行業(yè)資訊

1.精草銨膦的美國(guó)農(nóng)藥登記

精草銨膦已在中國(guó)和日本率先登記上市,這一重要的新品種在美國(guó)的登記當(dāng)前也已進(jìn)入了最后的關(guān)鍵階段。

目前共有兩個(gè)品種的精草銨膦同時(shí)在美國(guó)市場(chǎng)被推進(jìn)登記,其中精草銨膦銨鹽原藥原先的申請(qǐng)人為Agrimetis,后由巴斯夫收購(gòu)成功并繼續(xù)推進(jìn)。在登記數(shù)據(jù)方面Agremetis/巴斯夫并沒有提交完整的登記資料,而是充分利用巴斯夫自有的外消旋草銨膦登記資料進(jìn)行數(shù)據(jù)架橋,僅對(duì)關(guān)鍵的差異性數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充,從而大大提高了整體精草銨膦的登記效率。

另一個(gè)品種精草銨膦原藥的申請(qǐng)最早是由明治制果持有的,而后再由三井化學(xué)收購(gòu)獲得。明治制果/三井化學(xué)的登記數(shù)據(jù)方面則依托于OECD GLP數(shù)據(jù)互認(rèn)體系所帶來的優(yōu)勢(shì),直接利用精草銨膦已在日本登記中獲得的全套登記資料來滿足美國(guó)登記所需內(nèi)容,因此在當(dāng)前美國(guó)登記進(jìn)展推進(jìn)也較快。

根據(jù)現(xiàn)有的毒理學(xué)研究,草銨膦主要引起關(guān)注的健康毒性效應(yīng)是神經(jīng)發(fā)育毒性效應(yīng)以及生殖毒性效應(yīng)。在本年度中,美國(guó)環(huán)境保護(hù)署(US EPA)于權(quán)威學(xué)術(shù)期刊上首度公開了精草銨膦在神經(jīng)發(fā)育毒性方面的評(píng)估結(jié)果,而中國(guó)的科研團(tuán)隊(duì)也通過毒性作用機(jī)制研究揭示了精草銨膦與外消旋草銨膦在生殖毒性方面的差異。

2. 草銨膦的神經(jīng)發(fā)育毒性

對(duì)草銨膦神經(jīng)發(fā)育毒性的關(guān)注主要來源于草銨膦高劑量急性中毒后人體所產(chǎn)生的神經(jīng)毒性效應(yīng),如抽搐、失憶,甚至是神經(jīng)病理學(xué)的改變。這一高劑量下草銨膦暴露所誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性相關(guān)癥狀在有限的動(dòng)物毒理試驗(yàn)中也同樣被發(fā)現(xiàn),進(jìn)一步的體內(nèi)/體外的作用機(jī)制研究表明了草銨膦是NMDA(N-methyl-D-aspartate receptor)受體拮抗劑,因此草銨膦對(duì)NMDA的抑制作用可能與其神經(jīng)毒性的發(fā)生密切相關(guān)。

而胚胎和幼兒的神經(jīng)發(fā)育過程是神經(jīng)毒理學(xué)研究的敏感期,因此神經(jīng)發(fā)育毒性也是各國(guó)農(nóng)藥登記過程中越來越關(guān)注的毒理學(xué)節(jié)點(diǎn),并將有可能同其他神經(jīng)毒性節(jié)點(diǎn)的結(jié)果一起被加入到未來的GHS危害分類標(biāo)準(zhǔn)中。

基于以上因素,精草銨膦作為登記的新有效成分,US EPA要求申請(qǐng)人提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)對(duì)精草銨膦的神經(jīng)毒性進(jìn)行充分評(píng)估。

3. NAMs運(yùn)用于精草銨膦神經(jīng)發(fā)育毒性評(píng)估

在本次由US EPA主導(dǎo)的針對(duì)于精草銨膦的神經(jīng)發(fā)育毒性評(píng)估中,并沒有采用基于試驗(yàn)動(dòng)物的傳統(tǒng)神經(jīng)發(fā)育毒性試驗(yàn)方法(如OECD TG 426, OPPTS 870.6300等),而是利用了一系列新途徑技術(shù)方法(New Approach Methods, NAMs),通過高內(nèi)涵篩選(high content screening, HCS)、基于體外電生理學(xué)的微電極陣列(microelectrode array, MEA)、生理動(dòng)力學(xué)(physiologically based kinetic, PBK)等方法共同來評(píng)估精草銨膦的神經(jīng)發(fā)育毒性。

US EPA分別對(duì)精草銨膦銨鹽原藥(來源可能為Agrimetis/巴斯夫)和精草銨膦原藥(來源可能為明治制果/三井化學(xué))開展研究,結(jié)果顯示有效成分精草銨膦(L-glufosinate)與外消旋草銨膦(D/L-glufosinate)在神經(jīng)毒性方面并沒有顯著性差異,如通過高內(nèi)涵篩選技術(shù)并沒有發(fā)現(xiàn)它們對(duì)神經(jīng)突觸生長(zhǎng)有影響,微電極陣列結(jié)果也顯示它們對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的形成(network formation)無影響,同時(shí)兩者都具有一樣的神經(jīng)元放電率(firing rate)?；谶@些結(jié)果,可以認(rèn)為精草銨膦與外消旋草銨膦具有相同的神經(jīng)發(fā)育毒性。

US EPA進(jìn)一步通過PBK模型采用體內(nèi)-體外外推(in vitro-in vivo extrapolation, IVIVE)方法得出草銨膦在大鼠和人體內(nèi)的穩(wěn)態(tài)血藥濃度分別是45.29 mg/kg/day和13.5 mg/kg/day,且在此濃度下精草銨膦與外消旋草銨膦對(duì)神經(jīng)突觸生長(zhǎng)和MEA的試驗(yàn)結(jié)果均不存在任何影響。

