的理化信息，使研究者能够考虑文献中的若干剂量指标（数目、质量和表面积）。在环境暴露中，需要区分环境浓度、暴露方式和剂量。尤其 4