毒理學(xué)-第九章

二、發(fā)育毒性作用的特點(diǎn)

表現(xiàn)為受多種因素影響（一）發(fā)育階各段發(fā)育毒性效應(yīng)的特異性

(二)發(fā)育毒性的劑量-反應(yīng)模式復(fù)雜（三）發(fā)育毒性的物種差異較大劑量致全窩胚胎死亡，一般劑量下正常、畸形和生長(zhǎng)遲緩共存。常見(jiàn)反應(yīng)模式。在遠(yuǎn)低于胚胎致死劑量下即出現(xiàn)致畸，甚至全窩致畸，常伴有生長(zhǎng)遲緩。強(qiáng)致畸劑，少見(jiàn)。低劑量引起生長(zhǎng)遲緩，高劑量引起胚胎死亡。曲線較陡，建議多設(shè)實(shí)驗(yàn)組，以確證有無(wú)致畸性。(二)發(fā)育毒性的劑量-反應(yīng)模式復(fù)雜發(fā)育毒性劑量-反應(yīng)模式表明致畸試驗(yàn)劑量選擇具有重要意義過(guò)低劑量不足以顯示確實(shí)存在的致畸作用，可得出錯(cuò)誤的結(jié)論；劑量過(guò)高可使大量胚胎死亡或?qū)δ阁w毒性作用過(guò)強(qiáng)，都可影響結(jié)果的正確性發(fā)育毒性是否有閾值尚存在爭(zhēng)論

很難用實(shí)驗(yàn)找出一個(gè)發(fā)生率很低的劑量-反應(yīng)關(guān)系，因?yàn)槟切枰獦O大的樣本數(shù)量，如每劑量組幾百到幾千窩的動(dòng)物多數(shù)發(fā)育毒性機(jī)制還不了解，有的已知機(jī)制支持閾值的存在，而有些機(jī)制則不支持（基因突變）二、發(fā)育毒性作用的特點(diǎn)

表現(xiàn)為受多種因素影響（一）發(fā)育階各段發(fā)育毒性效應(yīng)的特異性

(二)發(fā)育毒性的劑量-反應(yīng)模式復(fù)雜（三）發(fā)育毒性的物種差異（三）發(fā)育毒性的物種差異

可能原因：不同物種或同一物種不同品系動(dòng)物代謝過(guò)程有差異致畸物主通過(guò)母體胎盤(pán)作用于胚胎，而不同物種動(dòng)物胎盤(pán)構(gòu)造也不相同因物種差異，可能存在對(duì)動(dòng)物不具致畸,但對(duì)人有致畸作用（反應(yīng)停），動(dòng)物致畸試驗(yàn)結(jié)果推論到人類(lèi)造成某些困難致畸作用的特點(diǎn)發(fā)育階段致畸效應(yīng)的特異性

胚胎所處的發(fā)育階段不同，對(duì)于致畸作用呈現(xiàn)不同的敏感性。最敏感的階段是器官發(fā)生期致畸劑量-反應(yīng)關(guān)系復(fù)雜

致畸作用最大無(wú)作用劑量問(wèn)題尚有不同意見(jiàn)致畸的物種個(gè)體差異

同一物種不同品系對(duì)一種致畸物敏感性的差別很大，物種及種間差異第二節(jié)發(fā)育毒性與致畸性一、基本概念二、發(fā)育毒性作用的特點(diǎn)三、母體毒性與發(fā)育毒性的關(guān)系四、父源性發(fā)育毒性三、母體毒性與發(fā)育毒性的關(guān)系

母體毒性(maternaltoxicity)：外源化學(xué)物對(duì)受孕母體產(chǎn)生的損害作用，表現(xiàn)為體重減輕、功能異常、出現(xiàn)某些臨床癥伏、甚至死亡。多用增重減慢和死亡率表示母體毒性可直接作用于孕體或間接通過(guò)對(duì)胎盤(pán)的毒性引起發(fā)育毒性（一）母體因素對(duì)發(fā)育毒性的影響

