毒理學第五講-生殖毒理學

1、2022-4-81 2022-4-82第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 哺乳動物的生育繁殖過程哺乳動物的生育繁殖過程外源化學物對生殖發(fā)育的影響外源化學物對生殖發(fā)育的影響外源化學物對生殖發(fā)育的影響以及損害作外源化學物對生殖發(fā)育的影響以及損害作用的特點用的特點 2022-4-83哺乳動物的生育繁殖過程哺乳動物的生育繁殖過程 n生殖發(fā)育是哺乳動物繁衍種族的生理過生殖發(fā)育是哺乳動物繁衍種族的生理過程，其中包含程，其中包含生殖細胞發(fā)生生殖細胞發(fā)生，即精子發(fā)，即精子發(fā)生和卵細胞發(fā)生、生和卵細胞發(fā)生、配子的釋放配子的釋放、性周期性周期和性行為和性行為、卵細胞受精卵細胞受精、受精卵的卵裂受精卵的卵裂、胚泡的形成胚泡的形

2、成、植入或著床植入或著床、胚胎形成胚胎形成、胚胎發(fā)育胚胎發(fā)育、器官發(fā)生（或稱器官形成）器官發(fā)生（或稱器官形成）、胎仔發(fā)育胎仔發(fā)育、分娩和哺乳過程分娩和哺乳過程。n生殖發(fā)育也可稱繁殖過程。生殖發(fā)育也可稱繁殖過程。2022-4-84連續(xù)、完整的生殖發(fā)育過程的六個階段 A. 從交配前到受孕：檢查成年雄性生殖功能、配子的發(fā)育與成熟，交配行為、受精。nB. 從受孕到著床：檢查成年雌性生殖功能、胚胎著床前發(fā)育、著床。 nC. 從著床到硬腭閉合：檢查成年雌性生殖功能、胚體發(fā)育、主要器官形成。nD. 從硬腭閉合到妊娠結束：檢查成年雌性生殖功能、胎體的發(fā)育與生長、器官的發(fā)育與生長。 n E. 從出生到斷乳：檢查

3、成年雌性生殖功能、新生仔對宮外生活的適應性、斷乳前的發(fā) 育與生長。 nF. 從斷乳到性成熟：檢查斷乳后的發(fā)育與生長、對獨立生活的適應、達到完全的性功能。 2022-4-85外源化學物對生殖發(fā)育的影響外源化學物對生殖發(fā)育的影響干擾生殖發(fā)育的任何環(huán)節(jié)，并造成損害作用。干擾生殖發(fā)育的任何環(huán)節(jié)，并造成損害作用?？梢酝ㄟ^對內(nèi)分泌系統(tǒng)，特別是對性腺的作用，可以通過對內(nèi)分泌系統(tǒng)，特別是對性腺的作用，發(fā)生間接的影響。發(fā)生間接的影響。神經(jīng)系統(tǒng)對內(nèi)分泌功能也有調(diào)節(jié)作用，通過下神經(jīng)系統(tǒng)對內(nèi)分泌功能也有調(diào)節(jié)作用，通過下丘腦丘腦- -垂體垂體- -睪丸軸睪丸軸( (下丘腦下丘腦- -垂體垂體- -卵巢軸卵巢軸) )兩條

4、兩條途徑作用于生殖發(fā)育過程途徑作用于生殖發(fā)育過程 。 2022-4-86外源化學物對生殖發(fā)育損害作用的特點外源化學物對生殖發(fā)育損害作用的特點 生殖發(fā)育過程較機體其他系統(tǒng)更為敏感；生殖發(fā)育過程較機體其他系統(tǒng)更為敏感；外源化學物對生殖發(fā)育過程影響的范圍較為廣外源化學物對生殖發(fā)育過程影響的范圍較為廣泛和深遠泛和深遠 。不僅直接涉及雌雄兩個個體，同不僅直接涉及雌雄兩個個體，同時還可以在其第二代個體表現(xiàn)出損害作用，而時還可以在其第二代個體表現(xiàn)出損害作用，而且此種損害甚至在第二代以后的個體中表現(xiàn)出且此種損害甚至在第二代以后的個體中表現(xiàn)出來。來。2022-4-87第二節(jié)第二節(jié) 生殖毒性及其評定生殖毒性及其評

5、定 生殖毒理學歷史生殖毒理學歷史生殖毒性生殖毒性生殖毒性的評價生殖毒性的評價 2022-4-88生殖毒理學歷史生殖毒理學歷史19501950年美國霍普金斯大學醫(yī)院發(fā)現(xiàn)，懷孕期間年美國霍普金斯大學醫(yī)院發(fā)現(xiàn)，懷孕期間服用黃體酮，先后有服用黃體酮，先后有600600多名女嬰出現(xiàn)生殖器多名女嬰出現(xiàn)生殖器男性化畸形男性化畸形 。19561956年用于治療妊娠反應的反應停，年用于治療妊娠反應的反應停，19611961年后年后出現(xiàn)近萬例短肢畸形兒出現(xiàn)近萬例短肢畸形兒( (海豹畸形海豹畸形) )。二惡英二惡英(TCDD)(TCDD)造成的大面積污染及其與人群生造成的大面積污染及其與人群生殖危害的關系至今仍不清

