毒理學(xué)第五講-生殖毒理學(xué)

1、2022-4-81 2022-4-82第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 哺乳動(dòng)物的生育繁殖過程哺乳動(dòng)物的生育繁殖過程外源化學(xué)物對(duì)生殖發(fā)育的影響外源化學(xué)物對(duì)生殖發(fā)育的影響外源化學(xué)物對(duì)生殖發(fā)育的影響以及損害作外源化學(xué)物對(duì)生殖發(fā)育的影響以及損害作用的特點(diǎn)用的特點(diǎn) 2022-4-83哺乳動(dòng)物的生育繁殖過程哺乳動(dòng)物的生育繁殖過程 n生殖發(fā)育是哺乳動(dòng)物繁衍種族的生理過生殖發(fā)育是哺乳動(dòng)物繁衍種族的生理過程，其中包含程，其中包含生殖細(xì)胞發(fā)生生殖細(xì)胞發(fā)生，即精子發(fā)，即精子發(fā)生和卵細(xì)胞發(fā)生、生和卵細(xì)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(xì)胞受精卵細(xì)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(gè)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(jié)束：檢查成年雌性生殖功能、胎體的發(fā)育與生長(zhǎng)、器官的發(fā)育與生長(zhǎng)。 n E. 從出生到斷乳：檢查

3、成年雌性生殖功能、新生仔對(duì)宮外生活的適應(yīng)性、斷乳前的發(fā) 育與生長(zhǎng)。 nF. 從斷乳到性成熟：檢查斷乳后的發(fā)育與生長(zhǎng)、對(duì)獨(dú)立生活的適應(yīng)、達(dá)到完全的性功能。 2022-4-85外源化學(xué)物對(duì)生殖發(fā)育的影響外源化學(xué)物對(duì)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。可以通過對(duì)內(nèi)分泌系統(tǒng)，特別是對(duì)性腺的作用，可以通過對(duì)內(nèi)分泌系統(tǒng)，特別是對(duì)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(duì)內(nèi)分泌功能也有調(diào)節(jié)作用，通過下神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)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(xué)物對(duì)生殖發(fā)育損害作用的特點(diǎn)外源化學(xué)物對(duì)生殖發(fā)育損害作用的特點(diǎn) 生殖發(fā)育過程較機(jī)體其他系統(tǒng)更為敏感；生殖發(fā)育過程較機(jī)體其他系統(tǒng)更為敏感；外源化學(xué)物對(duì)生殖發(fā)育過程影響的范圍較為廣外源化學(xué)物對(duì)生殖發(fā)育過程影響的范圍較為廣泛和深遠(yuǎn)泛和深遠(yuǎn) 。不僅直接涉及雌雄兩個(gè)個(gè)體，同不僅直接涉及雌雄兩個(gè)個(gè)體，同時(shí)還可以在其第二代個(gè)體表現(xiàn)出損害作用，而時(shí)還可以在其第二代個(gè)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(gè)體中表現(xiàn)出且此種損害甚至在第二代以后的個(gè)體中表現(xiàn)出來(lái)。來(lái)。2022-4-87第二節(jié)第二節(jié) 生殖毒性及其評(píng)定生殖毒性及其評(píng)

5、定 生殖毒理學(xué)歷史生殖毒理學(xué)歷史生殖毒性生殖毒性生殖毒性的評(píng)價(jià)生殖毒性的評(píng)價(jià) 2022-4-88生殖毒理學(xué)歷史生殖毒理學(xué)歷史19501950年美國(guó)霍普金斯大學(xué)醫(yī)院發(fā)現(xiàn)，懷孕期間年美國(guó)霍普金斯大學(xué)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(yīng)的反應(yīng)停，年用于治療妊娠反應(yīng)的反應(yīng)停，19611961年后年后出現(xiàn)近萬(wàn)例短肢畸形兒出現(xiàn)近萬(wàn)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(guān)系至今仍不清

