化学物的生殖发育毒性及其评价课件

第九章化学物的生殖发育毒性及其评价Reproductive&DevelopmentalToxicityofChemicalToxiconandItsEvaluation概述

Introduction致畸研究简史年份原因或受试因素先天异常1905x射线照射哺乳动物出生动物发育异常1921脂肪缺乏饮食出生动物发育异常1928入孕期接受X线照射小头围和智力迟钝1935VitA缺乏饮食出生猪眼缺陷和其它畸形1937孕期给予某些激素啮齿动物性分化异常1940广岛、长崎原子弹辐射唐氏综合征(小头伴智力不全)1942孕妇感染风疹病毒先天性白内障，耳聋，心脏病1944孕妇营养缺乏多种发育异常1952溴化钠出生后行为功能异常(大鼠)1952孕妇服用氨基喋吟胎儿严重畸形流产1959孕妇食用甲基汞污染鱼先天性水俣病(小头,神经缺陷)1961孕妇服用反应停导致“灾难”性事件唇裂联体儿先天愚型先天畸形的危害在人类疾病谱中，先天缺陷致寿命缩短分别是肿瘤和心血管病的8倍和5倍。先天畸形是导致婴幼儿死亡的重要原因之一。在我国婴幼儿死亡原因中，先天畸形占第二位，而在发达国家和我国的一些大城市已占首位。先天畸形给家庭和社会带来沉重的精神压力和经济负担.

先天畸形的原因病因未明70％

环境因素10％遗传因素20％学

科

发

展繁殖毒理学生殖毒理学（reproductivetoxicology）发育毒理学（developmentaltoxicology）繁殖毒理生殖毒理(reproductivetoxicology)发育毒理(developmentaltoxicology)几个基本概念1、生殖功能障碍

(reproductiondysfunction):

亲代接触毒物导致干扰受孕、孕体、发育、出生以及后代成熟为健康成人。2、生殖毒性

(reproductivetoxicity)生育力及一般生殖行为损害致畸形对孕后期与哺乳的不良反应3、发育毒性

(developmentaltoxicity)外源性化学物对发育生物体从受精卵直到出生后性功能成熟整个发育过程产生的毒作用，包括胚胎毒性(embryonictoxicity)、胎儿毒性(fetaltoxicity)和行为致畸作用(behavioralteratogenesis)。具体四大表现:：

GrowthanddevelopmentalretardationStructureabnormalityorteratogenicity

EmbryolethalityFunctionaldeficits4、胚胎-胎儿毒性(embryo-fetaltoxicity)

指发育毒性中的胚胎/胎儿生长发育迟缓和功能缺陷两项，一般不包括畸形和胚胎死亡。5、母体毒性(maternaltoxicity)是指外源性化合物对妊娠母体的毒性作用，如表现为：体重减轻、功能异常、临床症状，甚至死亡。6、先天畸形(congenitalmalformation)

指胎儿出生后，整个身体或某一部分的外形或内脏具有解剖学上形态结构的异常。通常不包括显微镜下细微结构的异常、生化代谢性缺陷、单纯功能异常(如精神缺陷、智力缺陷)，也不包括分娩过程中各种因素造成的缺陷。7、致畸作用(teratogeniceffect)

环境因素干扰胚胎或胎儿生长发育过程，影响其正常发育，以致胎儿在出生时，具有形态结构异常(即先天畸形)的作用。由化学物引起的先天畸形称为化学致畸作用。8、化学致畸物(chemicalteratogen)

凡能通过母体干扰胚胎或胎儿正常发育，使其出生时具有畸形的化学物。己知的动物致畸物约1500种。但已肯定的人类致畸物只有40余种。致畸物分为两类：非共效应致畸物：对胚胎或发育个体相对毒性高，对母体毒性相对低。（反应停）共效应致畸物：对母体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)指胚胎从着床到继发腭闭合这段时期。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天心脏：第9-10天脑：第10天左右头与脊椎骨：第11天腭：第12-13天泌尿生殖器：第15天杀虫剂西维因豚鼠家兔和仓鼠农药二嗪农

除草剂草完隆豚鼠与家兔仓鼠农药敌枯双大鼠人群调查中尚未证实反应停人类以及其它灵长类动物小鼠和家兔畸形率%大鼠怀孕天数大鼠胚胎各器官致畸敏感期（一）对雄性生育力的损害1、影响性欲和性行为2、损害生精过程精子表型核型异常与DNA变性和断裂细胞凋亡HSPSClusterin显性致死（二）对雌性生育力的损害1、影响性欲和性行为2、影响性激素和性周期3、受孕后身体生理变化4、对卵细胞的损害5、对孕体的损害传代效应(transgenerationaleffects)1、免疫系统损害2、儿童期肿瘤3、神经系统损害化学毒物通过亲代对配子、胚胎、胎儿的有些损伤会在下一代表现为某些系统功能异常或疾病。发育缺陷的形成机理1.基因突变

细胞死亡过多

细胞或细胞产物太少

异常胚胎

/染色体异常

或减少

而影响局部形态或功能成熟2.干扰有丝分裂/核酸

细胞间相互作

生物合成减少

完整性或功能改变

用障碍3.前体或基质缺乏

细胞的迁移受阻

生长与分化中

能源改变

的其他不平衡4.膜特异性改变

组织的机械破碎

膜通透性改变5.酶抑制

DNA修复或纺锤体形成障碍

6.细胞凋亡7.内分泌干扰8.产生活性氧(ROS)精子的过氧化损伤

始发改变

病理作用

共同途径

最终结局化学物的生殖毒性评价方法

一般生殖毒性试验

(I段

)

致畸试验

(II段

)

围生期毒性试验

(III段

)

繁殖试验

(多代繁殖试验

)1.动物毒性试验2.环境流行病学研究3.控制下的临床研究4.体外试验(invitro

)实验动物:

大鼠给药期限：妊娠第7-16天结果观察：母体毒性，出生前1天处死母鼠检查胚胎毒性和胎儿毒性评定标准:

致畸指数(雌鼠LD50/最小致畸剂量)标准致畸试验(standardteratogenicitytest)

体外测试方法

全胚胎培养(wholeembryoculture,WEC)

微

团

培

养

(micromassculture,MC)

生

殖

细

胞

培养

(germcellculture)

胚胎干细胞培养

(embryostemcell,ESC)

果

蝇

致

死

试验

(drosophilalethaltest)Preparationofimmediatelycentrifugalserum(ICS)forwholeembryoculture(WEC)即刻离心血清(ICS)的制备WECprocedure

体外全胚胎培养

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