发育毒性和胚胎毒性3062.pptx

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1、第一 节 生殖毒性第一页，共五十四页。生殖毒性 reproductiontoxicity 是指 对 雄性和雌性生殖功能的 损 害和 对 后代的影响。故包括 对 父母双方和 对 胚胎/胎儿、新生儿的 损 害。第二页，共五十四页。1.外源化学物对雄性生殖系统的损害对雄性生殖系统的直接影响 棉酚、重金属、有机氯杀虫剂、有机磷杀虫剂、杀线虫剂和工业污染物 干扰睾丸的功能及结构。第三页，共五十四页。对内分泌功能的影响 干扰下丘脑垂体睾丸轴的正常功能，主要影响促性腺释放激素的释放。第四页，共五十四页。2.外源化学物对雌性生殖系统的损害对卵巢的直接影响：CS2导致卵巢萎缩干扰下丘脑垂体性腺轴：苯及同系物干扰

2、下丘脑，作用于垂体卵巢系统，引起雌性生殖系统功能异常。第五页，共五十四页。第二 节 发 育毒性第六页，共五十四页。发 育毒性 developmentaltoxicity：指出生前经 父体和/或母体接触外源性理化因素引起的在子代到达成体之前出 现 的有害作用。包括 结 构畸形 structuralabnormality 生 长缓 慢 growthretardation 功能障碍 functionaldeficiency 胚胎死亡 embryodeath 一、根本概念第七页，共五十四页。胚胎毒性(embryotoxicity)：通常是指外源性理化因素造成的孕体着床前后直到器官形成期 结 束的所有的

3、毒性。表 现为：胚胎期染毒而出 现 畸胎、生 长缓 慢、着床数减少和吸收胎，也偶有晚死胎。第八页，共五十四页。胎儿毒性(fetotoxicity)：指器官形成期 结 束后的因素引 发 的任何毒性表 现(包括死亡、体重降低、骨化 缓慢、功能缺陷以及 结 构异常，甚至 肿 瘤)。在 实验动 物 发 育毒性 试验 中，通常不去区分胎儿与胚胎，所以使用胚胎-胎儿毒性更恰当。第九页，共五十四页。出 生 缺 陷 birth defect：是 指 婴 儿 出生前即已形成的 发 育障碍。包括：形 态结 构异常：畸形 功能缺陷：如智力低下，代 谢 和行 为 的异常第十页，共五十四页。畸形(malformatio

4、n)：指出生前因素引起 发 育生物体的 严 重的解剖学上形 态结 构的缺陷(异常)，对发育、生 长、生理功能、生育力和或寿命可 产 生有害影响，可以存活也可能不能存活。第十一页，共五十四页。致 畸 作 用(teratogenic effect)：均 指 在 妊 娠 期 出 生 前 接 触 外 源 性 理 化 因 素 引 起 后 代 结 构 畸形的特性或作用。致 畸 作 用 所 表 现 的 形 态 结 构 异 常，在 出生后立即可被 发现。第十二页，共五十四页。致 畸 物(teratogen)：凡 在 一 定 剂 量 下，能 通 过母 体 对 胚 胎 或 胎 儿 正 常 发 育 过 程 造 成

5、干 扰，使子 代 出 生 后 具 有 畸 形 的 化 合 物 称 为 致 畸 物 或 致畸原。第十三页，共五十四页。发 育毒物 developmentaltoxicant:能造成 发 育毒性的物 质，发 育毒物 应 是在未 诱发 母体毒性的 剂 量下 产 生 发 育毒性的物 质第十四页，共五十四页。二、发 育各 阶 段 发 育毒性作用的特点包括：一着床前期 二器官形成期 三胎儿期 四 围 生期和出生后的 发 育期卵子受精后一直至出生 为 止，都称 为 孕体(conceptus)第十五页，共五十四页。着床前期 发 育毒性v 从受精算起，到完成着床之前人 类为 11-12天，啮齿类动 物 为 前

6、6 天；v 通常是未分化 细 胞受化学毒物 损伤 而致胚泡死亡，即着床前 丧 失；v 也有着床前接触毒物 导 致畸形的例子，如 环 氧己 烷、甲基 亚 硝 脲 等。第十六页，共五十四页。器官形成期胚胎 发 育期 在致畸作用中，对 致畸物最敏感的 阶 段是器官 发 生期，一般称 为 危 险 期(critical period)或关 键 期。人是3-8 周；在常用 试验动 物中，自受精日 计 算，大鼠器官 发 生期 约为9 17 天，小鼠器官 发 生期 为7.5 16 天，家兔 为11 20 天。第十七页，共五十四页。在器官 发 生期中，致畸物与胚胎接触可能造成形 态结 构异常；也有可能 发 生胚

