第九章

發育毒性與致畸作用

第九章

發育毒性與致畸作用2本章內容：概述發育毒性與致畸性致畸（發育毒性）作用機制發育毒性和致畸作用試驗與評價2本章內容：概述教學目的與要求掌握基本概念和發育毒性的終點、發育各階段發育毒性作用的特點；發育毒性的劑量-反應模式和閾值的概念。熟悉發育毒性（致畸作用）的機制。發育毒性與致畸作用試驗與評價；了解母體毒性與發育毒性；發育毒性資料的使用。3教學目的與要求掌握基本概念和發育毒性的終點、發育各階段發育毒第一節概述

第一節概述

外源化學物生殖過程生殖毒性(reproductivetoxicity)生殖毒理學(reproductivetoxicology)發育過程發育毒性(developmentaltoxicity)發育毒理學(developmentaltoxicology)第一節概述外源化學物生殖過程生殖毒性生殖毒理學發育過程發育毒性發育毒理第一節概述發育毒理學（developmenttoxicology）是研究出生前暴露于環境有害因子導致的異常發育結局及有關的作用機制、發病原理、影響因素和毒物動力學等。是毒理學的重要分支學科，評定方法稱為發育毒性試驗,其中主要為致畸試驗。6第一節概述發育毒理學（developmenttoxi第一節概述從畸胎學到發育毒理學畸胎學（古代）現代實驗畸胎學（19世紀）發育毒理學7第一節概述從畸胎學到發育毒理學畸胎學（古代）現代實驗畸畸胎學（古代）獨眼巨人海妖古埃及、古巴比倫、中國、古印度6500B.C.記載畸胎；1651年，WilliamHarvey提出發育受阻學說，認為“畸形起因于器官或結構的不完全發育”。畸胎學（古代）獨眼巨人海妖古埃及、古巴比倫、中國、古印度19世紀初期，對哺乳動物進行了實驗畸胎學研究。現代實驗畸胎學（19世紀）物理因素（震動、倒置、針刺）化學因素產生了畸形小雞神經管缺陷無腦畸形脊柱裂獨眼畸形…………作用時間在決定畸形類型方面比損傷性質更為重要。19世紀初期，對哺乳動物進行了實驗畸胎學研究。現代實驗畸胎學現代實驗畸胎學（19世紀）20世紀初，發現很多環境因素（溫度、微生物毒素、藥物）可以干擾鳥類、爬蟲類、魚和兩棲類的發育。1935年，Hale首次報道：VitA缺乏→母豬后代突眼、腭裂畸形發生；10現代實驗畸胎學（19世紀）20世紀初，發現很多環境因素（溫度致畸研究簡史年份原因異常類型1935年VitA缺乏母豬后代突眼和腭裂畸形。1940年澳大利亞風疹大流行，孕婦感染風疹病毒嬰兒先天性白內障、耳聾、智力發育不全、先天性心臟病發生率顯著增高。1945年日本廣島、長崎原子彈核輻射胎兒小頭畸形、智力低下，一年死亡率高達25%。1950年甲基汞中毒（日本）先天性水俁病。1960-1962年孕婦服用沙利度胺出現上萬例海豹畸形胎兒。1968年多氯聯苯污染米糠油事件孕婦出現死產、早產或產下“油癥兒”1969年孕婦服用乙烯雌酚女性后代青春期陰道和宮頸透明細胞癌；男性附睪囊腫、睪丸囊性硬結等異常。1970’s母親或父親飲酒胎兒酒精綜合征11致畸研究簡史年份原因異常類型1935年VitA缺乏母豬后代1959年，日本水俁灣，汞廢水污染引發先天水俁病。1959年，日本水俁灣，汞廢水污染引發先天水俁病。1960年前后，英、德、日本等國婦女“反應停”（thalidomide）事件。1960年前后，英、德、日本等國婦女“反應停”（thali14酒精綜合征胎兒酒精綜合征（fetalalcoholsyndrome,FAS）由父母嗜酒引起的后代出生缺陷，典型的表現為面部畸形、宮內和產后生產遲緩、精神運動和智力發育障礙等。14酒精綜合征胎兒酒精綜合征（fetalalcohols第九章發育毒性與致畸作用課件第九章發育毒性與致畸作用課件第一節概述現代研究發現，人類成功妊娠結局的比率出人意料的低，只有不到半數的受孕能產生完全正常的健康嬰兒。美國統計資料表明，著床后丟失（流產和死胎）31%，嬰兒出生時嚴重畸形2~3%，輕微畸形14%，低出生體重7%，1歲前死亡率1.4%，神經功能異常16~17%。我國每年有30~40萬名嚴重先天畸形兒出生，其中很大比例在一年內死亡。第一節概述現代研究發現，人類成功妊娠結局的比率出人意料的第二節