6、楚殖危害的關(guān)系至今仍不清楚 。 2022-4-89生殖毒理學(xué)歷史生殖毒理學(xué)歷史過去半個(gè)世紀(jì)震驚全球的系列中毒或?yàn)?zāi)難事件過去半個(gè)世紀(jì)震驚全球的系列中毒或?yàn)?zāi)難事件的發(fā)生，在世界范圍內(nèi)提高了人們對(duì)用藥的安的發(fā)生，在世界范圍內(nèi)提高了人們對(duì)用藥的安全意識(shí)，高度關(guān)注新的化學(xué)物對(duì)生殖內(nèi)分泌系全意識(shí)，高度關(guān)注新的化學(xué)物對(duì)生殖內(nèi)分泌系統(tǒng)或妊娠結(jié)局的不良影響，促進(jìn)了與生殖內(nèi)分統(tǒng)或妊娠結(jié)局的不良影響，促進(jìn)了與生殖內(nèi)分泌系統(tǒng)安全相關(guān)法律的產(chǎn)生和研究方法指南的泌系統(tǒng)安全相關(guān)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(xué)物對(duì)生殖的過程的損害作用可以外源化學(xué)物對(duì)生殖的過程的損

7、害作用可以表現(xiàn)為性淡漠，性無(wú)能或各種形式的性功能減表現(xiàn)為性淡漠，性無(wú)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(duì)雄性生殖系統(tǒng)的毒作用 直接損傷睪丸中的細(xì)胞群對(duì)睪丸的毒性對(duì)睪丸的毒性 對(duì)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(xì)胞突變，造成可遺傳損害引起生

8、殖細(xì)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(xì)胞功能2022-4-812對(duì)雌性生殖系統(tǒng)的毒作用對(duì)卵巢的損害對(duì)卵巢的損害生殖道的損害：生殖道的損害： 影響運(yùn)送卵子影響運(yùn)送卵子/受精受精/受精卵發(fā)育受精卵發(fā)育對(duì)下丘腦對(duì)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(xì)胞數(shù)下降/突變生長(zhǎng)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(píng)定的主要依據(jù)是交配后母體受孕情況（受孕率）、評(píng)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(dòng)物分娩出生情妊娠過程情況（正

9、常妊娠率）、子代動(dòng)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(xué)物對(duì)動(dòng)物生育繁殖機(jī)能有無(wú)損害作用是檢查外源化學(xué)物對(duì)動(dòng)物生育繁殖機(jī)能有無(wú)損害作用的試驗(yàn)。的試驗(yàn)。 生殖毒性的評(píng)價(jià)生殖毒性的評(píng)價(jià) 2022-4-814主要是根據(jù)發(fā)育階段的區(qū)別來(lái)設(shè)計(jì)的，每一段試驗(yàn)大主要是根據(jù)發(fā)育階段的區(qū)別來(lái)設(shè)計(jì)的，每一段試驗(yàn)大致相當(dāng)于上述兩個(gè)階段。致相當(dāng)于上述兩個(gè)階段。I段：生育能力和早期胚胎發(fā)育毒性試驗(yàn)（一般生殖毒段：生育能力和早期胚胎發(fā)育毒性試驗(yàn)（一般生殖毒性試驗(yàn)，主要反映妊娠前及妊娠初期的情況）性試驗(yàn)，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(yàn)（致畸試驗(yàn)）胎體毒性試驗(yàn)（致畸試驗(yàn)）III段：出生前后發(fā)育毒性試驗(yàn)段：出生前后發(fā)育毒性試驗(yàn)（圍生期毒性試驗(yàn)，反映外源化合物對(duì)胚胎發(fā)育（圍生期毒性試驗(yàn)，反映外源化合物對(duì)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(yàn)三階段生殖毒性試驗(yàn) 2022-4-815目的：目的：評(píng)價(jià)受試物對(duì)配子成熟、交配行為、生育力、胚胎評(píng)價(jià)受試物對(duì)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(gè)動(dòng)情周期），至妊個(gè)動(dòng)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(yàn)段：生育能力和早期胚胎發(fā)育毒性試驗(yàn)（一般生殖毒性試驗(yàn)）（一般生殖毒性試驗(yàn)）2022-4-816段：肧體段：肧體- -胎體毒性試驗(yàn)（致畸試驗(yàn)）胎體毒性試驗(yàn)（致畸試驗(yàn)）目的：目的：評(píng)價(jià)自胚泡著床到硬腭閉合階段暴露受試物對(duì)妊娠評(píng)價(jià)自胚泡著床到硬腭閉合階段暴露受試物對(duì)妊娠母體和胚胎與胎仔發(fā)育的有害效應(yīng)。包括母體毒性、胚胎母體和胚胎與胎仔發(fā)育的有害效應(yīng)。包括母體毒性、胚胎或胎

