第六章 食品安全风险评估.ppt

第六章食品安全风险评估 主讲人 本章重点 掌握风险评估 危害识别 剂量 反应评估 暴露评估等基本概念 了解风险评估的目的 范围 方法和途径 掌握风险评估的四个步骤 1 食品安全风险评估的概念及意义 1 1食品安全风险评估的概念风险是指某种特定危险事件 事故或意外事件 发生的可能性和后果的组合 也就是说 风险是由两个因素共同组合而成的 1 危险发生的可能性 即危险概率 2 危险事件 发生 产生的后果低风险 危险发生的概率低于十万分之一飞机失事会造成严重后果 它是高风险还是低风险 对于高风险我们必须采取适当的防范措施 1 1食品风险理论的基本概念 那么 既然对于高风险我们必须采取适当的防范措施 而要采取防范措施 首先就是要做到风险分析 风险分析就是对风险进行评估 进而根据风险程度来采取相应的风险管理措施去控制或降低风险 并且在风险评估和风险管理的全过程中保证风险相关各方保持良好的风险交流状态 1 1食品风险理论的基本概念 在对风险进行分析时 我们通常要回答这样的问题 如果我们采取 或不采取 某种做法可能发生什么样的危害 这种危害发生的可能性有多大 发生这种危害可能产生什么样的后果 1 1食品风险理论的基本概念 食品加工 烹饪过程中容易产生的丙烯酰胺丙烯酰胺为中等毒性物质 有神经毒性和生殖发育毒性 能致突变 致癌 丙烯酰胺主要在高碳水化合物 低蛋白质的植物性食物加热 120 以上 烹调过程中形成 140 180 为生成的最佳温度 丙烯酰胺的主要前体物为游离天门冬氨酸与还原糖 二者发生Maillard反应生成丙烯酰胺 1 1食品风险理论的基本概念 丙烯酰胺的控制与预防避免过度烹饪食品 提倡平衡膳食 减少油炸和高脂肪食品的摄入 多吃水果和蔬菜 食品生产加工企业改进食品加工工艺和条件 1 1食品风险理论的基本概念 CAC将风险评估定义为 特定时期内因对某一危害的暴露而对生命和健康产生潜在不良影响的特征性描述 食品安全风险评估是指对食品 食品添加剂中生物性 化学性和物理性危害对人体健康可能造成的不良影响所进行的科学评估 是一种系统的用组织科学技术信息及其不确定性信息 来回答关于健康风险的具体问题的评估方法 1 1食品风险理论的基本概念 食品安全风险评估包括危害识别 危害特征描述 暴露 量 评估 风险特征描述四个基本步骤 危害识别 识别可能产生不良作用的生物 化学 物理因子 危害特征描述 定性或定量评价危害因子对人体健康的不良作用 暴露 量 评估 膳食摄入量的估测 风险特征描述 对人体健康产生不良作用的可能性及严重性 跳转 1 1食品风险理论的基本概念 危害识别危害识别是指识别或确认可能存在于某种或某类特定食品中 并且可能对人体健康产生不良影响的生物 化学和物理因素 这个过程需要回答 该种 类 食品是否会产生危害 该种 类 食品产生危害的证据是什么 相关危害的程度和水平如何 返回 1 1食品风险理论的基本概念 危害特征描述危害特征描述是指对存在于食品中可能对健康产生不良影响的生物 化学和物理因素性质的定性和 或 定量评价 这个过程需要回答 摄入多大剂量会使人感到不适 人们会有怎样的不适感 返回 1 1食品风险理论的基本概念 剂量 反应评估 确定某种化学 生物或物理因素的暴露水平 剂量 与相应的健康不良效果的严重程度和 或 发生频度 反应 之间的关系 1 1食品风险理论的基本概念 暴露评估暴露评估是指对于食品的可能摄入或通过其他有关途径接触的生物 化学和物理因素的定性或定量评价 这个过程需要回答 食用被污染食物的概率是多少 食用时被污染食物中致病菌的可能数量为多少 摄入风险源物质的剂量是多少 返回 1 1食品风险理论的基本概念 风险特征描述风险特征描述是指根据危害识别 暴露评估和危害特征描述 对某一给定人群的已经或潜在对人体健康的不良影响发生的可能性和严重程度进行定性或定量的估计 