發育毒性與致畸性第二節

發育毒性與致畸性一、基本概念畸形（Malformation）：發育生物體解剖學上形態結構的缺陷。對外觀、生理功能和（或）壽命有影響。19嚴重畸形（MajorMalformation）輕微畸形（MinorMalformation）致畸原（teratogen）：能引起畸形的環境因子。致畸作用（teratogenesis）：致畸物引起后代結構畸形的過程。致畸性（teratogenicity）：致畸物引起后代畸形的能力。一、基本概念畸形（Malformation）：發育生物體解剖20一、基本概念變異（variation）：由遺傳和遺傳外因素控制的外觀變化，或者由于分化改變而引起差異（deviation）。子代與親代之間或子代的個體之間，出現不完全相同的現象。一般是小的或次要的結構改變。不影響任何生理功能。變異：同種生物世代之間或同代生物不同個體之間在形態、生理等方面表現出來的差異。-來源：漢語同韻大詞典20一、基本概念變異（variation）：由遺傳和遺傳外因一、基本概念21胚體-胎體毒性胚體毒性（embryotoxicity）：外源性理化因子對孕體著床前后到器官形成期結束時的有害影響。胎體毒性或胎兒毒性（fetoxicity）：外源性理化因子對孕體器官形成期結束以后的有害影響。胚胎毒性（embryo-fetaltoxicity）一、基本概念21胚體-胎體毒性發育生物體死亡（DeathoftheDevelopingOrganism）生長改變（AlteredGrowth-GrowthRetardation)結構異常（StructuralAbnormality）功能缺陷（FunctionalDeficiency）一、基本概念發育毒性（Developmentaltoxicity）：出生前后接觸有害因素，子代個體發育為成體之前誘發的任何有害影響。主要表現：22著床受精卵未發育即死亡胚泡未著床即死亡早早孕丟失被吸收或自然流產前發育至某一階段死亡后死胎早期晚期包括生理、生化、免疫、行為、智力等方面的異常。當胎兒生長發育指標低于正常對照均值2個標準差時，可認定為生長遲緩。發育生物體死亡（DeathoftheDevelopin一、基本概念出生缺陷（birthdefect）指嬰兒出生前即已形成的發育障礙，包括形態結構異常（畸形）和功能缺陷（如智力低下，代謝和行為的異常）。先天性心臟病、唇腭裂、神經管畸形、尿道下裂、隱睪癥、低出生體重等。23一、基本概念出生缺陷（birthdefect）23一、基本概念不良妊娠結局（adversepregnancyoutcomes）指妊娠后不能產生外觀和功能正常的子代，包括所有的不良結果，如流產、死胎、死產、宮內生長遲緩、發育異常、新生兒和嬰幼兒期死亡等。24一、基本概念不良妊娠結局（adversepregnanc二、發育毒性作用的特點和影響因素**機體不同系統和器官的形成與發育不完全同步；分娩時多數器官胎兒期發育成熟，但神經系統、生殖系統直到兒童期、少年期、性成熟期才告完成。不同化學毒物作用于不同發育階段，產生不同效應；最容易引起畸形的階段是器官形成期。25（一）發育各階段發育毒性作用的特點和致畸敏感期二、發育毒性作用的特點和影響因素**機體不同系統和器官的形成（一）發育各階段發育毒性作用的特點和致畸敏感期1.著床前期2.器官形成期3.胎兒期4.圍生期和出生后的發育期26二、發育毒性作用的特點和影響因素**（一）發育各階段發育毒性作用的特點和致畸敏感期26二、發育毒1.著床前期從受精時算起，到完成著床之前;

人類為第11~12天，嚙齒類動物為前6天;

很少發生特異的致畸效應，未分化細胞受化學毒物損傷而致胚泡死亡，又稱著床前丟失;

