化學(xué)物的生殖發(fā)育毒性及其評價課件

第九章化學(xué)物的生殖發(fā)育毒性及其評價Reproductive&DevelopmentalToxicityofChemicalToxiconandItsEvaluation概述

Introduction致畸研究簡史年份原因或受試因素先天異常1905x射線照射哺乳動物出生動物發(fā)育異常1921脂肪缺乏飲食出生動物發(fā)育異常1928入孕期接受X線照射小頭圍和智力遲鈍1935VitA缺乏飲食出生豬眼缺陷和其它畸形1937孕期給予某些激素嚙齒動物性分化異常1940廣島、長崎原子彈輻射唐氏綜合征(小頭伴智力不全)1942孕婦感染風(fēng)疹病毒先天性白內(nèi)障，耳聾，心臟病1944孕婦營養(yǎng)缺乏多種發(fā)育異常1952溴化鈉出生后行為功能異常(大鼠)1952孕婦服用氨基喋吟胎兒嚴(yán)重畸形流產(chǎn)1959孕婦食用甲基汞污染魚先天性水俁病(小頭,神經(jīng)缺陷)1961孕婦服用反應(yīng)停導(dǎo)致“災(zāi)難”性事件唇裂聯(lián)體兒先天愚型先天畸形的危害在人類疾病譜中，先天缺陷致壽命縮短分別是腫瘤和心血管病的8倍和5倍。先天畸形是導(dǎo)致嬰幼兒死亡的重要原因之一。在我國嬰幼兒死亡原因中，先天畸形占第二位，而在發(fā)達(dá)國家和我國的一些大城市已占首位。先天畸形給家庭和社會帶來沉重的精神壓力和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān).

先天畸形的原因病因未明70％

環(huán)境因素10％遺傳因素20％學(xué)

科

發(fā)

展繁殖毒理學(xué)生殖毒理學(xué)（reproductivetoxicology）發(fā)育毒理學(xué)（developmentaltoxicology）繁殖毒理生殖毒理(reproductivetoxicology)發(fā)育毒理(developmentaltoxicology)幾個基本概念1、生殖功能障礙

(reproductiondysfunction):

親代接觸毒物導(dǎo)致干擾受孕、孕體、發(fā)育、出生以及后代成熟為健康成人。2、生殖毒性

(reproductivetoxicity)生育力及一般生殖行為損害致畸形對孕后期與哺乳的不良反應(yīng)3、發(fā)育毒性

(developmentaltoxicity)外源性化學(xué)物對發(fā)育生物體從受精卵直到出生后性功能成熟整個發(fā)育過程產(chǎn)生的毒作用，包括胚胎毒性(embryonictoxicity)、胎兒毒性(fetaltoxicity)和行為致畸作用(behavioralteratogenesis)。具體四大表現(xiàn):：

GrowthanddevelopmentalretardationStructureabnormalityorteratogenicity

EmbryolethalityFunctionaldeficits4、胚胎-胎兒毒性(embryo-fetaltoxicity)

指發(fā)育毒性中的胚胎/胎兒生長發(fā)育遲緩和功能缺陷兩項，一般不包括畸形和胚胎死亡。5、母體毒性(maternaltoxicity)是指外源性化合物對妊娠母體的毒性作用，如表現(xiàn)為：體重減輕、功能異常、臨床癥狀，甚至死亡。6、先天畸形(congenitalmalformation)

指胎兒出生后，整個身體或某一部分的外形或內(nèi)臟具有解剖學(xué)上形態(tài)結(jié)構(gòu)的異常。通常不包括顯微鏡下細(xì)微結(jié)構(gòu)的異常、生化代謝性缺陷、單純功能異常(如精神缺陷、智力缺陷)，也不包括分娩過程中各種因素造成的缺陷。7、致畸作用(teratogeniceffect)

環(huán)境因素干擾胚胎或胎兒生長發(fā)育過程，影響其正常發(fā)育，以致胎兒在出生時，具有形態(tài)結(jié)構(gòu)異常(即先天畸形)的作用。由化學(xué)物引起的先天畸形稱為化學(xué)致畸作用。8、化學(xué)致畸物(chemicalteratogen)

凡能通過母體干擾胚胎或胎兒正常發(fā)育，使其出生時具有畸形的化學(xué)物。己知的動物致畸物約1500種。但已肯定的人類致畸物只有40余種。致畸物分為兩類：非共效應(yīng)致畸物：對胚胎或發(fā)育個體相對毒性高，對母體毒性相對低。（反應(yīng)停）共效應(yīng)致畸物：對母體和胚胎毒性接近的外源性化合物。（甲基汞）9、致畸敏感期(critcalperiod)

