发育毒性与致畸作用讲稿.ppt

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1、西安交通大学医学院 易建华卫生毒理学关于发育毒性与致畸作用关于发育毒性与致畸作用第一页，讲稿共九十三页哦 主主 要要 内内 容容 1.发育毒性和致畸作用的基本概念 2.发育毒性和致畸作用的特点和影响因素3.发育毒性的剂量-反应模式4.母体毒性与发育毒性5.发育毒性和致畸作用常用评价方法:动物发育毒性试验、流行病学研究、替代试验。第二页，讲稿共九十三页哦第一节第一节 概概 述述 一、发育毒理学一、发育毒理学（developmental toxicologydevelopmental toxicology）：是毒）：是毒理学的重要分支学科，理学的重要分支学科，是是研究发育生物体在受精卵、研究发育生

2、物体在受精卵、妊娠期、出生后、直到性成熟的发育过程中，由于妊娠期、出生后、直到性成熟的发育过程中，由于出生前暴露于环境有害因子导致的异常发育结局及出生前暴露于环境有害因子导致的异常发育结局及有关的作用机制、发病原理、影响因素和毒物动力有关的作用机制、发病原理、影响因素和毒物动力学等。学等。第三页，讲稿共九十三页哦畸胎学（古代）畸胎学（古代）现代实验畸胎学（现代实验畸胎学（1919世纪）世纪）发育毒理学发育毒理学第四页，讲稿共九十三页哦从畸胎学到发育毒理学从畸胎学到发育毒理学 畸胎学畸胎学(Teratology）作为一个描述性的科学作为一个描述性的科学在有文字之前就已经存在有文字之前就已经存在了

3、。最早可以追溯到在了。最早可以追溯到6500D.B。杂交理论杂交理论（Hybride theory）认为畸形是人和动物杂交的结果认为畸形是人和动物杂交的结果并且这种杂交动物广泛存在并且这种杂交动物广泛存在 于神于神话传说中，如人头马身怪物、人话传说中，如人头马身怪物、人头牛身等头牛身等。第五页，讲稿共九十三页哦现代实验畸胎学：现代实验畸胎学：始于始于19世纪，研究者注意到作世纪，研究者注意到作用时间在决定畸形类型方面比损伤的性质更重要。用时间在决定畸形类型方面比损伤的性质更重要。从畸胎学到发育毒理学从畸胎学到发育毒理学物理（震动、物理（震动、倒置、针刺）倒置、针刺）化学因素化学因素鸡蛋鸡蛋畸形

4、小鸡畸形小鸡神经管缺陷、无脑畸神经管缺陷、无脑畸形、脊柱裂、独眼畸形、脊柱裂、独眼畸形、心脏缺陷、位置形、心脏缺陷、位置颠倒、联体双胞胎等。颠倒、联体双胞胎等。第六页，讲稿共九十三页哦致畸研究简史致畸研究简史第七页，讲稿共九十三页哦 反应停（thalidomide）事件 孕妇的理想选择？1953年，联邦德国一家名为Chemie Gruenenthal的制药公司研究人员发现，镇静安眠药反应停对孕妇怀孕早期的妊娠呕吐疗效极佳。1957年10月1日该公司将反应停正式推向市场。第八页，讲稿共九十三页哦 反应停便成了“孕妇 的理想选择”（当时 的广告用语），此药在欧洲、亚洲、非洲、澳洲和南美洲被医生量处

5、方给孕妇以治妊娠呕吐。科学家们在研制反应停时并科学家们在研制反应停时并没有料到这种药物会产生如没有料到这种药物会产生如此可怕的副作用此可怕的副作用。第九页，讲稿共九十三页哦令人恐怖的副作用到了1960年，欧洲的医生们开始发现，本地区畸形婴儿的出生率明显上升。这些婴儿有的是四肢畸形（主要是双上肢的短肢畸形），还有的是腭裂、盲儿、聋儿或内脏畸形。第十页，讲稿共九十三页哦西德的Lenz和澳大利亚的McBride两人同时于1961年分别独立确认反应停为诱发短肢畸形的病因。反应停被迫从市场撤回，动物模型复制成功。其致畸剂量为1mg/(kg.d)，只要末次月经后68周内口服200mg反应停便可引起严重的短

6、肢畸形；服药妇女还有流产、早产和死胎等发生。(孕妇的口服剂量是50-200mg/d)据推算，当时全世界有700010000畸形儿是由反应停所致。第十一页，讲稿共九十三页哦服用过量维生素引起的畸形维生素A每日服用5万单位（相当于浓缩A丸剂2丸、或浓缩鱼肝油滴剂30滴），连续3个月，会使胎儿骨骼畸形、并指、腭裂、眼与脑畸形、肾及中枢神经损害。第十二页，讲稿共九十三页哦酒酒精精胎胎儿儿综综合合征征第十三页，讲稿共九十三页哦上述事件让人们逐渐认识到生物、物理、化学因素和不良生活嗜好都可引起人类畸形；尤其是反应停事件的发生，大大推动了外源化学物致畸作用和发育毒性的研究及新药发育毒理学研究和管理法规的建立

