第15章生殖毒理

1、第1 节 生殖毒性基本慨念药物对生殖过程的损害作用性功能减退雌性可出现排卵规律改变、月经失调或闭经、卵巢萎缩、受孕减少、胚胎死亡、生殖力降低、不孕或不育雄性可表现为睾丸萎缩或坏死、精子数目减少生殖功能异常不育致畸新生儿毒性 生殖发育 生殖发育是哺乳动物衍繁种族的生理过程包括生殖细胞（或称配子，即精子和卵细胞）发生卵细胞受精着床胚胎形成及胚胎发育器官发生胎仔发育分娩哺乳 生殖毒性 药物对生殖过程的损害作用，即生殖毒性。 发育毒性 药物对发育过程的损害作用，即发育毒性。 生殖毒理学主要研究药物对生殖细胞发生、卵细胞受精、胚胎形成、妊娠、分娩和哺乳过程的损害作用及其评定，评定方法即为生殖毒性试验。

2、发育毒理学 主要研究外来化合物对胚胎发育、胎仔发育以及出生幼仔发育的影响及其评定，评定方法称为发育毒性试验，其中主要为致畸试验。外来化合物对生殖发育损害作用特点生殖发育过程较为敏感。一定剂量的药物对机体其它系统或功能尚未造成损害作用，但生殖发育过程的某些环节可能己经出现障碍。对生殖发育过程影响的范围较为广泛和深远。一般毒性作用仅表现在直接接触某种外来化合物的个体并造成损害，而药物对生殖发育过程的损害，不仅直接涉及雌雄两性个体，同时还可在其第二代个体也可造成损害，而且此种损害作用甚至在第二代以后的个体还有所表现。 第2节药物的生殖毒性作用 畸胎的发生取决于遗传因素和胚胎组织接触致畸原的数量和时间

3、等多方面因素, 遗传基因和致畸原等危险因素相互作用的结果。 一、药物的致畸作用世界约有3%新生儿出生时有严重先天畸形。我国目前共有先天性畸形患者2000多万人，每年大约有60万缺陷婴儿出世，出生后近半数的缺陷婴儿存活下来。先天缺陷的发生率比肿瘤高8倍，比心血管病高5倍，已经是围生期新生儿死亡的主要原因。 致畸原： 畸胎发生学中的概念，是指母亲妊娠期间因接触能引起胚胎或发育个体结构及功能畸形的物质。致畸原可以是物理性的，如放射线；也可以是生物性的，如风疹病毒等。药物是重要的致畸原之一，药源性先天性畸形约占整个先天性畸形的1%。 着床前期（指胚胎发育的最初2周）:易发生胚胎死亡，较少出现胚胎结构的

4、畸形，故也将此期称为致畸的相对不敏感期。但低温和某些药物（如放线菌素D等）也可能在此期对胚胎有致畸胎作用。器官形成期（在人类是指妊娠的第38周）:致畸的敏感期，胚胎对药物等大多数致畸原都很敏感，此时致畸原对胚胎的影响主要表现为结构畸形并伴随胚胎死亡和自发性流产。胎儿期：继器官形成期到分娩称，胚胎的大多数器官已基本形成，主要的发育活动是组织器官的进一步分化，对致畸原的敏感性逐渐下降，但可因致畸原的作用表现为生长迟缓、某些特异性生理功能缺陷等。致畸原还有可能引起致畸作用。二、具有致畸作用的药物 1 苯妥英钠类与巴比妥类巴比妥类: 早在20世纪60年代初就有人怀疑苯妥英钠有致畸作用。70年代中期，H

5、anson等报告了5例孕妇在妊娠期间因服用苯妥英钠而出现先天性畸形的病例。临床表现：短鼻，鼻梁宽而扁平、眼距过宽、眼睑下垂、斜视、短颈、唇裂或腭裂、小头畸形、智力低下等。 作用机理: 体内在细胞色素氧化酶作用下形成环氧化代谢物，这种代谢物与胚胎组织共价结合，干扰处于胚胎组织大分子的功能，产生致畸作用所致。 巴比妥类抗癫痫药也具有类似的致畸作用，与苯妥英钠类合用可能加重致畸作用，故患癫痫的孕妇在妊娠期间需使用抗癫痫药治疗时，选药应十分慎重。2 碳酸锂 妊3个月用药导致胚胎畸形的发生率约为6%左右，心血管畸形的发生率明显高于正常人群。临床表现: 心脏畸形的表现为三尖瓣狭窄合并房间隔缺损，称艾布斯坦

