外源化学物的生殖和发育毒性作用汇编
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8章-食品中外源化学毒物的生殖毒性-
一、基本概念
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。
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:
F０ （断奶或出生８周）
第一次交配 第二次交配 给予受试物８到１２周
F１ a
观察三个月，喂饲普通饲 料，观察其生长发育情况
F１ b
断乳后给予受试 物８到１２周
F２ a
观察三个月，喂饲普通饲 料，观察其生长发育情况
F２ b
断乳后给予受试 物８到１２周
F３ a
F３ b
第四节 繁殖试验
两代一窝(和一代一窝)生殖试验
①发情周期的观察 ②排卵的观察 ③雌性激素检测 ④病理组织学检查
第三节 致畸试验
反应停 thalidomide
第三节 致畸试验
• 一、基本概念
• 生殖毒性(reproductive toxicity) 外源化学物对生殖过 程的损害作用，主要包括对生殖细胞发生,卵细胞受精, 胚胎形成,妊娠,分娩和哺乳过程的损害作用。评定方法 即为生殖毒性试验。 • 发育毒性(developmental toxicity) 外源化学物对胚胎发 育,胎仔发育以及出生幼仔发育的损害作用。评定方法 称为发育毒性试验,其中主要为致畸试验.
第二节 雌性生殖毒性
一、雌性生殖细胞的生成过程
初级卵母细胞→次级卵母细胞→卵子
二、外源化学物的雌性生殖毒性表现
1、对卵细胞的影响 2、对内分泌功能的影响 3、其它毒性作用 如对子代造成畸形、死胎、功能发育不全等。
第八章 外源化学物的毒作用表现
➢“多次”：当一次最大染毒剂量 不能达到以充分了解该毒物急性 毒性作用的目的，从而在24h内分 9
急性毒性概述
➢中毒效应出现时间
➢瞬间死亡：氰化钾、煤气等 ➢迟发毒效应和死亡：有机磷农药 ➢快速和剧烈的毒效应后恢复 ➢轻微症状—恢复—严重中毒—死亡
（毒菇）
➢7~14d
➢中毒效应的强度：一般行为、外观、 大体形态、死亡
250g、狗10～15kg。同一批试验动
物体重变异范围不应超过该批动物
平均体重的20％。
13
急性毒性试验要点
➢性别
➢除特殊要求外，一针般急对性胚毒性胎试验对动
物性别要求为雌雄各半。如果在预试验
时发现化学毒物(如发农药育)对畸雌形、雄动物 毒效应的敏感性有明显情差异况，则应单独
分别求出雌性与雄性动物各自的LD50。
用剂量设一个中间剂量组，最好是相当于 34
研究设计
➢染毒方式
➢尽量选择和人类接触途径相似的方式。 一般采用口染毒方式。
➢染毒时间
➢亚慢性毒性染毒1~3个月； ➢慢性毒性染毒6个月~2年。
35
研究观察
➢染毒方式
外观 生长发育 行为功能 毒性体征
最终体重 脏器湿重 脏/体比
脏器系数
亚慢性、慢性 毒性试验过程
蓄积剂量与一次染毒使半数动物出现相同效应
（或死亡）的剂量的K比值。蓄积毒性分级
ED50 K=E（Dn）50（1）
<1 高度蓄积 1~ 明显蓄积
3~ 中等蓄积
5~ 轻度蓄积
26
研究方法
➢蓄积系数法
➢K值越小，表示化学毒物的蓄积性越大 ➢K=1：化学毒在动物体内全部蓄积或每 次染毒后毒效应是叠加的。 ➢K<1：反复染毒出现过敏现象 ➢K>5：蓄积毒性极弱
急性毒性概述
➢中毒效应出现时间
➢瞬间死亡：氰化钾、煤气等 ➢迟发毒效应和死亡：有机磷农药 ➢快速和剧烈的毒效应后恢复 ➢轻微症状—恢复—严重中毒—死亡
（毒菇）
➢7~14d
➢中毒效应的强度：一般行为、外观、 大体形态、死亡
250g、狗10～15kg。同一批试验动
物体重变异范围不应超过该批动物
平均体重的20％。
13
急性毒性试验要点
➢性别
➢除特殊要求外，一针般急对性胚毒性胎试验对动
物性别要求为雌雄各半。如果在预试验
时发现化学毒物(如发农药育)对畸雌形、雄动物 毒效应的敏感性有明显情差异况，则应单独
分别求出雌性与雄性动物各自的LD50。
用剂量设一个中间剂量组，最好是相当于 34
研究设计
➢染毒方式
➢尽量选择和人类接触途径相似的方式。 一般采用口染毒方式。
➢染毒时间
➢亚慢性毒性染毒1~3个月； ➢慢性毒性染毒6个月~2年。
35
研究观察
➢染毒方式
外观 生长发育 行为功能 毒性体征