7、。第十四页，讲稿共九十三页哦悲剧带来的福音！悲剧带来的福音！1966年美国食品与药品管理局（FDA）提出三段生殖毒性试验指南，其中包括对致畸等发育毒性的评价。1986年美国环保局（EPA）提出可疑发育毒物危险度评价指南，第一次明确提出要对化学物进行发育毒性评价。从20世纪70年代起，我国已开始了对药品、农药、食品添加剂和环境污染物的致畸研究，并把致畸试验、生殖毒性试验列为新药、农药、食品及首次进口化学品的安全性毒理学评价的重要组成部分。第十五页，讲稿共九十三页哦 第二节第二节 发育毒性与致畸性发育毒性与致畸性 一、基本概念一、基本概念 畸形（畸形（malformation）：指发育生物体解剖学

8、上形态：指发育生物体解剖学上形态结构的缺陷。对结构的缺陷。对外观外观、生理功能和（或）寿命、生理功能和（或）寿命等等可产生有害影响，可以存活也可能死亡。可产生有害影响，可以存活也可能死亡。致畸物（致畸物（teratogenteratogen）:致畸作用（致畸作用（teratogenic effectteratogenic effect）:致畸性致畸性（teratogenteratogenicityicity）:第十六页，讲稿共九十三页哦第十七页，讲稿共九十三页哦第十八页，讲稿共九十三页哦第十九页，讲稿共九十三页哦第二十页，讲稿共九十三页哦第二十一页，讲稿共九十三页哦是是由遗传和遗传外因素控制的

9、外观变化，或由于分化由遗传和遗传外因素控制的外观变化，或由于分化改变而引起的差异。改变而引起的差异。指指在在同一同一种属种属的子代与亲代之间或子代的个体之间，的子代与亲代之间或子代的个体之间，有时出现不完全相同的现象。有时出现不完全相同的现象。例如肋骨或椎骨数目多于或少于正常，甚至某些内脏易位都属于变异。2.变异变异第二十二页，讲稿共九十三页哦u一般认为变异不影响正常生理功能，更不危及生命。u但是在动物致畸试验中，如果某种变异出现较多，并呈一定剂量效应关系，应该引起注意。2.变异变异第二十三页，讲稿共九十三页哦广义上包括孕体结构和功能方面的各种损害，狭义广义上包括孕体结构和功能方面的各种损害，

10、狭义指孕体的死亡和生长发育迟缓，不包括结构畸形。指孕体的死亡和生长发育迟缓，不包括结构畸形。区分胚体和胎体两个阶段；区分胚体和胎体两个阶段；每个阶段损害的主要特点。每个阶段损害的主要特点。3.3.胚体胚体-胎体毒性胎体毒性(embryo-fetal toxicity)(embryo-fetal toxicity)第二十四页，讲稿共九十三页哦指出生前指出生前后接触有害因素，后接触有害因素，子代子代个体发育为个体发育为成体之成体之前前诱发的有诱发的有害害影响，主要表现为影响，主要表现为：发育生物体死亡发育生物体死亡生长生长改变改变结构结构异常异常功能功能缺陷缺陷 4.4.发育毒性发育毒性（deve

11、lopmental developmental toxicitytoxicity）第二十五页，讲稿共九十三页哦 发育毒性的主要表现发育毒性的主要表现发育生物体发育生物体死亡：包括受精卵未发育即死亡；胚泡未着床即死亡（早早孕丢失）；着床后发育到某一阶段死亡。早期死亡被吸收或自子宫排出（自然流产）；晚期死亡成为死胎。第二十六页，讲稿共九十三页哦 发育毒性的主要表现发育毒性的主要表现生长生长改变改变（altered altered growth growth）:生长迟缓，生长发育指生长迟缓，生长发育指标低于正常对照的均值标低于正常对照的均值2 2个标准差个标准差。结构异常（结构异常（structur

12、al abnormalitystructural abnormality）:指胎儿形态结构指胎儿形态结构异常，即畸形。异常，即畸形。功能缺陷（功能缺陷（functional deficiencyfunctional deficiency）:即胎仔的生化、生即胎仔的生化、生理、代谢、免疫、神经活动及行为的缺陷或异常。理、代谢、免疫、神经活动及行为的缺陷或异常。第二十七页，讲稿共九十三页哦5.5.出生缺陷（出生缺陷（birth defect)birth defect):指婴儿出生前即已形成的指婴儿出生前即已形成的发育障碍，包括畸形和功能缺陷。如先天性心脏发育障碍，包括畸形和功能缺陷。如先天性心脏病

13、、唇腭裂、神经管畸形、尿道下裂、隐睾症等。病、唇腭裂、神经管畸形、尿道下裂、隐睾症等。6.6.不良妊娠结局（不良妊娠结局（adverse pregnancy outcomes)adverse pregnancy outcomes)：指妊娠后不能产生外观和功能正常的子代。指妊娠后不能产生外观和功能正常的子代。第二十八页，讲稿共九十三页哦二、发育毒性的作用特点和影响因素二、发育毒性的作用特点和影响因素与对其他器官系统的毒性作用相比，外源化学物的发育毒性作用有显著的特点:致畸作用受到多种因素的影响，包括敏感期、遗传类型、剂量、母体毒性等。第二十九页，讲稿共九十三页哦（一）（一）发育发育各阶段发育毒性

