化妝品原料安全與功效評(píng)價(jià)的 測(cè)評(píng)技術(shù)現(xiàn)狀

中國(guó)的化妝品消費(fèi)市場(chǎng)規(guī)模日漸龐大，促進(jìn)了國(guó)內(nèi)品牌的快速崛起。新版《化妝品監(jiān)督管理?xiàng)l例》（以下簡(jiǎn)稱新《條例》）的頒發(fā)和實(shí)施，對(duì)于整個(gè)中國(guó)化妝品行業(yè)的影響是深遠(yuǎn)且方方面面的。本期《中國(guó)化妝品》雜志特邀北京工商大學(xué)化學(xué)與材料工程學(xué)院化妝品系的王敏博士談?wù)勑隆稐l例》下體外技術(shù)在化妝品原料安全與功效評(píng)價(jià)中的應(yīng)用現(xiàn)狀。

新《條例》下的化妝品原料安全與功效評(píng)價(jià)

作為世界第二化妝品大國(guó)，中國(guó)的化妝品消費(fèi)市場(chǎng)規(guī)模日漸龐大。在巨大的經(jīng)濟(jì)需求下，國(guó)際眾多知名品牌大舉進(jìn)入，不僅給我國(guó)化妝品行業(yè)帶來(lái)了不小的沖擊，也促進(jìn)了國(guó)內(nèi)品牌的快速崛起。在我國(guó)化妝品市場(chǎng)和行業(yè)高速發(fā)展的當(dāng)下，屢禁不止的禁限用成分的違法添加、假冒偽劣及仿造等現(xiàn)象也非常嚴(yán)重，不僅干擾了我國(guó)化妝品行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展，還對(duì)市場(chǎng)環(huán)境、行業(yè)環(huán)境、消費(fèi)者信心和行業(yè)認(rèn)知都造成了不良影響，因此需要利用法規(guī)進(jìn)行有針對(duì)性的監(jiān)督和管理。

化妝品原料的安全性直接關(guān)系到產(chǎn)品和使用者的身心安全。世界各國(guó)對(duì)于化妝品產(chǎn)品安全的監(jiān)管很大程度上是依靠對(duì)化妝品原料的嚴(yán)格管理，尤其歐盟、美國(guó)、日本等國(guó)際主要的化妝品生產(chǎn)和銷售國(guó)家，立法系統(tǒng)歷史較久，且管理體系較完整，其對(duì)于化妝品原料成分及新原料的管理模式，也成為其他國(guó)家和地區(qū)立法監(jiān)管的參考和借鑒對(duì)象。我國(guó)自1987年頒布首部關(guān)于化妝品及其原料質(zhì)量安全性評(píng)價(jià)的技術(shù)依據(jù)《化妝品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，至2020年發(fā)布《化妝品監(jiān)督管理?xiàng)l例》（中國(guó)人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院第727號(hào)令）并于2021年1月1日開(kāi)始實(shí)施，表明我國(guó)對(duì)于化妝品原料、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、安全及功效管理方面的監(jiān)管日趨嚴(yán)格和規(guī)范。

化妝品原料安全及功效評(píng)價(jià)技術(shù)現(xiàn)狀

化妝品原料及產(chǎn)品的安全和功效是從研發(fā)到上市銷售中間各個(gè)環(huán)節(jié)中都非常重要的部分。我國(guó)化妝品監(jiān)管日漸嚴(yán)格，尤其是上市產(chǎn)品的功效宣稱都必須有充分的科學(xué)依據(jù)來(lái)支持。因此真實(shí)可信的功效評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)將直接影響到產(chǎn)品的研發(fā)與銷售。

傳統(tǒng)的化妝品原料安全與功效評(píng)價(jià)往往使用生物化學(xué)方法、動(dòng)物模型、體外細(xì)胞模型、體外動(dòng)物替代方法和臨床評(píng)價(jià)等方法。此外，感官評(píng)價(jià)和消費(fèi)者調(diào)查，也可以對(duì)化妝品的功效實(shí)現(xiàn)不同角度的數(shù)據(jù)支撐。

01生物化學(xué)方法

生物化學(xué)以及分析化學(xué)是實(shí)驗(yàn)室最常見(jiàn)也是操作較簡(jiǎn)單的方法，通過(guò)一些簡(jiǎn)單的基本化學(xué)儀器和常用試劑，借助化學(xué)分析、光譜分析等手段，對(duì)一些在原料安全性和發(fā)揮功效相關(guān)的特殊指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)和分析。此類方法一般多屬于成熟方法，包括經(jīng)典文獻(xiàn)、專業(yè)教材、標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)等所列方法，操作技術(shù)和儀器要求不高，但需要注意精密度、準(zhǔn)確性、線性范圍以及實(shí)驗(yàn)誤差等。

