CC BY
0УДК 614.3
ВОЗМОЖНОСТИ ПРОГНОСТИЧЕСКИХ СИСТЕМ для РЕШЕНИЯ ВОПРОСОВ ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЙ
ТОКСИКОЛОГИИ
Хамидулина Х.Х.1,2, Тарасова Е.В.1, Ластовецкий М.Л.1
1 Филиал «Российскийрегистр потенциально опасных химических и биологических веществ» ФБУН«Федералъный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 121087, г. Москва, Российская Федерация 2ФГБОУДПО «Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования» Министерства здравоохранения Российской Федерации, 125993, г. Москва, Российская Федерация
Аннотация: Разработанная мировым сообществом прогностическая система (программное обеспечение ОЭСР QSAR Toolbox) может быть успешно интегрирована в практику отечественной профилактической токсикологии, в том числе при оценке и классификации опасности химических веществ (продукции).
Annotation: The prognostic system developed by the international community (OECD QSAR Toolbox software) can be successfully integrated into the practice of domestic preventive toxicology including assessment and hazard classification of chemicals and products.
Ключевые слова: прогностические системы, профилактическая токсикология, классификация опасности, QSAR Toolbox, специфические и отдаленные эффекты.
Актуальность. Одним из приоритетных направлений профилактической токсикологии является разработка комплексных подходов к тестированию, оценке опасности и риска воздействия химических веществ на здоровье человека и среду его обитания. Комплексный подход представляет собой научно обоснованную комбинацию методов in silico, in chemico, in vitro, ex vivo и in vivo, позволяющую надлежащим образом оценить токсичность и опасность вещества, сократив при этом количество длительных и дорогостоящих экспериментов, выполненных в том числе на животных. Проведение скринингов с использованием прогностических систем должно стать отправной точкой любых полномасштабных исследований. Несмотря на то, что в последние годы мировым сообществом разработан целый ряд доступных программных продуктов, позволяющих
прогнозировать физико-химические и (или) (эко)токсические свойства вещества с использованием подхода структура - активность QSAR, в практике отечественной профилактической токсикологии данное направление развито чрезвычайно слабо.
Цель. Исследование возможностей прогностической системы -программного обеспечения ОЭСР QSAR Toolbox для решения вопросов отечественной профилактической токсикологии.
Материалы и методы исследования. Работа выполнена с использованием программного обеспечения ОЭСР QSAR Toolbox версии 4.4.1., руководящих документов ОЭСР по тестированию химических веществ, нормативных и методических документов Российской Федерации в области санитарно-эпидемиологического благополучия, санитарно-гигиенического нормирования, химической безопасности, гигиены и токсикологии.
Результаты и обсуждение. Прогнозирование токсических свойств химических веществ с использованием программного обеспечения ОЭСР QSAR Toolbox базируется на принципе группировки, который предполагает объединение близких по структуре веществ в токсикологически значимые группы, при этом экспериментальные данные отдельных представителей группы применяются для определения (расчета) соответствующих показателей других представителей. Методы группировки могут включать не только такой отличительный признак как структурное подобие веществ (например, наличие общих функциональных групп, структурных фрагментов, длину углеродных цепочек), но и учитывать физико-химические свойства (молекулярную массу, растворимость, коэффициент распределения октанол-вода), сложные процессы метаболизма в различных органах, токсикокинетическое поведение вещества, способ токсического действия и другие. В настоящее время в программном обеспечении интегрировано более 70 методов группировки, как общих, позволяющих определять несколько свойств (параметров), так и специфических, разработанных для прогнозирования конкретных эффектов (репродуктивной токсичности, мутагенности в тесте Эймса и других). Кроме того, предусмотрена уникальная для исследователя возможность реализовать свой творческий потенциал с учетом накопленного опыта и знаний, создавая и интегрирую собственные методы группировки.
Прогнозирование показателей токсичности химических веществ осуществляется с использованием 5 различных процедур: автоматизированной, стандартизированной, (Q)SAR моделей, анализа тенденций и метода аналогов, различающихся не только спектром конечных точек (например, с помощью автоматизированной процедуры можно рассчитать только показатели острой токсичности для представителей водной биоты и оценить кожную сенсибилизацию), но и уровнем сложности технического выполнения расчетов и, самое главное, интерпретации полученных результатов.
В рамках реализации научно-исследовательской работы «Разработка руководств пользователя программного обеспечения ОЭСР QSAR Toolbox и внедрение в практику российской профилактической токсикологии» по государственной программе «Обеспечение химической и биологической безопасности Российской Федерации на период 2021-2024 гг.» Филиалом Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ ФБУН «ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора подготовлены методические документы (6 пособий) по прогнозированию [1]:
• показателей острой токсичности при различных путях поступления;
• показателей острой токсичности для представителей водной биоты;
• кожной сенсибилизации, в том числе с использованием пути неблагоприятного исхода (схемы АОР);
• канцерогенного, мутагенного, репротоксического эффектов;
• стабильности химических веществ в биотических условиях (рис. 1).
В пособиях подробно представлены сведения о методах группировки, базах данных, порядках выполнения расчетов, применимости и ограничениях процедур. Кроме того, дана краткая информация о соответствующих экспериментальных методах тестирования химических веществ с тем, чтобы исследователь четко понимал, что стоит за каждым рассчитанным показателем. Необходимо отметить, что уровень подготовки специалистов, а именно наличие глубоких знаний не только в области токсикологии, но и химии, играет принципиальную роль в надлежащем использовании прогностических систем.
а)
б)
Рисунок 1. Общее пособие по прогнозированию токсических свойств химических веществ (а);расчет показателей с использованием анализа
тенденций (б)
Заключение. Прогностическая система (программное обеспечение ОЭСР QSAR Toolbox) может быть успешно интегрирована в практику отечественной профилактической токсикологии, в том числе при оценке и классификации опасности химических веществ (продукции) в соответствии с Согласованной на глобальном уровне системой классификации и маркировки опасности, составлении паспортов безопасности, а также в гигиеническом нормировании.
Список источников
1. Пособия по прогнозированию токсических свойств химических веществ (6 пособий). Доступно: chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/ https://www.rpohv.ru/files/QSAR.pdf (дата обращения: 10.03.2024).