12、兒死亡、生長(zhǎng)改變和結(jié)構(gòu)異常?；蛱核劳觥⑸L(zhǎng)改變和結(jié)構(gòu)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(yàn)段：出生前后發(fā)育毒性試驗(yàn) （圍生期毒性試驗(yàn)）（圍生期毒性試驗(yàn)）目的：目的：評(píng)價(jià)母體從著床至斷乳期間接觸受試物對(duì)妊娠評(píng)價(jià)母體從著床至斷乳期間接觸受試物對(duì)妊娠/ /哺乳哺乳母體和對(duì)胎仔及仔代直至性成熟的有害效應(yīng)。母體和對(duì)胎仔及仔代直至性成熟的有害效應(yīng)。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(dòng)物：多用性成熟大鼠，也可用小鼠或家兔受試動(dòng)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(shè)立三個(gè)劑量組和兩個(gè)對(duì)照組一般設(shè)立三個(gè)劑量組和兩個(gè)對(duì)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(dāng)于完全喪失生育能力。相當(dāng)于1/10LD1/10LD5050。 低劑量組則不應(yīng)產(chǎn)生任何可觀察到的損害效應(yīng)。相當(dāng)于高劑量低劑量組則不應(yīng)產(chǎn)生任何可觀察到的損害效應(yīng)。相當(dāng)于高劑量組的組的1/301/30。 中劑量組應(yīng)僅能出現(xiàn)極為輕微的中

14、毒癥狀。中劑量組應(yīng)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(duì)生育能力無(wú)損害作用，或最高劑量體重劑量對(duì)生育能力無(wú)損害作用，或最高劑量可引起親代動(dòng)物表現(xiàn)一般毒性作用，但對(duì)生育力無(wú)不利影響，可引起親代動(dòng)物表現(xiàn)一般毒性作用，但對(duì)生育力無(wú)不利影響，則可不進(jìn)行其它劑量試驗(yàn)。則可不進(jìn)行其它劑量試驗(yàn)。一、一般生殖毒性實(shí)驗(yàn)方法原則2022-4-819v染毒途徑染毒途徑: :動(dòng)物接觸受試物的方法應(yīng)參照人類實(shí)動(dòng)物接觸受試物的方法應(yīng)參照人類實(shí)際接觸途徑際接觸途徑 交配前雄性動(dòng)物應(yīng)染毒交配前雄性動(dòng)物應(yīng)染毒4-104-10周，雌性動(dòng)物周，雌性動(dòng)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(dòng)物：至少采用一種動(dòng)物，動(dòng)物：至少采用一種動(dòng)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(dòng)物妊娠只；雌性動(dòng)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(shí)驗(yàn)方法原則2022-4-8201.1.雄性生殖毒性評(píng)價(jià)雄性生殖毒性評(píng)價(jià)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)l 精子生成分析（精子計(jì)數(shù)、形態(tài)學(xué)及存活率）精子生成分析（精子計(jì)數(shù)、形態(tài)學(xué)及存活率）l 精子功能檢測(cè)精子功能檢測(cè)l 睪丸標(biāo)志酶活性檢測(cè)睪丸標(biāo)志酶活性檢測(cè)l 交配實(shí)驗(yàn)交配實(shí)驗(yàn)l 顯性致死試驗(yàn)顯性致死試驗(yàn)評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)雌性生殖毒性的評(píng)價(jià) （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(gè)月，喂飼普通飼觀察三個(gè)月，喂飼普通飼料，觀察其生長(zhǎng)發(fā)育情況料，觀察其生長(zhǎng)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(gè)月，喂飼普通飼觀察三個(gè)月，喂飼普通飼料，觀察其生長(zhǎng)發(fā)育情況料，觀察其生長(zhǎng)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(yàn)生殖試驗(yàn) 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(dòng)物生育能力以及雌性動(dòng)物受孕情況反映雌性動(dòng)物生育能力以及雌性動(dòng)物受孕情況 正常分娩率（）正常分娩率（）: :反映雌性動(dòng)物妊娠過程是否受到影響反映雌性動(dòng)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(dòng)物分娩過程是否正常反映雌性動(dòng)物分娩過程是否