最终体重 脏器湿重 脏/体比
脏器系数
亚慢性、慢性 毒性试验过程
蓄积剂量与一次染毒使半数动物出现相同效应
（或死亡）的剂量的K比值。蓄积毒性分级
ED50 K=E（Dn）50（1）
<1 高度蓄积 1~ 明显蓄积
3~ 中等蓄积
5~ 轻度蓄积
26
研究方法
➢蓄积系数法
➢K值越小，表示化学毒物的蓄积性越大 ➢K=1：化学毒在动物体内全部蓄积或每 次染毒后毒效应是叠加的。 ➢K<1：反复染毒出现过敏现象 ➢K>5：蓄积毒性极弱
第九章化学毒物的生殖毒性作用
对大量化学毒物的研究表明：对大多数化 学毒物来说生殖系统比其他系统更敏感。因此， 在化学毒物安全性评价中生殖系统至关重要。
化学毒物对人类生殖危害的评价很复杂。
发育毒理学(developmental toxicology)：
是研究发育生物体在受精卵、妊娠期、出生 后、直到性成熟的发育过程中，由于出生前接 触导致异常发育的理化因素或环境条件后的发 病机制和结果。
第九章 发育毒性与致畸作用
第一节 概 述
生殖过程是一个连续的循环过程， 常将其分为
①生殖（reproduction） ②发育（development）
生殖(reproduction)是人和哺乳动物繁衍种 族的复杂的生理过程，包括两性生殖细胞或称配 子的发生，即精子发生(spermatogenesis）和卵 子发生(cogenesis)、配子的释放、性周期和性 行为、卵细胞受精（fertilization）、受精卵 的卵裂、胚泡形成、植入(implantation)或着床 （imbed）、胚胎形成、胚胎发育、器官形成、 胎儿发育、分娩和哺乳、出生后发育直至性成熟 ，又繁殖下一代。
环磷酰胺于不同孕时对小鼠染毒出现的指畸形发生率变化
孕第9d 孕第10d 孕第11d 孕第 12d
多指 2.9%
并指 0
缺指 7.1%
无指 5.7%
66.7% 0 0 0
2.4% 44.0% 20.0%
0
5.3% 0 56.1% 7.0%
3. 胎儿期
器官形成结束(以硬腭闭合为标志)后即进 入胎儿期(人类从第56～58天起)，直到分娩。
一个毒物可能影响一个或一些发育事件， 因此一个结构的敏感性的模式因毒性作用的性 质而不同。
致畸敏感期或致畸作用危险期(critical period)器官形成期特别容易感受致畸物的作 用而诱发器官结构的缺陷，即结构畸形，故又 称为致畸敏感期或致畸作用危险期。
化学毒物的生殖毒性
三、雄性生殖毒性的检测方法
• （五）雄性激素检测
• 指标：FSG、LH、雄激素的含量。
• （六）显性致死试验
• 方法：给予雄性动物某种受试物，然后将其与未 经染毒的雌性动物交配，观察胚胎早期死亡情况， 以评价受试物是否对雄性动物的生殖功能有损伤 的试验。
三、雄性生殖毒性的检测方法
• （七）雄性生殖细胞的遗传毒性试验
一代或多代繁殖试验和致畸试验
妊娠前期及初期
三段生殖试验
器官形成期
围产期及授乳期
➢其他辅助试验
第三节 致畸试验
• 胚胎毒性作用：外源化学物对母体子宫内发育的胚胎或胎儿产生的毒性作 用。
• 胚胎毒性的表现：
① 胚胎死亡； ② 生长发育迟缓； ③ 胎儿先天缺陷和畸形； ④ 功能发育不全。
致畸作用：
• 致畸物：能引起妊娠的人或实验动物产生畸胎的外源化学物。 • 试验原理：一般通过观察妊娠母体在胎儿器官形成期接触受试物后胚胎及胎
7. 结果判定
（5） 活胎仔平均畸形出现率（%）=
畸形总数 活胎的总数
×100%
（6） 母体畸胎出现率（%）=
出现畸胎的母鼠数 妊娠母体总数
×100%
判定标准：试验组结果与对照组存在显著性差异，而 且畸形的出现具有剂量-效应关系，可判定外源化学物对 受试动物有致畸作用。
感谢下 载
A ：正常雄性仔鼠的睾丸和附睾; B ：尿道下裂仔鼠的睾丸和附睾。 (HE ×200）
维持雄性正常 生殖功能的 条件
正常的雄性 生殖器官
正常的神经、 内分泌系统
正常的精神、 心理状态
外源化学物
第二节 雌性生殖毒性
• 一、 雌性生殖细胞的发生过程
－
毒理08化学毒物生殖和发育毒性作用
（二）生殖毒性作用的评定
生殖毒性试验也称繁殖试验，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、授乳以及幼仔断奶后生长发育可能发生的损害作用。