6、楚殖危害的關系至今仍不清楚 。 2022-4-89生殖毒理學歷史生殖毒理學歷史過去半個世紀震驚全球的系列中毒或災難事件過去半個世紀震驚全球的系列中毒或災難事件的發(fā)生，在世界范圍內(nèi)提高了人們對用藥的安的發(fā)生，在世界范圍內(nèi)提高了人們對用藥的安全意識，高度關注新的化學物對生殖內(nèi)分泌系全意識，高度關注新的化學物對生殖內(nèi)分泌系統(tǒng)或妊娠結局的不良影響，促進了與生殖內(nèi)分統(tǒng)或妊娠結局的不良影響，促進了與生殖內(nèi)分泌系統(tǒng)安全相關法律的產(chǎn)生和研究方法指南的泌系統(tǒng)安全相關法律的產(chǎn)生和研究方法指南的問世。問世。 2022-4-810生殖毒性表現(xiàn)生殖毒性表現(xiàn) 外源化學物對生殖的過程的損害作用可以外源化學物對生殖的過程的損

7、害作用可以表現(xiàn)為性淡漠，性無能或各種形式的性功能減表現(xiàn)為性淡漠，性無能或各種形式的性功能減退。雌性可出現(xiàn)排卵規(guī)律改變，月經(jīng)失調(diào)或失退。雌性可出現(xiàn)排卵規(guī)律改變，月經(jīng)失調(diào)或失經(jīng)，卵巢萎縮，受孕減少，胚胎死亡，生殖能經(jīng)，卵巢萎縮，受孕減少，胚胎死亡，生殖能力的降低不孕或不育等。雄性可表現(xiàn)為睪丸萎力的降低不孕或不育等。雄性可表現(xiàn)為睪丸萎縮或壞死，精子數(shù)目減少?？s或壞死，精子數(shù)目減少。 2022-4-811對雄性生殖系統(tǒng)的毒作用 直接損傷睪丸中的細胞群對睪丸的毒性對睪丸的毒性 對精子發(fā)生 的有害作用精子生成障礙精子生成障礙性欲異常，喪失生育能力性欲異常，喪失生育能力引起生殖細胞突變，造成可遺傳損害引起生

8、殖細胞突變，造成可遺傳損害 繼發(fā)性的影響精子發(fā)生改變下丘腦-垂體功能直接影響睪丸細胞功能2022-4-812對雌性生殖系統(tǒng)的毒作用對卵巢的損害對卵巢的損害生殖道的損害：生殖道的損害： 影響運送卵子影響運送卵子/受精受精/受精卵發(fā)育受精卵發(fā)育對下丘腦對下丘腦-垂體系統(tǒng)的損害：閉經(jīng)，受孕力降低垂體系統(tǒng)的損害：閉經(jīng)，受孕力降低卵母細胞數(shù)下降/突變生長卵泡和成熟卵泡降低，排卵抑制，受孕力下降干擾卵巢內(nèi)分泌，影響受精/著床/胚胎發(fā)育2022-4-813評定的主要依據(jù)是交配后母體受孕情況（受孕率）、評定的主要依據(jù)是交配后母體受孕情況（受孕率）、妊娠過程情況（正常妊娠率）、子代動物分娩出生情妊娠過程情況（正

9、常妊娠率）、子代動物分娩出生情況（出生存活率）、授乳哺育（哺育成活率）以及斷況（出生存活率）、授乳哺育（哺育成活率）以及斷奶后發(fā)育情況等。奶后發(fā)育情況等。是檢查外源化學物對動物生育繁殖機能有無損害作用是檢查外源化學物對動物生育繁殖機能有無損害作用的試驗。的試驗。 生殖毒性的評價生殖毒性的評價 2022-4-814主要是根據(jù)發(fā)育階段的區(qū)別來設計的，每一段試驗大主要是根據(jù)發(fā)育階段的區(qū)別來設計的，每一段試驗大致相當于上述兩個階段。致相當于上述兩個階段。I段：生育能力和早期胚胎發(fā)育毒性試驗（一般生殖毒段：生育能力和早期胚胎發(fā)育毒性試驗（一般生殖毒性試驗，主要反映妊娠前及妊娠初期的情況）性試驗，主要反映