7、胎死亡、生 长缓 慢。第十八页，共五十四页。发 育中的胚胎 对 致畸作用的敏感期 虽 然主要在器官 发生期，但在此期 间，各种不同器官 还 各有特 别 敏感的时间，即“靶窗(targetwindow)。如大鼠器官 发 生期 为 受精后 9 17 天，但眼的最敏感期 为 受孕后 9 天，心 脏 和主 动 脉弓 约为 9 10 天之 间。第十九页，共五十四页。同一 剂 量的一种致畸物在敏感期中与胚胎接触，可因胚胎所 处发 育 阶 段不同而出 现 不同的畸形。如将大量 维 生素A 在受精后第8 天 给 予大鼠，主要出 现 骨骼畸形；如在第12 天 给 予，那么 诱发 腭裂。第二十页，共五十四页。胎儿

8、期 器官形成 结 束后(以硬 颚闭 合 为标 志)即 进入胎儿期(人 类 从 56-58 天起)，直到分娩。特点：以 组织 分化、生 长 和生理学的成熟 为 主第二十一页，共五十四页。最容易表 现 的 发 育毒性是生 长缓 慢、特异的功能障碍如神 经、内分泌以及免疫系 统 机能的改 变、经 胎 盘 致癌和偶 见 死胎。第二十二页，共五十四页。胎仔或胎儿 对 胚胎致死作用的易感性 虽较 胚胎 为 低，但仍有一定数目的死 产 胎发 生。第二十三页，共五十四页。围 生期和出生后的 发 育期 发 育免疫毒性 妊娠期或 围 生期接触某些外源性化合物，会 严重影响出生后 T 细 胞、B 细 胞和吞噬 细

9、胞的 发 育、迁移、归 巢和功能。第二十四页，共五十四页。发 育神 经 毒性 妊娠期 饮 酒造成的乙醇 综 合症胎儿；妊娠期安定暴露 对 F1 代大鼠有一定的 发 育及神 经行 为 毒性,表 现为 早期生理 发 育和神 经 行 为发 育滞后等。第二十五页，共五十四页。儿童期 肿 瘤 围 生期是一生中 对 致癌物最敏感的 时 期，例如 许 多儿童期高 发 的 肿 瘤急性淋巴 细 胞性白血病、神 经 母 细 胞瘤、骶骨前畸胎瘤、胚性腺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。第二十六页，共五十四页。三、母体毒性母体毒性作

10、用(maternal toxicity)母体毒性作用是指外来化合物在一定 剂 量下，对 受孕母体 产 生的 损 害作用。具体表 现 包括体重减 轻、出 现 某些 临 床症伏、直至死亡第二十七页，共五十四页。轻 度 母 体 中 毒 的 表 现 应 限 于 母 体 体 重 下 降，正 常 增 长受 到 抑 制。抑 制 程 度，不 超 过 不 接 触 受 试 物 对 照 组 动 物 的10%。严 重 母 体 中 毒 可 出 现 体 重 增 长 大 幅 度 抑 制、持 久 性 呕 吐、过 度 安 静 或 活 动 过 度、呼 吸 困 难、生 育 机 能 明 显 受 损 及 其 它中毒病症，甚至死亡。母体

11、毒性作用可分为第二十八页，共五十四页。母体毒性作用与致畸作用关系 1.具 有 致 畸 作 用，但 无 母 体 毒 性 出 现，称 为 非 共 效 应 致 畸 物(non-coeffectiveteratogen)此 种 外 源 化 学 物 的 致 畸 作 用 具 有 特 定 的 作 用 机 理，与 母 体 毒 性 无 关。如 反 响 停 致 畸 作 用 较 强，应 特 别 注意。第二十九页，共五十四页。2.出 现 致 畸 作 用 的 同 时 也 表 现 母 体 毒 性。称 为 共 效 应 致 畸 物(coeffectiveteratogen)此 种 受 试 物 可 能 既 对 胚 胎 有 特