1.遺傳因素

母體遺傳結(jié)構(gòu)是孕體發(fā)育結(jié)果的決定因素2.疾病

母體嚴(yán)重糖尿病，某些感染等（巨細(xì)胞病毒，發(fā)熱與CNS畸形）3.營(yíng)養(yǎng)

蛋白質(zhì)、熱量、維生素、微量元素及輔酶因子的缺乏對(duì)妊娠產(chǎn)生不利的影響（葉酸與NTDs）4.應(yīng)激

妊娠期噪聲暴露,精神刺激可產(chǎn)生發(fā)育毒性5.對(duì)胎盤(pán)的毒性

胎盤(pán)是母體和孕體進(jìn)行物質(zhì)交換的結(jié)構(gòu)，提供營(yíng)養(yǎng)，氣體交換和廢物排出。胎盤(pán)也產(chǎn)生維持妊娠的關(guān)鍵激素，而且能代謝和儲(chǔ)存外源化學(xué)物。胎盤(pán)也可能是毒作用的靶對(duì)胎盤(pán)的毒性可危及這些功能，或促進(jìn)對(duì)孕體的有害效應(yīng)（二）母體毒性與胚胎毒性的關(guān)系

1.具有發(fā)育毒性，但無(wú)母體毒性出現(xiàn)此種外源化學(xué)物的致畸作用具有特定機(jī)制，與母體毒性無(wú)關(guān)，如反應(yīng)停

此種受試物致畸作用往往較強(qiáng)，應(yīng)特別注意出現(xiàn)發(fā)育毒性的同時(shí)也表現(xiàn)母體毒性

如乙醇主要在母體毒性水平對(duì)孕體有有害影響，發(fā)育毒性可能是母體生理學(xué)的紊亂的繼發(fā)效應(yīng)，如母體嗜酒營(yíng)養(yǎng)不良，酒精影響胎盤(pán)的營(yíng)養(yǎng)物轉(zhuǎn)運(yùn)等僅具有母體毒性，但不具有致畸作用這類(lèi)物質(zhì)在妊娠期易引起警覺(jué)在一定劑量下，既無(wú)母體毒性，也不表現(xiàn)發(fā)育毒性

第二節(jié)發(fā)育毒性與致畸性一、基本概念二、發(fā)育毒性作用的特點(diǎn)三、母體毒性與發(fā)育毒性的關(guān)系四、父源性發(fā)育毒性四、父源性發(fā)育毒性Paternalbirthdefect,引起父源性出生缺陷的主要因素有：遺傳缺陷年齡因素其他因素（職業(yè)暴露、飲酒、吸煙等）這些因子通過(guò)父親對(duì)孕體產(chǎn)生不良影響，因此稱為父源性發(fā)育毒性1976年意大利化工廠爆炸，二惡英(dioxins)污染造成3．7萬(wàn)人受害，所隨出現(xiàn)孕婦自發(fā)性流產(chǎn)，嬰兒畸形增加等現(xiàn)象。1977-1984期間出生的新生兒中，女性比例上升，父親血清TCDD水平超過(guò)100pg/g的家庭，出生嬰兒全部為女性，消除污染后，90年代是性別比例恢復(fù)正常。

1990年成功大學(xué)開(kāi)始追宗胎盤(pán)中毒的油癥小孩，發(fā)現(xiàn)男性在二十歲以前中毒者，第二代生育男孩的比例約45%，大致符合多氯聯(lián)苯「雌化自然的特質(zhì)日本米糠油事件中PCBs受害者的慘狀干擾基因表達(dá)基因突變與染色體畸變細(xì)胞損傷和死亡干擾細(xì)胞-細(xì)胞交互作用通過(guò)胎盤(pán)毒性引起發(fā)育毒性干擾母體穩(wěn)態(tài)內(nèi)分泌干擾第三節(jié)致畸（發(fā)育毒性）作用機(jī)制?總的來(lái)說(shuō)

—不清楚?。ㄒ唬└蓴_基因表達(dá)