器官形成期(organogenesisperiod)指胚胎從著床到繼發(fā)腭閉合這段時期。人：第21-56天大鼠：第9-17天小鼠：第7.5-16天家兔：第11-20天眼：第9天心臟：第9-10天腦：第10天左右頭與脊椎骨：第11天腭：第12-13天泌尿生殖器：第15天殺蟲劑西維因豚鼠家兔和倉鼠農(nóng)藥二嗪農(nóng)

除草劑草完隆豚鼠與家兔倉鼠農(nóng)藥敵枯雙大鼠人群調(diào)查中尚未證實反應(yīng)停人類以及其它靈長類動物小鼠和家兔畸形率%大鼠懷孕天數(shù)大鼠胚胎各器官致畸敏感期（一）對雄性生育力的損害1、影響性欲和性行為2、損害生精過程精子表型核型異常與DNA變性和斷裂細(xì)胞凋亡HSPSClusterin顯性致死（二）對雌性生育力的損害1、影響性欲和性行為2、影響性激素和性周期3、受孕后身體生理變化4、對卵細(xì)胞的損害5、對孕體的損害傳代效應(yīng)(transgenerationaleffects)1、免疫系統(tǒng)損害2、兒童期腫瘤3、神經(jīng)系統(tǒng)損害化學(xué)毒物通過親代對配子、胚胎、胎兒的有些損傷會在下一代表現(xiàn)為某些系統(tǒng)功能異?；蚣膊?。發(fā)育缺陷的形成機(jī)理1.基因突變

細(xì)胞死亡過多

細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物太少

異常胚胎

/染色體異常

或減少

而影響局部形態(tài)或功能成熟2.干擾有絲分裂/核酸

細(xì)胞間相互作

生物合成減少

完整性或功能改變

用障礙3.前體或基質(zhì)缺乏

細(xì)胞的遷移受阻

生長與分化中

能源改變

的其他不平衡4.膜特異性改變

組織的機(jī)械破碎

膜通透性改變5.酶抑制

DNA修復(fù)或紡錘體形成障礙

6.細(xì)胞凋亡7.內(nèi)分泌干擾8.產(chǎn)生活性氧(ROS)精子的過氧化損傷

始發(fā)改變

病理作用

共同途徑

最終結(jié)局化學(xué)物的生殖毒性評價方法

一般生殖毒性試驗

(I段

)

致畸試驗

(II段

)

圍生期毒性試驗

(III段

)

繁殖試驗

(多代繁殖試驗

)1.動物毒性試驗2.環(huán)境流行病學(xué)研究3.控制下的臨床研究4.體外試驗(invitro

)實驗動物:

大鼠給藥期限：妊娠第7-16天結(jié)果觀察：母體毒性，出生前1天處死母鼠檢查胚胎毒性和胎兒毒性評定標(biāo)準(zhǔn):

致畸指數(shù)(雌鼠LD50/最小致畸劑量)標(biāo)準(zhǔn)致畸試驗(standardteratogenicitytest)

體外測試方法

全胚胎培養(yǎng)(wholeembryoculture,WEC)

微

團(tuán)

培

養(yǎng)

(micromassculture,MC)

生

殖

細(xì)

胞

培養(yǎng)

(germcellculture)

胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)

(embryostemcell,ESC)

果

蠅

致

死

試驗

(drosophilalethaltest)Preparationofimmediatelycentrifugalserum(ICS)forwholeembryoculture(WEC)即刻離心血清(ICS)的制備WECprocedure

體外全胚胎培養(yǎng)

O2，CO2，N20h(5:5:90)16h(20:5:75)26h(40:5:55)D(VYS)CRLHLGrowthandmorphologicalassessmentofVYSandembryosEffectsofBPAongrowthanddevelopmentinculturedratembryos.A,B,C:6;a,b,c:12A,a:controlgroupB,b:60mg/LBPAC,c:100mg/LBPAEffectsofp-NPongrowthanddevelopmentinculturedratembryos.A,a:controlgroupB,b:25mg/LNPC,c:50mg/LNPABC:6;abc:12MalformationsinducedbyBPA(A,B,C)andNP(a,b,c)MicromassculturetestFociofchondrogenesis.(StainningbyAlician.40)EffectofBPAondifferentiationoflimbbudcells.10A:controlB:5mg/LC:10mg/LD:20mg/LE:30mg/LF:40mg/LEffectofNPondifferentiationoflimbbudcells.10A:controlB:5mg/LC:10mg/LD:12.5mg/LE:15