例如通過(guò)自由基清除實(shí)驗(yàn)，即是以氧化物與易氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成氧化產(chǎn)物，之后加入某種原料檢測(cè)其自由基清除能力從而評(píng)價(jià)抗氧化能力。類似的還有氧自由基吸收能力實(shí)驗(yàn)（ORAC法）、羥自由基清除能力測(cè)定、超氧陰離子自由基清除能力測(cè)定、還原能力測(cè)定、總抗氧化能力測(cè)試（ABTS法）等檢測(cè)方法。除了檢測(cè)自由基外，ROS活性氧、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GSHPX）、丙二醛（MDA）、過(guò)氧化氫酶（CAT）等指標(biāo)都可以從不同角度反映待測(cè)成分的抗氧化能力。

02細(xì)胞生物學(xué)方法

在體外實(shí)驗(yàn)室條件下，模擬人體生理環(huán)境或特定刺激條件下，對(duì)細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)和孵育，對(duì)比添加藥物或化妝品原料前后的細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài)、生理指標(biāo)及代謝反應(yīng)的差異和變化，從而評(píng)價(jià)該原料在安全濃度下是否具備一定的功效。依據(jù)化妝品的使用特點(diǎn)，細(xì)胞生物學(xué)方法多使用人皮膚細(xì)胞系，如表皮角質(zhì)形成細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、黑素細(xì)胞、上皮細(xì)胞、皮脂腺細(xì)胞、毛囊細(xì)胞以及一些免疫細(xì)胞作為體外細(xì)胞評(píng)價(jià)模型的細(xì)胞來(lái)源?？梢赃x擇以一種細(xì)胞或兩種細(xì)胞混合培養(yǎng)的方式，如通過(guò)H2O2或LPS等刺激物損傷細(xì)胞，建立過(guò)氧化或炎癥模型，也可以通過(guò)UV對(duì)細(xì)胞進(jìn)行輻照，建立光損傷或光老化模型，進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)價(jià)和測(cè)試。

3D皮膚模型經(jīng)過(guò)近十年的發(fā)展，也已經(jīng)成為一種較為成熟的體外評(píng)價(jià)模型。這種實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下利用組織工程技術(shù)，由人源皮膚細(xì)胞構(gòu)建而成的立體細(xì)胞模型，可以在組織結(jié)構(gòu)等方面一定程度上模擬人體皮膚，實(shí)現(xiàn)一些普通2D細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中無(wú)法實(shí)現(xiàn)的操作，還可以通過(guò)染色切片等方式，直觀地呈現(xiàn)皮膚結(jié)構(gòu)的差異變化。如化妝品原料合成品的腐蝕性、刺激性、經(jīng)皮吸收及致突變性、光毒性等安全性測(cè)試以及功效性測(cè)試均可得到良好的應(yīng)用。目前的商業(yè)化的3D皮膚模型，EpiSkin、EpiDerm和SkinEthic可作為ECVAM（歐洲替代方法驗(yàn)證中心）驗(yàn)證的皮膚腐蝕性檢測(cè)動(dòng)物替代方法。此外還有一些其他公司開(kāi)發(fā)的EpiKutis、EpiOcular、FP-3D、PhenionF等皮膚模型。3D皮膚模型可以直接測(cè)試水不溶性物質(zhì)和配方產(chǎn)品，這是普通2D培養(yǎng)體系無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。但目前技術(shù)下的各類皮膚模型只是較為單一的細(xì)胞組合，無(wú)法重現(xiàn)皮膚器官的血液循環(huán)和物質(zhì)代謝，不能檢測(cè)較長(zhǎng)時(shí)間處理下的功效水平，并且不能真實(shí)反映皮膚的屏障功能。此外，大部分品牌的皮膚模型還存在一致性較差，無(wú)法實(shí)現(xiàn)高通量一致性篩選，因此可以視作為2D細(xì)胞模型的升級(jí)版，作為體外測(cè)試方法的一種選擇，但并不能真正實(shí)現(xiàn)在體皮膚器官的替代。

皮膚類器官作為一種新型的類器官模型，不僅能高度模擬皮膚組織的生理結(jié)構(gòu)和功能，更好地在不同體外環(huán)境下還原較為真實(shí)的皮膚生態(tài)，還可以應(yīng)用于皮膚發(fā)育研究、皮膚疾病病理研究及藥物篩選等領(lǐng)域。在目前實(shí)驗(yàn)室的條件下，皮膚類器官模型可以在特殊的生態(tài)環(huán)境下對(duì)具有特定功能的器官組織進(jìn)行重建和改造，以彌補(bǔ)現(xiàn)有體外皮膚模型在結(jié)構(gòu)、功能等方面的不足，如增加皮膚附屬物器官及功能等。皮膚附屬物的定植，甚至免疫細(xì)胞的加入，都會(huì)使皮膚類器官在皮膚再生、組織修復(fù)、藥物篩選及醫(yī)學(xué)美容等方面扮演越來(lái)越重要的角色。