某些發(fā)育相關(guān)基因表達(dá)異常或表觀遺傳改變可能引起畸形小鼠胚胎中抑制或剔除原癌基因Wnt-1或Wnt-3a，可產(chǎn)生中腦和后腦等畸形。wnt基因在生長(zhǎng)發(fā)育期很重要,主要在CNS發(fā)育起調(diào)控作用DES引起小鼠甲基化水平改變（二）基因突變與染色體畸變

已發(fā)現(xiàn)致突變物有潛在致畸性，如電離輻射、烷化劑、亞硝酸鹽、多數(shù)致癌物都可能致畸妊娠第13天的大鼠胚胎羊膜內(nèi)注入CP及其兩個(gè)代謝產(chǎn)物PM或AC后，引起了腦積水、露眼、腭裂、小頜畸形、臍疝、尾部和肢部缺陷.PM（磷酰胺氮芥）（三）細(xì)胞損傷與死亡

CP誘導(dǎo)DNA損傷可導(dǎo)致細(xì)胞周期混亂和細(xì)胞死亡.用CP處理妊娠第10天大鼠，引起胚胎的S-期細(xì)胞周期阻斷，在細(xì)胞迅速增殖區(qū)域觀察到細(xì)胞死亡高溫、電離輻射、病毒感染、化學(xué)物（汞、乙醇）都能影響細(xì)胞凋亡已證實(shí)高熱、環(huán)磷酰胺或砷酸鹽處理著床后的小鼠胚胎，在一些胚芽組織中與凋亡一起導(dǎo)致DNA斷裂、caspase-3的活化，這些因子還能引起胚胎線粒體的改變而造成細(xì)胞色素C的釋放，并造成caspase-3上游的活化因子caspase-9的活化。（四）、干擾細(xì)胞-細(xì)胞交互作用

反應(yīng)停的代謝活化產(chǎn)物引起胚胎細(xì)胞的粘聯(lián)受體(adhesivereceptors)下調(diào)，阻礙發(fā)育過(guò)程中細(xì)胞與細(xì)胞、細(xì)胞與基質(zhì)之間的相互作用，干擾了細(xì)胞之間的通訊從而導(dǎo)致肢芽結(jié)構(gòu)異常（五）通過(guò)胎盤(pán)毒性引起發(fā)育毒性

胎盤(pán)毒物有許多如鎘(Cd)、砷或汞、香煙、乙醇、可卡因等。Cd致發(fā)育毒性機(jī)理：Cd在妊娠中晚期通過(guò)引起胎盤(pán)毒性(壞死，減少血流)

Cd抑制對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的傳送Cd可在胎盤(pán)誘導(dǎo)MT，而MT對(duì)Zn有高親和力，可在胎盤(pán)中結(jié)合Zn而干擾Zn轉(zhuǎn)移通過(guò)胎盤(pán)。Cd的理化性質(zhì)與必需元素鋅(Zn)相似，可競(jìng)爭(zhēng)性抑制胎盤(pán)Zn跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，以及競(jìng)爭(zhēng)性抑制胎盤(pán)中其他Zn依賴的過(guò)程

聯(lián)合給予Zn可以改善Cd的發(fā)育毒性)（六）干擾母體穩(wěn)態(tài)MT的誘導(dǎo)合成，致母體鋅缺乏，引起發(fā)育毒性缺乏葉酸缺碘二氟苯水楊酸，其發(fā)育毒性劑量引起嚴(yán)重的母體貧血并損耗紅細(xì)胞ATP水平導(dǎo)致兔的畸性苯妥英在動(dòng)物能影響母體的葉酸代謝致畸。孕第10天，易感的A／J小鼠的心率劑量依賴性地被苯妥英降低，實(shí)驗(yàn)性給氧可減少小鼠中苯妥英的致畸性，故畸形與母體的心率降低和胚胎的缺氧有關(guān)。減少子官的血流被認(rèn)為是羥基脲引起致畸的一種機(jī)制，它提高收縮壓，改變心率，減少心輸出，嚴(yán)重地減少子宮的血流。MT合成可被包括金屬、酒精、胺基甲酸乙酸、內(nèi)毒素、烷化劑、高或低血糖和電離輻射等許多化學(xué)和物理因素誘導(dǎo)，MT合成的誘導(dǎo)可致孕母肝MT濃度大大高于正常，降低血漿Zn濃度，進(jìn)而使孕體可利用的Zn減少、Zn缺乏而導(dǎo)致發(fā)育毒性。這已為多種不同的化學(xué)物包括丙戊酸、6-巰基嘌呤、烏拉坦、乙醇的實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。（七）內(nèi)分泌干擾作用環(huán)境內(nèi)分泌干擾物（EnvironmentalEndocrineDisruptors，EEDs）