14、作用特点和致畸敏感期各阶段发育毒性作用特点和致畸敏感期卵子受精后一直发育直至出生为止，都称为孕体。从受精到新生儿的发育过程经历着:u着床前期u器官形成期 最容易引起畸形的阶段u胎儿期u围生期和出生后的发育期 第三十页，讲稿共九十三页哦1.着床前期又称为分化前期，从受精时算起，到完成着床之前。该期限在人类为11-12天；啮齿动物为前6天。这时受损伤的胚泡容易死亡，称为着床前丢失。有些化学毒物作用于胚泡，使之死亡而丢失。第三十一页，讲稿共九十三页哦着床前期发育毒性 一般认为，此时很少发生特异的致畸效应。也有着床前期接触毒物导致胎儿畸形的例子。如：甲基亚硝脲 子代神经管缺陷小鼠妊娠 第2.5天、3.

15、5天和4.5天 腭 裂 第三十二页，讲稿共九十三页哦孕体着床后直到硬腭闭合的一段时间。孕体着床后直到硬腭闭合的一段时间。是发生结构是发生结构畸形的关键期畸形的关键期(critical period)，也称，也称致畸敏感期致畸敏感期。在此期间，大多数器官对致畸作用有特殊敏感期，即所谓的时间“靶窗”（target window）。自受精之日计算：人是3-8周；大、小鼠是615天；家兔为618天。2.器官形成期器官形成期第三十三页，讲稿共九十三页哦第三十四页，讲稿共九十三页哦同一剂量的一种致畸物在敏感期与胚胎接触，同一剂量的一种致畸物在敏感期与胚胎接触，可因胚胎所处发育阶段不同而出现不同的畸形。可因

16、胚胎所处发育阶段不同而出现不同的畸形。Case1：大量维生素：大量维生素A在受精后第在受精后第8天给予大鼠，主要出现骨天给予大鼠，主要出现骨骼畸形；在第骼畸形；在第12天给予，则诱发腭裂。天给予，则诱发腭裂。case2：同样剂量砷酸钠在小鼠受精第：同样剂量砷酸钠在小鼠受精第7天和第天和第9天分别给予，前天分别给予，前者主要出现脐疝，后者主要为露脑。者主要出现脐疝，后者主要为露脑。器官形成期器官形成期发育毒性发育毒性第三十五页，讲稿共九十三页哦 Rodent development 第三十六页，讲稿共九十三页哦在器官形成期，染毒除致畸外，也可能引起胚胎死亡。人和灵长类以流产告终，一胎多仔动物胚胎

17、死亡后被吸收，称为吸收胎。在这一时期，外源化学物表现出发育毒性，以结构畸形最突出，也可有胚胎死亡、生长迟缓。器官形成期器官形成期发育毒性发育毒性第三十七页，讲稿共九十三页哦 器官形成结束后（人类从第器官形成结束后（人类从第56-5856-58天起）到分娩的一段天起）到分娩的一段时间。时间。以组织分化，生长和生理学的成熟为基本特征以组织分化，生长和生理学的成熟为基本特征，接触发育毒物很可能对生长和功能成熟产生效应。接触发育毒物很可能对生长和功能成熟产生效应。全身生长迟缓全身生长迟缓 特异的功能障碍特异的功能障碍 经胎盘致癌经胎盘致癌 死胎死胎3.胎儿期胎儿期第三十八页，讲稿共九十三页哦发育毒性的

18、主要表现：发育免疫毒性神经行为发育异常儿童期肿瘤4.围生期和出生后的发育期围生期和出生后的发育期第三十九页，讲稿共九十三页哦围生期和出生后的发育毒性围生期和出生后的发育毒性 发育免疫毒性二噁英、氯氰菊酯、乙醇等 影响出生后T细胞、B细胞和吞噬细胞的发育、分化、迁移、归巢和功能。最终暂时或永久性损害子代的免疫系统。第四十页，讲稿共九十三页哦围生期和出生后的发育毒性围生期和出生后的发育毒性发育神经毒性表现为对感觉、运动、自主和认知的影响。u妊娠期饮酒 乙醇综合征胎儿（FAS）。u父母亲吸烟（烟碱）可改变胎儿中枢神经系统烟碱受体发育，增加出生后的学习、行为和注意力障碍。第四十一页，讲稿共九十三页哦围

19、生期和出生后的发育毒性围生期和出生后的发育毒性 儿童期肿瘤围生期是一生中对致癌物最敏感的时期，许多儿童期高发肿瘤（如急性淋巴细胞性白血病、神经母细胞瘤、骶骨前畸胎瘤等）都可能与出生前因素有关。因为这一时期细胞增殖快，药物代谢酶的个体发生不全，免疫监视功能低。第四十二页，讲稿共九十三页哦 发育各阶段发育毒性的重要表现 发育阶段发育阶段 重要表现重要表现 着着 床床 前前 期期 胚胎死亡胚胎死亡 器官形成期器官形成期 畸形、胚胎死亡畸形、胚胎死亡 胎胎 儿儿 期期 生长迟缓、功能不全、胎儿死亡、经胎盘致癌生长迟缓、功能不全、胎儿死亡、经胎盘致癌新新 生生 儿儿 期期生长迟缓、神经系统、免疫系统功能

