第十章 生殖毒理学

第十章生殖毒理学

卫生毒理学教研室2004.5第一节概述

哺乳动物的生育繁殖过程外源化学物对生殖发育的影响外源化学物对生殖发育的影响以及损害作用的特点

哺乳动物的生育繁殖过程

生殖发育是哺乳动物繁衍种族的生理过程，其中包含生殖细胞发生，即精子发生和卵细胞发生、配子的释放、性周期和性行为、卵细胞受精、受精卵的卵裂、胚泡的形成、植入或着床、胚胎形成、胚胎发育、器官发生（或称器官形成）、胎仔发育、分娩和哺乳过程。生殖发育也可称繁殖过程。概述外源化学物对生殖发育的影响干扰生殖发育的任何环节，并造成损害作用。可以通过对内分泌系统，特别是对性腺的作用，发生间接的影响。神经系统对内分泌功能也有调节作用，通过下丘脑-垂体-睾丸轴(下丘脑-垂体-卵巢轴)两条途径作用于生殖发育过程。

概述外源化学物对生殖发育损害作用的特点

生殖发育过程较机体其他系统更为敏感外源化学物对生殖发育过程影响的范围较为广泛和深远

概述术语基本概念生殖毒理学(reproductivetoxicology)主要研究外源化学物对生殖细胞发生、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。发育毒理学(developmentaltoxicology)主要研究外源化学物对胚胎发育、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。

概述第二节生殖毒性及其评定

生殖毒理学历史生殖毒性生殖毒性的评价

生殖毒理学历史1950年美国霍普金斯大学医院发现，怀孕期间服用黄体酮，先后有600多名女婴出现生殖器男性化畸形。1956年用于治疗妊娠反应的反应停，1961年后出现近万例短肢畸形儿(海豹畸形)。二恶英(TCDD)造成的大面积污染及其与人群生殖危害的关系至今仍不清楚。

生殖毒性及其评定生殖毒理学历史过去半个世纪震惊全球的系列中毒或灾难事件的发生，在世界范围内提高了人们对用药的安全意识，高度关注新的化学物对生殖内分泌系统或妊娠结局的不良影响，促进了与生殖内分泌系统安全相关法律的产生和研究方法指南的问世。

生殖毒性及其评定生殖毒性

外源化学物对生殖的过程的损害作用可以表现为性淡漠，性无能或各种形式的性功能减退。雌性可出现排卵规律改变，月经失调或失经，卵巢萎缩，受孕减少，胚胎死亡，生殖能力的降低不孕或不育等。雄性可表现为睾丸萎缩或坏死，精子数目减少。

生殖毒性及其评定生殖毒性的评价

外源化学物对生殖过程作用的评定主要通过生殖毒性试验来进行。生殖毒性试验可以全面反映外源化学物对性腺功能、发情周期、交配行为、受孕、妊娠过程、分娩、授乳以及幼仔断乳后生长发育可能发生的影响。

生殖毒性及其评定评定的主要依据是交配后母体受孕情况（受孕率）、妊娠过程情况（正常妊娠率）、子代动物分娩出生情况（出生存活率）、授乳哺育（哺育成活率）以及断奶后发育情况等。是检查外源化学物对动物生育繁殖机能有无损害作用的试验。

生殖毒性及其评定生殖毒性的评价

试验方法原则受试动物：性成熟大鼠、小鼠或家兔

剂量分组:一般设立三个剂量组（至少两个剂量组）和一个对照组染毒途径:动物接触受试物的方法应参照人类实际接触途径动物数:每组雌雄各16到20只，或雌16到20只，雄8到10只

生殖毒性及其评定生殖毒性的评价

试验方案

:三代两窝

生殖毒性及其评定生殖毒性的评价

F３bF３aF１bF２bF２aF１aF０（断奶或出生８周）

给予受试物８到１２周第一次交配第二次交配观察三个月，喂饲普通饲料，观察其生长发育情况

断乳后给予受试物８到１２周观察三个月，喂饲普通饲料，观察其生长发育情况

断乳后给予受试物８到１２周

两代一窝(和一代一窝)生殖试验

生殖毒性及其评定F２断奶，检查发育情况F２出生，每窝留８只幼仔F１交配断奶，给予受试物F１（每窝选留幼仔８只，雌雄各半）第１６~１９周雌雄交配出生第８周给予受试物（F０）生殖毒性的评价

观察指标：受孕率（％）:反映雌性动物生育能力以及雌性动物受孕情况

正常分娩率（％）:反映雌性动物妊娠过程是否受到影响

幼仔出生存活率（％）:反映雌性动物分娩过程是否正常

幼仔哺育成活率（％）:反映雌性动物授乳哺育幼仔的能力

除上述４个指标外，还应该注意出生幼仔是否有畸形存在，对死亡的幼仔应进行畸形检查，可为下一步致畸试验提供参考

生殖毒性及其评定生殖毒性的评价

一、动物发育毒性试验

最佳联合方案是对成年动物进行染毒并包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，以检测近、远期效应

最常选用的方案为三阶段试验I阶段试验雌雄性交配前-受孕-雌性受精-雌性着床期间染毒对成年雌雄性的生殖功能、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Ⅱ阶段试验从着床到硬腭闭合期间染毒对成年雌性生殖功能、胚胎发育、器官形成期的发育毒性Ⅲ阶段试验从着床到幼仔断乳期间对孕（乳）母染毒从着床到子代性成熟的母体生殖毒性(妊娠、分娩和哺乳)和子代的发育毒性（胚胎、胎儿生长发育，新生幼仔宫外生活的适应性，断乳前后的生长发育，独立生活能力和性功能成熟）(一)大鼠全胚胎培养(wholeembryoculture,WEC)三、发育毒性的替代试验

从孕期第9，10天大鼠子宫取出胚胎，剥去Reichert膜，放入培养液中加入受试物，在含O2、CO2、N2环境中，旋转培养。观察胚胎发育情况，记录胚胎存活，检测胚芽、卵黄囊直径、体节和体长

以胚胎的心跳和血液循环是否存在作为胚胎存活的指标；以卵黄囊直径、颅臀长和头长、体节数和胚胎重作为胚胎生长发育的指标；根据Brown评分对器官形态分化作出评价。筛试化学物的发育毒性、探讨其剂量反应关系和作用机制

(二)胚胎细胞微团培养

从第11天的大鼠胚胎取得代表CNS的原代中脑细胞微团、肢芽区或其他区的细胞微团，在培养瓶中分别加入不同浓度的受试物共同培养5天；用中性红染色判断细胞存活；用Alcian蓝染色判断肢芽软骨细胞分化数量；苏木素染色判断CNS细胞分化数量。对结果进行处理，求出影响终点的IC50。比较受试物组与对照组数据，评价化学毒物的细胞毒性和发育毒性(micromassculture)（三）小鼠胚胎干细胞试验

将小鼠胚泡内细胞团衍生的胚胎干细胞(embryonicstemcells，ES细胞)在特定条件下，可定向分化为机体多种细胞，因此可作为生物测试系统，用于哺乳动物细胞分化、组织形成过程的发育毒性研究

(themouseembryonicstemcelltest，EST)（四）体内预筛式样（C.K.试验）