又稱：環(huán)境激素或環(huán)境荷爾蒙Environmentalhormones環(huán)境內(nèi)分泌干擾化學(xué)物質(zhì)（EnvironmentalEndocrineDisruptingChemicals，EDCs）美國(guó)環(huán)保局“內(nèi)分泌干擾物”的定義：EDCs是由于人類(lèi)的生產(chǎn)和生活活動(dòng)而釋放到周?chē)h(huán)境中，對(duì)維持生物體內(nèi)平衡、生殖、發(fā)育及行為的正常激素的合成、分泌、結(jié)合、清除等功能產(chǎn)生影響，從而改變機(jī)體內(nèi)分泌功能并對(duì)機(jī)體、后代引起有害效應(yīng)的外源性物質(zhì)。根據(jù)生物學(xué)效應(yīng)，EEDs主要包括雌激素和抗雌激素、雄激素和抗雄激素、孕激素和抗孕激素、芳烴受體類(lèi)化合物（TCDD）、甲狀腺素和抗甲狀腺素類(lèi)化合物等。內(nèi)分泌干擾物至少通過(guò)四種干擾內(nèi)分泌系統(tǒng)的作用模式引起發(fā)育毒性：①作為類(lèi)固醇受體的配體起作用；②改變類(lèi)固醇激素代謝酶；③擾亂下丘腦-垂體激素釋放④通過(guò)目前還不清楚的模式作用。1950年美國(guó)霍普金斯大學(xué)醫(yī)院發(fā)現(xiàn)，懷孕期間服用黃體酮，先后有600多名女?huà)氤霈F(xiàn)生殖器男性化畸形1956年用于治療妊娠反應(yīng)的反應(yīng)停，1961年后出現(xiàn)1.2萬(wàn)例短肢畸形兒。1966～1969年美國(guó)波士頓市婦產(chǎn)醫(yī)院發(fā)現(xiàn)，懷孕期間服用己烯雌酚(DES)可使其子代少女患陰道透明細(xì)胞腺癌；其子代男性可發(fā)生生殖器先天畸形，如睪丸發(fā)育不全、精子數(shù)目太少等。1968在日本，1979年在臺(tái)灣曾先后發(fā)生因多氯聯(lián)苯(PCBs)污染米糠油而導(dǎo)致的中毒事件，中毒孕婦發(fā)生死產(chǎn)、早產(chǎn)和畸胎等。1996，《OurstolenFuture》

出版，EEDs對(duì)動(dòng)物，生態(tài)及人類(lèi)生存的影響1997，《TheFeminizationofNature》出版同年，IARC將TCDD列入人類(lèi)一級(jí)致癌物。致肝癌劑量低至10ng/kg。生命的隱形浩劫當(dāng)今社會(huì)，環(huán)境激素廣泛存在于日常生活中，如含有以聚氯乙烯為原料的用品，含苯乙烯的聚苯乙烯方便面盒，金屬罐頭內(nèi)的金屬防腐膜，用于電器產(chǎn)品和其他塑料制品中的多氯聯(lián)苯，合成洗滌劑，化妝品，農(nóng)藥及其降解產(chǎn)物，海洋防污涂料，垃圾焚燒產(chǎn)物的污染物等，可以說(shuō)，人類(lèi)已經(jīng)生活在“環(huán)境激素的海洋”之中。

由于環(huán)境激素的毒性作用劑量少,潛伏期長(zhǎng),其危害常常表現(xiàn)為對(duì)物種和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生災(zāi)難性的影響。環(huán)境激素是繼臭氧層破壞、溫室效應(yīng)之后的又一全球性環(huán)境問(wèn)題,有專家預(yù)言：EED對(duì)生殖的消積影響，將是21世紀(jì)人類(lèi)所面臨的最大、最嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。