1.试验方法原则 大鼠，一般设三个剂量组及对照组。最高剂量，稍高于亚慢性最大无作用剂量，或LD50的1/10左右。每组雌雄各20只。
3.观察指标
（1）受孕率：
（2）正常分娩率：
（3）幼仔出生存活率：
（4）幼仔哺乳成活率：
三、发育毒性及其评介
（一）致畸作用的毒理学特点
1.致畸作用和母体毒性
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、功能异常，出现某些毒性表现、死亡。
A. 1～3周
B. 3～8周
C. 5～8周
D. 4～10周
E. 5～10周
[答疑编号111080104：针对该题提问]
『正确答案』B
B1型题
（1～2题共用备选答案）
A.生长迟缓
B.受精卵死亡
C.致畸作用
『正确答案』A
3.致畸试验首选的实验动物是（ ）
A.大鼠
B.小鼠
C.豚鼠
D.家兔
E.狗
[答疑编号111080103：针对该题提问]
『正确答案』A
A2型题
1.器官形成期这一阶段对致畸作用的敏感性最强，人体主要器官系统的形成期是受精后第几周（ ）
①具有致畸作用，但无母体毒性出现；②出现致畸作用的同时也表现母体毒性；③仅具有母体毒性，但不具有致畸作用。
2.致畸作用的毒理学特点
（1）器官发生期的胚胎对致畸物最为敏感
生殖毒性试验也称繁殖试验，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、授乳以及幼仔断奶后生长发育可能发生的损害作用。
1.试验方法原则 大鼠，一般设三个剂量组及对照组。最高剂量，稍高于亚慢性最大无作用剂量，或LD50的1/10左右。每组雌雄各20只。
3.观察指标
（1）受孕率：
（2）正常分娩率：
（3）幼仔出生存活率：
（4）幼仔哺乳成活率：
三、发育毒性及其评介
（一）致畸作用的毒理学特点
1.致畸作用和母体毒性
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、功能异常，出现某些毒性表现、死亡。
A. 1～3周
B. 3～8周
C. 5～8周
D. 4～10周
E. 5～10周
[答疑编号111080104：针对该题提问]
『正确答案』B
B1型题
（1～2题共用备选答案）
A.生长迟缓
B.受精卵死亡
C.致畸作用
『正确答案』A
3.致畸试验首选的实验动物是（ ）
A.大鼠
B.小鼠
C.豚鼠
D.家兔
E.狗
[答疑编号111080103：针对该题提问]
『正确答案』A
A2型题
1.器官形成期这一阶段对致畸作用的敏感性最强，人体主要器官系统的形成期是受精后第几周（ ）
①具有致畸作用，但无母体毒性出现；②出现致畸作用的同时也表现母体毒性；③仅具有母体毒性，但不具有致畸作用。
2.致畸作用的毒理学特点
（1）器官发生期的胚胎对致畸物最为敏感
发育毒性和胚胎毒性
对内分泌功能的影响
干扰下丘脑－垂体－睾丸轴的正常功能， 主要影响促性腺释放激素的释放。
2.外源化学物对雌性生殖系统的损害
对卵巢的直接影响：CS2导致卵巢萎缩
干扰下丘脑－垂体－性腺轴：苯及同系物
干扰下丘脑，作用于垂体－卵巢系统，引 起雌性生殖系统功能异常。
第二节 发育毒性
一、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。
母体毒性作用与致畸作用关系
1.具有致畸作用，但无母体毒性出现，称为非共效应致 畸物(non-coeffective teratogen) 此种外源化学物的致畸作用具有特定的作用机理， 与母体毒性无关。如反应停致畸作用较强，应特别 注意。
2. 出现致畸作用的同时也表现母体毒性。称为共效应致 畸物(coeffective teratogen) 此种受试物可能既对胚胎有特定的致畸机理，同时 也对母体具有损害作用，但二者并无直接联系 3.仅具有母体毒性，但不具有致畸作用
• 发育神经毒性 妊娠期饮酒造成的乙醇综合症胎儿；
妊娠期安定暴露对F1 代大鼠有一定的发育及 神经行为毒性,表现为早期生理发育和神经行为 发育滞后等。
• 儿童期肿瘤 围生期是一生中对致癌物最敏感的时期，例如 许多儿童期高发的肿瘤（急性淋巴细胞性白血病、 神经母细胞瘤、骶骨前畸胎瘤、胚性腺瘤等）都 可能与出生前因素有关，因为这一时期细胞增殖 快，药物代谢酶的个体发生不全，免疫监视功能 低。