20、不全、儿童期肿瘤生长迟缓、神经系统、免疫系统功能不全、儿童期肿瘤第四十三页，讲稿共九十三页哦（二）发育毒性的剂量-反应模式u除了在较高剂量几乎全窝胚胎死亡外，正常胎、生长迟缓和结构畸形同时存在：这一类型较常见。u在远远低于胚胎致死的剂量下即可出现致畸，甚至全窝致畸：这种模式表示受试物有高度致畸作用，较少见。u只有生长迟缓和胚胎致死，但没有畸形发生。第四十四页，讲稿共九十三页哦发育毒性的阈值概念发育毒性的阈值概念需要极大的样本数，难以用实验找出一个发生率需要极大的样本数，难以用实验找出一个发生率很低的剂量很低的剂量-反应关系；反应关系；多数发育毒性机制还不清楚，或支持或不支持阈多数发育毒性机制还

21、不清楚，或支持或不支持阈值的存在；值的存在；考虑个体的阈值和群体的阈值之间的区别。考虑个体的阈值和群体的阈值之间的区别。第四十五页，讲稿共九十三页哦（三）发育毒性的物种差异（三）发育毒性的物种差异SpeciesHumans0.5 mg/kg/dayMouse 30 60X Rat 50100X Dog100200XHamster 350700XDose(LETD)Fold Difference from HumansCross-Species Differences in Responseto Thalidomide第四十六页，讲稿共九十三页哦三、母体毒性与发育毒性三、母体毒性与发育毒性 母体

22、毒性（母体毒性（maternalmaternaltoxicitytoxicity）：指外源化：指外源化学物在一定剂量下，对受孕母体产生的损害学物在一定剂量下，对受孕母体产生的损害作用。具体表现包括作用。具体表现包括体重减轻、出现某些临体重减轻、出现某些临床症状、直至死亡。床症状、直至死亡。（一）母体因素对发育毒性的影响（一）母体因素对发育毒性的影响 遗传学遗传学、疾病、疾病、营养、营养 、应激、应激、对胎盘的毒性对胎盘的毒性 第四十七页，讲稿共九十三页哦（二）母体毒性与胚胎毒性的关系（二）母体毒性与胚胎毒性的关系1 1具有具有发育发育毒性，但无母体毒性；毒性，但无母体毒性；2 2同时出现同时出

23、现发育发育毒性和母体毒性；毒性和母体毒性；3 3具有母体毒性，但不具有致畸作用；具有母体毒性，但不具有致畸作用；4 4在一定剂量下，既无母体毒性，也不在一定剂量下，既无母体毒性，也不 表现发育毒性。表现发育毒性。第四十八页，讲稿共九十三页哦 第四节第四节 发育毒性和致畸作用试验与评价发育毒性和致畸作用试验与评价 外源化学物发育毒性的评价动物发育毒性试验人群流行病学调查发育毒性替代试验第四十九页，讲稿共九十三页哦动 物 发 育 毒 性 试 验优点：容易控制接触条件、接触动物数量、年龄、状态及选择检测效应指标（终点）。甚至一些轻微的效应对研究人体影响很有意义。缺点：试验结果外推到人存在不肯定性，预

24、测对人的致畸性特异性不够高；从较高剂量暴露结果外推到人（暴露剂量较低）有一定困难，况且人与人之间的个体差异要比动物的更大。第五十页，讲稿共九十三页哦一、动物发育毒性试验一、动物发育毒性试验主要的试验方案主要的试验方案1.1.三段生殖毒性试验主要用于评价药物的生殖发育三段生殖毒性试验主要用于评价药物的生殖发育毒性。毒性。2.2.一代和多代生殖毒性试验主要用于评价食品添加一代和多代生殖毒性试验主要用于评价食品添加剂、农药及其他化学物的生殖发育毒性。剂、农药及其他化学物的生殖发育毒性。3.3.改进的大鼠发育神经毒性的试验程序：改进的大鼠发育神经毒性的试验程序：19881988年年EPAEPA发布。发

25、布。第五十一页，讲稿共九十三页哦 最佳方案是对成年动物进行染毒并试验，包最佳方案是对成年动物进行染毒并试验，包 括子代从受精卵到性成熟所有生长发育阶段；括子代从受精卵到性成熟所有生长发育阶段；观察期应贯穿一个完整的生命周期。观察期应贯穿一个完整的生命周期。设计的设计的关键在于试验对生殖和生长发育各阶段关键在于试验对生殖和生长发育各阶段的影响无间隔，并可直接或间接评价生殖循环的的影响无间隔，并可直接或间接评价生殖循环的全过程。全过程。最常选用的方案为三段生殖毒性试验最常选用的方案为三段生殖毒性试验 。动物发育毒性试验动物发育毒性试验的基本要求的基本要求第五十二页，讲稿共九十三页哦为了进行生殖发育

