放射增敏剂尼可胺对雄性大鼠生殖毒性的研究

刘晓秋 王芹 王德芝 周则卫 沈秀 韩英

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放射增敏剂尼可胺对雄性大鼠生殖毒性的研究

    通讯作者: 王芹, wangqin_1005@yahoo.com.cn
  • 基金项目:

    天津市科技支撑计划重点项目 09ZCKFSH01500

The reproductive toxicity of NiKeAn in male rats

    Corresponding author: Qin WANG, wangqin_1005@yahoo.com.cn ;
  • 摘要: 目的 观察尼可胺对雄性大鼠生殖能力的影响。 方法 将100只健康成年雄性Wistar大鼠随机分为4组:空白对照组(0.9%氯化钠注射液)、尼可胺高剂量组(300 mg/kg)、尼克胺中剂量组(200 mg/kg)和尼克胺低剂量组(100 mg/kg)。雄性大鼠连续尾静脉注射给药5周后(每日1次),与100只雌性Wistar大鼠随机1:1合笼交配,交配后处死雄性大鼠,检查尼可胺对各剂量组雄性大鼠的交配率、精子数量、精子活率、精子活力、脏器系数的影响及睾丸、附睾的组织病理学变化。 结果 200 mg/kg以下剂量对成年雄性大鼠检测的生育指标无明显影响。 结论 200 mg/kg以下剂量对成年雄性大鼠的生殖功能无明显毒性作用。
  • 图 1  尼可胺高剂量组(300 mg/kg)Wistar大鼠睾丸组织病理切片(苏木精-伊红染色,×100)

    图 2  尼可胺高剂量组(300 mg/kg)Wistar大鼠附睾组织病理切片(苏木精-伊红染色,×100)

    表 1  雄性Wistar大鼠尾静脉注射不同剂量的尼可胺后摄食量的变化 (g/只/d)

    组别 大鼠数量 给药时间
    7 d 14 d 21 d 28 d 35 d
    髙剂量组 25 14.0a 17.6a 18.1a 20.7a 21.6a
    中剂量组 25 16.7b 18.3b 19.0b 21.0b 22.5b
    低剂量组 25 19.5c 19.4。 20.1。 21.5。 22.8。
    空白对照组 25 19.1 18.7 18.8 21.2 22.6
    注:表中,a表示与空白对照组相比,t=0.052、0.500、0.322、0.922、0.556,P>0.05;b表示与空白对照组相比,t=0.050、0.620、0.782、0.905、0.965,P>0.05;c表示与空白对照组相比,t=0.653、0.051、0.219、0.882、0.947,P>0.05。
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    表 2  雄性Wistar大鼠尾静脉注射不同剂量的尼可胺前后体质量变化 [(x±s)g]

    组别 大鼠数量 给药前 给药时间
    7 d 14 d 21 d 28 d 35 d
    高剂量组 25 133.4±11.8a 161.3±14.4a 206.2±23.1a 235.0±28.0a 267.6±31.9a 296.9±23.9a
    中剂量组 25 136.1±ll.lh 151.6±13.2h 202.7±20.6b 233.6±24.5h 260.2±28.7b 291.9±23.2b
    低剂量组 25 138.4±13.1c 175.3±14.5c 210.6±17.2c 236.2±18.4c 261.4±20.7c 293.4±14.3c
    空白对照组 25 130.0±12.4 175.0±17.6 210.4±20.7 236.3±26.2 270.9±29.9 300.7±22.8
    注:表中,a表示与空白对照组相比,t=0.330、0.004、0.515、0.866、0.703、0.567,P>0.05;b表示与空白对照组相比,t=0.079、0.000、0.202、0.716、0.208、0.166,P>0.05;c表示与空白对照组相比,t=0.028、0.955、0.971、0.989、0.204、0.189,P>0.05。
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    表 3  尼可胺各剂量组雄性Wistar大鼠精子数、精子活率及精子活力的检查结果 x±s

