围产期毒性试验：评估化合物对妊娠后期、分娩及哺乳期影响的关键研究
1. 定义与目的
围产期毒性试验是生殖与发育毒性评价体系中的核心环节，专注于评估受试物从妊娠晚期（通常是器官形成期结束后）开始给药，贯穿分娩直至子代早期离乳阶段（通常到出生后第20-21天）所产生的不良影响。其主要目的包括：
- 识别母体毒性： 评估受试物对孕/哺乳期母体动物（啮齿类，通常为大鼠）的毒性效应，包括对妊娠维持、分娩过程（如难产、产程延长）和哺乳能力的影响。
- 评估胚胎-胎儿毒性： 检测妊娠晚期给药是否导致死胎、流产、胎儿生长迟缓（低体重）或在分娩时即表现的畸形（此类畸形通常由妊娠晚期事件引起，而非早期器官形成障碍）。
- 评估子代出生后生长发育毒性： 这是该试验最具特色的部分，系统观察受试物暴露（通过胎盘转运和/或乳汁传递）对子代从出生到离乳期间的影响，包括存活率、生理发育标志（如耳廓张开、门齿萌出、睁眼、睾丸下降、阴道张开）、身体发育（体重增长）和神经行为发育（如平面翻正反射、负趋地性反射、悬崖回避、听觉惊愕反射、自主活动度等）。
- 评估子代出生后功能缺陷： 观察潜在的生殖功能、学习记忆能力、免疫功能和性成熟等方面是否存在远期影响（初步筛选）。
- 危害识别： 为受试物的生殖发育毒性潜力提供关键数据，识别其是否具有影响妊娠结局、分娩过程、新生儿存活及早期生长发育的风险。
2. 在生殖发育毒性评价体系中的位置
围产期毒性试验通常是生殖毒性标准试验组合（根据ICH S5(R3)指南）的一部分：
- 生育力与早期胚胎发育毒性试验（Segment I）： 评估对配子成熟、交配行为、受精及着床前/着床阶段的影响。
- 胚胎-胎仔发育毒性试验（Segment II）： 评估受试物在主要器官形成期给药对胚胎发育的影响（畸形、死亡、生长迟缓）。
- 围产期发育毒性试验（包括母体功能）（Segment III）： 即本文所述试验，评估妊娠晚期、分娩及哺乳期暴露的影响。
这三个分段试验共同构成了评估化合物对整个生殖周期（从配子发生到子代性成熟前）潜在影响的基本框架。
3. 试验设计要点
- 动物种属： 首选大鼠。大鼠具有相对较短的妊娠期（约21-22天）和明确的发育标志，繁殖力强，对生殖毒性敏感，且数据积累最为丰富。在特定情况下（如代谢或毒性反应与人类更相似），可能考虑使用第二种动物（如兔），但非必须。
- 动物分组与数量： 设足够数量的剂量组（通常至少3个剂量组加1个溶媒/空白对照组），每组有足够数量的孕鼠（通常≥20只/组），以确保统计学效力。
- 给药期： 核心特征！ 给药通常从妊娠第6天（GD 6）或GD 15/17开始，持续整个妊娠期（约GD 20/21），并延续整个哺乳期（至产后第20/21天，PND 20/21）。
- 给药途径： 应尽可能模拟预期的人类暴露途径（如口服、静脉注射、吸入、皮肤给药等）。
- 剂量选择： 基于急性或重复给药毒性试验结果设置。高剂量应能诱导明确的母体毒性（但不导致过度死亡或流产），中剂量应显示轻微的毒性效应，低剂量应接近或略高于预期的人体暴露水平（安全边际）。
- 母体观察：
- 每日临床观察（外观、行为、活动）。
- 体重及体重变化（反映妊娠进展和健康状态）。
- 摄食量。
- 分娩观察（分娩时间、产程长短、难产迹象、活产数、死产数、出生窝重）。
- 哺乳行为及乳腺状况。
- 子代观察（F1代）：
- 出生当日（PND 0）： 窝大小、活产数、死产数、肉眼可见畸形、性别、个体体重。