12、定 的 致 畸 机 理，同 时 也对 母体具有 损 害作用，但二者并无直接 联 系 3.仅 具有母体毒性，但不具有致畸作用 第三十页，共五十四页。4.在一定 剂 量下，既不呈 现 母体毒性，也未 见 致畸作用 应 在 动 物 可 能 耐 受 条 件 下，最 大 限 度 地 增 加 剂 量，使其 远 远 高 于 人 类 或 其 它 动 物 实 际 可 能 接 触 的 水 平，如 仍 未出 现 致畸作用，才可做出 结论。母体毒性与致畸作用的 剂 量关系之 间，并无固定比 值；一般情况下，致畸作用 剂 量 较 母体毒性作用 剂 量 为 低第三十一页，共五十四页。第六 节 发 育毒性和致畸作用 试验

13、与 评 价第三十二页，共五十四页。一、一般生殖毒性 试验为 FDA 提出的“三段 试验 中的 I 段：雌雄性交配前分 别给药 14 天和 60 天(分 别 相当于卵子和精子发 育的一个多周期),雌鼠受孕后 继续给药 至器官发 生期末,孕期 20 天 处 死孕鼠,剖腹 检查 子 宫 和胎鼠.研究 对 成年雌雄性生殖功能、配子的 发 生及成熟、交配行 为、受精、着床前的 发 育和着床的影响。第三十三页，共五十四页。二、传统 常 规 致畸 试验 致畸 试验 相当于美国 FDA 致畸和繁殖毒性三 阶 段 试验 的第二段(phaseII)；传统 致畸 试验 是 评 价孕体在胚胎 发 育期(器官形成期)接

14、触受 检 物的有害影响。第三十四页，共五十四页。致畸作用是 发 育毒性中最重要的一种表 现，所以外来化合物 发 育毒性的 评 定，主要是通 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 缓 慢和胚胎致死；传统 常 规 致畸 试验 是 评 定外源化学物是否具有致畸作用的 标 准方法。第三十五页，共五十四页。试验设计 动 物 选择 剂 量和分 组 给药时 期 给药 途径 其他第三十六页，共五十四页。(一)动 物 选择1.选择动 物原那么最好能符合以下 标 准(1)胎 盘 的 结 构和功能尽可能与人或其它生 产实践中的 动 物一致(2)妊娠 过 程 较

15、短、每 窝产 仔数 较 多(3)自 发 畸形率低第三十七页，共五十四页。2.选择动 物的种 类致畸 试验 通常 选 用两种哺乳 动 物 一种是 啮齿类，一般首先考 虑 大鼠，其次是小鼠；另一种是家兔 雌性用性成熟的，未交配 过 的 动 物第三十八页，共五十四页。3.动 物数量每 组动 物数足以 对实验 数据 进 行有意 义 的解 释 对 大鼠、小鼠，一般是每个 剂 量 组 用 16-20 只；家兔，一般是每个 剂 量 组 用 8-12 只；对较 大的 动 物，如狗、灵 长类动 物，那么每 组动 物数可少些。第三十九页，共五十四页。(二)剂 量和分 组应 最少 设 3 个 剂 量 组，另 设对

16、照 组 最 高 剂 量 组：可 以 引 起 母 体 轻 度 中 毒，即 进 食 量 减 少、体 重 减轻、死亡不超 过 10%；最低 剂 量 组：不 应观 察到任何中毒病症；中 间 剂 量 组：可 以 允 许 母 体 出 现 某 些 极 轻 微 中 毒 病 症。其 剂量与高 剂 量和低 剂 量成等比 级 数关系。第四十页，共五十四页。亚 急性毒性 试验 的最大耐受 剂 量作 为 致畸 试验 的最高 剂 量，以其 1/30 为 最低 剂 量 以 LD50 的 1/2-1/3 为 最高 剂 量，LD50 的 1/30-1/50 为最低 剂 量 人体或 实 践中 动 物 实际 接触量可供 剂 量 设

17、计 参考的数据有 3 方面：第四十一页，共五十四页。(三)给药时 期 给药时 期的正确与否是致畸 试验 成 败的关 键 之一。不同物种的 动 物，器官形成期不同。给药时 期 应 包括器官形成期的主要 阶 段。第四十二页，共五十四页。大鼠 小鼠 兔交配 90d 120d 60d 90d 成年未交配 过着床期 孕 d4 d5 孕 d5 d6 孕 d7 d8染毒期 孕 d7 d16 孕 d6 d15 孕 d6 d18处 死期 孕 d20 孕 d28 孕 d29致畸 试验 日程第四十三页，共五十四页。(四)给药 途径 原那么上是依据受 检 物的性 质 及人 类 和其它 动 物可能接触的方式等情况而定，