其中包括伴随的不确定性 伴随的不确定性描述是指对用以进行风险估计的信息的复杂性和不确定性的原因进行描述 返回 1 2食品安全风险评估的意义 通过食品安全风险评估 可以发现更多的食品危险物 降低食品安全潜在的危害因素及概率 有助于对各种争议 高成本的风险管理措施进行客观评价有助于建立一整套有效保证食品安全的措施 达到保护消费者的目的有助于 从农田到餐桌 的食品安全计划的制定有助于食品安全风险评估标准体系的制定有助于权衡界定不同危害物质所产生的风险因子有助于通过科学方法证明技术标准的合理性有助于为合理制定法律法规政策及进行风险交流管理与决策提供科学依据 1 3食品安全风险评估的作用 风险分析包括风险评估 风险管理 风险信息交流三部分 风险评估是核心和基础 工作重点 由于食品具有品种繁多 性状 成分复杂 各自的生产 加工过程不同 包装 存储条件严格等特征 分别有针对性评价可能存在的风险因素 是确保食品安全与否的必不可少的办法 食品安全风险评估 可为质量监督 食品卫生监督管理和工商行政管理提供技术依据 并能及时准确制定 修订相关食品安全法规标准 确保食品生产经营过程能够优质 安全 有效的运行 确保消费者身心健康利益 2 国内外食品安全风险评估的发展 2 1国内外食品安全管理模式风险分析在农产品和食品安全领域得到公认及应用 首先得益于国际机构及相关组织的不懈努力及大力推动 1991年 FAO WHO GATT联合召开的 食品标准 食品中的化学物质与食品贸易会议 建议CAC在制定政策时应采用风险评估原理 1995年3月 FAO WHO召开联合专家咨询会议 形成一份题为 风险分析在食品标准问题上的应用 的报告 1997年1月 FAO WHO联合专家咨询会议提交 风险管理与食品安全 报告 规定了风险管理的框架和基本原理 1997年 CAC做出决策 采用有关风险分析术语的基本定义 并把他们包含在新的CAC工作手册中 近年来 在病原微生物 食品营养素 源自生物技术动物饲料等方面的风险评估 已召集了若干次专家磋商会 由于历史背景 国家行政体制及经济发展水平不同 世界各国在食品安全管理方面采取不同的管理模式 主要有多部门分割管理 单一部门管理和统一管理等等 1 多部门分割管理模式 农田到餐桌 过程分别由卫生部门 农业部门 环保部门 商业部门管理是多部门分割管理模式的典型特征优点 监管职能明晰 便于各部门在职能范围内行驶职责 缺点 一个环节出现问题 会导致各部门相互争执或推卸 缺乏统一协调 从技术角度而言 分割管理模式给风险评估的实施与推动制造了许多人为障碍 目前 这种模式已被修改 1 建立另外的权利机构来协调分割各个机构的权利 2 直接废除 改用其它两种模式 典型代表中国和日本 中国采用分割模式 同时在中央层面上采取很多决策和措施来协调 日本 实质性地整合原有部门并成立食品安全委员会 而该委员直接隶属内阁 享有极高权威性 2 单一部门管理模式优点 1 体现部门的高度权威性 可保障决策统一 敦促措施实施到位 2 对于保护消费者采取应急措施迅速有效 3 节约运作成本 4 及时准确制定 修订农产品及食品安全标准 执法 管理及跟踪能够协调一致 5 部门采取垂直管理方式 可更有效的与其他行业合作 代表 加拿大加拿大食品检验署全部承担了 从农田到餐桌 农产品及食品全程进出口检验检测任务及风险评估 3 统一管理模式涉及以下几个层次 1 风险评估 风险管理及标准制定 2 农产品及食品质量安全监控及认证 3 农田到餐桌 全过程的国内外进出口检验检疫 4 教育培训及风险交流 期望构建独立职能部门来管理层次一及二 而层次3 4由多部门共同执行 该模式 是最节约政府运作成本的一种管理体系 采用的国家有美国 澳大利亚 新西兰 国家食品安全管理模式的选择对风险分析产生了影响 