UMs miljøingeniørfakultet udgiver papir om risikovurdering

Risiko er sammensat af to dele:sandsynligheden for, at noget går galt, og de efterfølgende konsekvenser, hvis det sker. Selvom risici aldrig kan forudsiges med sikkerhed, de kan identificeres og analyseres for at reducere de muligvis katastrofale – og nogle gange dødelige – konsekvenser af ikke at tage en risiko i betragtning. Processen med at identificere og analysere risici, kaldet risikoanalyse eller risikovurdering, kan anvendes på alle aspekter af livet, fra start-ups og sikkerhedsspørgsmål til voldsomme storme og folkesundhed.

Risikovurdering er især vigtig inden for medicin og folkesundhed, hvor karakteriseringen af ​​potentielle negative sundhedsvirkninger fra menneskers eksponering for miljøfarer og andre kemikalier er altafgørende for sikkerheden for den brede offentlighed. Sundhedsrisikovurdering er et af flere værktøjer, som forskere, regerings kontorer, og offentligheden kan bruge til at træffe beslutninger om, hvordan man forebygger og reducerer eksponering for skadelige eller giftige stoffer.

Forholdet mellem mængden af ​​kemikalie en person er udsat for og den respons, en menneskelig befolkning har på kemikaliet, er karakteriseret ved et dosis-respons-forhold - også kaldet et eksponering-respons-forhold. "Undersøgelse af dosisrespons, og udvikling af dosis-respons-modeller, er central for at bestemme 'sikker', "farlige" og - hvor det er relevant - "gavnlige" niveauer og doser for lægemidler forurenende stoffer, fødevarer, og andre stoffer, som mennesker eller andre organismer udsættes for, " forklarer James Englehardt, professor ved University of Miami College of Engineering Department of Civil, Arkitekt- og miljøteknik. "Disse konklusioner er ofte grundlaget for offentlig politik."

Traditionelt, dosis-respons-modeller er udviklet ved hjælp af høje doser af et kemikalie på dyr i korte perioder og måling af dyrets respons. Disse data bruges senere til at forudsige, hvordan et menneske ville reagere, når det udsættes for kemikaliet i lave doser i en længere periode, som er mere praktisk og anvendelig til de forhold, mennesker står over for. "Langtidsundersøgelser, der udsætter forsøgspersoner for en lille mængde kemikalier i længere perioder, er vanskelige og dyre at udføre, at gøre korttidsstudier med høje doser til det mulige alternativ, siger Englehardt.

Imidlertid, at identificere de kemikalier, der udgør en sundhedsrisiko under årtiers eksponering ved ekstremt lave doser, er en udfordring, ofte kompliceret endnu mere af interaktioner med andre kemikalier og sundhedsrelaterede problemer, som nogle gange er svære eller endda umulige at identificere. For at løse disse problemer, U.S. National Research Council anbefaler, at man vurderer risiciene ved high throughput screening (HTS) for kemikalier, en metode til videnskabelig eksperimentering, der bruger robotteknologi, databehandlingssoftware, væskehåndteringsanordninger, og følsomme detektorer til hurtigt at lede millioner af kemikalier, genetiske eller farmakologiske tests.

Problemet med den nuværende HTS-dataindsamlingsmetode er, at den ikke kan måle responser ved det ekstracellulære, organ, og organismeniveauer; det virker kun på celleniveau. Som resultat, HTS har knapt været brugt til kemikalieregulering. "For korrekt at integrere HTS-data i risikovurdering og kemikalieregulering, der skal være en samlende ramme, hvor alle responsniveauer tages i betragtning, siger Englehardt.

Englehardts seneste arbejde, i samarbejde med Weihsueh Chiu, professor i College of Veterinary Medicine and Biomedical Sciences ved Texas A&M University, modtaget støtte fra National Science Foundation (NSF) og National Institutes of Health (NIH) til at offentliggøre en dosis-responsfunktion for kroniske kemiske og andre sundhedsstressorer og blandinger, oprindeligt afledt og indsendt af Englehardt i 2007, der kan give den nødvendige samlende ramme for HTS-analyse.

Grundlaget bag Englehardts nyligt publicerede dosis-respons-funktion er, at forholdet mellem intracellulære responser og multi-organ, multicellulære styringsprocesser afspejles i den overordnede dosis-respons funktion. Denne funktion forudsiger den del af befolkningen, der bliver syg ved et bestemt eksponeringsniveau eller, tilsvarende, sandsynligheden for, at et tilfældigt udvalgt individ bliver syg ved en bestemt dosis.

"Denne tilgang til risikovurdering er unik, idet den kan drage fordel af både 'bottom-up' biologisk-baserede modelleringstilgange, såvel som 'top-down' statistiske eller kunstig intelligens-baserede analyser, " siger Englehardt. "Dette nye dosis-respons forhold vil øge effektiviteten af ​​risikovurdering ved at hjælpe videnskabsmænd, offentlige myndigheder og offentligheden træffer bedre og mere præcise beslutninger om, hvordan man forebygger og reducerer eksponering for skadelige eller giftige stoffer."

Forskningsprojektet, med titlen, "Et generelt dosis-respons forhold for kroniske kemiske og andre sundhedsstressorer og blandinger baseret på en alvorlig sygdomsmodel, " blev offentliggjort i den prestigefyldte PLOS One videnskabeligt tidsskrift.