胎儿毒性(fetotoxicity) ：指器官形成期结束后的 因素引发的任何毒性表现(包括死亡、体重降低、 骨化迟缓、功能缺陷以及结构异常，甚至肿瘤)。 在实验动物发育毒性试验中，通常不去区分胎儿 与胚胎，所以使用胚胎-胎儿毒性更恰当。
外源化学物的毒作用及其影响因素
化学结构
化学物的化学结构与其毒性密切相关，某些官能团或基团可能增加或降低其毒性。
分子量与极性
分子量较大或极性较强的化学物通常更容易引起毒性作用。
脂溶性与水溶性
脂溶性强的化学物更容易通过生物膜，水溶性强的化学物更易被肾脏排泄。
物质性质与结构
高浓度的外源化学物通常具有更大的毒性，但有些化学物在低浓度时也具有显著的毒性作用。
总结词
毒理学研究方法的改进与创新
THANKS
感谢您的观看。
详细描述
根据性质，外源化学物可以分为无机物和有机物；根据来源，可以分为天然和人工合成两类；根据用途，可以分为工业化学品、农药、食品添加剂等。了解外源化学物的分类有助于更好地了解其毒性和作用机制。
外源化学物的分类
02
CHAPTER
外源化学物的毒作用
急性毒性作用是指外源化学物在短时间内大量接触机体后引起的中毒效应，通常在暴露后几小时至几天内出现。
源头控制
通过技术进步和替代方法，减少或消除外源化学物的使用和排放。
安全管理措施
提高公众对外源化学物危害的认识，增强自我保护意识。
倡导绿色消费，鼓励使用环保产品，减少对有毒有害外源化学品的依赖。
加强对外源化学物安全管理的宣传和培训，提高相关人员的安全意识和操作技能。
公众教育与意识提高
05
CHAPTER
详细描述
新型外源化学物的发现与评估
总结词
深入了解外源化学物的毒作用机制是预防和减轻其危害的关键。
详细描述
通过现代生物学和分子生物学技术，研究外源化学物对机体细胞的分子靶点、信号转导通路和基因表达的影响，揭示其毒作用的本质和机制。同时，加强跨学科合作，整合多学科资源，从不同角度全面揭示外源化学物的毒作用机制。
生殖毒性与发育毒性
从着床至哺乳期终止[大、小 鼠：妊娠 15 天-分娩后 21 （28 天）]
处 死 孕中期（13-15 天）（部分动物出生 分娩前一天
亲代：F1 代断乳时
时间 或断乳）
子代：断乳时
观 察 项 目
亲代动物：一般情况，交配行为， 孕鼠：一般情况， 孕鼠一般情况，受孕情况
雄鼠精子检查，生殖器官病理改变 受孕情况
发育生物体死亡 结构异常 生长、发育迟缓 功能缺陷
• 对胎盘的毒作用
经胎盘致癌作用(transplacental carcinogenesis)
致畸作用 （Terotogenicity)
外源化学物作用于妊娠母体， 干扰胚胎及胎儿的正常发育过程， 使胎儿出现形态结构及功能异常．
已知的人类致畸物
电离辐射 放射治疗 放射性碘 原子武器
学物，对生育力及早期胚胎发育的 接触化学物，对动 触化学物，对母鼠妊娠，仔鼠
影响
物 妊 娠 ， 胎 体 死 生长发育、形态结构及神经行
亡、生长及结构异 为功能的影响
常的影响
动物 首选大鼠，也可用小鼠
大鼠、小鼠、家兔 大鼠、小鼠、家兔
染 毒 期
雄鼠：交配前 28-80 天（精子发生 胎鼠器官形成期 期） 雌鼠：交配前 14 天（卵子发生期） 到着床（多数器官形成期）
一代生殖毒性试验
两代生殖毒性试验
7
器官形成 10-56 6-15 6-15 4-14 6-18
平均妊娠期 270 21-22 19-20 16 32
胎儿发育过程中对发育缺陷的敏感期
大鼠胚胎各器官的特殊敏感期
剂量增加与毒作用表现的关系
三段生殖毒性试验
一般生殖毒性试验
致畸敏感期
围生期毒性试验
外源化学物的特殊毒性详解演示文稿
一类则是随着精子的形成、成熟，其活性下降， 如6-磷酸葡萄糖脱氢酶、苹果酸脱氢酶、三磷酸甘油醛 脱氢酶以及异柠檬酸脱氢酶等。
第十页，共34页。
（四）体外试验
1. 睾丸支持细胞的分离与培养 2. 睾丸间质细胞的分离和培养
（五）雄性激素的检测
睾丸
FSH
雄性
激素
LH
雄激素
(睾酮)
支持细胞 间质细胞
生殖功能
第十三页，共34页。
Figure 1 DNA of a live cell. No DNA damage is observed.
Figure 3 More DNA damage but the cells are still alive
(1 hr of sonication in the presence of encapsulated DOX).