也有著床前期接觸毒物導致胎兒畸形的例子,如環氧乙烷，甲基亞硝脲等；27（一）發育各階段發育毒性作用的特點和致畸敏感期二、發育毒性作用的特點和影響因素**1.著床前期27（一）發育各階段發育毒性作用的特點和致畸敏感二、發育毒性作用的特點和影響因素**2.器官形成期孕體著床后直到硬腭閉合的一段時間；致畸敏感期或致畸作用危險期；此階段受損后果：28（一）發育各階段發育毒性作用的特點和致畸敏感期器官結構畸形（最突出）胚胎死亡和生長遲緩吸收胎（resorption）流產（abortion）為什么“反應停”事件的典型后果是海豹畸形？二、發育毒性作用的特點和影響因素**2.器官形成期28（一）3.胎兒期器官形成結束（以硬腭閉合為標志）后即進入胎兒期（人類從第56~58天起），直到分娩。胎兒期以組織分化、生長和生理學的成熟為主。胎兒期外源化學物的不良作用主要表現為：全身生長遲緩、特異的功能障礙（免疫、中樞神經系統、生殖）、經胎盤致癌和偶見死胎。29（一）發育各階段發育毒性作用的特點和致畸敏感期二、發育毒性作用的特點和影響因素**3.胎兒期29（一）發育各階段發育毒性作用的特點和致畸敏感期4.圍生期和出生后的發育期研究較多的是發育免疫毒性、神經行為發育異常和兒童期腫瘤。圍生期還是一生中對致癌物最敏感的時期；30（一）發育各階段發育毒性作用的特點和致畸敏感期二、發育毒性作用的特點和影響因素**4.圍生期和出生后的發育期30（一）發育各階段發育毒性作用的二、發育毒性作用的特點和影響因素**（二）發育毒性的劑量-反應模式和閾值問題311.在遠低于胚胎致死劑量下即可出現致畸，甚至全窩致畸。（高度致畸，較少見）2.除了在較高劑量幾乎全窩胚胎死亡外，正常胎、生長遲緩和結構畸形同時存在。（較常見）3.有生長遲緩和胚胎致死但沒有畸形發生。二、發育毒性作用的特點和影響因素**（二）發育毒性的劑量-反（三）發育毒性的物種差異一種化學物對不同物種的致畸作用可能不一致，對不同動物并不一定都具有致畸作用，引起畸形的類型也可能不同。造成差異的原因：不同物種之間代謝變化、胎盤種類、胚胎發育速度和方式存在差異。32二、發育毒性作用的特點和影響因素**（三）發育毒性的物種差異一種化學物對不同物種的致畸作用可能不三、母體毒性與發育毒性（一）母體因素對發育毒性的影響母體毒性（matermaltoxicity）是指化學毒物對孕母產生的損傷作用，表現為增重減慢、功能異常、臨床癥狀，甚至死亡。目前常用增重減慢和死亡率來表示。影響發育的母體因素包括：遺傳、疾病、營養、應激、對胎盤的毒性。33三、母體毒性與發育毒性（一）母體因素對發育毒性的影響33三、母體毒性與發育毒性（二）母體毒性與發育毒性的關系1.具有胚胎毒性，但無母體毒性。2.出現胚胎毒性也出現母體毒性。3.具有母體毒性，但不具有致畸作用。4.在一定劑量下即無母體毒性，也不表現胚胎毒性。34三、母體毒性與發育毒性（二）母體毒性與發育毒性的關系34四、父源性發育毒性（一）父源性發育毒性的主要表現父源性出生缺陷（PaternalBirthDefect）：遺傳缺陷、年齡、環境暴露因素等通過父親對發育個體產生不良影響。引起父原性出生缺陷的因素：遺傳缺陷年齡因素外界暴露因素（職業和環境暴露、化療和放療、不良嗜好）35四、父源性發育毒性（一）父源性發育毒性的主要表現35四、父源性發育毒性（一）父源性發育毒性的主要表現父源性發育毒性的主要表現：自然流產或出生缺陷兒童期腫瘤男女出生比例失調。36四、父源性發育毒性（一）父源性發育毒性的主要表現36五、已知的人類發育毒物或致畸物37見表9-3已知的人類發育毒物或致畸物五、已知的人類發育毒物或致畸物37見表9-3已知的人類第三節

