第九章-發(fā)育毒性與致畸作用

發(fā)育毒性與致畸作用內(nèi)容

概述發(fā)育毒性與致畸性致畸作用機制致畸作用評價方法第一節(jié)概述定義:發(fā)育毒理學(xué)(developmentaltoxicology),是研究生物體在受精卵、妊娠期、出生后直到性成熟的發(fā)育過程中,由于生前接觸導(dǎo)致異常發(fā)育的理化因素或環(huán)境條件后的發(fā)病機制和后果。

發(fā)育毒性與致畸性一、基本概念1、畸形（malformation)指出生前因素引起的發(fā)育生物體的嚴(yán)重的解剖學(xué)上形態(tài)結(jié)構(gòu)的缺陷，該類缺陷對發(fā)育、生長、形態(tài)、生理功能、生育能力和/或壽命可產(chǎn)生有害影響。2.致畸性/致畸作用（teratogenecity/teratogeniceffect),是指在妊娠期（出生前）接觸外源理化因素引起后代結(jié)構(gòu)畸形的特性/作用。3、致畸原（teratogen)在妊娠期接觸能引起子代畸形的理化因素4、變異（variation)是由遺傳和遺傳外因素控制的外觀變化，或由于分化改變而引起的中途歧異（deviation)。指同一種屬的子代與親代之間或子代的個體之間，有時出現(xiàn)不完全相同的現(xiàn)象，是小的或次要的結(jié)構(gòu)改變。一般認(rèn)為，變異不影響正常生理功能，更不危機生命。5.胚胎-胎兒毒性胚胎毒性（embryotoxicity)指外源理化因素造成的孕體（胚胎、胎兒和胎膜）著床前后直到器官形成期結(jié)束的所有毒性。胎兒毒性（fetoxicity)指器官形成期結(jié)束后的因素引發(fā)的各種表現(xiàn)（包括死亡、體重降低、骨化遲緩、功能缺陷和結(jié)構(gòu)異常等）。6.發(fā)育毒性（developmentaltoxicity)是指出生前父體和／或母體接觸外源性理化因素引起的子代在達(dá)到成體之前出現(xiàn)的有害作用，表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)畸形，生長遲緩，功能障礙和死亡．７、出生缺陷（birthdefect)指嬰兒出生前已形成的發(fā)育障礙，包括形態(tài)結(jié)構(gòu)異常（畸形）和功能缺陷（如智力低下，代謝和行為的異常）。二、不同發(fā)育階段毒作用特點機體不同系統(tǒng)和器官的形成與發(fā)育不完全同步；多數(shù)胎兒期發(fā)育成熟,但神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)直到兒童期、少年期、成熟期才告完成。不同化學(xué)毒物作用于不同發(fā)育階段。（一）著床前期又稱分化前期,時間從受精直到完成著床人類該期為第11-12天,嚙齒類為6天。該階段受精卵分裂成囊胚,但很少分化。該階段接觸化學(xué)毒物只損傷未分化細(xì)胞,后果是胚泡死亡,又稱著床前丟失,很少發(fā)生特異性畸形。也有妊娠前接觸毒物,如環(huán)氧乙烷、甲基硝基脲等,發(fā)生畸形的報道,如神經(jīng)管畸形和腭裂。（二）器官形成期——致畸敏感期（criticalperiod)時間為著床后到硬腭閉合,又分為原腸胚形成期（著床后期）和各器官結(jié)構(gòu)形成期。人為3-8周小鼠、大鼠為6-15天,家兔為6-18天。該階段需要大量細(xì)胞增殖、細(xì)胞移動、細(xì)胞間相互作用和形態(tài)上的組織改造。不同器官的致畸敏感期不同，且有交叉重疊；表現(xiàn)為:1）不同器官致畸高峰期不同，同一種毒物在器官形成期不同時間給藥，可誘發(fā)不同的畸形；2）同一天染毒可引起多個器官畸形。3）同一種毒物不同時間給予可引起不同的發(fā)育毒性，如畸形或胚胎死亡。（三）胎兒期時間為器官形成結(jié)束（以硬腭閉合為標(biāo)志）直到分娩。該階段主要發(fā)生組織分化、生長和生理學(xué)的成熟，此時接觸外源化學(xué)物可對生長和功能成熟產(chǎn)生效應(yīng)。表現(xiàn)為:全身生長遲緩、特異功能障礙、經(jīng)胎盤致癌或死胎。該階段也可因接觸化學(xué)物發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，但通常是變形或異常而非畸形。（四）圍生期和出生后發(fā)育期1、發(fā)育免疫毒性影響T細(xì)胞、B細(xì)胞和吞噬細(xì)胞發(fā)育、遷移、歸巢和功能等2、神經(jīng)毒性如乙醇（綜合征），鉛、吸煙等均有報道引起出生后生長遲緩、精神、運動和智力發(fā)育滯后甚至終身神經(jīng)行為紊亂等。3.兒童期致癌圍生期是一生中對致癌物最敏感的時期。急淋白血病、神經(jīng)母細(xì)胞瘤、骶骨前畸胎瘤、環(huán)性腺肌瘤。三、母體毒性與發(fā)育毒性（一）母體因素對發(fā)育毒性的影響母體毒性（maternaltoxicity)是指化學(xué)物對孕母產(chǎn)生的損害作用，表現(xiàn)為增重減慢、功能異常、臨床癥狀甚至死亡。常用增重減慢和死亡率來表示。母體毒性可直接或間接影響胎兒引起發(fā)育毒性。孕母方面影響發(fā)育毒性的因素:1）遺傳2）疾病如糖尿病、發(fā)熱性感染3）營養(yǎng)4）應(yīng)激5）對胎盤的毒性（二）母體毒性與胚胎毒性的關(guān)系1、有胚胎毒性無母體毒性2、兩者均有3、有母體毒性但無致畸作用4.兩者皆無（四）發(fā)育毒性的劑量-反應(yīng)模式與閾值（一）劑量-反應(yīng)模式1、除了高劑量幾乎全窩胚胎死亡外，正常胎、生長遲緩和結(jié)構(gòu)畸形同時存在。一般是低劑量表現(xiàn)為生長遲緩，隨著劑量的增加進而表現(xiàn)為致畸和致死。即隨著劑量增加毒性逐漸加重。2、在遠(yuǎn)低于胚胎致死劑量下即可出現(xiàn)致畸，甚至全窩致畸。該模式表示受試物有高度致畸作用。3.有生長遲緩和胚胎死亡但沒有畸形發(fā)生。除非證明死亡是有結(jié)構(gòu)畸形所致，可認(rèn)為此類化學(xué)物有胚胎毒性而無致畸性。（二）發(fā)育毒性的閾值