    组别 大鼠数量 精子数(×103个/μl) 精子活率(%) 精子活力(%)
    Ⅰ级 Ⅱ级 Ⅲ级 Ⅳ级
    高剂量组 25 4.3±0.6a 73.4±7.5a 4.6±2.2a 20.6±6.9a 39.4±7.2a 35.4±6.7a
    中剂量组 25 4.5±0.5h 72.9±7.9b 6.5±1.8h 21.8±8.6b 33.5±9.4b 38.2±12.3b
    低剂量组 25 4.2±0.5c 74.3±9.3c 5.3±2.5c 24.2±10.4c 35.6±8.5c 34.9±11.8c
    空白对照组 25 4.4±0.5 73.0±12.0 5.6±3.3 26.5±10.8 34.2±10.2 34.0±16.3
    注:表中,a表示与空白对照组相比,t=0.618、0.878、0.325、0.028、0.043、0.615,P>0.05;b表示与空白对照组相比,t=0.471、0.967、0.147、0.097、0.824、0.537,P>0.05;c表示与空白对照组相比,t=0.200、0.679、0.941、0.465、0.599、0.753,P>0.05。
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    表 4  雄性Wistar大鼠尾静脉注射不同剂量的尼可胺后的脏器系数 [(x±s)%]

    组别 大鼠数量 睾丸 附睾
    高剂量组 25 0.86±0.12a 0.30±0.05a
    中剂量组 25 0.88±0.12b 0.33±0.07b
    低剂量组 25 0.87±0.14c 0.30±0.06c
    空白对照组 25 0.84±0.15 0.29±0.05
    注:表中,a表示与空白对照组相比,t=0.685、0.557,P>0.05;b表示与空白对照组相比,t= 0.379、0.489,P>0.05;c表示与空白对照组相比,t=0.489、0.477,P>0.05。
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    表 5  雄性Wistar大鼠尾静脉注射不同剂量尼可胺后的生殖毒性实验交配率

    组别 交配动物数 交配成功数 交配率(%)
    高剂量组 25 20 80.0
    中剂量组 25 21 84.0
    低剂量组 25 20 83.3
    空白对照组 25 21 87.5
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-05-26
  • 刊出日期:  2012-09-25

放射增敏剂尼可胺对雄性大鼠生殖毒性的研究

    通讯作者: 王芹, wangqin_1005@yahoo.com.cn
  • 300192 天津,中国医学科学院放射医学研究所,天津市分子核医学重点实验室
基金项目:  天津市科技支撑计划重点项目 09ZCKFSH01500

摘要:  目的 观察尼可胺对雄性大鼠生殖能力的影响。 方法 将100只健康成年雄性Wistar大鼠随机分为4组:空白对照组(0.9%氯化钠注射液)、尼可胺高剂量组(300 mg/kg)、尼克胺中剂量组(200 mg/kg)和尼克胺低剂量组(100 mg/kg)。雄性大鼠连续尾静脉注射给药5周后(每日1次),与100只雌性Wistar大鼠随机1:1合笼交配,交配后处死雄性大鼠,检查尼可胺对各剂量组雄性大鼠的交配率、精子数量、精子活率、精子活力、脏器系数的影响及睾丸、附睾的组织病理学变化。 结果 200 mg/kg以下剂量对成年雄性大鼠检测的生育指标无明显影响。 结论 200 mg/kg以下剂量对成年雄性大鼠的生殖功能无明显毒性作用。

English Abstract

  • 尼可胺是以烟酰胺为母体化合物合成的烟酰氨基酸类化合物,该化合物的肿瘤放射增敏作用显著,毒性低[1-3],很有希望成为肿瘤放疗中高效、低毒且有实用前景的放射增敏剂。为了评价尼可胺的安全性,本实验按照一类新药生殖毒性的评价要求[4-5],对尼可胺的一般生殖毒性进行了研究,以期为临床安全用药提供实验依据。