第二十页，共34页。
—代生殖毒性试验 ：是指亲代(F0)动物直接染毒受 试物，仔一代(F1)在宫内和哺乳期接触受试物，其交配 仅在F0代间进行，主要评价受试物对F0代青春期前后和 成年动物亚慢性暴露的影响；
两代(多代)生殖毒性试验：是指仔代（F1和F2)从怀孕 到出生前的宫内持续暴露和断奶前的持续暴露，即F0代直 接染毒受试物，F1代既有直接接触，也有经母体的间接接 触，仔二代(F2)在官内和哺乳期接触受试物，其交配在F0 代间和F1代间进行，主要评价从染毒到发育全过程受试物 对生殖功能的影响。
Figure 2
After 30 minutes of sonication in the presence of encapsulated DOX, most of the nuclear
DNA is intact but small pieces have migrated.
第十页，共34页。
（四）体外试验
1. 睾丸支持细胞的分离与培养 2. 睾丸间质细胞的分离和培养
（五）雄性激素的检测
睾丸
FSH
雄性
激素
LH
雄激素
(睾酮)
支持细胞 间质细胞
生殖功能
第十三页，共34页。
Figure 1 DNA of a live cell. No DNA damage is observed.
Figure 3 More DNA damage but the cells are still alive
(1 hr of sonication in the presence of encapsulated DOX).
第二十页，共34页。
—代生殖毒性试验 ：是指亲代(F0)动物直接染毒受 试物，仔一代(F1)在宫内和哺乳期接触受试物，其交配 仅在F0代间进行，主要评价受试物对F0代青春期前后和 成年动物亚慢性暴露的影响；
两代(多代)生殖毒性试验：是指仔代（F1和F2)从怀孕 到出生前的宫内持续暴露和断奶前的持续暴露，即F0代直 接染毒受试物，F1代既有直接接触，也有经母体的间接接 触，仔二代(F2)在官内和哺乳期接触受试物，其交配在F0 代间和F1代间进行，主要评价从染毒到发育全过程受试物 对生殖功能的影响。
Figure 2
After 30 minutes of sonication in the presence of encapsulated DOX, most of the nuclear
DNA is intact but small pieces have migrated.
第三章 发育毒性和胚胎毒性
三、母体毒性
母体毒性作用(maternal toxicity)
母体毒性作用是指外来化合物在一定剂 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
母体毒性作用可分为
轻度母体中毒的表现应限于母体体重下降，正 常增长受到抑制。抑制程度，不超过不接触受试物 对照组动物的10%。 严重母体中毒可出现体重增长大幅度抑制、持 久性呕吐、过度安静或活动过度、呼吸困难、生育 机能明显受损及其它中毒症状，甚至死亡。
着床前期发育毒性
从受精算起，到完成着床之前（人类为1112天，啮齿类动物为前6天）； 通常是未分化细胞受化学毒物损伤而致胚泡 死亡，即着床前丢失 ； 也有着床前接触毒物导致畸形的例子，如环 氧己烷、甲基亚硝脲等。
器官形成期（胚胎发育期）
在致畸作用中，对致畸物最敏感的阶段是器官 发生期，一般称为危险期(critical period)或关 键期 。 人是3-8周；在常用试验动物中，自受精日计 算，大鼠器官发生期约为9～17天，小鼠器官 发生期为7.5～16天，家兔为11～20天。
四、繁殖试验
评价化学物对亲代生殖和后代的发育与生殖 的影响。分为一代和多代生殖试验。 多代生殖试验可以弥补三段生殖毒性试验中 未能观察生殖毒性在子代表现的不足。更符合生 物长期低剂量接触的情况。例如食品添加剂、微 量金属、农药及环境污染物等的长期接触。
母体毒性作用与致畸作用关系
1.具有致畸作用，但无母体毒性出现，称为非共效应致 畸物(non-coeffective teratogen) 此种外源化学物的致畸作用具有特定的作用机 理，与母体毒性无关。如反应停致畸作用较强，应 特别注意。
2. 出现致畸作用的同时也表现母体毒性。称为共效应致 畸物(coeffective teratogen) 此种受试物可能既对胚胎有特定的致畸机理， 同时也对母体具有损害作用，但二者并无直接联系 3.仅具有母体毒性，但不具有致畸作用
生殖和发育毒理学
妊 娠 8 周 时 的 胚 胎
发育毒性的表现：
发育毒性：是指环境中的化学因素对发育中 的机体（从受精卵开始到出生直至性成熟） 造成的毒害效应。 表现： （一）胚胎毒性 （二）胎儿毒性
发育毒性的表现：
（一）胚胎毒性 胚胎毒性（embryotoxicity）指外源性环境 因素对胚胎的选择毒性作用，表现为妊娠 着床前早期阶段或着床后阶段胚胎的丢失。 常表现为不育或流产等。
出生后几个月：心脏异常；
出生几年后：肾及中枢神经系统异常；
青春期后：生殖器官损害等。
2.生殖发育过程对外源化学物质较为敏感。 一定剂量的外源化学物质对机体其它系统 或功能尚未造成损害作用，但生殖发育过 程的某些环节可能已经出现障碍。
3. 影响范围广泛而深远。
一般毒性作用仅表现在直接接触某种外源 化学物质的个体并造成损害，而生殖发育 毒性造成的损害作用甚至在第三代以后世 代的个体还有所表现。如，生殖能力或生 育力的降低等。
当生殖序列过程的任何一个环节受到毒害作 用时，以后的环节就会受到影响，甚至发生 中断，从而产生生殖毒性。
生殖毒性的表现：
男性：精子数量和质量的下降、性欲的降 低、睾丸的异常和癌变；
女性：排卵周期的紊乱、流产或难产率的 增高、宫颈癌和卵巢癌发生率的增加、经 胎盘致癌作用。
最终结果则是亲代的不孕或不育以及子代 的出生缺陷。
从毒理学角度而言，发育毒性作为生殖毒性 研究的内容，直到20世纪80年代末才从生 殖毒理学中分化出来。
发育毒性的表现：
发育毒性：是指环境中的化学因素对发育中 的机体（从受精卵开始到出生直至性成熟） 造成的毒害效应。 表现： （一）胚胎毒性 （二）胎儿毒性
胚胎的发育
胚胎发育到第二个月末,外貌已初具人形,从这时起一直到出 生前的胚胎叫胎儿.