18、正常 %100(%)交配雌性動(dòng)物數(shù)妊娠雌性動(dòng)物數(shù)受孕率%100(%)正常分娩率妊娠動(dòng)物數(shù)正常分娩雌性動(dòng)物數(shù)%100仔仔4(%)幼仔出生存活率數(shù)分娩時(shí)出生幼數(shù)天存活幼出生后v觀察指標(biāo)：觀察指標(biāo)：2022-4-827幼仔哺育成活率（）幼仔哺育成活率（）: :反映雌性動(dòng)物授乳哺育幼仔的能力反映雌性動(dòng)物授乳哺育幼仔的能力 除上述個(gè)指標(biāo)外，還應(yīng)該注意出生幼仔是否有畸形存在，除上述個(gè)指標(biāo)外，還應(yīng)該注意出生幼仔是否有畸形存在，對(duì)死亡的幼仔應(yīng)進(jìn)行畸形檢查，可為下一步致畸試驗(yàn)提供參對(duì)死亡的幼仔應(yīng)進(jìn)行畸形檢查，可為下一步致畸試驗(yàn)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(biāo)：觀察指標(biāo)：2022-4-828基本概念基本概念致畸作用的毒理學(xué)特點(diǎn)致畸作用的毒理學(xué)特點(diǎn)致畸作用機(jī)理致畸作用機(jī)理外源化學(xué)物發(fā)育毒性的評(píng)價(jià)外源化學(xué)物發(fā)育毒性的評(píng)價(jià) 第三節(jié)發(fā)育毒性及其評(píng)定第三節(jié)發(fā)育毒性及其評(píng)定 2022-4-829 生殖是對(duì)親代動(dòng)物而言，從配子生成、受精到生殖是對(duì)親代動(dòng)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(duì)子代而言，從受精卵到性成熟的發(fā)育主要是對(duì)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(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史

20、發(fā)育毒理學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史畸胎學(xué)（古代）畸胎學(xué)（古代）現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)畸胎學(xué)（現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)畸胎學(xué)（19世紀(jì)）世紀(jì)）發(fā)育毒理學(xué)發(fā)育毒理學(xué)2022-4-831 畸胎學(xué)畸胎學(xué)（古代）（古代）畸胎學(xué)是發(fā)育毒理學(xué)的基礎(chǔ)。畸胎學(xué)是發(fā)育毒理學(xué)的基礎(chǔ)?；W(xué)作為一門描述性科學(xué)在文字之前就已經(jīng)存在了，四大文畸胎學(xué)作為一門描述性科學(xué)在文字之前就已經(jīng)存在了，四大文明古國(guó)都有畸胎的記載。最早可以追溯到公元前明古國(guó)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(dāng)時(shí)人們相信出生異常的

21、嬰兒是上天的懲罰、星象的反應(yīng)和未當(dāng)時(shí)人們相信出生異常的嬰兒是上天的懲罰、星象的反應(yīng)和未來(lái)的預(yù)兆，有的則以為是人和動(dòng)物之間雜交的結(jié)果。隨著來(lái)的預(yù)兆，有的則以為是人和動(dòng)物之間雜交的結(jié)果。隨著16161717世紀(jì)生物科學(xué)的發(fā)展，才逐漸對(duì)畸胎有了科學(xué)的認(rèn)識(shí)。世紀(jì)生物科學(xué)的發(fā)展，才逐漸對(duì)畸胎有了科學(xué)的認(rèn)識(shí)。William HarveyWilliam Harvey于于16511651年提出了發(fā)育受阻學(xué)說，認(rèn)為畸形起因年提出了發(fā)育受阻學(xué)說，認(rèn)為畸形起因于器官或結(jié)構(gòu)的不完全發(fā)育。于器官或結(jié)構(gòu)的不完全發(fā)育。2022-4-832現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)畸胎學(xué)現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)畸胎學(xué)（19世紀(jì)）世紀(jì)）現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)畸胎學(xué)始于現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)畸胎學(xué)始于19

