關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道： 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保關於塑造我們今天世界的發現和想法的有影響力的故事的未來。
在美國使用的 80,000 多種化學品中，只有 300 種左右經過了健康和安全測試。事實上，只有 5 種化學品被美國環境保護署 (EPA) 限制或禁止。但現在，大約 10,000 種農業和工業化學品，以及食品新增劑，將首次在快速測試機器人的幫助下進行毒性篩查。
“我們正在使用這些快速測試來表徵化學品的生物活性，以預測它們的危害，並使用該資訊來優先進行進一步的篩查和測試，”美國環保署國家計算毒理學中心副主任、生物學家大衛·迪克斯說。“我們可以在許多不同的濃度下，對大量化學品進行多次重複測試。”
該計劃最初由美國環保署啟動，名為 ToxCast，旨在評估 1,000 種化學品（其擴充套件形式稱為Tox21），它使用機器人來加速化學品篩查。在裝有 1,536 個微小孔的塑膠板上，機器人將不同量的不同化學品滴到人類細胞和人類蛋白質上。本質上，每個板上同時進行 1,536 個實驗。“在 100 個板的堆疊中，我們有 150,000 種化學品和靶標的組合，”迪克斯說。
機械臂及其眾多的 5 到 10 微升孔取代了傳統的毒理學方法——動物試驗。除了速度慢且具有爭議性外，動物試驗既不能揭示化學物質可能如何影響人類，也不能提供任何關於給定化學物質產生毒性結果的機制的見解。僅透過執行機器人測試，美國環保署及其合作伙伴機構在未來幾年內產生的化學毒性資訊將比過去一個世紀建立的資訊還要多。該專案已經篩選了 2,500 多種化學品，包括用於清理 BP 2010 年墨西哥灣石油洩漏的 dispersants 。
新的資訊可能使毒理學從反應性科學發展為預測性科學；例如，基於化學測試的肝毒性模型可以根據分子結構和其他資訊來預測新化學物質將如何與肝臟相互作用。ToxCast 科學家已經為肝毒性建立了一個這樣的預測模型：它準確預測了暴露於某些化學物質兩年的大鼠和小鼠中腫瘤的形成。一項類似的工作證明了生殖毒性的準確性，包括血管發育和內分泌紊亂——這是人類接觸雙酚 A (BPA) 等化學物質 非常關注的領域。
此外，高速機器人測試將使毒理學家更好地瞭解混合物和低劑量效應，透過測試化學物質組合的累積損傷以及例如，給定化學物質的 15 種不同濃度如何影響人類細胞。“我們懷疑，當我們研究 10,000 種化學品時，我們會看到許多我們以前不知道的活動，”迪克斯在談到為期兩年的工作時說，美國環保署與少數聯邦衛生機構合作進行了這項工作。
“對於許多化學品，沒有要求進行動物毒性測試或任何其他型別的測試，”迪克斯指出。“Tox21 將提供沒有資訊的地方的資訊。”