在毒理學中,常用來評估物質毒性的單位是中位致死劑量(LD50),其名稱源於英文“lethal dose, 50%”。這個指標衡量的是在經過特定測試後,能夠導致一半實驗對象死亡的劑量。這一數值通常以每公斤體重所需的毫克數來表示,例如“mg/kg”。因此,LD50數值越低,表示該物質的毒性越高。
根據LD50測試的結果,該單位能夠有效比較不同物質的急性毒性。
LD50的概念最早由約翰·威廉·特雷萬於1927年提出。這項測試通常是在小鼠等動物身上進行。隨著科技的進步,已有不少組織開始尋求無動物測試的替代方法,例如2011年,美國食品藥品管理局(FDA)就批准了針對美容藥物肉毒桿菌毒素(Botox)的替代測試方法。
測量LD50的方式通常針對所使用的物質和環境,例如對於水中的有毒物質,則以其環境濃度來表達,即LC50(每立方米或每升中的致死濃度)。LD50的50%致死基準雖然能夠避免極端測量的模糊性,但它並不意味著所有的個體都會在這一劑量下死亡——某些個體可能在更低劑量下死亡,或則能在更高劑量下存活。
因此,LD50不僅是對於物質毒性的衡量,還與測試方法、動物種類及測試環境等多種因素有關。
雖然LD50提供了一個客觀的毒性指標,但它也有其局限性。例如,不同物種之間毒性的差異往往非常顯著。對於某些物質,可能在人類中相對安全,而在其他物種中卻是極其有毒的。舉例而言,巧克力對人類而言並不危險,但對許多動物,如狗和貓來說,卻是致命的。
撇開LD50,我們還需要考慮其他毒性指標,例如LD1(致死1%的劑量)和LD99(致死99%的劑量),這些可用於特定情境的毒性評估。此外,不同給藥途徑的效果也會影響致死劑量。通常,口服給藥的毒性會低於靜脈注射給藥,因此,LD50數據應該標記其給藥方式,例如“LD50 i.v.”。
毒性的範圍非常廣泛。像肉毒毒素這樣的物質,其LD50數值僅為1 ng/kg,而水的LD50則超過90 g/kg,這意味著毒性之間的差異超過了1000億倍。這類數值的巨大差異提示我們比較物質的毒性時,應該有更為精確的標準。例如,許多學者已經開始採用治療指數,即LD50與有效劑量(ED50)的比值,來更合理地比較不同物質的安全性。
道德與科學結合的思考使得LD50的測試不再是唯一的評價標準,未來可以探索更為人道的評估方式。
在生物戰領域,感染劑量(ID50)也值得關注,因為它描述了必須接觸多少病原體才能引發感染。這一測量的複雜性進一步挑戰了我們習慣的毒性計量方式。同時,LD50的結果在不同的實驗室間可能會出現較大差異,這和測試的環境因素、樣本的遺傳特徵及動物的物種有關。
因此綜合來看,雖然LD50是一個重要的毒性指標,但其結果卻並不總是能夠完全反映出某種物質的實際輻射。那麼,面對越來越多的新物質及其潛在風險,我們應該如何平衡科學發展與道德倫理之間的矛盾呢?