26、毒性实验设计方便，将连续、完整的生殖发育过程细分为以下6个阶段：交配交配性成熟性成熟第五十三页，讲稿共九十三页哦三段生殖毒性实验示意图三段生殖毒性实验示意图 I 生育力与早期胚胎发育毒性试验;II 胚体胎体毒性试验；III 出生前和出生后发育毒性试验。实线表示染毒期。处死怀孕前着床前器官形成期 胎期新生儿期 开始怀孕 着床分娩断乳I 4周15天处死IIIII第五十四页，讲稿共九十三页哦生育力与早期胚胎发育毒性试验流程图生育力与早期胚胎发育毒性试验流程图第五十五页，讲稿共九十三页哦胚胎胚胎-胎仔发育毒性试验流程图胎仔发育毒性试验流程图第五十六页，讲稿共九十三页哦围产期毒性试验流程图围产期毒性试验

27、流程图第五十七页，讲稿共九十三页哦致畸试验致畸作用是发育毒性中最重要、最容易观察到一种表现，故化学物发育毒性的评定主要通过致畸试验。在致畸试验中除可观察到出生幼仔畸形外，也可同 时发现生长发育迟缓和胚胎致死。段试验是评定化学物是否具有致畸作用的标准方法。第五十八页，讲稿共九十三页哦动物选择动物选择:一般要求选用两种哺乳动物一般要求选用两种哺乳动物v啮齿类：首先考虑大鼠，也可采用小鼠。啮齿类：首先考虑大鼠，也可采用小鼠。v非啮齿类：多选家兔。非啮齿类：多选家兔。致畸试验致畸试验第五十九页，讲稿共九十三页哦剂量分组剂量分组试验剂量组最少应设三个剂量组：高、中、低。试验剂量组最少应设三个剂量组：高、

28、中、低。每组剂量成等比级数关系。每组剂量成等比级数关系。另设对照组。另设对照组。原则上高剂量组可引起母体轻度中毒；中剂量组原则上高剂量组可引起母体轻度中毒；中剂量组可允许母体出现某些极轻微中毒症状；最低剂量可允许母体出现某些极轻微中毒症状；最低剂量组不应观察到任何中毒症状。组不应观察到任何中毒症状。致畸试验致畸试验第六十页，讲稿共九十三页哦动物交配动物交配将性成熟雌雄动物按雌雄将性成熟雌雄动物按雌雄1 1：1 1或或2 2：1 1比例同笼交比例同笼交配，每日通过阴栓或阴道涂片精子检查，将已确配，每日通过阴栓或阴道涂片精子检查，将已确定受孕雌鼠随机分入各剂量组和对照组。出现阴定受孕雌鼠随机分入各

29、剂量组和对照组。出现阴栓或精子之日即为受孕第栓或精子之日即为受孕第1 1天。天。致畸试验致畸试验第六十一页，讲稿共九十三页哦动物染毒动物染毒n染毒时间：在器官形成期，即从着床期到硬腭闭合染毒时间：在器官形成期，即从着床期到硬腭闭合大、小鼠孕期的第大、小鼠孕期的第615615天天兔孕期的兔孕期的618618天。天。n染毒方式与途径应与人体实际接触情况一致染毒方式与途径应与人体实际接触情况一致一般多经口给予。一般多经口给予。致畸试验致畸试验第六十二页，讲稿共九十三页哦染毒期间观察妊娠动物的：染毒期间观察妊娠动物的：n体征和死亡（体征和死亡（1 1次次/日）日）;n体重和体重改变（体重和体重改变（2

30、 2次次/日）；日）；n摄食量（摄食量（1 1次次/日）；日）；n其他毒性研究中已证实的重要靶效应。其他毒性研究中已证实的重要靶效应。致畸试验致畸试验第六十三页，讲稿共九十三页哦胎体检查：胎体检查：n自然分娩前自然分娩前1212天将受孕动物处死：天将受孕动物处死：一般大鼠在受孕后第一般大鼠在受孕后第19201920天；天；小鼠第小鼠第18191819天；天；家兔在第家兔在第2929天。天。致畸试验致畸试验第六十四页，讲稿共九十三页哦剖剖腹腹处处死死时时对对所所有有妊妊娠娠动动物物进进行行尸尸体体解解剖剖和和肉肉眼检查。眼检查。保保存存肉肉眼眼发发现现有有改改变变的的脏脏器器，以以便便进进行行组

31、组织织学学评价。评价。取取出出子子宫宫及及活活产产胎胎体体，并并另另行行记记录录死死胎胎和和吸吸收收胎。胎。活活胎胎取取出出后后，先先检检查查性性别别，逐逐只只称称重重，并并按按窝窝计计算算平平均均体体重重，然然后后由由下下列列几几方方面面进进行行畸畸形形检检查：查：外观畸形外观畸形内脏及软组织畸形内脏及软组织畸形骨骼畸形。骨骼畸形。畸形检查只限活产胎体。致畸试验致畸试验第六十五页，讲稿共九十三页哦以以上上检检查查只只能能检检出出结结构构与与形形态态的的畸畸形形，不不能能检出可能发生的生化功能或神经行为缺陷。检出可能发生的生化功能或神经行为缺陷。故故为为了了全全面面了了解解可可能能存存在在的的