    • 尼可胺由中国医学科学院放射医学研究所药物室提供,呈白色粉末状,纯度 > 98%。

    • 无特定病原体级体质量为120~140 g的健康、成年Wistar大鼠购于山东鲁抗医药股份有限公司;饲养环境:屏障环境,室温控制在21~24 ℃,湿度为40%~52%,12 h照明、12 h黑暗;鼠颗粒饲料由山东大学实验动物中心提供。

    • 取健康、成年雄性Wistar大鼠100只,随机分为4组,即尼可胺高剂量组(每次注射剂量为300 mg/kg)、中剂量组(每次注射剂量为200 mg/kg)、低剂量组(每次注射剂量为100 mg/kg)和空白对照组(0.9%氯化钠注射液),每组25只。雄性大鼠交配前给药5周,每天给药一次,给药体积均为1.0 ml/100 g体质量,给药持续整个交配期直至处死。给药5周后,取100只健康、成年的雌性Wistar大鼠(不做任何处理)与雄性大鼠随机1:1合笼交配,以阴栓阳性或阴道涂片精子阳性视为妊娠第0日。雄性大鼠在交配后处死,进行终末检查。

    • 给药期间每天于给药前、后观察大鼠的外观体征、行为活动和死亡情况,每周测定一次摄食量和体质量。

    • 处死大鼠后,分别检测各剂量组大鼠的精子活力、精子总数及精子活率。

      精子活力检查:在25~28 ℃室温下,取1侧附睾头(每次取材的重量尽量保持一致),放入在37 ℃水浴中预热的装有10 ml生理盐水的平皿中,剪碎制成精子悬液。在37 ℃水浴中静置20 min后,立即吸取0.1 ml悬液滴于37 ℃预热的血细胞计数板上,在显微镜下快速观察,参照精子活力分级标准[6]:Ⅰ级为活动力良好:精子活动良好,呈直线游动;Ⅱ级为活动一般:精子活动比较活泼,但游泳方向不定,不呈直线状;Ⅲ级为活动不良:精子活动迟缓,原地打转;Ⅳ级为死精子:有精子形态,但无活动力。记录200个精子中各级活动精子的数量,计算出其百分率。

      精子计数:将上述细胞计数板于4 ℃冷却后,按红细胞计数方法对所制备的精子悬液进行精子计数。

      精子活率检查:取精子悬液1 ml,加0.4%台盼兰0.1 ml,在显微镜下观察,深染者为死精子,计数100个精子中活精子的比例。

    • 各组动物处死后取出睾丸、附睾称湿重,并计算脏器系数。

      脏器系数=器官湿重(g)/体质量(g)×100%

    • 交配率=交配成功动物数/实验动物数×100%

    • 将睾丸、附睾用10%中性福尔马林缓冲液固定,按常规方法进行包埋、切片、苏木精-伊红染色后,在光学显微镜下观察。

    • 体质量、脏器系数、精子数等计量资料均采用x±s表示,两组间比较用t检验,P<0.05表示差异有统计学意义。

    • 高剂量组:给药过程中大鼠挣扎,给药后即刻出现呼吸急促、自主活动减少等毒性反应症状;给药第8日,个别动物出现稀便、背毛竖立;给药第10日,出现稀便、背毛竖立症状的大鼠数量略有增加;给药第14日,稀便、背毛竖立症状基本消失。

      中剂量组:给药过程中大鼠挣扎,给药后即刻出现呼吸急促、自主活动减少等毒性反应症状;给药第8日,个别动物出现稀便、背毛竖立;给药第10日,出现稀便、背毛竖立症状的大鼠数量略有增加;给药第13日,稀便、背毛竖立症状基本消失。

      低剂量组:给药期间,大鼠一般症状观察指标均未见明显异常。

      空白对照组:给药期间,大鼠一般症状观察指标均未见明显异常。

    • 给药期间,尼可胺各剂量组大鼠摄食量均呈增长趋势,高、中剂量组给药第7、14、21、28、35日的摄食量几乎均低于空白对照组,且呈剂量-效应关系(随剂量升高,摄食量递减)(表 1)。