致畸（發育毒性）作用機制

38第三節

致畸（發育毒性）作用機制

38致畸（發育毒性）作用機制：基因突變與染色體畸變干擾基因表達細胞損傷與死亡干擾細胞-細胞交互作用39致畸（發育毒性）作用機制：基因突變與染色體畸變39致畸（發育毒性）作用機制：通過胎盤毒性引起發育毒性干擾母體穩態發育免疫毒性機制發育神經毒性機制40致畸（發育毒性）作用機制：通過胎盤毒性引起發育毒性40第四節發育毒性和致畸作用試驗與評價**

第四節哺乳動物發育毒性試驗人群流行病學調查發育毒性替代實驗化學毒物的結構與活性資料外源化學物發育毒性的評價哺乳動物發育毒性試驗外源化學物發育毒性的評價一、動物發育毒性試驗*三段生殖毒性試驗，1966年，美國FDA提出。（評價藥物的生殖發育毒性）

一代或多代生殖毒性試驗，由美國EPA提出，用于評價食品添加劑、農藥及其他化學物。一、動物發育毒性試驗*三段生殖毒性試驗，1966年，美國FD44生殖發育過程及三段生殖毒性試驗斷乳分娩硬腭閉合著床受孕檢查生殖功能配子發育與成熟交配行為受精檢查雌性動物生殖功能、胚胎著床前發育著床雌性動物生殖功能、胎體發育、器官形成雌性動物生殖功能、胎體發育生長、器官發育生長雌性動物生殖功能、新生仔對宮外生活的適應斷乳前的發育生長斷乳后的生長發育獨立生活的適應達到完全的性功能生育力和早期胚胎發育毒性(一般生殖毒性試驗)胚體-胎體毒性試驗（致畸試驗）出生前后發育毒性（圍產期毒性試驗）44生殖發育過程及三段生殖毒性試驗斷乳分娩硬腭閉合著床受孕檢三段生殖毒性試驗示意圖45I段：生育力和早期胚胎發育毒性試驗(一般生殖毒性試驗)Ⅱ段：胚體-胎體毒性試驗(致畸試驗)Ⅲ段：出生前后發育毒性試驗(圍生期毒性試驗)三段生殖毒性試驗示意圖45I段：生育力和早期胚胎發育毒性試驗三段生殖毒性試驗三段生殖毒性試驗雌鼠受孕成功的判定：雌鼠受孕成功的判定：48胎盤蘭顯示妊娠5d小鼠子宮著床點1.缺指、短指畸形；2.短肢畸形，生長遲緩；3.缺肢畸形；4.枕骨發育不良，腦膨出48胎盤蘭顯示妊娠5d小鼠子宮著床點1.缺指、短指畸形；2.胎鼠取出的過程胎鼠內臟檢查胎鼠骨骼檢查胎鼠取出的過程胎鼠內臟檢查胎鼠骨骼檢查（一）發育毒性的流行病學導致罕見不良妊娠結局的事件多數情況通過病歷對照研究或隊列研究尋找關聯關系；目的：尋找導致出生缺陷的原因；了解出生缺陷的發生趨勢；引起公眾注意，并保護公眾健康。二、流行病學研究和人類發育毒物的確定（一）發育毒性的流行病學二、流行病學研究和人類發育毒物的確定（二）人類發育毒物的確定據估計目前經過動物致畸實驗化學物有4100多種，約66%沒有致畸作用，7%對一種以上動物有致畸作用，18%對大多數受試動物有致畸性，9%結果可疑。因為沒有完全合適的動物模型，在確定人類新的致畸物時，不能把動物實驗的結果輕易外推到人，而應以流行病學研究和有控制的臨床研究結果為主要依據。二、流行病學研究和人類發育毒物的確定（二）人類發育毒物的確定二、流行病學研究和人類發育毒物的確定（二）人類發育毒物的確定二、流行病學研究和人類發育毒物的確定確認人類致畸物的標準：1.一種特殊的缺陷或幾種缺陷并發（綜合征）的頻率增加；2.缺陷的增加與某種已知的環境改變相關聯（如一種新藥的廣泛使用）；3.在妊娠的特殊階段已知暴露于某種環境改變，產生有特征性缺陷的綜合征；4.缺少妊娠是引起特征性缺陷的其他共同的因子。（二）人類發育毒物的確定二、流行病學研究和人類發育毒物的確定（三）致畸物及發育毒物的危險性分類二、流行病學研究和人類發育毒物的確定基準A類B類C類D類1.最小母體中毒劑量與最小致畸劑量的比值遠大于1>1或兩劑量間有很大重疊<1母體中毒時物致畸2.畸胎率高，與劑量有關高，與劑量無關低，與劑量有關—3.較低劑量時畸形的類型有特定的器官系統一般為多發性，也可能有特定的特點無特異性，廣泛多發—4.靶細胞特定細胞特定細胞泛化、非特定細胞不詳5.安全系數范圍~400~300~250~100表9-5化學物致畸作用的分類（ILSI）（三）致畸物及發育毒物的危險性分類二、流行病學研究和人類發育1.大鼠全胚胎培養（wholeembryoculture,WEC）2.胚胎細胞微團培養（micromassculture)3.小鼠胚胎干細胞實驗(mouseembryonicstemcelltest，EST)4.發育毒性的體內預篩實驗（C.K試驗）三、發育毒性的的初篩和替代實驗WEC:從孕期第9~10天大鼠子宮取出胚胎，剝去Reichert膜，放入培養液中加入受試物，在含O2、CO2、N2環境中旋轉培養。觀察胚胎發育情況，記錄胚胎存活，檢測胚芽、卵黃囊直徑、體節和體長等。用于篩試化學物的發育毒性、探討其劑量反應關系和作用機制。胚胎細胞微團培養（MMC）:孕期第11天的大鼠胚胎取得代表CNS的原代中腦細胞微團、肢芽區或其他區的細胞微團，在培養瓶中分別加入不同濃度的受試物共同培養5天。評價化學毒物的細胞毒性和發育毒性。小鼠胚胎干細胞實驗（EST）:小鼠胚泡內細胞團衍生的胚胎干細胞在特定條件下，可定向分化為機體多種細胞，因此可作為生物測試系統，用于哺乳動物細胞分化、組織形成過程的發育毒性研究。1.大鼠全胚胎培養（wholeembryoculture思考題：發育毒性的概念是什么？影響發育毒性的因素有哪些？外源化學物引起發育毒性的機制可能有哪些？如何評價外源化學物的發育毒性？55思考題：發育毒性的概念是什么？影響發育毒性的因素有哪些？55小結Theend!小結Theend!第九章