6、综合征，正常人群的发病率为1/20，000，而孕妇妊娠期间服用此药发病率可提高400倍。其它畸形诸如脑积水合并脊柱裂或脊髓膜突出、畸形足、小耳畸形等也可发生。3 己烯雌酚临床用途:于治疗阴道炎，抑制泌乳，治疗更年期综合征的某些症状治疗等。临床表现: 1971年美国人首先报道，孕妇妊娠期间使用己烯雌酚可使新生儿发生罕见的阴道腺癌，还可造成生殖器畸形的新生儿。女性新生儿表现为生殖道结构畸形、子宫颈糜烂、宫颈外翻、子宫颈嵌顿以及假息肉等。男性新生儿表现为附睾或睾丸网囊肿、睾丸发育不全、隐睾、尿道下裂、小阴茎以及男性假两性畸形等。大部分畸形在青春期开始显现，90%以上在1528岁有明确诊断，平均年龄为

7、19岁。4 避孕药 避孕药在临床应用已有60多年的历史，现在全世界约有5亿以上的妇女在用此类药物。避孕药可引起包括肢体、心血管和神经系统统的多种畸形: 脊柱-肛门-心脏-食道-肾-四肢畸形综合征：患儿至少同时出现上述3种畸形。 胎儿外源性性激素类接触综合征：表现为特殊面容、脐外翻、骶骨凹陷、下尿道裂、生长发育迟缓及智力低下等。四肢畸形：妊娠早期（14周以内）使用避孕药或接受性激素类治疗可引起子代四肢畸形，表现为缺肢畸形、短肢畸形、肩部畸形以及无乳房畸形等。 5 链霉素 早在1950年报道了链霉素致畸作用，发现一位妊娠末期妇女，由于使用了链霉素而出生先天性耳聋的婴儿。随后越来越多的报道证实了有关

8、链霉素可能导致新生儿第八对脑神经损害的猜测，其损害程度与孕妇妊娠期间使用此药物的剂量并无直接关系，但使用此药物越早，其对胚胎发育的不良影响就越大。动物实验结果也说明，链霉素可造成大鼠内耳柯狄氏器的损害，但其它抗结核药物如异烟肼、乙胺丁醇、利福平等目前均未证实与先天性畸形有直接关系。6 四环素族 以荧光化合物的形式在钙化的牙齿和骨骼中沉积，引起牙齿和骨胳发育不全。人乳牙的钙化始于妊娠的第4个月末，止于出生后1114个月，孕妇妊娠中期以后使用四环素族药物，可引起胎儿乳牙黄斑沉着及牙釉质的钙化不全。动物实验四环素也有致畸的报道。7 维生素A类 维生素A又称视黄醇，具有广泛的生物活性，在人类生殖功能、

9、胚胎发育、骨骼和上皮的生长分化、免疫机制和视觉功能方面，发挥重要的生理作用。 “外源性脂溶因子”（即维生素A类和维生素D类）可引起哺乳动物的先天性畸形。随后近百个实验证实，过量的维生素A类可引起不同种属实验动物的先天性畸形。 临床上也陆续报道了孕妇妊娠期间使用过量的维生素A类而引起后代先天性畸形的病例。美国在将它投放市场时除注明孕妇禁用外，还曾对妊娠期间使用过维生素A酸的妇女进行追踪。估计至少有1000余人因服用维生素A酸而生产出先天性畸形的婴儿，在西方国家被称为“第二个沙利度胺事件”。 临床表现：耳道狭窄、高腭、双向腭裂、小头畸形、无右耳、内脏反位、小眼畸形、无左眼、眼距过宽、大血管反位、法