18、可 经 呼吸道、经 口、经 皮、腹腔注射或静脉注射等第四十四页，共五十四页。致畸 试验，一般 应 在春秋两季 进 行。因 为 在 这 两个季节 气候比 较 适宜，动 物受孕率 较 高，其他季 节 在保持恒温和光 线 适宜的 标 准 动 物房内合 笼，受孕率也可能 较 高。(五)其他第四十五页，共五十四页。六、观 察指 标 外 观检查：头 部、躯干部和四肢 骨骼 检查：茜素 红 染色，囟 门 大小，头 骨、脊柱骨、四 肢骨、肋骨、胸骨等 内 脏检查：Bouins 液固定2 周后 检查取出子 宫，称取子 宫、胎 盘 和活胎的重量，记录 黄体数、着床数、活胎数、死胎数及吸收胎数大鼠和家兔第四十六页，

19、共五十四页。七 结 果分析与 评 价 畸 胎 总 数：每 一 活 产 幼 仔 出 现 一 种 或 一 种 以 上 畸 形 均 作 为一个畸胎；畸 形 总 数：在 同 一 幼 仔 每 出 现 一 种 畸 形，即 作 为 一 个 畸 形；如 出 现 二 种 或 二 个 畸 形，那 么 作 为 二 个 畸 形 计，并 依 此 类推；计 算 时还 要 对剂 量效 应 反响关系加以分析。第四十七页，共五十四页。即 根 据 出 现 的 畸 形 总 数，计 算 每 个 活 产 幼 仔 出 现 的畸 形 平 均 数。对 较 为 重 要 的 畸 形，还 可 分 别 单 独 进 行 计数。1 活 产 幼仔平均畸形

20、出 现 数活 产 幼仔平均畸形出 现 数畸形 总 数活 产 幼仔 总 数=100%第四十八页，共五十四页。即 作 为 畸 胎 的 幼 仔 在 活 产 幼 仔 总 数中所占的百分率。2 畸形出 现 率畸胎出 现 率出 现 畸形的胎仔 总 数活 产 胎仔 总 数=100%第四十九页，共五十四页。即 出 现 畸 形 胎 仔 的 母 体 在 妊 娠 母 体 总 数 中 所 占 的 百 分 率。计 算出 现 畸 形 母 体 数 时，同 一 母 体 无 论 出 现 多 少 畸 形 胎 仔 或 多 少 种 畸 形，一律按一个出 现 畸胎的母体 计 算 3 母体畸胎出 现 率母体畸胎出 现 率出 现 畸胎的母

21、体数妊娠母体数=100%第五十页，共五十四页。三、围 生期毒性 试验 即美国的 III 段 试验，目的是 评 价 药 物于孕后期至断乳之间给 予孕鼠、哺乳鼠和胎儿潜在的不良作用。试验 大鼠于孕期 15 天开始 给药 至生 产 后 28 天 为 止。围 生期 试验 其它方面与一般生殖毒性 试验 大致相同，但孕鼠 处 死 时间 是在断乳期末大鼠 产 后 28 天，故只 检查 新生仔。第五十一页，共五十四页。观 察指 标：出生存活率、4 天存活率、21 天存活率，出牙、开眼、睾丸下降、阴道开口；行 为 反射指 标：平面翻正、悬 崖回避、负趋 地性、听 觉 惊愕、空中翻正、视觉 定向等。对 新 药 品的 评 价以上三个 试验 是必 须 的。第五十二页，共五十四页。交配前交配孕期哺乳期断乳后一般生殖毒性试验围生期毒性试验致畸试验三段生殖发育毒性试验给药时间比较颜色部位为给药时期第五十三页，共五十四页。内容总结第一节 生殖毒性。对卵巢的直接影响：CS2 导致卵巢萎缩。抑制程度，不超过不接触受试物对照组动物的10%。3.仅具有母体毒性，但不具有致畸作用。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缓慢和胚胎致死。不同物种的动物，器官形成期不同。内脏检查：Bouins 液固定2 周后检查。第五十四页，共五十四页。