發育毒性與致畸作用

第九章

發育毒性與致畸作用58本章內容：概述發育毒性與致畸性致畸（發育毒性）作用機制發育毒性和致畸作用試驗與評價2本章內容：概述教學目的與要求掌握基本概念和發育毒性的終點、發育各階段發育毒性作用的特點；發育毒性的劑量-反應模式和閾值的概念。熟悉發育毒性（致畸作用）的機制。發育毒性與致畸作用試驗與評價；了解母體毒性與發育毒性；發育毒性資料的使用。59教學目的與要求掌握基本概念和發育毒性的終點、發育各階段發育毒第一節概述

第一節概述

外源化學物生殖過程生殖毒性(reproductivetoxicity)生殖毒理學(reproductivetoxicology)發育過程發育毒性(developmentaltoxicity)發育毒理學(developmentaltoxicology)第一節概述外源化學物生殖過程生殖毒性生殖毒理學發育過程發育毒性發育毒理第一節概述發育毒理學（developmenttoxicology）是研究出生前暴露于環境有害因子導致的異常發育結局及有關的作用機制、發病原理、影響因素和毒物動力學等。是毒理學的重要分支學科，評定方法稱為發育毒性試驗,其中主要為致畸試驗。62第一節概述發育毒理學（developmenttoxi第一節概述從畸胎學到發育毒理學畸胎學（古代）現代實驗畸胎學（19世紀）發育毒理學63第一節概述從畸胎學到發育毒理學畸胎學（古代）現代實驗畸畸胎學（古代）獨眼巨人海妖古埃及、古巴比倫、中國、古印度6500B.C.記載畸胎；1651年，WilliamHarvey提出發育受阻學說，認為“畸形起因于器官或結構的不完全發育”。畸胎學（古代）獨眼巨人海妖古埃及、古巴比倫、中國、古印度19世紀初期，對哺乳動物進行了實驗畸胎學研究。現代實驗畸胎學（19世紀）物理因素（震動、倒置、針刺）化學因素產生了畸形小雞神經管缺陷無腦畸形脊柱裂獨眼畸形…………作用時間在決定畸形類型方面比損傷性質更為重要。19世紀初期，對哺乳動物進行了實驗畸胎學研究。現代實驗畸胎學現代實驗畸胎學（19世紀）20世紀初，發現很多環境因素（溫度、微生物毒素、藥物）可以干擾鳥類、爬蟲類、魚和兩棲類的發育。1935年，Hale首次報道：VitA缺乏→母豬后代突眼、腭裂畸形發生；66現代實驗畸胎學（19世紀）20世紀初，發現很多環境因素（溫度致畸研究簡史年份原因異常類型1935年VitA缺乏母豬后代突眼和腭裂畸形。1940年澳大利亞風疹大流行，孕婦感染風疹病毒嬰兒先天性白內障、耳聾、智力發育不全、先天性心臟病發生率顯著增高。1945年日本廣島、長崎原子彈核輻射胎兒小頭畸形、智力低下，一年死亡率高達25%。1950年甲基汞中毒（日本）先天性水俁病。1960-1962年孕婦服用沙利度胺出現上萬例海豹畸形胎兒。1968年多氯聯苯污染米糠油事件孕婦出現死產、早產或產下“油癥兒”1969年孕婦服用乙烯雌酚女性后代青春期陰道和宮頸透明細胞癌；男性附睪囊腫、睪丸囊性硬結等異常。1970’s母親或父親飲酒胎兒酒精綜合征67致畸研究簡史年份原因異常類型1935年VitA缺乏母豬后代1959年，日本水俁灣，汞廢水污染引發先天水俁病。1959年，日本水俁灣，汞廢水污染引發先天水俁病。1960年前后，英、德、日本等國婦女“反應停”（thalidomide）事件。1960年前后，英、德、日本等國婦女“反應停”（thali70酒精綜合征胎兒酒精綜合征（fetalalcoholsyndrome,FAS）由父母嗜酒引起的后代出生缺陷，典型的表現為面部畸形、宮內和產后生產遲緩、精神運動和智力發育障礙等。14酒精綜合征胎兒酒精綜合征（fetalalcohols第九章發育毒性與致畸作用課件第九章發育毒性與致畸作用課件第一節概述現代研究發現，人類成功妊娠結局的比率出人意料的低，只有不到半數的受孕能產生完全正常的健康嬰兒。美國統計資料表明，著床后丟失（流產和死胎）31%，嬰兒出生時嚴重畸形2~3%，輕微畸形14%，低出生體重7%，1歲前死亡率1.4%，神經功能異常16~17%。我國每年有30~40萬名嚴重先天畸形兒出生，其中很大比例在一年內死亡。第一節概述現代研究發現，人類成功妊娠結局的比率出人意料的第二節