10、乐四联征、脑积水等。虽然孕妇在妊娠期间维生素A的需求量相对增加，但每日5000国际单位的需求量完全可在摄食中获得，不必另外补充。一次大剂量或长时间大剂量服用均属不当。8 抗凝药 临床常用的抗凝药有维生素K、肝素和香豆素类等。香豆素已被肯定具有致畸作用。虽然孕妇在妊娠期间患栓塞性疾病的不多见，但临床上由此类药物所引起先天性畸形的病例并不罕见。根据孕妇服用的时间不同，对胚胎的致畸影响可分为两种类型：妊娠早期（妊娠前3个月）使用而引起香豆素畸形综合征和妊娠中、后期使用而引起胎儿其它畸形。 香豆素及其衍生物醋硝香豆素（新凝定，acenocoumarol）、苯茚二酮（phenindione）、苯丙香豆素

11、（phenprocoumon）等都可引起胎儿的香豆素畸形综合征。香豆素类对人类胚胎的致畸敏感期为妊娠的第69周，诱发胎儿香豆素畸形综合征的剂量范围在15mg/d。妊娠早期使用香豆素而引起的畸形综合征的几率为25%50%。畸形表现为鼻发育不全（因鼻软骨发育不全而形成的鼻过小并且上耸，鼻扁平并凹陷于面部、鼻孔窄小等）、骨胳发育异常、眼畸形、低体重、智力低下及耳畸形等。 患儿鼻的外观和功能可随年龄的增长而改善，一般仅会遗留鼻过小并且上耸。妊娠中、后期使用香豆素及其衍生物不会引起香豆素畸形综合征，而主要造成中枢神经系统畸形。临床表现为：小脑萎缩、脑积水、小头畸形脊柱侧凸、脊柱中段发育不全、眼萎缩、先天

12、性心脏畸形、肺部畸形、肾脏畸形、先天性失明、先天性耳聋等。 妊娠妇女应避免服用香豆素类抗凝药，如有必要应以肝素代替。9 抗恶性肿瘤药已肯定具有致畸作用的：甲氨蝶呤、某些抗癌抗生素及抗代谢药。甲氨蝶呤在临床上除了用于治疗白血病外，还可用于治疗风湿性关节炎、牛皮癣、葡萄胎、绒毛膜上皮癌等。甲氨蝶呤引起畸形的表现为脑积水、脊髓脊膜突出、颅骨骨化迟缓、人字缝骨性连接异常、无顶骨、眼距过宽、眼眶发育不全、鼻唇沟过短、耳畸形、前臂短小、内翻足等。致畸机制:干扰人体叶酸代谢的结果，补充适量的叶酸可能有予防作用。即便没有使用甲氨蝶呤的孕妇，在妊娠期间补充适量的叶酸也有予防畸形的作用。有报道妊娠期间补充适量的叶

13、酸，可使神经管缺陷的再发率下降71%。美国最近的研究也证实了上述结果。10 糖皮质激素 临床报道妊娠早期使用糖皮质激素的孕妇，其新生儿腭裂的发病率为1.5%，而腭裂自然发病率为0.1%。根据一项动物实验结果，地塞米松、倍他米松和去炎松能使小鼠产生腭裂，而强的松龙和氢化可的松很少使小鼠产生腭裂。11 抗甲状腺药 硫氧嘧啶类抗甲状腺药可使先天性畸形增加，表现为头皮和头发缺损，但在临床调查中发现，使用甲状腺激素治疗甲状腺功能低下的一些病人中,先天性畸形的发病率也增加，因此有人提出先天性畸形可能由于甲状腺功能异常所致，而不是抗甲状腺药的致畸作用。三、药物对新生儿的不良反应1 可引起新生儿高胆红素血症或