在三种模式中 统一管理莫斯优于单一管理模式 而单一管理模式更优于分割管理 模式好比树干 运作机制中涉及的各项制度 政策及法规好比树叶 树干也许可以一目了然 而繁多的树叶则难以辨认 且大多数树干形态几乎一致 而树叶性状千姿百态 这说明运作机制构建复杂 涉及运行问题繁杂 难度可想而知 2 国内外食品安全风险分析发展现状1 中国2007年 农业部成立了国家农产品质量安全风险评估委员会 长期以来 中国食品科技体系主要围绕解决食物供给数量 缺乏有效的针对于国际接轨的食品安全风险评估技术 近年来 新食品种类 方便食品 食品添加剂 包装材料与保鲜剂等化学品的应用 和保健食品 传统的药用成分未经系统的毒理学评价 转基因技术等给食品安全管理带来前所未有的挑战传统的食品管理方式是依据法规条例 清除食品上的不安全食品和责任部门认可项目的实施作为食品安全进行监管 多属事后监管 2009年6月1日施行的 食品安全法 规定 国家建立食品安全风险监测和评估制度 对食源性疾病 食品污染及食品中有害因素进行监测 对食品 食品添加剂中生物性 化学性和物理性危害进行风险评估 2 欧盟形成了比较严谨的食品安全法律体系 风险分析框架 包括风险评估 风险管理及风险交流三部分 欧盟定义的风险评估过程是基于现有科学数据和事实开展独立的 客观的及透明的评价 欧盟食品安全局的宗旨是向欧盟委员会和欧洲议会等欧盟决策机构就食品安全风险提供独立 科学的评估和建议 旨在增强消费者信心 保证他们的身体健康 3 美国美国的相关食品安全法规体系是基于风险分析理论和框架自定并实施的 实施风险分析的部门涉及农业部 环保署及卫生部属下的食品和药品管理局等 食品药品管理局下的食品安全与营养中心与兽药中心等均成立风险分析工作组 其成员来自国家政府或非政府专家 2003年 美国农业部建立了食品安全风险评估委员会 4 日本2003年制定了 食品安全基本法 将风险分析纳入法制化轨道 强调食品质量安全必须进行科学的风险评估 农药及化学物管理法 就农药登记进行规定 在登记前必须进行毒理试验和风险评估 日本的风险分析运作密切相关的是农林水产省 厚生劳动省及后来建立的食品安全委员会 食品安全委员会是独立的组织 负责进行食品安全风险评估 而另两个部门负责风险管理 委员会每星期举行例会 公众及传媒均可参加旁听 5 加拿大风险管理由加拿大食品检验署实施 首先制定优先计划 并对风险管理过程中涉及的加工工业 社会及经济状况 贸易影响 预警及其他相关因素等 在何时实施风险管理的优先排序等问题上做详细规定 6 德国德国有专门的风险评估机构联邦风险评估研究院 专门的风险管理机构联邦消费者保护和食品安全办公室 欧盟食品与饲料快速预警体系的国家预警点 7 法国成立了 法国食品卫生安全署 和 国家卫生监督所 法国食品卫生安全署在食品安全方面有很大的权限 从原材料到最终用户的分销都在评估范围内 8 其它目前 中国周边的一些发展中国家也都高度重视食品风险分析工作 泰国已将风险分析纳入国家食品法规当中 并建立了国家食品发展计划 马来西亚成立了国家风险分析委员会和5个相应的分委员会 在风险分析应用方面进入了实质性的启动 韩国仿效美国 组建了韩国的食品与药物管理局 对食品安全性风险进行集中 统一的管理 3 食品安全风险评估方法 3 1食品安全风险评估的原理和方法 P126 风险评估的原理分为两个部分 四个步骤 第一部分是确定评估的危害 即确定评估的对象 如某种动物 植物 微生物 化学物质 毒素等 解决何种危害及其存在载体的问题 第二部分是评估风险 也就是确定危害发生概率及严重程度的函数关系 是真正意义上的风险评估 四个步骤 危害识别 危害特征描述 暴露 量 评估 风险特征描述 3 2食品安全中危害识别 食品安全中化学性危害的危害识别食品安全中生物性危害的危害识别食品安全中物理性危害的危害识别 