皮膚芯片等生物芯片，可以在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下協(xié)助體外皮膚培養(yǎng)并建模，基于微流控技術(shù)，在芯片內(nèi)進(jìn)行體外皮膚培養(yǎng)。如利用不同的通道模擬血流和皮膚生成，由培養(yǎng)基供給養(yǎng)分。生物芯片在二氧化碳（CO2）含量為5%、溫度為37攝氏度、濕度可控的環(huán)境中孵育。這種芯片可生成具有真皮、表皮等兩個(gè)主要皮膚層的三維皮膚細(xì)胞。如大多數(shù)“器官芯片”一樣，這種新型細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)能夠在微觀尺度上模擬活體器官的主要功能，用于開(kāi)發(fā)新藥，也可作為毒理學(xué)研究和臨床試驗(yàn)中動(dòng)物試驗(yàn)的低成本替代方案。

03斑馬魚(yú)替代方法

斑馬魚(yú)（Danio rerio，Zebrafish）是細(xì)胞生物學(xué)研究中常見(jiàn)的經(jīng)典模式生物。斑馬魚(yú)與人類基因同源性高達(dá)87%，生理功能、免疫系統(tǒng)及生物信號(hào)傳導(dǎo)通路等方面具有與人類高度的相似性。斑馬魚(yú)具備模式生物的多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，如生長(zhǎng)周期短、體積小、遺傳背景清晰、可實(shí)現(xiàn)高通量篩選等。同時(shí)，5天以內(nèi)的斑馬魚(yú)胚胎和幼魚(yú)在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理方面符合實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利保護(hù)的國(guó)際“3R”原則，是一種優(yōu)秀的藥物篩選模型。

2003年，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH）將斑馬魚(yú)列為小鼠和大鼠之后的第三大脊椎類模式生物。美國(guó)環(huán)境保護(hù)署（EPA）在2007年啟動(dòng)化學(xué)品毒性研究項(xiàng)目（ToxCast），將斑馬魚(yú)作為首選的脊椎類動(dòng)物模型，并已公布了相關(guān)研究進(jìn)展和成果。2009年，斑馬魚(yú)安全和毒理學(xué)評(píng)價(jià)方法通過(guò)了美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）和歐洲藥品監(jiān)督管理局（EMA）的GLP認(rèn)證，標(biāo)志著斑馬魚(yú)安全性評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)正式被歐美監(jiān)管部門(mén)認(rèn)可。美國(guó)FDA自建斑馬魚(yú)實(shí)驗(yàn)室，用于進(jìn)行藥品、食品及化妝品的安全性研究和評(píng)價(jià)。

目前我國(guó)也有多項(xiàng)基于斑馬魚(yú)技術(shù)的化妝品評(píng)價(jià)方法團(tuán)標(biāo)出臺(tái)，包括美白功效的黑素抑制、炎癥、胚胎急性毒性測(cè)試、溫和刺激性、抗皺、舒緩及緊致等方法。除了安全及功效數(shù)據(jù)支撐，斑馬魚(yú)實(shí)驗(yàn)還可以提供直觀的效果呈現(xiàn)。如圖1所示，斑馬魚(yú)用于黑色素形成抑制劑活性測(cè)試中，測(cè)試組斑馬魚(yú)黑色素明顯減少。

皮膚刺激性所表現(xiàn)出來(lái)的皮膚灼熱、紅腫等表觀現(xiàn)象通常伴隨著炎癥細(xì)胞的響應(yīng)和炎癥因子的釋放。通過(guò)使用炎癥細(xì)胞發(fā)綠色熒光的轉(zhuǎn)基因斑馬魚(yú)，可以實(shí)時(shí)觀察炎癥細(xì)胞的遷移和消退，可以很直觀地看到受試物的舒緩功效，定量計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)也很方便（綠色亮點(diǎn)為炎癥細(xì)胞），如圖2所示。

目前發(fā)展起來(lái)的各種體外測(cè)試方法，無(wú)論是安全性測(cè)試，還是功效性評(píng)價(jià)，都可以在化妝品原料和產(chǎn)品研發(fā)的前期實(shí)現(xiàn)篩選和初步驗(yàn)證，并為人體臨床測(cè)試提供理論支持和數(shù)據(jù)參考。并且，不同維度的體外測(cè)試方法，和人體臨床測(cè)試、感官評(píng)價(jià)、消費(fèi)者調(diào)查等不同的方法有機(jī)結(jié)合，可以共同構(gòu)建起化妝品原料及產(chǎn)品的安全與功效評(píng)價(jià)的科學(xué)體系。