32、先先天天缺缺陷陷和和生生理理功功能能异异常常，可可将将试试验验雌雌鼠鼠保保留留1/41/4左左右右待待其其自然分娩，饲养观察出生幼仔以便检查。自然分娩，饲养观察出生幼仔以便检查。致畸试验致畸试验第六十六页，讲稿共九十三页哦结果评定：结果评定：n对对母体母体毒性的评价指标：体重、体重变化、毒性的评价指标：体重、体重变化、n食物和水消耗量、死亡率、交配率、受孕食物和水消耗量、死亡率、交配率、受孕n率、脏器重及母体畸胎出现率等。率、脏器重及母体畸胎出现率等。致畸试验致畸试验第六十七页，讲稿共九十三页哦结果评定：结果评定：n对对孕体孕体影响的评价指标：着床数、黄体数、影响的评价指标：着床数、黄体数、n

33、平均胎体体重平均胎体体重/窝、活胎数窝、活胎数/窝、吸收胎数窝、吸收胎数/n窝、窝、畸胎数畸胎数/窝等。窝等。致畸试验致畸试验第六十八页，讲稿共九十三页哦v结果评价结果评价发发育育毒毒性性的的剂剂量量-反反应应关关系系比比较较复复杂杂。随随着着剂剂量量增增加加，先先出出现现发发育育迟迟缓缓，然然后后胚胚胎胎-胎胎儿儿死死亡亡和和畸畸形形发发生生，剂剂量量很很大大时时可致全部死亡。可致全部死亡。试试验验最最后后应应能能得得出出受受试试物物对对母母体体和和胚胚胎胎-胎胎儿儿各各自自的的NOAELNOAEL和和LOAELLOAEL。为了比较不同化学物的致畸强度，可计算致畸指数：为了比较不同化学物的致

34、畸强度，可计算致畸指数：致畸试验致畸试验第六十九页，讲稿共九十三页哦致畸指数致畸指数 =评定标准：评定标准：致畸指数在致畸指数在1010以下不致畸；以下不致畸；10-100 10-100为致畸；为致畸；100 100以上为强致畸。以上为强致畸。第七十页，讲稿共九十三页哦动物实验结果外推到人的问题动物实验结果外推到人的问题动动物物实实验验中中所所见见发发育育毒毒性性的的类类型型，不不一一定定与与人所产生的一样；人所产生的一样；发发育育毒毒性性的的所所有有表表现现（死死亡亡、生生长长迟迟缓缓、结结构构异异常常和和功功能能缺缺陷陷），与与人人都都是是有有关关系系的的，不应仅注意结构异常；不应仅注意结

35、构异常；人人在在孕孕期期中中摄摄入入量量不不太太小小的的物物质质，只只要要对对实实验验动动物物产产生生发发育育毒毒性性，就就表表示示对对人人是是一一种种潜潜在危害。在危害。第七十一页，讲稿共九十三页哦发育毒性和致畸作用试验与评价发育毒性和致畸作用试验与评价发育毒性和致畸作用试验与评价发育毒性和致畸作用试验与评价（二）流行病学研究二）流行病学研究用用流流行行病病学学的的方方法法研研究究环环境境中中的的生生殖殖毒毒物物对对人人群群生生殖殖、发发育育影影响响的的情情况况，包包括括性性质质，程程度以及原因。度以及原因。环环境境流流行行病病学学研研究究必必须须配配合合以以环环境境化化学学毒毒物物的的检检

36、测测和和人人体体生生物物标标志志物物的的检检测测即即分分子子流流行行病学研究。病学研究。环环境境流流行行病病学学研研究究不不是是一一般般的的流流行行病病学学调调查查，须须科科学学设设计计、严严格格选选择择对对象象和和对对照照，观观察察指指标客观量化。标客观量化。第七十二页，讲稿共九十三页哦(1 1)在某些罕见的病例中，可能不需要正式研在某些罕见的病例中，可能不需要正式研究就可以识别异常出生结局的原因。究就可以识别异常出生结局的原因。(2 2)对老污染物或老产品只能采用回顾性或对老污染物或老产品只能采用回顾性或横断面调查，这类调查较难获得明确的结论。横断面调查，这类调查较难获得明确的结论。需要足

37、够大的效应和研究人群。需要足够大的效应和研究人群。在出生时异常结局的发生率不能反映异常在出生时异常结局的发生率不能反映异常的真实比率。的真实比率。3.3.病例报告和出生缺陷监测登记对获得人类病例报告和出生缺陷监测登记对获得人类的发育毒性证据是有用的。的发育毒性证据是有用的。流行病学研究流行病学研究第七十三页，讲稿共九十三页哦确认人类致畸物的标准：确认人类致畸物的标准：一种特殊的缺陷或几种缺陷并发（综合征）的频率突一种特殊的缺陷或几种缺陷并发（综合征）的频率突然增加。然增加。缺陷的增加与某种已知的环境改变（如一种新药的广缺陷的增加与某种已知的环境改变（如一种新药的广泛使用）相关联。泛使用）相关联