跳转 3 2食品安全中危害识别 食品安全中化学性危害的危害识别化学性危害识别主要是确定物质的毒性 在可能时对这种物质导致不良效果的固有性质进行鉴定 化学性危害通常按照流行病学研究 毒理学研究 体外试验和定量的结构 活性关系的顺序进行研究 3 2食品安全中危害识别 1 流行病学研究研究方法包括监测 观察 假设检验 分析研究以及实验等 主要用途是探索病因 阐明分布规律 制定防制对策 并考核其效果 以达到预防 控制疾病的目的 从而促进健康 3 2食品安全中危害识别 2 毒理学试验 动物试验 风险评估的绝大多数数据来自于动物试验 动物试验不仅要确定对人类健康可能产生的不利影响 而且要提供这些不利影响对人类危害的相关资料 如 作用机制的阐明 给药剂量和药物作用剂量关系以及药物代谢动力学和药效学研究 毒理学评价程序包括四个阶段 即 急性毒性试验蓄积毒性和致突变试验亚慢性毒性 包括繁殖 致畸 试验和代谢试验慢性毒性 包括致癌 试验 3 2食品安全中危害识别 3 体外试验体外实验是指在动物体外观察药物作用的实验方法 包括用各种体外器官 组织 细胞或细菌 病毒等病原体进行的实验 体外试验可作为作用机制的补充资料 不能作为预测对人体危害的唯一资料来源 为什么 原因 部分与整体的差异 体外毒性试验难以预测慢性毒性 某些体外系统难以达到长期维持生理状态要求 3 2食品安全中危害识别 4 结构 活性关系物质的许多性质取决于物质分子的结构 一旦分子结构确定了 其性质也就定下来了 一般化学物结构 活性关系是一个定量关系 即定量结构 活性关系 主要是从分子结构入手 应用适当的描述符建立分子结构 如分子的物理性质 立体化学特性和量子力学特性等 与生物活性之间的定量关系 并借此预测化合物的性质或活性 3 2食品安全中危害识别 烷烃系列化合物的结构与其物理化学性质之间的关系烷烃的碳原子数与原子化热呈线性关系E kJ mol 480 68571 1171 47571 N碳原子数 返回 3 2食品安全中危害识别 食品安全中生物性危害的危害识别生物性危害识别主要是确定病原物及病原物所导致病害的症状 病害程度 持续性等 病害的传染性 传播媒介 病害的发病率及死亡率 哪些人属于该病害特殊的易感人群 该种病原物在自然条件下的存在状态及适应的环境 返回 3 2食品安全中危害识别 食品安全中物理性危害的危害识别物理性危害的危害识别较化学危害和生物危害的识别要容易 主要是了解和控制食品原料 食品加工过程物理性掺杂物可能产生的潜在危险因素 返回 3 3食品安全中危害特征描述 食品安全危害特征描述最主要的就是获取剂量 反应关系 包括剂量 反应关系和剂量 效应关系 剂量 反应描述了不同剂量条件下 群体对危害产生反应的百分数或百分率 而剂量 效应描述了不同剂量条件下 个体从低剂量到高剂量效应的累积效应之和 因此效应为量反应 反应为质反应 相关概念不良效应 不良反应 损害作用与非损害作用 致死剂量与浓度 安全限值 剂量 反应模型理论基础及构建食品安全危害特征描述最主要就是获取剂量 反应关系 剂量 反应描述不同剂量条件下 群体对危害产生反应的百分数或百分率 剂量 效应描述不同剂量条件下 个体从低剂量到高剂量效应的累积效应之和 效应为量反应 反应为质反应 剂量 反应数学模型主要由三要素组成 基于数据和暴露途径等一系列要素获得的最佳假想 获得模型的数学方程式构成方程式的参数 1 数据来源主要来自人体临床试验数据 动物试验数据 相关疫病的爆发调查数据 实验室的模型研究数据以及相关专家的专业论述和专业知识等 2 部分可采用的数学模型随机模型 偏差分布模型 时间肿瘤模型 基于生物的模型 3 3食品安全中危害特征描述 危害特征描述 指对危害识别阶段识别的那些被认为可引起对人体健康和生态环境所产生的不良效果进行定性和 或 定量评价 危害描述 