發育毒性與致畸性第二節

發育毒性與致畸性一、基本概念畸形（Malformation）：發育生物體解剖學上形態結構的缺陷。對外觀、生理功能和（或）壽命有影響。75嚴重畸形（MajorMalformation）輕微畸形（MinorMalformation）致畸原（teratogen）：能引起畸形的環境因子。致畸作用（teratogenesis）：致畸物引起后代結構畸形的過程。致畸性（teratogenicity）：致畸物引起后代畸形的能力。一、基本概念畸形（Malformation）：發育生物體解剖76一、基本概念變異（variation）：由遺傳和遺傳外因素控制的外觀變化，或者由于分化改變而引起差異（deviation）。子代與親代之間或子代的個體之間，出現不完全相同的現象。一般是小的或次要的結構改變。不影響任何生理功能。變異：同種生物世代之間或同代生物不同個體之間在形態、生理等方面表現出來的差異。-來源：漢語同韻大詞典20一、基本概念變異（variation）：由遺傳和遺傳外因一、基本概念77胚體-胎體毒性胚體毒性（embryotoxicity）：外源性理化因子對孕體著床前后到器官形成期結束時的有害影響。胎體毒性或胎兒毒性（fetoxicity）：外源性理化因子對孕體器官形成期結束以后的有害影響。胚胎毒性（embryo-fetaltoxicity）一、基本概念21胚體-胎體毒性發育生物體死亡（DeathoftheDevelopingOrganism）生長改變（AlteredGrowth-GrowthRetardation)結構異常（StructuralAbnormality）功能缺陷（FunctionalDeficiency）一、基本概念發育毒性（Developmentaltoxicity）：出生前后接觸有害因素，子代個體發育為成體之前誘發的任何有害影響。主要表現：78著床受精卵未發育即死亡胚泡未著床即死亡早早孕丟失被吸收或自然流產前發育至某一階段死亡后死胎早期晚期包括生理、生化、免疫、行為、智力等方面的異常。當胎兒生長發育指標低于正常對照均值2個標準差時，可認定為生長遲緩。發育生物體死亡（DeathoftheDevelopin一、基本概念出生缺陷（birthdefect）指嬰兒出生前即已形成的發育障礙，包括形態結構異常（畸形）和功能缺陷（如智力低下，代謝和行為的異常）。先天性心臟病、唇腭裂、神經管畸形、尿道下裂、隱睪癥、低出生體重等。79一、基本概念出生缺陷（birthdefect）23一、基本概念不良妊娠結局（adversepregnancyoutcomes）指妊娠后不能產生外觀和功能正常的子代，包括所有的不良結果，如流產、死胎、死產、宮內生長遲緩、發育異常、新生兒和嬰幼兒期死亡等。80一、基本概念不良妊娠結局（adversepregnanc二、發育毒性作用的特點和影響因素**機體不同系統和器官的形成與發育不完全同步；分娩時多數器官胎兒期發育成熟，但神經系統、生殖系統直到兒童期、少年期、性成熟期才告完成。不同化學毒物作用于不同發育階段，產生不同效應；最容易引起畸形的階段是器官形成期。81（一）發育各階段發育毒性作用的特點和致畸敏感期二、發育毒性作用的特點和影響因素**機體不同系統和器官的形成（一）發育各階段發育毒性作用的特點和致畸敏感期1.著床前期2.器官形成期3.胎兒期4.圍生期和出生后的發育期82二、發育毒性作用的特點和影響因素**（一）發育各階段發育毒性作用的特點和致畸敏感期26二、發育毒1.著床前期從受精時算起，到完成著床之前;