发育毒性的表现：
发育毒性：是指环境中的化学因素对发育中 的机体（从受精卵开始到出生直至性成熟） 造成的毒害效应。 表现： （一）胚胎毒性 （二）胎儿毒性
发育毒性的表现：
（一）胚胎毒性 胚胎毒性（embryotoxicity）指外源性环境 因素对胚胎的选择毒性作用，表现为妊娠 着床前早期阶段或着床后阶段胚胎的丢失。 常表现为不育或流产等。
出生后几个月：心脏异常；
出生几年后：肾及中枢神经系统异常；
青春期后：生殖器官损害等。
2.生殖发育过程对外源化学物质较为敏感。 一定剂量的外源化学物质对机体其它系统 或功能尚未造成损害作用，但生殖发育过 程的某些环节可能已经出现障碍。
3. 影响范围广泛而深远。
一般毒性作用仅表现在直接接触某种外源 化学物质的个体并造成损害，而生殖发育 毒性造成的损害作用甚至在第三代以后世 代的个体还有所表现。如，生殖能力或生 育力的降低等。
当生殖序列过程的任何一个环节受到毒害作 用时，以后的环节就会受到影响，甚至发生 中断，从而产生生殖毒性。
生殖毒性的表现：
男性：精子数量和质量的下降、性欲的降 低、睾丸的异常和癌变；
女性：排卵周期的紊乱、流产或难产率的 增高、宫颈癌和卵巢癌发生率的增加、经 胎盘致癌作用。
最终结果则是亲代的不孕或不育以及子代 的出生缺陷。
从毒理学角度而言，发育毒性作为生殖毒性 研究的内容，直到20世纪80年代末才从生 殖毒理学中分化出来。
发育毒性的表现：
发育毒性：是指环境中的化学因素对发育中 的机体（从受精卵开始到出生直至性成熟） 造成的毒害效应。 表现： （一）胚胎毒性 （二）胎儿毒性
胚胎的发育
胚胎发育到第二个月末,外貌已初具人形,从这时起一直到出 生前的胚胎叫胎儿.
药物生殖和发育毒性作用
6
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
药物生殖和发育毒性作用
1
反应停事件 (沙利度胺; 酞胺哌啶酮)
1957 –1961
2
3
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、
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。
18
3、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、交配行为来自受孕、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。
19
评定的主要依据是交配后母体受孕情况（受孕
分娩和哺乳过程。
生殖发育也可称繁殖过程。
4
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 。
5
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
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评价化学物对男性生殖功能影响
：通过精液
调查、男工妻子生育史及其子代发育情况
评价化学物对女性生殖功能影响:月经情况、
妊娠结局、子代发育
二 生殖毒性试验
z试验目的：研究外源性化学物对哺乳动物生殖
过程的有害影响，并推测可能对人体造成的生殖危 险 z评价依据：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 及断乳后发育情况等
二 生殖毒性试验
一代和多代生殖（繁殖）试验
主要区别：染毒时间，观察时间 z 一代生殖（繁殖）试验：实验动物在出生或断乳时处理
，仅对一个生殖周期进行观察。
z 多代生殖（繁殖）试验：整个生命期内接触受试物，同
一指标观察两代或三代，可弥补一代生殖试验中的不足（未能 观察生殖毒性在子代的表现），更符合人类长期低剂量接触的 情况
一 概念
不良妊娠结局：指妊娠后不能分娩外观和 功能正常的子代，包括：流产、死胎、死 产、宫内发育迟缓、发育异常、新生儿和 婴幼儿期死亡等。
一 概念
胚体-胎体毒性