即剂量 反应评估 目的 获取某危害剂量与度量终点效应之间的直接关系该关系最优模式是直接构建危害剂量与人体靶器官 度量终点 效应之间的关系 3 3食品安全中危害特征描述 当前模拟体外试验 志愿者人体试验及流行病学调查数据等可有效支撑来达到上述目的 但数据有限 数据常常间接来源于动物实验的推导 即使获取少数几个数据点也不足以构建一个完整的剂量 反应关系 于是出现了剂量 反应模型 3 3食品安全中危害特征描述 食品中化学性危害的危害特征描述化学性危害的风险评估需要考虑的食品化学物包括食品添加剂 农药 兽药和污染物等一般步骤进行不良影响的剂量 反应评估易感人群的鉴定分析不良影响的作用模式和 或机制的特性不同物种间的推断 即由高到低的剂量 反应进行外推 3 3食品安全中危害特征描述 主要方法 1 剂量 反应的外推动物 人 动物剂量 人体剂量外推过程存在不确定性人体与动物在同一剂量时 药物代谢动力学作用有所不同 代谢方式也不同 毒理学家必须考虑在高剂量的不良作用外推到低剂量时 这些和其它剂量有关的变化存在哪些潜在影响 2 剂量的度量动物和人体的毒理学相同剂量是一个有争议的问题 联合食品添加剂技术委员会和农药残留联席会议规定使用每千克体重的毫克数作为种属间的度量 美国立法机构提出度量单位为每4 3千克体重的毫克数 3 遗传毒性和非遗传毒性遗传毒性致癌物是能间接或直接地引起靶细胞遗传突变的化学物 主要作用于遗传物质 而非遗传毒性致癌物作用于非遗传位点 遗传毒性和非遗传毒性致癌物均存在种属间致癌效应的差别 毒理学家和遗传学家发明了鉴别化学物能否引起DNA突变的实验方法 Ames试验 原则上 非遗传毒性致癌物能够用阈值方法进行管理 4 阈值法试验获得的NOEL值或NOAEL值乘以合适的安全系数等于安全水平或每日允许摄入量 ADI 计算依据 人体与试验动物存在着合理可比的阈计量值 ADI值提供的信息是 如果按ADI值或以下的量摄入某一化学物 则没有没有明显的风险 采用安全系数 不能保证每一个个体的绝对安全另一种制定ADI值的方法 采用一个较低的有作用的剂量 叫标记剂量 5 非阈值法对于遗传致癌物质的管理方法有两种 一是禁止商业化使用该种物质 二是制定一个极度低而可忽略不计 对健康影响甚微或者社会能接受的化学物的风险水平 目前的模型仅利用试验性肿瘤发生率与剂量 没有得到超出实验室范围的验证 也没有对高剂量的毒性 促细胞增殖或DNA修复等作用进行校正 在美国 FDA和EPA选用的可接受的风险水平是百万分之一 10 6 食品添加剂以及农药和兽药残留采用固定风险水平 污染物比较容易超过所制定的可接受水平 3 3食品安全中危害特征描述 食品中生物性危害的危害特征描述生物危害的风险评估主要针对微小生物 微生物及生物毒素等 生物危害特征主要考虑三个关键部分 病原菌 寄主 食品三者的关系 对人体产生不良影响的评估 剂量 反应关系的分析 回顾总结 1 病原菌 寄主 食品间的关系 1 与病原菌相关的因素病原菌的内在特性 表型和基因型 病原菌的毒性和致病机制导致的疾病宿主的特异性感染机制潜在的重复传播种属变异性低于微生物感染拮抗作用及对不同疾病严重程度的效应 2 与寄主相关信息宿主的年龄一般健康状况 工作及生活压力状况免疫状态基因背景医疗条件及手术治疗程序是否怀孕或有影响实施风险评估的其它疾病生理屏障是否完好营养状况及体重人文 社会及行为特点 3 与媒介 食品 相关信息营养不充足的条件下 某些致病菌的毒效发生改变或抵御生存不良环境能力加强 从而具备抵御人体免疫系统的能力 造成食品在常规加工或储存条件下 导致疾病发生 生食被微生物污染的食品 更加大感染致病的可能性 2 对人体健康产生不良影响的评估涉及暴露 感染 生病等几个简单过程 1 暴露病原菌浓度 样品中病原菌浓度 摄入量病原菌分布可能随机分布或离散分布一般用泊松分布反应剂量变化 