22、19世紀(jì)初，當(dāng)時(shí)的胚胎學(xué)家使用各種物理世紀(jì)初，當(dāng)時(shí)的胚胎學(xué)家使用各種物理因素（震動(dòng)、倒置、針刺）和化學(xué)毒物處理雞蛋，產(chǎn)生了畸形因素（震動(dòng)、倒置、針刺）和化學(xué)毒物處理雞蛋，產(chǎn)生了畸形小雞，有神經(jīng)管缺陷、無(wú)腦、脊柱裂、獨(dú)眼、心臟缺陷、位置小雞，有神經(jīng)管缺陷、無(wú)腦、脊柱裂、獨(dú)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(shí)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(shí)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(jì)早期世紀(jì)早期2020世紀(jì)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(jì)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(dòng)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(dòng)物胚胎對(duì)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(duì)致畸因子具有耐受性，要么直接致死，要么受母體的保護(hù)，對(duì)胚胎沒什么影響。保護(hù)，對(duì)胚胎沒什么影響。19351935年，年，HaleHale首次報(bào)道維生素首次報(bào)道維生素A A缺缺乏誘導(dǎo)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(dǎo)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(yíng)養(yǎng)缺乏和許多環(huán)境因素，如氮芥、錐藍(lán)、激素、抗代現(xiàn)母體營(yíng)養(yǎng)缺乏和許多環(huán)境因素，如氮芥、錐藍(lán)、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(dòng)物畸形。射線等可以引起哺乳動(dòng)物畸形。2022-4-834重大歷史事件反應(yīng)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(jī)制機(jī)制，為理化因素的危險(xiǎn)度或，為理化因素的危險(xiǎn)度或安全性評(píng)價(jià)和預(yù)防措施提供依據(jù)的一門學(xué)科。安全性評(píng)價(jià)和預(yù)防措施提供依據(jù)的一門學(xué)科。發(fā)育毒理學(xué)發(fā)育毒理學(xué)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(dá)成體之前出現(xiàn)的有害作用。具體表現(xiàn)可分為代到達(dá)成體之前出現(xiàn)的有害作用。具體表現(xiàn)可分為: : v生長(zhǎng)遲緩生長(zhǎng)遲緩: : 即胚胎與胎仔的發(fā)育過程在外源化學(xué)物影響下，較正即胚胎與胎仔的發(fā)育過程在外源化學(xué)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(xué)物干擾，活產(chǎn)胎仔胎兒出生時(shí)，某種器由于外源化學(xué)物干擾，活產(chǎn)胎仔胎兒出生時(shí)，某種器官

26、表現(xiàn)形態(tài)結(jié)構(gòu)異常。官表現(xiàn)形態(tài)結(jié)構(gòu)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(dòng)即胎仔的生化、生理、代謝、免疫、神經(jīng)活動(dòng)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(xué)物在一定劑量范圍內(nèi)，可在胚胎或胎仔某些外源化學(xué)物在一定劑量范圍內(nèi)，可在胚胎或胎仔發(fā)育期間對(duì)胚胎或胎仔具有損害作用，并使其死亡。發(fā)育期間對(duì)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(duì)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(duì)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(yàn)致畸試驗(yàn): :評(píng)定外源化學(xué)物是否具有致畸作用的試驗(yàn)。評(píng)定外源化學(xué)物是否具有致畸作用的試驗(yàn)。 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(xué)物引起的胎