10、妊娠前及妊娠初期的情況）II段：胚體段：胚體胎體毒性試驗（致畸試驗）胎體毒性試驗（致畸試驗）III段：出生前后發(fā)育毒性試驗段：出生前后發(fā)育毒性試驗（圍生期毒性試驗，反映外源化合物對胚胎發(fā)育（圍生期毒性試驗，反映外源化合物對胚胎發(fā)育后期、母代分娩過程、哺乳期的影響）后期、母代分娩過程、哺乳期的影響） 三階段生殖毒性試驗三階段生殖毒性試驗 2022-4-815目的：目的：評價受試物對配子成熟、交配行為、生育力、胚胎評價受試物對配子成熟、交配行為、生育力、胚胎著床的影響著床的影響（前述生殖周期的（前述生殖周期的A A和和B B階段）。階段）。給藥期：給藥期：雄性從交配前雄性從交配前4 4周開始染毒，

11、并持續(xù)至交配成功；周開始染毒，并持續(xù)至交配成功；雌性交配前雌性交配前2 2周開始染毒（以覆蓋周開始染毒（以覆蓋3434個動情周期），至妊個動情周期），至妊娠第娠第6 6天受精卵著床。天受精卵著床。I段：生育能力和早期胚胎發(fā)育毒性試驗段：生育能力和早期胚胎發(fā)育毒性試驗（一般生殖毒性試驗）（一般生殖毒性試驗）2022-4-816段：肧體段：肧體- -胎體毒性試驗（致畸試驗）胎體毒性試驗（致畸試驗）目的：目的：評價自胚泡著床到硬腭閉合階段暴露受試物對妊娠評價自胚泡著床到硬腭閉合階段暴露受試物對妊娠母體和胚胎與胎仔發(fā)育的有害效應。包括母體毒性、胚胎母體和胚胎與胎仔發(fā)育的有害效應。包括母體毒性、胚胎或胎

12、兒死亡、生長改變和結構異常?；蛱核劳?、生長改變和結構異常。給藥期：給藥期：為著床期到硬腭閉合，即器官形成期；大、小鼠為著床期到硬腭閉合，即器官形成期；大、小鼠為受孕第為受孕第6 61515天，家兔為第天，家兔為第6 61818天。天。2022-4-817段：出生前后發(fā)育毒性試驗段：出生前后發(fā)育毒性試驗 （圍生期毒性試驗）（圍生期毒性試驗）目的：目的：評價母體從著床至斷乳期間接觸受試物對妊娠評價母體從著床至斷乳期間接觸受試物對妊娠/ /哺乳哺乳母體和對胎仔及仔代直至性成熟的有害效應。母體和對胎仔及仔代直至性成熟的有害效應。給藥期：給藥期：著床期開始，至仔鼠斷乳。大鼠孕著床期開始，至仔鼠斷乳。大

13、鼠孕1515天至產(chǎn)后天至產(chǎn)后2828天。天。2022-4-818v受試動物：多用性成熟大鼠，也可用小鼠或家兔受試動物：多用性成熟大鼠，也可用小鼠或家兔 v劑量分組劑量分組: :一般設立三個劑量組和兩個對照組一般設立三個劑量組和兩個對照組 高劑量組產(chǎn)生輕微毒性癥狀，但其死亡率不大于高劑量組產(chǎn)生輕微毒性癥狀，但其死亡率不大于10%10%，也不能，也不能完全喪失生育能力。相當于完全喪失生育能力。相當于1/10LD1/10LD5050。 低劑量組則不應產(chǎn)生任何可觀察到的損害效應。相當于高劑量低劑量組則不應產(chǎn)生任何可觀察到的損害效應。相當于高劑量組的組的1/301/30。 中劑量組應僅能出現(xiàn)極為輕微的中

14、毒癥狀。中劑量組應僅能出現(xiàn)極為輕微的中毒癥狀。 如果如果1000mg/kg1000mg/kg體重劑量對生育能力無損害作用，或最高劑量體重劑量對生育能力無損害作用，或最高劑量可引起親代動物表現(xiàn)一般毒性作用，但對生育力無不利影響，可引起親代動物表現(xiàn)一般毒性作用，但對生育力無不利影響，則可不進行其它劑量試驗。則可不進行其它劑量試驗。一、一般生殖毒性實驗方法原則2022-4-819v染毒途徑染毒途徑: :動物接觸受試物的方法應參照人類實動物接觸受試物的方法應參照人類實際接觸途徑際接觸途徑 交配前雄性動物應染毒交配前雄性動物應染毒4-104-10周，雌性動物周，雌性動物2 2周周 一般可混入飼料或飲水中

15、，也可采用灌胃或膠囊法。一般可混入飼料或飲水中，也可采用灌胃或膠囊法。v動物：至少采用一種動物，動物：至少采用一種動物， 推薦用大鼠；每組推薦用大鼠；每組雌雄各雌雄各2020只；雌性動物妊娠只；雌性動物妊娠13-1513-15天處死，雄性天處死，雄性交配成功處死。交配成功處死。一、一般生殖毒性實驗方法原則2022-4-8201.1.雄性生殖毒性評價雄性生殖毒性評價動物實驗動物實驗l 精子生成分析（精子計數(shù)、形態(tài)學及存活率）精子生成分析（精子計數(shù)、形態(tài)學及存活率）l 精子功能檢測精子功能檢測l 睪丸標志酶活性檢測睪丸標志酶活性檢測l 交配實驗交配實驗l 顯性致死試驗顯性致死試驗評價方法2022-