- 存活率和生长： 每日记录子代存活情况；定期（如PND 0, 4, 7, 14, 21）称量窝重和/或个体体重（通常PND 4开始）。
- 生理发育标志： 系统记录关键发育事件的出现时间：
- 耳廓分离/张开
- 门齿萌出
- 睁眼
- 睾丸下降（雄性）
- 阴道张开（雌性）
- 神经行为发育： 在特定日龄进行标准化测试：
- 平面翻正反射（PND 4-5左右）
- 负趋地性（PND 6-8左右）
- 悬崖回避（PND 7-9左右）
- 听觉惊愕反射（PND 12-15左右）
- 自主活动度（开阔场测试，通常在离乳前或稍后）
- 离乳： 通常在PND 21进行。记录子代数、体重、性别比。可选取部分子代进行大体解剖观察主要器官有无异常。
4. 数据分析与评价
- 母体数据： 统计分析妊娠期体重增长、摄食量、分娩参数（分娩时间、死胎数、活产数）、哺乳期体重和摄食量、任何临床毒性体征的发生率和严重程度。计算母体毒性的NOAEL（未观察到有害作用水平）。
- 子代数据：
- 生存力：出生存活率（活产数/总出生数）、哺乳期存活率（PND 4至PND 21存活数/PND 4存活数）。
- 生长：出生体重、哺乳期体重增长（个体或窝重）、离乳体重。计算体重增长的百分比变化。
- 发育：各生理发育标志达成的平均日龄（注意窝效应，常以窝为单位分析）。
- 神经行为：各项测试结果（如达成反射所需时间、成功率、活动量等）。
- 关键评价点：
- 受试物是否影响母体维持妊娠和分娩的能力？
- 受试物是否增加死胎、死产或导致出生时可见畸形？
- 受试物是否影响子代出生后的存活？
- 受试物是否延迟或加速子代的生理发育？
- 受试物是否损害子代的早期神经行为发育（反射、活动能力）？
- 受试物是否影响子代的生长（体重）？
- 是否有证据表明子代在离乳时存在功能缺陷（如生殖器官异常）？
- 观察到的效应是母体毒性的继发结果，还是化合物对子代的直接作用？
- 确定对子代发育的NOAEL（通常基于最敏感终点）。
5. 法规要求与指导原则
围产期毒性试验是药物、农药、工业化学品以及食品添加剂等注册上市所需的常规毒理学研究项目之一。主要遵循的国际指导原则包括：
- ICH S5(R3)： 《人用药物生殖毒性检测》
- OECD 443： 《扩展一代生殖毒性研究》（EOGRTS）。OECD 443是一项更全面的研究设计，整合了传统Segments I, II, III的要素（包括围产期评估），并在F1代动物中进行生育力评估。它是当前评估化学品生殖毒性的重要方案，特别是在REACH法规下广泛应用。传统单独的围产期毒性试验（如描述于OECD 415或ICH S5）在特定情况下仍适用。
- 各国/地区的具体法规要求。
6. GLP与动物福利
所有正规的围产期毒性试验必须在严格遵循良好实验室规范（GLP） 的试验机构中进行，确保数据的质量、完整性和可追溯性。试验方案需经过动物伦理委员会审批，严格遵守动物福利原则（3R原则：替代、减少、优化），最大程度减少动物不适、痛苦和应激。
结论
围产期毒性试验是评估受试物对哺乳动物生殖周期后期阶段（妊娠晚期、分娩、哺乳）及子代早期生长发育潜在危害不可或缺的关键研究。它提供了关于受试物是否可能影响胎儿存活、分娩过程、新生儿活力、婴儿期生长发育及初步神经行为功能的关键安全性数据。这些数据对于识别人类健康风险、设定安全暴露限值以及指导孕期和哺乳期用药的安全性至关重要。其严谨的设计、执行和评估遵循国际公认的指导原则和GLP规范，确保结果为监管决策提供可靠的科学依据。
核心观察终点总结表