      组别 大鼠数量 给药时间
      7 d 14 d 21 d 28 d 35 d
      髙剂量组 25 14.0a 17.6a 18.1a 20.7a 21.6a
      中剂量组 25 16.7b 18.3b 19.0b 21.0b 22.5b
      低剂量组 25 19.5c 19.4。 20.1。 21.5。 22.8。
      空白对照组 25 19.1 18.7 18.8 21.2 22.6
      注:表中,a表示与空白对照组相比,t=0.052、0.500、0.322、0.922、0.556,P>0.05;b表示与空白对照组相比,t=0.050、0.620、0.782、0.905、0.965,P>0.05;c表示与空白对照组相比,t=0.653、0.051、0.219、0.882、0.947,P>0.05。

      表 1  雄性Wistar大鼠尾静脉注射不同剂量的尼可胺后摄食量的变化 (g/只/d)

    • 尼可胺各剂量组及空白对照组大鼠交配前随给药时间的增加,体质量均呈增长趋势,各剂量组与空白对照组相应时间点比较,体质量差异无统计学意义(表 2)。

      组别 大鼠数量 给药前 给药时间
      7 d 14 d 21 d 28 d 35 d
      高剂量组 25 133.4±11.8a 161.3±14.4a 206.2±23.1a 235.0±28.0a 267.6±31.9a 296.9±23.9a
      中剂量组 25 136.1±ll.lh 151.6±13.2h 202.7±20.6b 233.6±24.5h 260.2±28.7b 291.9±23.2b
      低剂量组 25 138.4±13.1c 175.3±14.5c 210.6±17.2c 236.2±18.4c 261.4±20.7c 293.4±14.3c
      空白对照组 25 130.0±12.4 175.0±17.6 210.4±20.7 236.3±26.2 270.9±29.9 300.7±22.8
      注:表中,a表示与空白对照组相比,t=0.330、0.004、0.515、0.866、0.703、0.567,P>0.05;b表示与空白对照组相比,t=0.079、0.000、0.202、0.716、0.208、0.166,P>0.05;c表示与空白对照组相比,t=0.028、0.955、0.971、0.989、0.204、0.189,P>0.05。

      表 2  雄性Wistar大鼠尾静脉注射不同剂量的尼可胺前后体质量变化 [(x±s)g]

    • 尼可胺各剂量组与空白对照组相比,大鼠精子总数、精子活力及精子活率差异无统计学意义(表 3)。

      组别 大鼠数量 精子数(×103个/μl) 精子活率(%) 精子活力(%)
      Ⅰ级 Ⅱ级 Ⅲ级 Ⅳ级
      高剂量组 25 4.3±0.6a 73.4±7.5a 4.6±2.2a 20.6±6.9a 39.4±7.2a 35.4±6.7a
      中剂量组 25 4.5±0.5h 72.9±7.9b 6.5±1.8h 21.8±8.6b 33.5±9.4b 38.2±12.3b
      低剂量组 25 4.2±0.5c 74.3±9.3c 5.3±2.5c 24.2±10.4c 35.6±8.5c 34.9±11.8c
      空白对照组 25 4.4±0.5 73.0±12.0 5.6±3.3 26.5±10.8 34.2±10.2 34.0±16.3
      注:表中,a表示与空白对照组相比,t=0.618、0.878、0.325、0.028、0.043、0.615,P>0.05;b表示与空白对照组相比,t=0.471、0.967、0.147、0.097、0.824、0.537,P>0.05;c表示与空白对照组相比,t=0.200、0.679、0.941、0.465、0.599、0.753,P>0.05。