16、4-8212022-4-822小鼠精子頭部是鉤狀！2022-4-8232022-4-824三代兩窩2.雌性生殖毒性的評價雌性生殖毒性的評價 （斷奶或出生周）（斷奶或出生周） 給予受試物到周給予受試物到周 第一次交配第一次交配第二次交配第二次交配觀察三個月，喂飼普通飼觀察三個月，喂飼普通飼料，觀察其生長發(fā)育情況料，觀察其生長發(fā)育情況 斷乳后給予受試斷乳后給予受試物到周物到周 觀察三個月，喂飼普通飼觀察三個月，喂飼普通飼料，觀察其生長發(fā)育情況料，觀察其生長發(fā)育情況 斷乳后給予受試斷乳后給予受試物到周物到周 2022-4-825兩代一窩兩代一窩( (和一代一窩和一代一窩) )生殖試驗生殖試驗 F F

17、斷奶，檢查發(fā)育情況斷奶，檢查發(fā)育情況F F出生，每窩留只幼仔出生，每窩留只幼仔F F交配交配斷奶，給予受試物斷奶，給予受試物F F（每窩選留幼仔只，雌雄各半）（每窩選留幼仔只，雌雄各半）第第16-1916-19周周雌雄交配雌雄交配出生第周給予受試物（出生第周給予受試物（F F）2022-4-826受孕率（）受孕率（）: :反映雌性動物生育能力以及雌性動物受孕情況反映雌性動物生育能力以及雌性動物受孕情況 正常分娩率（）正常分娩率（）: :反映雌性動物妊娠過程是否受到影響反映雌性動物妊娠過程是否受到影響 幼仔出生存活率（）幼仔出生存活率（）: :反映雌性動物分娩過程是否正常反映雌性動物分娩過程是否

18、正常 %100(%)交配雌性動物數(shù)妊娠雌性動物數(shù)受孕率%100(%)正常分娩率妊娠動物數(shù)正常分娩雌性動物數(shù)%100仔仔4(%)幼仔出生存活率數(shù)分娩時出生幼數(shù)天存活幼出生后v觀察指標：觀察指標：2022-4-827幼仔哺育成活率（）幼仔哺育成活率（）: :反映雌性動物授乳哺育幼仔的能力反映雌性動物授乳哺育幼仔的能力 除上述個指標外，還應該注意出生幼仔是否有畸形存在，除上述個指標外，還應該注意出生幼仔是否有畸形存在，對死亡的幼仔應進行畸形檢查，可為下一步致畸試驗提供參對死亡的幼仔應進行畸形檢查，可為下一步致畸試驗提供參考考 %100421(%)天幼仔存活數(shù)出生后天斷乳幼仔存活數(shù)幼仔哺乳成活率v觀察

19、指標：觀察指標：2022-4-828基本概念基本概念致畸作用的毒理學特點致畸作用的毒理學特點致畸作用機理致畸作用機理外源化學物發(fā)育毒性的評價外源化學物發(fā)育毒性的評價 第三節(jié)發(fā)育毒性及其評定第三節(jié)發(fā)育毒性及其評定 2022-4-829 生殖是對親代動物而言，從配子生成、受精到生殖是對親代動物而言，從配子生成、受精到胎體分娩是一生殖過程。胎體分娩是一生殖過程。 發(fā)育主要是對子代而言，從受精卵到性成熟的發(fā)育主要是對子代而言，從受精卵到性成熟的青春期甚至一直到衰老都屬于發(fā)育過程。發(fā)育毒性青春期甚至一直到衰老都屬于發(fā)育過程。發(fā)育毒性也成為胚胎毒性。也成為胚胎毒性。2022-4-830發(fā)育毒理學的發(fā)展簡史

20、發(fā)育毒理學的發(fā)展簡史畸胎學（古代）畸胎學（古代）現(xiàn)代實驗畸胎學（現(xiàn)代實驗畸胎學（19世紀）世紀）發(fā)育毒理學發(fā)育毒理學2022-4-831 畸胎學畸胎學（古代）（古代）畸胎學是發(fā)育毒理學的基礎?；W是發(fā)育毒理學的基礎?；W作為一門描述性科學在文字之前就已經(jīng)存在了，四大文畸胎學作為一門描述性科學在文字之前就已經(jīng)存在了，四大文明古國都有畸胎的記載。最早可以追溯到公元前明古國都有畸胎的記載。最早可以追溯到公元前65006500年土耳其年土耳其的聯(lián)體嬰兒石刻。的聯(lián)體嬰兒石刻。50005000年前埃及壁畫所描述的唇腭裂和軟骨發(fā)年前埃及壁畫所描述的唇腭裂和軟骨發(fā)育不全等。育不全等。當時人們相信出生異常的