28、仔生長(zhǎng)發(fā)育遲緩和功能缺陷不外源化學(xué)物引起的胎仔生長(zhǎng)發(fā)育遲緩和功能缺陷不全的損害作用，對(duì)母體無(wú)顯著的毒效應(yīng)。全的損害作用，對(duì)母體無(wú)顯著的毒效應(yīng)。（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(xué)物在一定劑量下，對(duì)受母體毒性作用是指外源化學(xué)物在一定劑量下，對(duì)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(guān)系母體毒性作用與致畸作用關(guān)系v具有致畸作用，但無(wú)母體毒性出現(xiàn)。具有致畸作用，但無(wú)母體毒性出現(xiàn)。v出現(xiàn)致畸作用的同時(shí)也表現(xiàn)母體毒性。出現(xiàn)致畸作用的同時(shí)也表現(xiàn)母體毒性。v不具有特定致畸作用機(jī)理，但可破壞母體正常生理穩(wěn)不具有特定致畸作用機(jī)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(jié)構(gòu)異常稱為畸形。在胚胎或胎兒出現(xiàn)器官形態(tài)結(jié)構(gòu)異常稱為畸形。v機(jī)體的形態(tài)結(jié)

30、構(gòu)或生理功能，在同一物種的子代與機(jī)體的形態(tài)結(jié)構(gòu)或生理功能，在同一物種的子代與親代之間或子代的個(gè)體之間，有時(shí)出現(xiàn)不完全相同親代之間或子代的個(gè)體之間，有時(shí)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(xué)特點(diǎn)致畸作用的毒理學(xué)特點(diǎn) 器官發(fā)生期的胚胎對(duì)致畸物最為敏感器官發(fā)生期的胚胎對(duì)致畸物最為敏感劑量與效應(yīng)關(guān)系較為復(fù)雜劑量與效應(yīng)關(guān)系較為復(fù)雜v劑量效應(yīng)關(guān)系復(fù)雜的表現(xiàn)及原因劑量效應(yīng)關(guān)系復(fù)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(dāng)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(huì)下降。v致畸作用的劑量反應(yīng)曲線較為陡峭，斜率很大致畸作用的劑量

31、反應(yīng)曲線較為陡峭，斜率很大致畸帶：從無(wú)作用劑量到胚胎死亡劑量的范圍致畸帶：從無(wú)作用劑量到胚胎死亡劑量的范圍2022-4-842種屬差異以及個(gè)體差異在致畸作用中較為明種屬差異以及個(gè)體差異在致畸作用中較為明顯顯v在不同動(dòng)物并不一定都具有致畸作用，引起在不同動(dòng)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(xué)特點(diǎn)致畸作用的毒理學(xué)特點(diǎn) 2022-4-843致畸作用機(jī)理致畸作用機(jī)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(jī)制，種機(jī)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(bǔ)給、核酸完整性或功能、減少前體或底物的補(bǔ)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(lái)在分子水平的研究有很大。近年來(lái)在分子水平的研究有很大的進(jìn)展，雖然胚胎有代償機(jī)制彌補(bǔ)外源性化學(xué)的進(jìn)展，雖然胚胎有代償機(jī)制彌補(bǔ)外源性化學(xué)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(gè)步驟在損傷和修復(fù)之間的平衡。過程中的每個(gè)步驟在損傷和修復(fù)之

