卫生毒理学发育毒性与致畸作用.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第九章 发育毒性与致畸作用,卫生毒理学教研室,基本概念,致畸作用的毒理学特点,致畸作用机理,外源化学物发育毒性的评价,第一节发育毒性及其评定,第二节发育毒性及其评定,基本概念,发育毒性,(developmental toxicity),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。具体表现可分为,:,生长迟缓,:,即胚胎与胎仔的发育过程在外源化学物影响下，较正常的发育过程缓慢。,致畸作用,:,由于外源化学物干扰，活产胎仔胎儿出生时，某种器官表现形态结构异常。,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。,胚胎或胎仔致死作用,:,某些外源化学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。,发育毒性及其评定,畸形、畸胎和致畸物,畸形,(malformation),:,器官形态的异常。,畸胎,(,terate,),:,具有畸形的胚胎或胎仔。,致畸物或致畸原,(,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干扰，使子代出生后具有畸形的化合物。,致畸试验,:,评定外源化学物是否具有致畸作用的试验。,发育毒性及其评定,基本概念,胚胎毒性作用,(,embryotoxicity,),外源化学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。,母体毒性作用,(maternal,toxicity),母体毒性作用是指外源化学物在一定剂量下，对受孕母体产生的损害作用。具体表现包括体重减轻、出现某些临床症伏、直至死亡。,发育毒性及其评定,基本概念,母体毒性作用与致畸作用关系,具有致畸作用，但无母体毒性出现。,出现致畸作用的同时也表现母体毒性。,不具有特定致畸作用机理，但可破坏母体正常生理稳态。,仅具有母体毒性，但不具有致畸作用。,在一定剂量下，既不呈现母体毒性，也未见致畸作用。,发育毒性及其评定,基本概念,物种差异以及个体差异在致畸作用中较为明显,在不同动物并不一定都具有致畸作用，引起畸形的类型也不一致。,种间差异即同一物种中不同品系之间存在的差异，在致畸作用中也极明显。,发育毒性及其评定,致畸作用的毒理学特点,致畸作用机理,Wilsom(1977)提出了畸形发生的9种机制，包括,突变、染色体断裂、有丝分裂改变、改变核酸完整性或功能、减少前体或底物的补给、减少能源支持、改变膜特性、渗透压不平衡和酶抑制作用,。近年来在分子水平的研究有很大的进展，虽然胚胎有代偿机制弥补外源性化学物的影响，但是，是否产生畸形依赖于在致病过程中的每个步骤在损伤和修复之间的平衡。,发育毒性及其评定,干扰基因,表达基因突变与染色体畸变,损伤细胞和分子水平的翻译,细胞调亡,干扰细胞,通过胎盘毒性引起发育毒性,干扰母体稳态,内分泌干扰作用,发育毒性及其评定,致畸作用机理,外源化学物发育毒性的评价,传统常规致畸试验,动物选择,剂量分组,动物交配处理,胎仔检查,发育毒性及其评定,动物选择,:,致畸试验的动物选择，除参照毒性试验中选择动物的一般原则，即食性和对受试物代谢过程与人类接近，体型小，驯服，容易饲养和繁殖及价廉外，还应特别注意妊娠过程较短、每窝产仔数较多和胎盘构造及厚度与人类接近等特点,。,外源化学物发育毒性的评价,发育毒性及其评定,剂量分组,一般应先进行预试，目的是找出引起母体中毒的剂量。最少设,3,个剂量组，另设对照组。原则上最高剂量组，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症状；中间剂量组可以允许母体出现某些极轻微中毒症状。其剂量与高剂量和低剂量成等比级数关系。,一般最高剂量不超过,LD50,的,1/5,1/3,，低剂量可为,1,100,1,30,。,外源化学物发育毒性的评价,发育毒性及其评定,动物交配处理,每组动物大鼠或小鼠为,12,20,只，家兔,8,12,只，狗等大动物,3,4,只。,将性成熟雌雄动物按雌雄,l,：,1,或,2,：,1,比例同笼交配。每日将已确定受孕雌鼠随机分入各剂量组和对照组。,出现阴栓或精子之日即为受孕,0,日，也有人作为第,1,日。由于致畸作用有极为明确的敏感期，应精确掌握动物接触受试物的时间，必须在器官发生期。,外源化学物发育毒性的评价,发育毒性及其评定,胎仔检查,自然分娩前,1-2,日将受孕动物处死，剖腹取出子宫及活产胎仔，并另行记录死胎及吸收胎。一般大鼠在受孕后第,19-20,天，小鼠第,18-19,天，家兔在第,29,天。,外源化学物发育毒性的评价,发育毒性及其评定,下列几方面进行畸形检查,：,外观畸形肉眼检查,，例如露脑；,肉眼检查内脏及软组织畸形，,例如腭裂；,骨骼畸形检查,，例如颅顶骨缺损，分叉肋等。畸形检查只限活产胎仔。,外源化学物发育毒性的评价,发育毒性及其评定,结果评定,活产幼仔平均畸形出现数,:,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。,畸形出现率,:,即作为畸胎的幼仔在活产幼仔总数中所占的百分率。,母体畸胎出现率,:,即出现畸形胎仔的母体在妊娠母体总数中所占的百分率。,发育毒性及其评定,外源化学物发育毒性的评价,确定受试物是否具有致畸作用时需注意以下几点：,任何结果必须通过统计计算方法进行剂量组与对照组对比；必须具有统计学意义才能认为是阳性结果。,应该掌握所用实验动物品系的自然畸形发生率。,致畸作用中动物物种和品系差异较为显著，因此要求在两种动物进行试验。由于物种差异，对动物不具有致畸作用的外源化学物对人是否致畸的问题，应格外认真对待。,外源化学物发育毒性的评价,发育毒性及其评定,发育毒性的替代试验,大鼠全胚胎培养,胚胎细胞微团培养,小鼠胚胎干细胞试验,发育毒性的体内预筛试验,(C.K.,试验,),发育毒性及其评定,外源化学物发育毒性的评价,问 题,1、致畸作用的毒理学特点是什么？,2、发育毒性的评定指标是什么？,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,(reproductive toxicology),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,(developmental toxicology),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,F,b,F,a,F,b,F,b,F,a,F,a,F,（断奶或出生周）,给予受试物到周,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,断乳后给予受试物到周,观察三个月，喂饲普通饲料，观察其生长发育情况,断乳后给予受试物到周,两代一窝(和一代一窝)生殖试验,生殖毒性及其评定,F,断奶，检查发育情况,F,出生，每窝留只幼仔,F,交配,断奶，给予受试物,F,（每窝选留幼仔只，雌雄各半）,第周雌雄交配,出生第周给予受试物（F,）,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,问 题,1、生殖毒性和发育毒性的概念是什么？,2、生殖毒性的评定指标是什么？,