21、嬰兒是上天的懲罰、星象的反應和未當時人們相信出生異常的嬰兒是上天的懲罰、星象的反應和未來的預兆，有的則以為是人和動物之間雜交的結果。隨著來的預兆，有的則以為是人和動物之間雜交的結果。隨著16161717世紀生物科學的發(fā)展，才逐漸對畸胎有了科學的認識。世紀生物科學的發(fā)展，才逐漸對畸胎有了科學的認識。William HarveyWilliam Harvey于于16511651年提出了發(fā)育受阻學說，認為畸形起因年提出了發(fā)育受阻學說，認為畸形起因于器官或結構的不完全發(fā)育。于器官或結構的不完全發(fā)育。2022-4-832現(xiàn)代實驗畸胎學現(xiàn)代實驗畸胎學（19世紀）世紀）現(xiàn)代實驗畸胎學始于現(xiàn)代實驗畸胎學始于19

22、19世紀初，當時的胚胎學家使用各種物理世紀初，當時的胚胎學家使用各種物理因素（震動、倒置、針刺）和化學毒物處理雞蛋，產(chǎn)生了畸形因素（震動、倒置、針刺）和化學毒物處理雞蛋，產(chǎn)生了畸形小雞，有神經(jīng)管缺陷、無腦、脊柱裂、獨眼、心臟缺陷、位置小雞，有神經(jīng)管缺陷、無腦、脊柱裂、獨眼、心臟缺陷、位置顛倒和聯(lián)體雙胞胎等。他們還注意到作用時間在決定畸形類型顛倒和聯(lián)體雙胞胎等。他們還注意到作用時間在決定畸形類型方面比損傷的性質(zhì)更為重要。方面比損傷的性質(zhì)更為重要。2022-4-83320世紀早期世紀早期2020世紀早期發(fā)現(xiàn)多種環(huán)境因素（溫度、微生物毒素、藥物）可世紀早期發(fā)現(xiàn)多種環(huán)境因素（溫度、微生物毒素、藥物）可

23、以干擾鳥、爬蟲類、魚和兩棲類的發(fā)育。開始人們以為哺乳動以干擾鳥、爬蟲類、魚和兩棲類的發(fā)育。開始人們以為哺乳動物胚胎對致畸因子具有耐受性，要么直接致死，要么受母體的物胚胎對致畸因子具有耐受性，要么直接致死，要么受母體的保護，對胚胎沒什么影響。保護，對胚胎沒什么影響。19351935年，年，HaleHale首次報道維生素首次報道維生素A A缺缺乏誘導母豬產(chǎn)下突眼和腭裂的畸形后代。此后又有一些研究發(fā)乏誘導母豬產(chǎn)下突眼和腭裂的畸形后代。此后又有一些研究發(fā)現(xiàn)母體營養(yǎng)缺乏和許多環(huán)境因素，如氮芥、錐藍、激素、抗代現(xiàn)母體營養(yǎng)缺乏和許多環(huán)境因素，如氮芥、錐藍、激素、抗代謝藥、烷化劑、缺氧和謝藥、烷化劑、缺氧和X

24、 X射線等可以引起哺乳動物畸形。射線等可以引起哺乳動物畸形。2022-4-834重大歷史事件反應停thalidomide2022-4-835 是研究是研究發(fā)育中的生物體發(fā)育中的生物體從受精卵、妊娠以及出生從受精卵、妊娠以及出生后直到性成熟期間，由于暴露于后直到性成熟期間，由于暴露于外源性理化因素外源性理化因素而產(chǎn)而產(chǎn)生的各種生的各種發(fā)育異常發(fā)育異常及其及其機制機制，為理化因素的危險度或，為理化因素的危險度或安全性評價和預防措施提供依據(jù)的一門學科。安全性評價和預防措施提供依據(jù)的一門學科。發(fā)育毒理學發(fā)育毒理學developmental toxicology2022-4-836基本概念基本概念 1.

