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09 第九章 发育毒性与致畸作用.ppt

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本课件先界定发育毒性及其四类表现,区分畸形、畸胎、致畸物、胚胎毒性与母体毒性及两者的五种关系;随后说明器官发生期最敏感、剂量反应曲线陡峭等致畸作用特点与种属差异,介绍 Wilson 九种致畸机制与八条分子途径;最后详细给出传统常规致畸试验的动物选择、剂量分组、交配处理、胎仔与畸形检查、结果评定指标及发育毒性替代试验。

第九章标题页,标示本章讲解发育毒性与致畸作用及其评价
发育毒性提要页,列出基本概念、致畸毒理学特点、致畸机理与发育毒性评价四部分
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第1页:第九章 发育毒性与致畸作用

第九章 发育毒性与致畸作用

第2页:第一节内容提要

  • 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3页:第二节发育毒性及其评定

第二节 发育毒性及其评定

第4页:发育毒性的表现

发育毒性 developmental toxicity
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。
  • 生长迟缓:胚胎与胎仔发育过程较正常缓慢。
  • 致畸作用:活产胎仔出生时某种器官表现形态结构异常。
  • 功能不全或异常: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:在胚胎或胎仔发育期间造成损害并使其死亡。

第5页:畸形、畸胎与致畸物

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/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。

第6页:胚胎毒性与母体毒性

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
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、出现某些临床症状、直至死亡。

第7页:母体毒性与致畸作用的关系

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。
  2. 出现致畸作用的同时也表现母体毒性。
  3. 不具有特定致畸作用机理,但可破坏母体正常生理稳态。
  4. 仅具有母体毒性,但不具有致畸作用。
  5. 在一定剂量下,既不呈现母体毒性,也未见致畸作用。

第8页:畸形与变异

畸形
在胚胎或胎儿出现器官形态结构异常称为畸形。
变异
机体的形态结构或生理功能在同一物种的子代与亲代之间或子代个体之间出现不完全相同的现象,即为变异。

第9页:致畸作用的毒理学特点

致畸作用的毒理学特点:

  • 器官发生期的胚胎对致畸物最为敏感。
  • 剂量与效应关系较为复杂:剂量效应关系复杂的表现及原因;致畸作用的剂量反应曲线较为陡峭;致畸作用最大无作用剂量问题尚有不同意见。

第10页:致畸作用的物种与个体差异

  • 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。

第11页:致畸作用机理

致畸作用机理:Wilson(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。

近年来分子水平研究有很大进展:虽然胚胎有代偿机制弥补外源性化学物的影响,但是否产生畸形依赖于致病过程中每个步骤在损伤和修复之间的平衡。

第12页:致畸作用机理的八条途径

致畸作用机理的主要途径:

  • 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
  • 细胞凋亡
  • 干扰细胞(增殖、分化与迁移)
  • 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

第13页:传统常规致畸试验

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

第14页:致畸试验的动物选择

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(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。

第15页:致畸试验的剂量分组

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。

第16页:动物交配处理

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 1:1 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。

第17页:胎仔检查的时间

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。

第18页:畸形检查的内容

畸形检查从下列几方面进行(只限活产胎仔):

  • 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。

第19页:致畸试验的结果评定

结果评定:

  • 活产幼仔平均畸形出现数: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: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:出现畸形胎仔的母体在妊娠母体总数中所占的百分率。

第20页:致畸作用判定的注意事项

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。

第21页:发育毒性的替代试验

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)

第22页:第九章思考题

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?
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