“無(wú)處不逢君”環(huán)境內(nèi)分泌干擾物(EnvironmentalEndocrineDisruptors,EED)

人類(lèi)面臨著生殖危害不孕不育：育齡夫婦不育發(fā)生率美國(guó)8.4%，法國(guó)14.1%，我國(guó)約10~15%性功能障礙：1/3以上中年男性有勃起功能障礙（erectiledysfunction，ED）。3/5成年女性有不同程度的性欲減退？人類(lèi)精液質(zhì)量下降？原因？ThinkGlobally,ActLocally.第四節(jié)發(fā)育毒性和致畸作用試驗(yàn)與評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)化學(xué)物發(fā)育毒性需通過(guò)動(dòng)物發(fā)育毒性試驗(yàn)，環(huán)境流行病學(xué)調(diào)查和體內(nèi)外替代試驗(yàn)進(jìn)行。化學(xué)物結(jié)構(gòu)與活性資料也對(duì)安全性評(píng)價(jià)有一定幫助。生殖發(fā)育過(guò)程的六個(gè)階段交配前到受孕：檢查成年雄性和生殖功能、配子的發(fā)生與成熟、交配行為、受精受精到植入或著床（implantation）檢查成年雌性生殖功能，著床前發(fā)育、著床著床到硬腭閉合：檢查成年雌性生殖功能，胚胎發(fā)育、主要器官形成

硬腭閉合到妊娠結(jié)束：檢查成年雌性生殖功能，胎體發(fā)育與生長(zhǎng)、器官發(fā)育與生長(zhǎng)出生到斷乳：檢查成年雌性生殖功能，新生仔體對(duì)宮外生活的適應(yīng)，斷乳前的發(fā)育與生長(zhǎng)，也檢查雌鼠的哺乳能力斷乳到性成熟：檢查仔體斷乳后的發(fā)育與生長(zhǎng)、對(duì)獨(dú)立生活的適應(yīng)，達(dá)到完全的性功能一、動(dòng)物發(fā)育毒性試驗(yàn)

優(yōu)點(diǎn)：條件易于控制，對(duì)新的化學(xué)品不可能進(jìn)行流行病學(xué)研究，首先要用動(dòng)物實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)其生殖發(fā)育毒性。缺點(diǎn)：結(jié)果外推到人的不肯定性。

最佳方案：對(duì)成年動(dòng)物進(jìn)行染毒，包括子代從受精卵到性成熟的所有生長(zhǎng)發(fā)育階段，來(lái)檢測(cè)近遠(yuǎn)期效應(yīng)。用一個(gè)試驗(yàn)研究全部發(fā)育毒性的終點(diǎn)是不可能的。最常選用的為三階段毒性試驗(yàn)。