25、 發(fā)育毒性發(fā)育毒性(developmental toxicity)(developmental toxicity) 指出生前經(jīng)父體和指出生前經(jīng)父體和( (或或) )母體接觸外源性理化因素引起的在子母體接觸外源性理化因素引起的在子代到達成體之前出現(xiàn)的有害作用。具體表現(xiàn)可分為代到達成體之前出現(xiàn)的有害作用。具體表現(xiàn)可分為: : v生長遲緩生長遲緩: : 即胚胎與胎仔的發(fā)育過程在外源化學物影響下，較正即胚胎與胎仔的發(fā)育過程在外源化學物影響下，較正常的發(fā)育過程緩慢。常的發(fā)育過程緩慢。 v致畸作用致畸作用: : 由于外源化學物干擾，活產(chǎn)胎仔胎兒出生時，某種器由于外源化學物干擾，活產(chǎn)胎仔胎兒出生時，某種器官

26、表現(xiàn)形態(tài)結構異常。官表現(xiàn)形態(tài)結構異常。 v功能不全或異常功能不全或異常: : 即胎仔的生化、生理、代謝、免疫、神經(jīng)活動即胎仔的生化、生理、代謝、免疫、神經(jīng)活動及行為的缺陷或異常。及行為的缺陷或異常。 v胚胎死亡胚胎死亡: : 某些外源化學物在一定劑量范圍內(nèi)，可在胚胎或胎仔某些外源化學物在一定劑量范圍內(nèi)，可在胚胎或胎仔發(fā)育期間對胚胎或胎仔具有損害作用，并使其死亡。發(fā)育期間對胚胎或胎仔具有損害作用，并使其死亡。2022-4-8372. 2. 畸形、畸胎和致畸物畸形、畸胎和致畸物 v畸形畸形(malformation)(malformation): :器官形態(tài)的異常。器官形態(tài)的異常。 v致畸物或致畸

27、原致畸物或致畸原(teratogen)(teratogen): :凡在一定劑量下，能通過母凡在一定劑量下，能通過母體對胚胎或胎兒正常發(fā)育過程造成干擾，使子代出生后具體對胚胎或胎兒正常發(fā)育過程造成干擾，使子代出生后具有畸形的化合物。有畸形的化合物。v畸胎畸胎(terate)(terate): :具有畸形的胚胎或胎仔。具有畸形的胚胎或胎仔。 v致畸試驗致畸試驗: :評定外源化學物是否具有致畸作用的試驗。評定外源化學物是否具有致畸作用的試驗。 基本概念基本概念 2022-4-8383. 3. 胚胎毒性作用胚胎毒性作用(embryotoxicity)(embryotoxicity) 外源化學物引起的胎

28、仔生長發(fā)育遲緩和功能缺陷不外源化學物引起的胎仔生長發(fā)育遲緩和功能缺陷不全的損害作用，對母體無顯著的毒效應。全的損害作用，對母體無顯著的毒效應。（其中不包括致畸和胚（其中不包括致畸和胚胎致死作用。）胎致死作用。）4. 4. 母體毒性作用母體毒性作用(maternal(maternaltoxicity)toxicity) 母體毒性作用是指外源化學物在一定劑量下，對受母體毒性作用是指外源化學物在一定劑量下，對受孕母體產(chǎn)生的損害作用。具體表現(xiàn)包括體重減輕、出現(xiàn)某孕母體產(chǎn)生的損害作用。具體表現(xiàn)包括體重減輕、出現(xiàn)某些臨床癥伏、直至死亡。些臨床癥伏、直至死亡。 基本概念基本概念 2022-4-839 母體毒

29、性作用與致畸作用關系母體毒性作用與致畸作用關系v具有致畸作用，但無母體毒性出現(xiàn)。具有致畸作用，但無母體毒性出現(xiàn)。v出現(xiàn)致畸作用的同時也表現(xiàn)母體毒性。出現(xiàn)致畸作用的同時也表現(xiàn)母體毒性。v不具有特定致畸作用機理，但可破壞母體正常生理穩(wěn)不具有特定致畸作用機理，但可破壞母體正常生理穩(wěn)態(tài)。態(tài)。v僅具有母體毒性，但不具有致畸作用。僅具有母體毒性，但不具有致畸作用。v在一定劑量下，既不呈現(xiàn)母體毒性，也未見致畸作用。在一定劑量下，既不呈現(xiàn)母體毒性，也未見致畸作用。 2022-4-8405. 畸形與變異畸形與變異v在胚胎或胎兒出現(xiàn)器官形態(tài)結構異常稱為畸形。在胚胎或胎兒出現(xiàn)器官形態(tài)結構異常稱為畸形。v機體的形態(tài)結

30、構或生理功能，在同一物種的子代與機體的形態(tài)結構或生理功能，在同一物種的子代與親代之間或子代的個體之間，有時出現(xiàn)不完全相同親代之間或子代的個體之間，有時出現(xiàn)不完全相同的現(xiàn)象，即為變異。的現(xiàn)象，即為變異。 基本概念基本概念 2022-4-841致畸作用的毒理學特點致畸作用的毒理學特點 器官發(fā)生期的胚胎對致畸物最為敏感器官發(fā)生期的胚胎對致畸物最為敏感劑量與效應關系較為復雜劑量與效應關系較為復雜v劑量效應關系復雜的表現(xiàn)及原因劑量效應關系復雜的表現(xiàn)及原因在一定范圍內(nèi)，畸胎率與劑量成正比，當高到一定水平引起胚胎死亡而掩蓋了致畸作用，畸胎率反而會下降。v致畸作用的劑量反應曲線較為陡峭，斜率很大致畸作用的劑量