胚胎毒性通常被認(rèn)為是閾值現(xiàn)象而發(fā)育毒性不確定。第三節(jié)、致畸（發(fā)育毒性）作用機制1、干擾基因表達(dá)Wnt2、基因突變與染色體畸變3、損傷細(xì)胞和分子水平的翻譯4、細(xì)胞凋亡5、干擾細(xì)胞間相互作用6.通過胎盤毒性引起發(fā)育毒性7、干擾母體穩(wěn)態(tài)8、內(nèi)分泌干擾作用第四節(jié)、發(fā)育毒性和致畸試驗與評價一、動發(fā)育毒性試驗美國FDA三階段試驗方案Ⅰ、雌雄在交配前-受孕-雌性受精-雌性著床期間染毒,研究對成年雌雄性生殖功能、配子的發(fā)生及成熟、交配行為、受精、著床前的發(fā)育和著床的影響著床期:人類受精后11-12天,嚙齒類受精后6天.Ⅱ、從著床到硬腭閉合期間染毒(器官形成期)研究對成年雌性生殖功能、胚胎發(fā)育、器官形成期的發(fā)育毒性。人為3-8周小鼠、大鼠為6-15天，家兔為6-18天。Ⅲ、從著床到幼仔斷乳期間對孕母（乳母）染毒研究從著床到子代性成熟的母體生殖毒性（成年雌性生殖功能:妊娠、分娩和哺乳）和子代發(fā)育毒性（胚胎、胎兒生長發(fā)育，新生幼仔宮外生活的適應(yīng)性，斷乳前后的生長發(fā)育、獨立生活能力和性功能成熟。二、流行病學(xué)研究與人類的證據(jù)病例對照、回顧性和橫斷面調(diào)查病例報告與出生缺陷登記三、發(fā)育毒性的體外替代試驗1、大鼠全胚胎培養(yǎng)（wholeembryoculture)從孕期第9-10天大鼠子宮取出胚胎，去除胎膜放入培養(yǎng)液中加入受試物，在含O2.CO2.N2環(huán)境中旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)。觀察胚胎存活狀況（以胚胎心跳和血液循環(huán)是否存在來判斷），檢測胚