人類為第11~12天，嚙齒類動物為前6天;

很少發生特異的致畸效應，未分化細胞受化學毒物損傷而致胚泡死亡，又稱著床前丟失;

也有著床前期接觸毒物導致胎兒畸形的例子,如環氧乙烷，甲基亞硝脲等；83（一）發育各階段發育毒性作用的特點和致畸敏感期二、發育毒性作用的特點和影響因素**1.著床前期27（一）發育各階段發育毒性作用的特點和致畸敏感二、發育毒性作用的特點和影響因素**2.器官形成期孕體著床后直到硬腭閉合的一段時間；致畸敏感期或致畸作用危險期；此階段受損后果：84（一）發育各階段發育毒性作用的特點和致畸敏感期器官結構畸形（最突出）胚胎死亡和生長遲緩吸收胎（resorption）流產（abortion）為什么“反應停”事件的典型后果是海豹畸形？二、發育毒性作用的特點和影響因素**2.器官形成期28（一）3.胎兒期器官形成結束（以硬腭閉合為標志）后即進入胎兒期（人類從第56~58天起），直到分娩。胎兒期以組織分化、生長和生理學的成熟為主。胎兒期外源化學物的不良作用主要表現為：全身生長遲緩、特異的功能障礙（免疫、中樞神經系統、生殖）、經胎盤致癌和偶見死胎。85（一）發育各階段發育毒性作用的特點和致畸敏感期二、發育毒性作用的特點和影響因素**3.胎兒期29（一）發育各階段發育毒性作用的特點和致畸敏感期4.圍生期和出生后的發育期研究較多的是發育免疫毒性、神經行為發育異常和兒童期腫瘤。圍生期還是一生中對致癌物最敏感的時期；86（一）發育各階段發育毒性作用的特點和致畸敏感期二、發育毒性作用的特點和影響因素**4.圍生期和出生后的發育期30（一）發育各階段發育毒性作用的二、發育毒性作用的特點和影響因素**（二）發育毒性的劑量-反應模式和閾值問題871.在遠低于胚胎致死劑量下即可出現致畸，甚至全窩致畸。（高度致畸，較少見）2.除了在較高劑量幾乎全窩胚胎死亡外，正常胎、生長遲緩和結構畸形同時存在。（較常見）3.有生長遲緩和胚胎致死但沒有畸形發生。二、發育毒性作用的特點和影響因素**（二）發育毒性的劑量-反（三）發育毒性的物種差異一種化學物對不同物種的致畸作用可能不一致，對不同動物并不一定都具有致畸作用，引起畸形的類型也可能不同。造成差異的原因：不同物種之間代謝變化、胎盤種類、胚胎發育速度和方式存在差異。88二、發育毒性作用的特點和影響因素**（三）發育毒性的物種差異一種化學物對不同物種的致畸作用可能不三、母體毒性與發育毒性（一）母體因素對發育毒性的影響母體毒性（matermaltoxicity）是指化學毒物對孕母產生的損傷作用，表現為增重減慢、功能異常、臨床癥狀，甚至死亡。目前常用增重減慢和死亡率來表示。影響發育的母體因素包括：遺傳、疾病、營養、應激、對胎盤的毒性。89三、母體毒性與發育毒性（一）母體因素對發育毒性的影響33三、母體毒性與發育毒性（二）母體毒性與發育毒性的關系1.具有胚胎毒性，但無母體毒性。2.出現胚胎毒性也出現母體毒性。3.具有母體毒性，但不具有致畸作用。4.在一定劑量下即無母體毒性，也不表現胚胎毒性。90三、母體毒性與發育毒性（二）母體毒性與發育毒性的關系34四、父源性發育毒性（一）父源性發育毒性的主要表現父源性出生缺陷（PaternalBirthDefect）：遺傳缺陷、年齡、環境暴露因素等通過父親對發育個體產生不良影響。引起父原性出生缺陷的因素：遺傳缺陷年齡因素外界暴露因素（職業和環境暴露、化療和放療、不良嗜好）91四、父源性發育毒性（一）父源性發育毒性的主要表現35四、父源性發育毒性（一）父源性發育毒性的主要表現父源性發育毒性的主要表現：自然流產或出生缺陷兒童期腫瘤男女出生比例失調。92四、父源性發育毒性（一）父源性發育毒性的主要表現36五、已知的人類發育毒物或致畸物93見表9-3已知的人類發育毒物或致畸物五、已知的人類發育毒物或致畸物37見表9-3已知的人類第三節