31、反應曲線較為陡峭，斜率很大致畸帶：從無作用劑量到胚胎死亡劑量的范圍致畸帶：從無作用劑量到胚胎死亡劑量的范圍2022-4-842種屬差異以及個體差異在致畸作用中較為明種屬差異以及個體差異在致畸作用中較為明顯顯v在不同動物并不一定都具有致畸作用，引起在不同動物并不一定都具有致畸作用，引起畸形的類型也不一致?；蔚念愋鸵膊灰恢?。v種間差異即同一物種中不同品系之間存在的種間差異即同一物種中不同品系之間存在的差異，在致畸作用中也極明顯。差異，在致畸作用中也極明顯。 致畸作用的毒理學特點致畸作用的毒理學特點 2022-4-843致畸作用機理致畸作用機理 Wilsom(1977)Wilsom(1977)提出

32、了畸形發(fā)生的提出了畸形發(fā)生的9 9種機制，種機制，包括包括突變、染色體斷裂、有絲分裂改變、改變突變、染色體斷裂、有絲分裂改變、改變核酸完整性或功能、減少前體或底物的補給、核酸完整性或功能、減少前體或底物的補給、減少能源支持、改變膜特性、滲透壓不平衡和減少能源支持、改變膜特性、滲透壓不平衡和酶抑制作用酶抑制作用。近年來在分子水平的研究有很大。近年來在分子水平的研究有很大的進展，雖然胚胎有代償機制彌補外源性化學的進展，雖然胚胎有代償機制彌補外源性化學物的影響，但是，是否產(chǎn)生畸形依賴于在致病物的影響，但是，是否產(chǎn)生畸形依賴于在致病過程中的每個步驟在損傷和修復之間的平衡。過程中的每個步驟在損傷和修復之

33、間的平衡。 2022-4-844二、二、WilsonWilson發(fā)育毒理學基本原理發(fā)育毒理學基本原理（一）對致畸的易感性取決于孕體的基因型及其與有害環(huán)（一）對致畸的易感性取決于孕體的基因型及其與有害環(huán)境因子相互作用的方式。境因子相互作用的方式。（二）對致畸的易感性隨著對有害因素暴露的發(fā)育時期的（二）對致畸的易感性隨著對有害因素暴露的發(fā)育時期的不同而變化。不同而變化。（三）致畸物以特異的方式（作用機制）作用于發(fā)育的細（三）致畸物以特異的方式（作用機制）作用于發(fā)育的細胞和組織，啟動一系列的異常發(fā)育事件（細胞病理機制）。胞和組織，啟動一系列的異常發(fā)育事件（細胞病理機制）。（四）有害影響能否接近發(fā)育中

34、的組織取決于有害影響本（四）有害影響能否接近發(fā)育中的組織取決于有害影響本身的性質(zhì)。身的性質(zhì)。（五）異常發(fā)育的四種表型是：死亡、畸形、生長遲緩和（五）異常發(fā)育的四種表型是：死亡、畸形、生長遲緩和功能缺陷。功能缺陷。（六）隨著劑量的增加，異常發(fā)育表型的頻率和程度也隨（六）隨著劑量的增加，異常發(fā)育表型的頻率和程度也隨之增加，從無毒作用到全部致死。之增加，從無毒作用到全部致死。2022-4-845基因突變引起胚胎發(fā)育異?；蛲蛔円鹋咛グl(fā)育異常細胞死亡和增殖速度減慢細胞死亡和增殖速度減慢細胞間通訊抑制細胞間通訊抑制胚胎中間代謝障礙胚胎中間代謝障礙胚胎組織中發(fā)育過程的不協(xié)調(diào)胚胎組織中發(fā)育過程的不協(xié)調(diào)致畸

35、作用機制致畸作用機制 2022-4-846外源化學物發(fā)育毒性的評價外源化學物發(fā)育毒性的評價 傳統(tǒng)常規(guī)致畸試驗傳統(tǒng)常規(guī)致畸試驗v動物選擇動物選擇v劑量分組劑量分組v動物交配處理動物交配處理v胎仔檢查胎仔檢查2022-4-847主要試驗方案：主要試驗方案：1.1.三段生殖毒性試驗主要用于評價藥物的生殖發(fā)育三段生殖毒性試驗主要用于評價藥物的生殖發(fā)育毒性。毒性。2.2.一代和多帶生殖毒性試驗主要用于評價食品添加一代和多帶生殖毒性試驗主要用于評價食品添加劑、農(nóng)藥及其他化學物的生殖發(fā)育毒性。劑、農(nóng)藥及其他化學物的生殖發(fā)育毒性。 由美國環(huán)境保護局（由美國環(huán)境保護局（EPAEPA）首先提出。）首先提出。3.3