38、。在妊娠的特殊阶段已知暴露于某种环境的改变，产生在妊娠的特殊阶段已知暴露于某种环境的改变，产生有特征性缺陷的综合征。有特征性缺陷的综合征。缺少妊娠时引起特征性缺陷婴儿的其他共同的因子。缺少妊娠时引起特征性缺陷婴儿的其他共同的因子。第七十四页，讲稿共九十三页哦致致 畸畸 化化 学学 物物 的的 分分 类类 国际生命科学研究所国际生命科学研究所国际生命科学研究所国际生命科学研究所（International Life Science Institute,ILSIInternational Life Science Institute,ILSIInternational Life Science I

39、nstitute,ILSIInternational Life Science Institute,ILSI）：根据动）：根据动）：根据动）：根据动物试验中发育毒性的类型、严重程度和发生率，分为物试验中发育毒性的类型、严重程度和发生率，分为物试验中发育毒性的类型、严重程度和发生率，分为物试验中发育毒性的类型、严重程度和发生率，分为4 4 4 4级级级级ICHICHICHICH人类用药危险性分类：分为人类用药危险性分类：分为人类用药危险性分类：分为人类用药危险性分类：分为5 5 5 5类类类类，供临床医师参考，供临床医师参考，供临床医师参考，供临床医师参考美国美国美国美国FDAFDAFDAFDA

40、：根据药物对人孕体造成危害的证据，分为：根据药物对人孕体造成危害的证据，分为：根据药物对人孕体造成危害的证据，分为：根据药物对人孕体造成危害的证据，分为5 5 5 5类类类类欧洲欧洲欧洲欧洲致畸物危险度分级分类标准致畸物危险度分级分类标准致畸物危险度分级分类标准致畸物危险度分级分类标准 ，分，分，分，分5 5 5 5级级级级WHOWHOWHOWHO:全球化学品统一分类和标签制度（全球化学品统一分类和标签制度（全球化学品统一分类和标签制度（全球化学品统一分类和标签制度（GHSGHSGHSGHS）致畸指数致畸指数致畸指数致畸指数母体母体母体母体LDLDLDLD50505050/胎体最小致畸剂量。胎

41、体最小致畸剂量。胎体最小致畸剂量。胎体最小致畸剂量。10 10 10 100,100,100,100为强致畸为强致畸为强致畸为强致畸第七十五页，讲稿共九十三页哦致致 畸畸 化化 学学 物物 的的 分分 类类（ILSI,1989ILSI,1989）第七十六页，讲稿共九十三页哦妊妊 娠娠 期期 用用 药药 类类 型型（ICH）A A A A、B B B B、C2C2C2C2：仅在明显需要时，妊娠期间可以使用：仅在明显需要时，妊娠期间可以使用：仅在明显需要时，妊娠期间可以使用：仅在明显需要时，妊娠期间可以使用C1C1C1C1：仅在如果证明可能效益与对胎儿的可能危险比较可取时，妊娠期间可以使用：仅在如

42、果证明可能效益与对胎儿的可能危险比较可取时，妊娠期间可以使用：仅在如果证明可能效益与对胎儿的可能危险比较可取时，妊娠期间可以使用：仅在如果证明可能效益与对胎儿的可能危险比较可取时，妊娠期间可以使用D DD D：如果在妊娠期间使用，应通知病人对胎儿可能的危害：如果在妊娠期间使用，应通知病人对胎儿可能的危害：如果在妊娠期间使用，应通知病人对胎儿可能的危害：如果在妊娠期间使用，应通知病人对胎儿可能的危害X X X X：在妊娠期间或可能妊娠的妇女中禁止使用：在妊娠期间或可能妊娠的妇女中禁止使用：在妊娠期间或可能妊娠的妇女中禁止使用：在妊娠期间或可能妊娠的妇女中禁止使用第七十七页，讲稿共九十三页哦发育毒

43、性的发育毒性的初筛和初筛和替代试验替代试验体外初筛试验体外初筛试验体内初筛试验体内初筛试验第七十八页，讲稿共九十三页哦体外初筛试验体外初筛试验随随着着细细胞胞、组组织织和和器器官官培培养养技技术术的的进进步步，发发展展了了一一些些发发育育毒毒物物体体外外初初筛筛试试验验，建建立立了了全全胚胚胎胎培培养养、器器官官培培养养和和细细胞胞培培养养的的体体外外试试验验法。法。这这些些试试验验方方法法的的结结果果与与没没有有母母体体毒毒性性的的整整体体动动物物致致畸畸试试验验有有较较好好的的相相关关，且且可可严严格格控控制制实实验验条条件件，故故可可用用这这些些试试验验作作发发育育毒毒物物的的初初筛筛，

44、预预测测对对整整体体动动物物的的致致畸畸性性，发发现现致致畸畸作作用的靶器官，或阐明致畸机制等。用的靶器官，或阐明致畸机制等。第七十九页，讲稿共九十三页哦常见的体外初筛试验有：常见的体外初筛试验有：大鼠全胚胎培养大鼠全胚胎培养器官培养器官培养细胞培养法细胞培养法体外初筛试验体外初筛试验第八十页，讲稿共九十三页哦大鼠全胚胎培养大鼠全胚胎培养自自从从年年首首次次在在体体外外进进行行啮啮齿齿类类动动物物全全胚胚胎胎培培养养成成功功后后，这这一一技技术术逐逐渐渐被被应应用用于于毒理学研究。毒理学研究。用用于于着着床床后后全全胚胚胎胎培培养养的的胚胚体体正正处处于于器器官官发发生生期期，是是对对有有毒毒