2 传染摄入病原菌在通过所有机体屏障后 在靶器官生长繁殖的过程 可通过粪便监测或免疫学反应来进行测定一种情况是病原菌被宿主机体自身免疫反应清除掉 另一种是疾病发生 产生症状 3 致病由病原菌本省或其代谢毒素对宿主产生危害 可通过测量体温 实验室检测等方法 描述为致病或不致病 4 后遗症及死亡毒素可能对人体器官造成严重的不可逆伤害 3 剂量 反应A剂量 反应评估模型选择及建立剂量 反应评估就是指确定摄入危害物质的剂量与发生不良影响的可能性之间的数学关系的过程 1 剂量感染模型对于病原菌 剂量值可以通过人类临床剂量 反应试验数据资料直接得到 剂量 感染模型是基于单一一次打击效应的假设建立的模型 与实际有出入 衍生了由一次打击模型为模板的许多其他模型 最常用的是指数模型和泊松分布模型还有一些通过实践惊醒得出的经典模型 如log logistic log probit和韦伯模型 2 剂量 致病模型表示感染后导致生病的概率P 属于一次打击模型的衍生 3 后遗症及死亡模型主要与宿主本身的特性有关 实施风险评估最好对人群进行不同类型的区分 如免疫状态 年龄及基因条件 B模型不确定性分析 1 似然法似然方程式来确定参数的置信区间 不适合多参数 2 重复验证法重复取样测定 3 马尔科夫链蒙特卡罗法一种非常好用的方法 尤其是模型中许多参数都需要进行分析及所收集到的数据量较小时所采用的一种方法 实验数据外推到整个人群时的不确定性通常用该法 主要采用随机抽样技巧或统计实验方法 C模型外推 病原菌 宿主 食品关系 实验数据通常在严格受控条件下 其适合于特定的一组病原菌 宿主及农产品 在真实暴露条件下 这三者因素都会发生变化 剂量 反应模型给出的只能是大概的模板对于宿主 有可能仅感染群体中的部分 能分组最好 免疫水平是微生物剂量 反应模型构建的重要影响因素 一般发展中国家 人群有较高水平的免疫能力 发达国家 大部分人容易成为易感人群 3 4食品安全中的暴露评估 暴露评估时评价并鉴定评估终点的暴露情况 目的 确定评估终点接触待评估危害剂量分量或总量状况 并摸清接触特征等 为风险评估提供可靠地暴露数据或估计值 进行暴露评估时 要考虑到污染的频率和程度有多深 危害物质将如何作用 危害物质在特定食品中的危害情况 另外生物性危害是动态变化的 暴露评估的实际状况是没有最真实 只能无限接近真实1 食品安全中的暴露评估程序一个有效的暴露评估必须考虑三方面 一是暴露评估技术路线设计二是采样计划三是采用模型的方案首先考虑三个重要的暴露要素 暴露浓度 暴露时间及暴露频率 1 暴露评估技术路线设计 2 采样计划规定样本的选择及运用的程序应当确定规范的采样量及采样类型为满足分析条件的一致性 田间取样 实验室样本及空白样本应同时进行分析 作为验证应制定详细的采样分析计划手册 3 建立模型评估中最关键的要素是对暴露点污染物浓度的评估 直接评估常常不可操作 从当前技术角度而言很难实现 尤其是对一个大区域的较大数量的样本群体 存在更多不确定性 通常借助或依赖于数据模型的结果来解决问题 蒙特卡罗模拟软件就是其中的一种较为常见的模拟软件 详细示例见P1404 模型校准与运行校准是一个调整所有选定模型参数的过程 直到模型预测值与生产观察及测定值在可接受的置信范围内 5 模型验证将模型拟合结果同真实性相比较的过程 3 5食品安全中的风险描述 风险描述 主要通过前面几个环节的结论进行综合分析 判定 估算 获得评估对象对接触评估终点中引起的风险概率 最后以明确的结论 标准的文件形式和可被风险管理者理解的方式表述出来 最终达到为风险管理部门和政府提供科学的决策依据 风险特征描述的内容包括 风险的性质特征和产生不良影响的可能性哪些人属于该风险的易感人群不良影响的严重性及不良影响是否可逆风险特征中的不确定性和可变