z 孕体：从受精卵直到出生的整个发育生物 体，包括胚胎（胚体）、胎儿（胎体）和胎 膜。 z 胚体毒性：对着床前后直到器官形成期结束 的孕体所产生的毒性。 z 胎体毒性：对器官形成期结束后的孕体所产 生的毒性表现。 z 胚体-胎体毒性：统称胚胎毒性
同一时期，全球出现了5850个短肢畸形儿
反 应 停 th a lid o m id e
动物模型复制成功，致畸剂量:1 mg/(kg·d) 时间：末次月经后6-8周，口服200 mg 其他发育毒性：流产，早产和死胎等发生
三 历史和发展
我国，完全正常出生的健康婴儿不到受孕的一半
早早孕丢失31%
二 生殖和发育毒性的特点
z 整个生殖与发育过程所涉及的细胞或器 官都可能成为外源化学物毒作用的靶。 z 生殖与发育过程的损害：亲性腺作用、 亲胚体作用、亲胎盘作用
二 生殖和发育毒性的特点
生殖与发育毒作用有三个主要的特点
z 损害作用的多种多样，取决于机体接触 化学物时间 z 生殖发育过程（生殖系统）较为敏感。 z 损害作用不仅表现在接触化学物质的机 体本身，还可影响其后代，影响范围广泛 和深远。
发育毒理学(developmental toxicology)：研
究这些有害影响的原因、作用机制及其规律和评价的 科学。
发育毒物（developmental toxicant）：暴
露可发生在怀孕前（双亲）、孕期和出生后的个体 发育到成熟的各个阶段。
一 概念
发育毒性的四种主要表现：
z 发育生物体死亡：早早孕丢失、自然流 产、死胎 z 生长迟缓：低于正常均值的2个标准差 z 结构异常：畸形和变异 z 功能缺陷：生理、生化、免疫、行为、 智力等异常
二 生殖毒性试验
生殖毒性试验原则
1 动物选择
z 哺乳动物，首选啮齿类中的大鼠 z 实验动物对受试物的动力学、毒效 学及其他有关参数应与人最接近 z 必要时选择两个种属
二 生殖毒性试验
生殖毒性试验原则
2 分组与剂量选择
z 三个剂量组和对照组 z 低剂量：无任何中毒症状，高剂量的1/30 z 中剂量：轻微的中毒症状，根据低高剂量间等比定位 z 高剂量：略高于亚慢的NOAEL ,或1/10LD50，轻度中
一 概念
出生缺陷
z 指婴儿出生前即已形成的 发育障碍 z 包括形态结构异常(畸形) 和功能缺陷(如智力低下，代 谢和行为的异常)。
出生缺陷
发育毒性
一 概念
畸形、致畸性、致畸作用
z 畸形：发育生物体的解剖学形态结构的缺陷。 对生长、发育、生理功能和／或寿命可产生有害 影响。严重畸形，轻微畸形 z 致畸性/致畸作用：引起后代结构畸形的特性 或作用。 z 致畸物：能引起子代畸形的环境因素。
外源性化学物的生殖与 发育毒性作用
卫秦芝 公共卫生与热带医学学院
内容
概述：生殖过程，生殖发育毒性相关的基本概念 生殖毒性及其评价 发育毒性及其评价
第一节
概 述
z 生殖，生殖过程 （六个阶段） z 作用途径：
直接作用：干扰生殖发育的任何环节 间接作用： 通过神经-内分泌-性腺调控
性成熟
F
A
婴儿-儿童发育
二 生殖毒性试验
生殖毒性的检测---雌性生殖毒性的检测
体重 卵巢 脏器重量 组织学 卵母细胞数 卵泡闭锁率 卵泡类固醇生成 卵泡成熟 卵母细胞成熟 排卵 黄体功能 下丘脑 组织学 神经递质、神经调节剂和神经激素 合 成与释放的改变 垂体 组织学 营养激素合成与释放的改变 内分泌 促性腺激素 绒毛膜促性腺激素水平 雌激素和孕酮 输卵管 组织学 配子转运 受精 早期胚胎转运 子宫 细胞学和组织学 宫腔液分析 (外源化学物，蛋白质) 脱膜反应 功能障碍性出血 子宫颈/外阴/阴道 细胞学 组织学 黏液生成量 黏液质量(精子穿透试验〉 生育率 暴露率；妊娠率 每个怀孕动物的胚胎数或产仔数 胚胎存活率:黄体数 着床率:黄体数 2-8细胞卵 体外试验 应用超排卵的卵子与化学物共培养或处 理组雌性动物的卵子进行体外受精
三 历史和发展
评价
1966年，美国FDA，三段生殖毒性实验 1986和1991年，美国EPA，可疑发育毒物 危险度
三 历史和发展
反应停——沙立度胺 短肢畸形
20世纪60年代前后在欧洲和日本广泛作为 安全有效的抗早孕反应药物，口服剂量 50~200mg/d 1961-1962年，联邦德国的儿科病房中出现 了大量罕见的短肢畸形儿，多数为四肢缺 陷、无眼、腭裂、骨骼发育不全，十二指肠 和肛门闭锁