45、外外源源物物高高度度敏敏感感的的发发育育阶阶段段，能较好的反映化学物对胚体的影响。能较好的反映化学物对胚体的影响。该该方方法法在在毒毒理理学学、药药理理学学等等领领域域被被广广泛泛应应用用，但本法技术难度相对较大，费用高。但本法技术难度相对较大，费用高。第八十一页，讲稿共九十三页哦大鼠全胚胎培养大鼠全胚胎培养具具体体试试验验方方法法；从从孕孕期期9 91010天天大大鼠鼠子子宫宫取取出出胚胚体体，剥剥去去ReichertReichert膜膜，放放入入培培养养液液中中加加入入外外源源化化学物，在孵箱中通气旋转培养学物，在孵箱中通气旋转培养。观观察察心心脏脏搏搏动动、卵卵黄黄囊囊直直径径、胚胚芽芽

46、、神神经经管管闭闭合合、体体节节数数目目及及体体长长等等发发育育情情况况。根根据据BrowBrow评评分对器官形态分化做出评价。分对器官形态分化做出评价。可可筛筛选选受受试试化化学学物物的的发发育育毒毒性性、探探讨讨其其剂剂量量反反应关系和作用机制。应关系和作用机制。第八十二页，讲稿共九十三页哦器官培养器官培养是是将将胚胚体体或或胚胚体体组组织织、器器官官或或器器官官的的一一部部分分在在体体外外培培养养，观观察察化化学学物物对对其其发发育育过过程程的的影影响。响。常常选选用用胚胚体体肢肢芽芽、腭腭板板、晶晶状状体体、肾肾、肺肺、肝、牙等组织器官进行培养。肝、牙等组织器官进行培养。其中以肢芽培养

47、系统在方法学上较为完备。其中以肢芽培养系统在方法学上较为完备。第八十三页，讲稿共九十三页哦器官培养器官培养肢芽培养的具体方法：肢芽培养的具体方法：取取12 12 天天小小鼠鼠胚胚体体，在在显显微微镜镜下下选选用用52555255体体节节数数的的胚胚体体，取取下下前前肢肢，置置于于含含受受试试物物的的培培养养液液中中，连连续续通通气气浸浸没没旋旋转转培培养养3 3天天，固固定定、染染色色、制制作作肢肢体体压压片片，检检查查肢肢体体中中软软骨骨原原基基的发育和分化。的发育和分化。第八十四页，讲稿共九十三页哦第八十五页，讲稿共九十三页哦细胞培养细胞培养细胞微团培养细胞微团培养胚胎干细胞试验胚胎干细胞

48、试验第八十六页，讲稿共九十三页哦细胞微团培养细胞微团培养从从第第1111天天的的大大鼠鼠胚胚体体取取出出达达标标CNSCNS的的原原代代中中脑脑细细胞胞微微团团、肢肢芽芽区区或或其其他他区区的的细细胞胞微微团团，置置于于含含有有不不同同浓浓度度受受试试物物的的培培养养瓶瓶中中共共同同培培养养5 5天，天，用用中中性性红红染染色色判判断断细细胞胞存存活活，苏苏木木精精染染色色判判断断CNSCNS分分化化数数量量，用用AlcianAlcian蓝蓝染染色色判判断断肢肢芽芽软软骨细胞分化数量。骨细胞分化数量。通通过过比比较较受受试试物物组组与与对对照照组组数数据据，评评价价化化学学物的发育毒性。物的发

49、育毒性。第八十七页，讲稿共九十三页哦第八十八页，讲稿共九十三页哦胚胎干细胞（胚胎干细胞（ESCESC）试验）试验ESCESC是是一一种种具具有有发发育育全全能能型型的的细细胞胞，一一般般从从哺乳动物的囊胚内细胞群分离培养而来。哺乳动物的囊胚内细胞群分离培养而来。适适当当条条件件下下，ESCESC可可被被诱诱导导分分化化为为多多种种组组织织、细胞。细胞。最最早早建建立立的的ESCESC株株来来源源于于小小鼠鼠，此此后后的的2020多多年年里里相相继继建建立立了了猪猪、牛牛、兔兔、灵灵长长类类动动物物的的ESCESC。第八十九页，讲稿共九十三页哦胚胎干细胞（胚胎干细胞（ESCESC）试验）试验由由

50、于于ESCESC提提供供了了在在细细胞胞和和分分子子水水平平上上研研究究胚胚体体发发育育过过程程中中早早期期事事件件的的良良好好材材料料，在在发发育育毒毒理理学、药物开发领域的前景非常广阔。学、药物开发领域的前景非常广阔。LaschinskiLaschinski等等研研究究了了几几种种化化学学物物对对ESCESC的的毒毒性性效效应应，发发现现ESCESC对对致致畸畸物物的的敏敏感感性性比比培培养养的的纤纤维维细胞高。细胞高。此此外外，ESCESC在在发发育育毒毒理理学学的的应应用用，可可避避免免物物种种差差异异，至至少少部部分分解解决决了了实实验验动动物物结结果果外外推推于于人人的难题。的难题