由此,US EPA確認(rèn)精草銨膦在大鼠和人的神經(jīng)發(fā)育毒性NOAEL可分別設(shè)定為45.29 mg/kg/day和13.5 mg/kg/day,其中,此次推導(dǎo)得出的大鼠神經(jīng)發(fā)育毒性NOEAL值是原先基于動(dòng)物試驗(yàn)結(jié)果值14 mg/kg bw/day的三倍左右。

生理動(dòng)力模型(physiologically based kinetic, PBK)
(來源: OECD Series on Testing and Assessment No. 331)

4. US EPA確認(rèn)精草銨膦神經(jīng)發(fā)育毒性結(jié)果滿足最新登記要求

雖然此次精草銨膦推導(dǎo)得出的神經(jīng)發(fā)育毒性低于原先草銨膦的動(dòng)物試驗(yàn)結(jié)果,但是US EPA認(rèn)為該結(jié)果仍滿足美國(guó)農(nóng)藥登記所需的最新登記要求。主要原因是在健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中所選擇的毒性閾值,如由草銨膦亞慢和慢性毒性試驗(yàn)確定的PoD為1.5 mg/kg/day,其遠(yuǎn)低于神經(jīng)發(fā)育毒性的NOEAL,所以最新的神經(jīng)發(fā)育毒性數(shù)據(jù)不會(huì)顯著改變精草銨膦整體的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果。

除此之外,申請(qǐng)人Agrimetis/巴斯夫也提交了一組基于體內(nèi)神經(jīng)發(fā)育毒性的劑量探索試驗(yàn)以及另一組基于高內(nèi)涵篩選的體外神經(jīng)發(fā)育毒性試驗(yàn)的數(shù)據(jù),這些登記數(shù)據(jù)也作為了US EPA在本次評(píng)估中的重點(diǎn)參考資料。

最終,US EPA的研究結(jié)論認(rèn)為精草銨膦與外消旋草銨膦在神經(jīng)發(fā)育毒性方面無顯著差異,由此精草銨膦銨鹽原藥(Agrimetis/巴斯夫)與精草銨膦原藥(明治制果/三井化學(xué))的申請(qǐng)人均可以豁免相關(guān)數(shù)據(jù),不需要再補(bǔ)充額外的神經(jīng)發(fā)育毒性試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

5. 中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)揭示精草銨膦與外消旋草銨膦的生殖毒性差異

除了神經(jīng)發(fā)育毒性外,生殖毒性是草銨膦另一個(gè)重點(diǎn)關(guān)注的毒理學(xué)節(jié)點(diǎn)。

盡管早在2006年來自全球多國(guó)研究人員的合作評(píng)估已確認(rèn)草銨膦是通過抑制谷氨酰氨合成酶(glutamine synthetase)在試驗(yàn)動(dòng)物中同時(shí)誘導(dǎo)了生殖毒性效應(yīng)與發(fā)育毒性效應(yīng),并且這項(xiàng)評(píng)估也認(rèn)為在合理的使用條件下,草銨膦不會(huì)對(duì)使用人員和敏感人群造成不利影響,可是歐盟在2018年再評(píng)審階段仍將草銨膦列為生殖毒性 1B,這一舉措最終成為草銨膦在歐盟禁用的一項(xiàng)決定性因素。因此在精草銨膦推向市場(chǎng)之后,生殖毒性自然而然成為了這一新有效成分的關(guān)注重點(diǎn)。

目前精草銨膦已在中國(guó)和日本率先登記上市,但已披露的登記數(shù)據(jù)并沒有很好的區(qū)分精草銨膦與外消旋草銨膦在生殖毒性方面的差異,同時(shí)這些登記數(shù)據(jù)也不能很好地闡明精草銨膦潛在的毒性作用機(jī)制。

對(duì)此,一項(xiàng)來自浙江工業(yè)大學(xué)的研究結(jié)果顯示精草銨膦相比于外消旋草銨膦不僅具有更強(qiáng)的除草活性,而且在對(duì)斑馬魚的暴露試驗(yàn)中精草銨膦顯示出了更低的胚胎毒性與致畸性。進(jìn)一步作用機(jī)制分析也表明外消旋草銨膦比精草銨膦具有更強(qiáng)的氧化應(yīng)激響應(yīng)。這項(xiàng)研究通過差異性分析,有力地支持了精草銨膦相比于傳統(tǒng)的外消旋草銨膦具有更高的安全性這一結(jié)論。

草銨膦與精草銨膦除草活性與毒性的比較

(來源: Environ. Sci. Technol., 2020, 7(3): 143-148)

6.精草銨膦市場(chǎng)未來可期

現(xiàn)階段,我國(guó)在精草銨膦的研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用方面均已處于世界前列,特別是依托于合成生物學(xué)技術(shù)的精草銨膦生產(chǎn)工藝。

隨著相關(guān)企業(yè)自主研發(fā)技術(shù)的成熟與大規(guī)模投產(chǎn),精草銨膦勢(shì)必會(huì)在未來滅生性除草劑市場(chǎng)成為新的發(fā)展動(dòng)力。從美國(guó)監(jiān)管機(jī)構(gòu)最新披露的評(píng)估信息來看,精草銨膦更為廣闊的國(guó)際市場(chǎng)即將要打開,中國(guó)農(nóng)藥企業(yè)也應(yīng)盡早布局,選擇最優(yōu)的全球市場(chǎng)登記策略。

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