致畸（發育毒性）作用機制

94第三節

致畸（發育毒性）作用機制

38致畸（發育毒性）作用機制：基因突變與染色體畸變干擾基因表達細胞損傷與死亡干擾細胞-細胞交互作用95致畸（發育毒性）作用機制：基因突變與染色體畸變39致畸（發育毒性）作用機制：通過胎盤毒性引起發育毒性干擾母體穩態發育免疫毒性機制發育神經毒性機制96致畸（發育毒性）作用機制：通過胎盤毒性引起發育毒性40第四節發育毒性和致畸作用試驗與評價**

第四節哺乳動物發育毒性試驗人群流行病學調查發育毒性替代實驗化學毒物的結構與活性資料外源化學物發育毒性的評價哺乳動物發育毒性試驗外源化學物發育毒性的評價一、動物發育毒性試驗*三段生殖毒性試驗，1966年，美國FDA提出。（評價藥物的生殖發育毒性）

一代或多代生殖毒性試驗，由美國EPA提出，用于評價食品添加劑、農藥及其他化學物。一、動物發育毒性試驗*三段生殖毒性試驗，1966年，美國FD100生殖發育過程及三段生殖毒性試驗斷乳分娩硬腭閉合著床受孕檢查生殖功能配子發育與成熟交配行為受精檢查雌性動物生殖功能、胚胎著床前發育著床雌性動物生殖功能、胎體發育、器官形成雌性動物生殖功能、胎體發育生長、器官發育生長雌性動物生殖功能、新生仔對宮外生活的適應斷乳前的發育生長斷乳后的生長發育獨立生活的適應達到完全的性功能生育力和早期胚胎發育毒性(一般生殖毒性試驗)胚體-胎體毒性試驗（致畸試驗）出生前后發育毒性（圍產期毒性試驗）44生殖發育過程及三段生殖毒性試驗斷乳分娩硬腭閉合著床受孕檢三段生殖毒性試驗示意圖101I段：生育力和早期胚胎發育毒性試驗(一般生殖毒性試驗)Ⅱ段：胚體-胎體毒性試驗(致畸試驗)Ⅲ段：出生前后發育毒性試驗(圍生期毒性試驗)三段生殖毒性試驗示意圖45I段：生育力和早期胚胎發育毒性試驗三段生殖毒性試驗三段生殖毒性試驗雌鼠受孕成功的判定：雌鼠受孕成功的判定：104胎盤蘭顯示妊娠5d小鼠子宮著床點1.缺指、短指畸形；2.短肢畸形，生長遲緩；3.缺肢畸形；4.枕骨發育不良，腦膨出48胎盤蘭