14、核黄疸的药物磺胺类、硝基呋喃类、水杨酸类、维生素K3和伯氨喹啉等具有氧化作用的药物均能使患先天性红细胞G-6-PD缺乏症新生儿发生溶血而致血清中胆红素升高。新生霉素因抑制肝脏的葡萄糖醛酸转移酶的活性使非结合性胆红素增多，不利于其排泄。磺胺类、水杨酸类、维生素K3、吲哚美辛、西地兰等可与胆红素竞争血浆蛋白结合点，导致游离胆红素增多。游离胆红素增多到一定程度可进入脑细胞引起核黄疸。2 可引起新生儿高铁血红蛋白血症的药物 正常红细胞中的血红蛋白被氧化后可不断被还原为血红蛋白，两者维持动态平衡。新生儿的高铁血红蛋白还原酶活性较低，具有氧化作用的药物如磺胺类、对氨水杨酸、非那西汀等，可引起高铁血红蛋白血

15、症。 3 抗生素对新生儿的不良影响 氨基苷类、四环素类及氯霉素可分别造成新生儿第八对脑神经、骨胳和牙齿的损害或及引起“灰婴综合征”。 青霉素剂量大时能引起中枢神经的刺激症状，肌肉震颤甚至惊厥。 4 抗高血压药 利血平及普萘洛尔可引起胎儿心 动过缓，这种效应能持续到新生儿 期。利血平由于中枢抑制作用，可 使10%的新生儿出现嗜睡、厌食及鼻 塞，严重时可出现呼吸抑制。甲基 多巴可使胎儿生长缓慢。5 解热镇痛药 乙酰水杨酸能抑制血小板聚集， 胎儿期如受到乙酰水杨酸影响，可 使新生儿有出血倾向。乙酰水杨酸 和吲哚美辛可收缩血管，使新生儿 动脉导管迅速关闭而引起肺动脉高 压，造成新生儿死亡率增高。第3节

16、生殖毒性及其评价生殖毒性作用的评定生殖毒性试验可以全面反映药物对性腺功能、发情周期、交配行为、受孕、妊娠过程、分娩、授乳以及幼仔断奶后生长发育可能发生的影响。评定的主要依据是交配后母体受孕情况、妊娠过程情况、子代动物分娩出生情况、授乳哺育情况以及断奶后发育情况等。还可同时观察出生幼仔是否有畸形出现。一般生殖毒性试验,致畸敏感期生殖毒性试验,围产期生殖毒性试验试验方法原则生殖毒性试验多用性成熟大鼠，也可用小鼠或家兔。大鼠自然受孕率较小鼠为高，较为理想。一般设三个剂量组，另设对照组。高剂量组:剂量应该超过预期人类实际接触水平，希望能使亲代动物出现轻度中毒，但不出现死亡或死亡率不超过10%，也不能完

17、全丧失生育能力。低剂量组:亲代动物不应观察到任何中毒症状。中剂量组:应仅能出现极为轻微的中毒症状。中间剂量与高剂量和低剂量应呈等比级数。最高剂量组轻度中毒的概念是进食量显著减少，体重明显下降。要求最高剂量组出现轻度中毒的目的是表明在已能引起中毒剂量下，如仍不致影响正常生殖过程，则表示该受试物确实不具有生殖毒性作用。反之，如剂量过低，则难于确定受试物是否确实不具有生殖毒性，有可能因剂量不足，未达到最小有作用剂量。剂量的确定可用少数动物进行预试，如已进行过亚慢性和急性毒性试验，则最高剂量也可略高于亚慢性毒性试验中最大无作用剂量，或相当于LD50的1/10左右。最低剂量可相当于最高剂量的1/30。如

18、经多次试验确实证实1 000mgkg体重剂量对生育力无损害作用，或最高剂量可引起亲代动物表现一般毒性作用，但对生育力无不利影响，则可不进行其它剂量试验 动物接触受试物的方式应参照人类实际接触途径。一般可混入饲料或饮水中，由动物摄取；也可采用灌胃或胶囊法。试验期间每周应根据动物体重并参照进食量（大鼠可按每日1520g，小鼠每日510g计算）和要求的摄入剂量（mg/kg体重日）调整饲料中应混入受试物的数量。应始终保持达到动物应摄入的剂量。第4节 发育毒性及其评定 一、 基本概念（一）发育毒性某些外来化合物可干扰胚胎以及胎儿的发育过程，影响正常发育。具体表现可分为：1生长迟缓。即胚胎与胎仔的发育过程