33、間的平衡。 2022-4-844二、二、WilsonWilson發(fā)育毒理學(xué)基本原理發(fā)育毒理學(xué)基本原理（一）對(duì)致畸的易感性取決于孕體的基因型及其與有害環(huán)（一）對(duì)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(duì)致畸的易感性隨著對(duì)有害因素暴露的發(fā)育時(shí)期的（二）對(duì)致畸的易感性隨著對(duì)有害因素暴露的發(fā)育時(shí)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(jī)制）作用于發(fā)育的細(xì)（三）致畸物以特異的方式（作用機(jī)制）作用于發(fā)育的細(xì)胞和組織，啟動(dòng)一系列的異常發(fā)育事件（細(xì)胞病理機(jī)制）。胞和組織，啟動(dòng)一系列的異常發(fā)育事件（細(xì)胞病理機(jī)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(zhǎng)遲緩和（五）異常發(fā)育的四種表型是：死亡、畸形、生長(zhǎng)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(wú)毒作用到全部致死。之增加，從無(wú)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(xì)胞死亡和增殖速度減慢細(xì)胞死亡和增殖速度減慢細(xì)胞間通訊抑制細(xì)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(jī)制致畸作用機(jī)制 2022-4-846外源化學(xué)物發(fā)育毒性的評(píng)價(jià)外源化學(xué)物發(fā)育毒性的評(píng)價(jià) 傳統(tǒng)常規(guī)致畸試驗(yàn)傳統(tǒng)常規(guī)致畸試驗(yàn)v動(dòng)物選擇動(dòng)物選擇v劑量分組劑量分組v動(dòng)物交配處理動(dòng)物交配處理v胎仔檢查胎仔檢查2022-4-847主要試驗(yàn)方案：主要試驗(yàn)方案：1.1.三段生殖毒性試驗(yàn)主要用于評(píng)價(jià)藥物的生殖發(fā)育三段生殖毒性試驗(yàn)主要用于評(píng)價(jià)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(yàn)主要用于評(píng)價(jià)食品添加一代和多帶生殖毒性試驗(yàn)主要用于評(píng)價(jià)食品添加劑、農(nóng)藥及其他化學(xué)物的生殖發(fā)育毒性。劑、農(nóng)藥及其他化學(xué)物的生殖發(fā)育毒性。 由美國(guó)環(huán)境保護(hù)局（由美國(guó)環(huán)境保護(hù)局（EPAEPA）首先提出。）首先提出。3.3

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

37、胎還應(yīng)特別注意妊娠過程較短、每窩產(chǎn)仔數(shù)較多和胎盤構(gòu)造及厚度與人類接近等特點(diǎn)盤構(gòu)造及厚度與人類接近等特點(diǎn)。 通常采用兩種動(dòng)物：一種嚙齒類，首選大鼠；通常采用兩種動(dòng)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(yīng)先進(jìn)行預(yù)試，目的是找出引起母體中毒的劑量。一般應(yīng)先進(jìn)行預(yù)試，目的是找出引起母體中毒的劑量。最少設(shè)最少設(shè)3 3個(gè)劑量組，另設(shè)對(duì)照組。原則上最高劑量組，可以個(gè)劑量組，另設(shè)對(duì)照組。原則上最高劑量組，可以引起母體輕度中毒，即進(jìn)食量減少、體重減輕、死亡不超引起母體輕度中毒，即進(jìn)食量減少、體重減輕、死亡不超過過10%10%。最低劑

38、量組不應(yīng)觀察到任何中毒癥狀；中間劑量組。最低劑量組不應(yīng)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(jí)數(shù)關(guān)系。和低劑量成等比級(jí)數(shù)關(guān)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(yīng)精確掌握動(dòng)物由于致畸作

39、用有極為明確的敏感期，應(yīng)精確掌握動(dòng)物接觸受試物的時(shí)間，必須在器官發(fā)生器。接觸受試物的時(shí)間，必須在器官發(fā)生器。2022-4-852v動(dòng)物交配處理動(dòng)物交配處理 每組動(dòng)物大鼠或小鼠為每組動(dòng)物大鼠或小鼠為1220只，家兔只，家兔812只，只，狗等大動(dòng)物狗等大動(dòng)物34只。只。 將性成熟雌雄動(dòng)物按雌雄將性成熟雌雄動(dòng)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(jī)分入各劑量組和對(duì)照組。每日將已確定受孕雌鼠隨機(jī)分入各劑量組和對(duì)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(dòng)物處死，剖腹日將受孕動(dòng)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(yùn)動(dòng)，機(jī)械刺激后有運(yùn)動(dòng)反應(yīng)。n（2）早期死亡的胚胎：胚胎的大小、外形和色澤可因死亡時(shí)間的相對(duì)遲早及死后自溶時(shí)間的長(zhǎng)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(wú)自然動(dòng)作。n（3）晚期死亡胚胎：胚胎完整成形，并有明顯胎盤，但色