36、.改進的大鼠發(fā)育神經(jīng)毒性的試驗程序。改進的大鼠發(fā)育神經(jīng)毒性的試驗程序。外源化學物發(fā)育毒性的評價外源化學物發(fā)育毒性的評價 2022-4-848傳統(tǒng)常規(guī)致畸試驗傳統(tǒng)常規(guī)致畸試驗v動物選擇動物選擇v劑量分組劑量分組v動物交配處理動物交配處理v胎仔檢查胎仔檢查2022-4-849v動物選擇動物選擇: : 致畸試驗的動物選擇，除參照毒性試驗中選擇致畸試驗的動物選擇，除參照毒性試驗中選擇動物的一般原則，即食性和對受試物代謝過程與人動物的一般原則，即食性和對受試物代謝過程與人類接近，體型小，馴服，容易飼養(yǎng)和繁殖及價廉外，類接近，體型小，馴服，容易飼養(yǎng)和繁殖及價廉外，還應特別注意妊娠過程較短、每窩產(chǎn)仔數(shù)較多和

37、胎還應特別注意妊娠過程較短、每窩產(chǎn)仔數(shù)較多和胎盤構造及厚度與人類接近等特點盤構造及厚度與人類接近等特點。 通常采用兩種動物：一種嚙齒類，首選大鼠；通常采用兩種動物：一種嚙齒類，首選大鼠；另一種非嚙齒類推薦家兔。另一種非嚙齒類推薦家兔。2022-4-850v劑量分組劑量分組 一般應先進行預試，目的是找出引起母體中毒的劑量。一般應先進行預試，目的是找出引起母體中毒的劑量。最少設最少設3 3個劑量組，另設對照組。原則上最高劑量組，可以個劑量組，另設對照組。原則上最高劑量組，可以引起母體輕度中毒，即進食量減少、體重減輕、死亡不超引起母體輕度中毒，即進食量減少、體重減輕、死亡不超過過10%10%。最低劑

38、量組不應觀察到任何中毒癥狀；中間劑量組。最低劑量組不應觀察到任何中毒癥狀；中間劑量組可以允許母體出現(xiàn)某些極輕微中毒癥狀。其劑量與高劑量可以允許母體出現(xiàn)某些極輕微中毒癥狀。其劑量與高劑量和低劑量成等比級數(shù)關系。和低劑量成等比級數(shù)關系。 一般最高劑量不超過一般最高劑量不超過LD50的的1/51/3，低劑量，低劑量可為可為1100130。 2022-4-851v給藥期給藥期 在胚胎器官形成期連續(xù)給藥（由胚胎著床到硬腭閉合），在胚胎器官形成期連續(xù)給藥（由胚胎著床到硬腭閉合），大鼠孕后大鼠孕后6-156-15天，家兔天，家兔6-186-18天。天。由于致畸作用有極為明確的敏感期，應精確掌握動物由于致畸作

39、用有極為明確的敏感期，應精確掌握動物接觸受試物的時間，必須在器官發(fā)生器。接觸受試物的時間，必須在器官發(fā)生器。2022-4-852v動物交配處理動物交配處理 每組動物大鼠或小鼠為每組動物大鼠或小鼠為1220只，家兔只，家兔812只，只，狗等大動物狗等大動物34只。只。 將性成熟雌雄動物按雌雄將性成熟雌雄動物按雌雄l l：1 1或或2 2：1 1比例同籠交配。比例同籠交配。每日將已確定受孕雌鼠隨機分入各劑量組和對照組。每日將已確定受孕雌鼠隨機分入各劑量組和對照組。出現(xiàn)陰栓或精子之日即為受孕出現(xiàn)陰栓或精子之日即為受孕0 0日，也有人作為第日，也有人作為第1 1日。日。 2022-4-853v胎仔檢查

40、胎仔檢查 自然分娩前自然分娩前1-21-2日將受孕動物處死，剖腹日將受孕動物處死，剖腹取出子宮及活產(chǎn)胎仔，并另行記錄死胎及吸收取出子宮及活產(chǎn)胎仔，并另行記錄死胎及吸收胎。一般大鼠在受孕后第胎。一般大鼠在受孕后第19-2019-20天，小鼠第天，小鼠第18-18-1919天，家兔在第天，家兔在第2929天。天。 2022-4-854n活胎、早起死亡胚胎（包括吸收胚胎）、晚起死亡胚胎的鑒別方法：n（1）活胎：胚胎已完整成形，色鮮紅，有自然運動，機械刺激后有運動反應。n（2）早期死亡的胚胎：胚胎的大小、外形和色澤可因死亡時間的相對遲早及死后自溶時間的長短變化很大，一般胎盤較小或不明顯，胎盤形體較小，外形不完整，各部位發(fā)育尚未完全，呈紫紅色，無自然動作。n（3）晚期死亡胚胎：胚胎完整成形，并有明顯胎盤，但色