二 生殖毒性试验
生殖毒性试验类型
仔的发育情况
3种
致畸试验：孕母暴露于外源化学物，检查出生前胎 一代生殖试验：在配子发生和形成时暴露于外源
化学物，检查对生殖功能的影响
多代生殖（繁殖）试验：对仔代进行多代的观察
二 生殖毒性试验
生殖毒性试验类型
z 选择依据：接触方式、试验目的 z 药物：三段生殖毒性试验 z 食品添加剂、农药以及环境污物：长 期连续反复接触，三段生殖毒性试验+ 多代生殖（繁殖）试验
异常妊娠结局
明显出生缺陷占2%-3% 轻微出生缺陷为14% 低出生体重7%
第二节 生殖毒性及其评价
生殖毒性的评价方法
①人群流行病学调查， ②整体动物生殖毒性试验资料， ③体外试验资料
新化学物生殖毒性的评价： 整体动物生殖毒性试验
一 人群流行病学调查
生殖流行病学：研究父体和母体、孕体特定的暴露
与生育结局之间统计学关联的科学，更为可信。
潜在母体效应：贫血或毒血 症、内分泌失衡、营养缺 陷、电解质失衡、 酸碱紊乱、子宫血流减少、 器官功能紊乱、乳汁数量/质 量下降
胎盘
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
发育异常
一 母/父源性因素与发育毒性的关系
影响发育的母体因素 z 遗传学 z 疾病 z 营养 z 应激
一 母/父源性因素与发育毒性的关系
影响发育的母体因素 1 遗传学
三 历史和发展
古代，公元前 z 畸胎学形成于16、17世纪，是研究出生缺陷的一 门学科。 z 1651年 发育停止学说 z 1973年，出生缺陷的原因：遗传（25%）、环境 （10%）、其他（65%） z 二十世纪80年代，美国EPA提出了发育毒物危险 度评价
z
三 历史和发展
重大事件
1935 Hale， VA缺乏 母猪产下秃眼和腭裂的畸形后代 1940 澳大利亚 风疹 白内障、耳聋、智力发育不全 1945 日本 1968 日本 原子核辐射 多氯联苯 小头畸形和智力低下 米糠油事件 孕妇死亡， 1961 欧洲日本 反应停 短肢畸形 早产儿和油症儿 1969 乙烯雌酚 女性后代阴道和宫颈透明细胞癌 1970 Jones 胎儿酒精综合症 面部畸形 宫内生长 迟缓 神经系统等的症状
F１ b
断乳后给予受试 物８到１２周
F２ a
观察三个月，喂饲普通饲 料，观察其生长发育情况
F
b
２
断乳后给予受试 物８到１２周
F３ a
F３ b
二 生殖毒性试验
生殖毒性的检测---雄性生殖毒性的检测
睾丸 原位大小 重量 精子细胞储量 大体与组织学评价 非功能性生精小管（%) 具有精子的生精小管（%) 生精小管直径 细线期精母细胞计数 附睾 重量及组织学 附睾体精子数 附睾尾精子前力（%) 附睾尾大体精子形态学（%) 附睾尾详细精子形态学（%) 生化分析 附属性腺 组织学 比重测定(重量分析) 精液 总体积 无凝胶体积 精子浓度 精子总数/射精 精子总数/禁欲日 肉眼观察精子活率（%) 录像磁带上精子活率（%和速率〉 大体精子形态学 详细精子形态学 内分泌 黄体生成素 卵泡刺激素 睾酮 促性腺激素释放激素 生育率 暴露率.饪振率 每个孕妇(或怀孕动物)的胚胎数或产仔数 胚胎成活率.黄体数 2-8细胞卵 每卵精子数 体外试验 介质中精子孵育 仓鼠卵穿透试验 需要考虑的其他试验 睾丸密度张力测量 睾丸定性组织学 睾丸定量组织学 精子释放循环周期 精子活率 时间-暴露照相术 多重-暴露照相术 显微电视照相术 精子膜特征 精子代谢评价 精子中荧光Y小体 流式细胞术检测精子 人精子原核核型 宫颈黏液穿透试验
z 孕母的遗传结构是孕体发育结果 的一个决定因素 z 唇腭裂[CL(P)]的发病率取决于母 体的基因型，白人发病率＞黑 人。
一 母/父源性因素与发育毒性的关系
影响发育的母体因素 2 疾病
毒，死亡率小于10%，未完全丧失生育能力
二 生殖毒性试验
生殖毒性试验原则
3 接触途径和频率
z 人的实际接触途径 z 每日一次，固定时间染毒
二 生殖毒性试验
三段生殖毒性实验
根据染毒时期划分 段与段之间染毒至少重合一天 z 生育力和早期胚胎发育毒性试验 z 胚体-胎体毒性试验(致畸试验) z 出生前后发育毒性试验(围产期毒性试验)