新《條例》下化妝品原料安全及功效評(píng)價(jià)地位

化妝品原料的安全性直接關(guān)系到產(chǎn)品和使用者的身心安全。我國(guó)對(duì)于化妝品及原料的監(jiān)管一直較為嚴(yán)格，尤其是2020年新《條例》的頒布和實(shí)施，對(duì)化妝品原料、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、產(chǎn)品的安全與功效等方面都制定了嚴(yán)格的監(jiān)管要求。

化妝品原料不僅是化妝品整個(gè)生命周期的源頭和根基，也是產(chǎn)品的主體構(gòu)成，尤其是以活性原料為代表的功效添加成分，更是賦予了化妝品豐富多樣的功效和特點(diǎn)。隨著化妝品行業(yè)的快速發(fā)展和消費(fèi)者認(rèn)知的提高，化妝品產(chǎn)品的宣稱從概念性逐漸向功效性轉(zhuǎn)變。

關(guān)于新《條例》規(guī)定的原料監(jiān)管及新原料注冊(cè)備案制度，我國(guó)境內(nèi)新原料申報(bào)提供的毒理學(xué)資料仍以動(dòng)物試驗(yàn)為主。鑒于現(xiàn)階段的科研水平，體外替代方法并不能完全等同于或取代動(dòng)物在體試驗(yàn)。但在化妝品原料研發(fā)和申報(bào)過(guò)程中，可以針對(duì)原料和產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、特定的毒理學(xué)終點(diǎn)，選擇合適的整合測(cè)試和評(píng)估方法（IATA）對(duì)新原料的毒性進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估或功效測(cè)試。如在試驗(yàn)過(guò)程中使用的評(píng)估方法尚未收錄于我國(guó)現(xiàn)行的《化妝品安全技術(shù)規(guī)范》中，也應(yīng)收錄于國(guó)際權(quán)威替代方法驗(yàn)證機(jī)構(gòu)所公布的方法中，同時(shí)還需提交該毒理學(xué)試驗(yàn)方法與我國(guó)現(xiàn)行方法所得結(jié)果一致的證明材料，包括申請(qǐng)人的試驗(yàn)資料、科學(xué)文獻(xiàn)、國(guó)內(nèi)外政府、國(guó)際組織發(fā)布的內(nèi)容等都可作為被認(rèn)可的毒理學(xué)試驗(yàn)資料。但作為申報(bào)資料項(xiàng)目或提供新原料安全評(píng)價(jià)資料豁免依據(jù)時(shí)所引用的科學(xué)文獻(xiàn)法規(guī)資料內(nèi)容，應(yīng)與該新原料具有邏輯關(guān)聯(lián)性。如原料來(lái)源、使用目的、使用規(guī)格、適用或使用范圍、安全使用等限制條件應(yīng)一致。新《條例》還要求化妝品原料及其應(yīng)用產(chǎn)品的功效宣稱必須具有充分的科學(xué)依據(jù)，并在國(guó)務(wù)院藥品監(jiān)督管理部門(mén)規(guī)定的專門(mén)網(wǎng)站向社會(huì)公開(kāi)，包括支撐其功效宣稱的相關(guān)文獻(xiàn)資料、研究數(shù)據(jù)或產(chǎn)品功效評(píng)價(jià)資料的摘要，并接受全社會(huì)的監(jiān)督。

隨著新《條例》的頒布和實(shí)施，作為第二大化妝品市場(chǎng)，我國(guó)化妝品行業(yè)的創(chuàng)新熱情被點(diǎn)燃。但繁榮的盛景之下，還有很多亟待解決的問(wèn)題是行業(yè)必須面對(duì)的。在這場(chǎng)創(chuàng)新的浪潮中，原料創(chuàng)新無(wú)疑是重頭戲之一。無(wú)論是化妝品原料企業(yè)、制造企業(yè)，還是品牌商，都必須堅(jiān)持科技創(chuàng)新，關(guān)注前沿科學(xué)技術(shù)發(fā)展及其在化妝品行業(yè)的推廣應(yīng)用，為我國(guó)化妝品行業(yè)健康、科學(xué)、可持續(xù)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

王敏博士

北京工商大學(xué)化學(xué)與材料工程學(xué)院化妝品系副教授，研究生導(dǎo)師

新加坡國(guó)立大學(xué)高級(jí)訪問(wèn)學(xué)者

中國(guó)野生植物保護(hù)協(xié)會(huì)芳香植物專委會(huì)委員

中國(guó)抗衰老促進(jìn)會(huì)醫(yī)學(xué)美容專業(yè)委員會(huì)常務(wù)委員

北京中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會(huì)醫(yī)學(xué)美容專業(yè)委員會(huì)委員

主要從事化妝品原料安全與功效評(píng)價(jià)研究，植物功效原料的開(kāi)發(fā)和篩選，化妝品禁限用物質(zhì)檢測(cè)與評(píng)估。