三階段試驗(yàn)I階段：生育力和早期胚胎發(fā)育毒性試驗(yàn)II階段：致畸敏感期試驗(yàn)：致畸作用是發(fā)育毒性最重要的一種表現(xiàn)，所以外源化學(xué)物發(fā)育毒性的評(píng)定，主通過(guò)致畸試驗(yàn)。致畸敏感期試驗(yàn)是評(píng)定外源化學(xué)物是否具有致畸作用的標(biāo)準(zhǔn)方法III階段：圍生期毒性試驗(yàn)對(duì)大多數(shù)化學(xué)物質(zhì)來(lái)說(shuō)，三段生殖毒性試驗(yàn)設(shè)計(jì)通常是最適當(dāng)?shù)?，關(guān)鍵因素是各個(gè)生殖階段之間不得有間隔，即在三個(gè)有關(guān)聯(lián)的階段接觸受試物的時(shí)期至少有一天的重疊，并能直接或間接地評(píng)價(jià)生殖過(guò)程的所有階段確定受試物是否具致畸作用的最后結(jié)論時(shí)，需注意以下：有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義才能認(rèn)為是陽(yáng)性結(jié)果。劑量效應(yīng)關(guān)系是否較為明顯，較為明確者才可確定其致畸作用。應(yīng)該掌握所用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物品系的自然畸形發(fā)生率。如出現(xiàn)長(zhǎng)期以來(lái)在該品系實(shí)驗(yàn)動(dòng)物未曾出現(xiàn)過(guò)的畸形，則應(yīng)特別認(rèn)真對(duì)待。致畸作用動(dòng)物物種和品系差異較顯著，因此要求在兩種動(dòng)物進(jìn)行試驗(yàn)。存在由于物種差異，對(duì)動(dòng)物不具有致畸作用的外源化學(xué)物對(duì)人是否致畸的問(wèn)題。即將動(dòng)物試驗(yàn)結(jié)論推論到人，尚無(wú)理想可靠的方法。二、流行病學(xué)研究和人類(lèi)證據(jù)（自學(xué)）人類(lèi)證據(jù)的獲得，病例報(bào)告、出生缺陷登記要發(fā)現(xiàn)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的發(fā)育毒性終點(diǎn)，需要對(duì)超過(guò)100萬(wàn)的出生進(jìn)行檢測(cè)，另外人類(lèi)妊娠損失的高百分比可能使與某一特別暴露有關(guān)的妊娠失敗難以在一般的人群中發(fā)現(xiàn)。而且由于出生前診斷的可行，畸形胚胎的妊娠被選擇性流產(chǎn)。因此出生時(shí)異常結(jié)局的發(fā)生率不能反映異常的真實(shí)比率。發(fā)育毒性資料的使用三、發(fā)育毒性的替代試驗(yàn)（預(yù)篩試驗(yàn)）

用動(dòng)物試驗(yàn)來(lái)檢測(cè)、研究化學(xué)毒物的發(fā)育毒性既費(fèi)錢(qián)又費(fèi)時(shí)間。多年來(lái)許多研究者一直在尋求簡(jiǎn)單、快速的體內(nèi)、外試驗(yàn)方法，用來(lái)評(píng)價(jià)化學(xué)毒物的發(fā)育毒性和(或)探討其作用機(jī)制，迄今還沒(méi)有滿意的方法，因?yàn)榘l(fā)育毒性涉及親代兩性，從配子到下一代出生的多個(gè)發(fā)育階段，不能只用一、二種方法去回答這么復(fù)雜的毒性問(wèn)題。體外替代預(yù)篩試驗(yàn)（全胚培養(yǎng)；器官培養(yǎng)；細(xì)胞培養(yǎng)）由于刪除了母體毒物動(dòng)力學(xué)、生物轉(zhuǎn)化，以及胎盤(pán)屏障的影響，因此其可靠性受到一定的懷疑,不能替代整體動(dòng)物生殖毒性檢測(cè)試驗(yàn)而對(duì)于不存在母體毒性的致畸物，其可靠性稍高對(duì)于發(fā)現(xiàn)致畸作用的靶器官，闡明致畸作用方式與機(jī)制，則比傳統(tǒng)致畸試驗(yàn)有一定的優(yōu)越性基準(zhǔn)A類(lèi)B類(lèi)C類(lèi)D類(lèi)1.最小母體中毒劑量與最小致畸劑量之比值遠(yuǎn)大于1大于1或兩劑量間有很大重疊小于1母體中毒時(shí)無(wú)致畸2.畸胎率高，與劑量有關(guān)高，與劑量有關(guān)低，但與劑量有關(guān)-3.較低劑量的致畸種類(lèi)有特定的器官系統(tǒng)一般為多發(fā)性，也可能有某些特點(diǎn)無(wú)特異性，廣泛多發(fā)-4.靶細(xì)胞特定細(xì)胞特定細(xì)胞泛化，非特定細(xì)胞不詳5.安全系數(shù)范圍～400～300～250～100化學(xué)物致畸能力分類(lèi)級(jí)別分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)危險(xiǎn)度分類(lèi)12A2B34人母體接觸可使子代發(fā)生先天缺陷，因果關(guān)系已確定人體中致畸的因果關(guān)系尚未確立，動(dòng)物已有可靠資料