      表 3  尼可胺各剂量组雄性Wistar大鼠精子数、精子活率及精子活力的检查结果 x±s

    • 尼可胺各剂量组与空白对照组相比,大鼠生殖器官脏器系数差异无统计学意义(表 4)。

      组别 大鼠数量 睾丸 附睾
      高剂量组 25 0.86±0.12a 0.30±0.05a
      中剂量组 25 0.88±0.12b 0.33±0.07b
      低剂量组 25 0.87±0.14c 0.30±0.06c
      空白对照组 25 0.84±0.15 0.29±0.05
      注:表中,a表示与空白对照组相比,t=0.685、0.557,P>0.05;b表示与空白对照组相比,t= 0.379、0.489,P>0.05;c表示与空白对照组相比,t=0.489、0.477,P>0.05。

      表 4  雄性Wistar大鼠尾静脉注射不同剂量的尼可胺后的脏器系数 [(x±s)%]

    • 尼可胺各剂量组雄性大鼠的交配率未见明显差异(表 5)。

      组别 交配动物数 交配成功数 交配率(%)
      高剂量组 25 20 80.0
      中剂量组 25 21 84.0
      低剂量组 25 20 83.3
      空白对照组 25 21 87.5

      表 5  雄性Wistar大鼠尾静脉注射不同剂量尼可胺后的生殖毒性实验交配率

    • 组织病理学检查发现,尼可胺为200 mg/kg及以下剂量时对成年雄性大鼠无生殖毒性作用,在300 mg/kg时对成年雄性大鼠的生殖能力有一定的影响:①睾丸:部分生精小管萎缩,精原细胞、精母细胞及支持细胞均明显脱落,精子细胞数减少(图 1)。②附睾:部分附睾管空虚,无精子或精子数减少;间质散在炎细胞浸润,以淋巴细胞为主;间质成纤维细胞增生(图 2)。

      图  1  尼可胺高剂量组(300 mg/kg)Wistar大鼠睾丸组织病理切片(苏木精-伊红染色,×100)

      图  2  尼可胺高剂量组(300 mg/kg)Wistar大鼠附睾组织病理切片(苏木精-伊红染色,×100)

    • 近年来,为了与国际接轨,我国要求必须对创新药做一般生殖毒性试验。国内相关的研究在受试药品的剂量设计、动物数量、试验指标设定、观察内容和数据统计方法等方面的差异较大[7-8]。国家食品药品监督管理局参照《药品注册的国际技术要求(安全性部分)》[9]于2006年制定了我国的《药物生殖毒性研究技术指导原则》[10],该指导原则规范了基本的试验方法。为了临床安全用药,我们按照新药审批要求,对尼可胺的一般生殖毒性进行研究,为临床应用提供理论依据。

      体质量是反映动物生长发育的客观指标[11]。在本研究中,给药期间各剂量组大鼠摄食量总体呈增长趋势,体质量也呈增长趋势,与对照组比较无显著性差异,说明一定剂量的尼可胺对雄性大鼠的体质量影响不大。

      睾丸和附睾的发育可反映生殖机能的发育状况,精子数量、精子活力及精子活率更是反映其生精功能的重要指标。本研究结果表明,各剂量组雄性大鼠精子数量、精子活力及精子活率各项指标与空白对照组相比无明显差异;组织病理学检查发现,尼可胺为200 mg/kg及以下剂量时,对成年雄性大鼠无生殖毒性作用,但剂量为300 mg/kg时,Wistar大鼠的睾丸、附睾有不同程度的病理改变。观察给药后的一般状况时,发现尼可胺高(300 mg/kg)、中(200 mg/kg)剂量组雄性大鼠即刻出现明显的毒性反应症状,并对给药局部血管有一定的刺激性。这些结果提示,在本实验室条件下,雄性大鼠尾静脉注射尼可胺由交配前到交配期直至胚胎着床,在200 mg/kg及以下剂量时对成年雄性大鼠无生殖毒性作用,在300 mg/kg时可能对大鼠的生殖能力有一定的影响。

参考文献 (11)

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