19、在外来化合物影响下，较正常的发育过程缓慢。2致畸作用。由于外来化合物干扰，活产胎仔胎儿出生时，某种器官表现形态结构异常。致畸作用所表现的形态结构异常，在出生后立即可被发现。 3功能不全或异常。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。功能不全或异常往往在出生后一定时间才被发现，因为正常情况下，有些功能在出生后一定时间才发育完全。4胚胎或胎仔致死作用。某些外来化合物在一定剂量范围内，可在胚胎或胎仔发育期间对胚胎或胎仔具有损害作用，并使其死亡。具体表现为天然流产或死产、死胎率增加。在一般情况下，引起胚胎或胎仔死亡的剂量较致畸作用的剂量为高，而造成发育迟缓的剂量往往低于胚胎毒性作用

20、剂量，但高于致畸作用的剂量（二）畸形、畸胎和致畸物 器官形态的异常称为畸形。 具有畸形的胚胎或胎仔，称为畸胎。 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。致畸作用是外来化合物发育毒性的一种具体表现，对存活后代机体影响较为严重，往往是一种不可逆过程。有些文献中将致畸作用称为发育毒性，可以理解为发育毒性的侠义概念。（三）胚胎毒性作用外来化合物引起的胎仔生长发育迟缓和功能缺陷不全的损害作用。其中不包括致畸和胚胎致死作用。（四）母体毒性作用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

21、床症伏、直至死亡。母体毒性作用可分为轻度和严重母体中毒。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%。肝重可略有增加，但生殖机能正常；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症状，甚至死亡。 （五）母体毒性作用与致畸作用关系外来化合物的母体毒性作用与致畸作用的关系有下列几种：1. 具有致畸作用，但无母体毒性出现。表明此种外来化合物的致畸作用具有特定的作用机理，与母体毒性无关。此种受试物致畸作用往往较强，应特别注意。2出现致畸作用的同时也表现母体毒性。此种受试物可能既对胚胎

22、有特定的致畸机理，同时也对母体具有损害作用，但二者并无直接联系。3不具有特定致畸作用机理，但可破坏母体正常生理稳态，以致对胚胎具有非特异性的影响，并造成畸形。4仅具有母体毒性，但不具有致畸作用。5在一定剂量下，既不呈现母体毒性，也未见致畸作用。此种情况并不能确定受试物确实不具致畸作用。可能是动物接触的剂量未达到致畸作用的最小有作用剂量，即致畸阈剂量，并非真正不具有致畸作用。在对一种外来化合物进行致畸试验时，如未观察到致畸作用，也无母体毒性表现，应在动物可能耐受条件下，最大限度地增加剂量，使其远远高于人类实际可能接触的水平，如仍未出现致畸作用，才可做出结论。 二、致畸作用的毒理学特点（一）器官发

23、生期的胚胎对致畸物最敏感 具有发育毒性的药物与发育中的胚胎或胎仔接触，可因胚胎或胎仔所处的发育阶段不同而呈现不同的敏感性。着床前的胚胎对胚胎致死作用较为易感，对致畸作用并不如此。在胚胎发育后期和新生儿期，最容易表现的发育毒性是生长迟缓和神经、内分泌以及免疫系统机能的改变。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。在致畸作用中，对致畸物最敏感的阶段是器官发生期，一般称为危险期或关键期。在常用试验动物中，自受精日计算，大鼠器官发生期约为917天，小鼠器官发生期为16天，家兔为1120天。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，但如在着床前胚泡形成阶段接

24、触致畸物，则往往出现胚胎死亡，畸形极少。大鼠着床前胚泡形成期，自受精日计算，约为34天，开始着床日约为6天；小鼠分别为34天和5天；家兔分别为34天和7天。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。例如，以20mg/kg体重剂量环磷酰胺在受精后第812天期间，每日分别给予小鼠，虽然畸形多出现于前肢趾部，但畸形种类，则可因给予的日期不同而分别为多趾，并趾，缺趾和无趾。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，则诱发腭裂。同样剂量砷酸钠在小鼠受精第7天和第9天分别给予，前者主要出现脐疝，后者主要为露脑。 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。大鼠器官发生期为受精后917天，但眼的最敏感