致畸试验是评估外源性物质（如药物、化学毒物、辐射等）对胚胎发育过程中是否引发结构畸形、功能异常或生长迟缓的毒理学研究方法，是生殖毒性评价的核心内容之一。
以下从试验目的、原理、操作流程、结果判定及应用等方面展开说明：
试验目的
检测致畸潜力：确定受试物是否会导致胚胎在器官形成期出现形态结构异常（如肢体缺失、腭裂、心脏畸形等），明确其致畸性阈值及剂量 - 反应关系。
评估发育毒性：除结构畸形外，还需观察胚胎 / 胎儿的生长指标（如体重、体长、骨骼骨化程度）和功能发育（如神经系统、生殖系统成熟度）是否受影响。
安全性分级：为受试物的致畸风险分类提供依据，如孕期用药参考的 FDA 妊娠毒性分级，或化学品的发育毒性分类，辅助制定人群暴露限值（如孕妇安全接触范围）。
试验原理
致畸机制：受试物通常在胚胎器官形成期（即敏感期）通过胎盘屏障进入胎儿体内，干扰细胞增殖、分化、迁移或凋亡过程，或影响组织器官的正常发育程序。例如：
抑制 DNA 合成导致细胞分裂停滞；
干扰叶酸代谢影响神经管闭合；
破坏细胞间信号传导（如 Hedgehog 通路）导致肢体发育异常。
敏感期特点：不同物种的胚胎敏感期不同（如大鼠为妊娠第 9-17 天，人类为妊娠第 3-8 周），此阶段对致畸物最为敏感，暴露后易出现结构性畸形。
常见试验类型及操作流程（以动物致畸试验为例）
传统致畸试验（三段试验中的 Ⅱ 段）
实验动物：常用大鼠、小鼠、家兔，部分特殊药物需增加非人灵长类（如猴）。动物需健康、未孕，交配后通过阴栓或精子检查确定妊娠天数。
操作步骤：
剂量设置：设 3-5 个剂量组（如 LD₅₀的 1/5、1/10、1/30 等）+ 阴性对照（溶剂）+ 阳性对照（如已知致畸物苯并 [a] 芘、维 A 酸）。
染毒时期：在胚胎器官形成期（如大鼠妊娠第 6-15 天）每日经口、腹腔或静脉给予受试物。
妊娠维持与解剖：染毒结束后让母鼠继续妊娠至足月（大鼠约 21 天），分娩前 1-2 天解剖母鼠，取出子宫，记录着床数、活胎数、死胎数、吸收胎数（早期胚胎死亡）。
胎儿检查：
外观检查：观察胎儿有无肉眼可见畸形（如露脑、无眼、短肢、腭裂等）；
骨骼检查：将胎儿固定后用茜素红染色，观察颅骨、脊椎、四肢骨的数量、形态及骨化程度（如肋骨缺失、胸骨分叉）；
内脏检查：通过徒手切片或石蜡包埋切片，观察心、肝、肾、脑等器官的发育异常（如心室间隔缺损、肾盂积水）。
发育毒性替代试验（部分场景）
体外胚胎干细胞试验：将小鼠胚胎干细胞（ES 细胞）诱导分化为拟胚体，暴露于受试物后观察中胚层、神经外胚层等分化障碍，评估致畸潜力。
斑马鱼胚胎试验：利用斑马鱼胚胎透明、发育速度快的特点，观察受试物对体节、神经管、心脏等结构的影响（如心包水肿、尾部弯曲），常用于初筛。
结果判定与风险评估
致畸指标计算：
致畸率：出现结构畸形的胎儿数 / 活胎总数 ×100%；
发育毒性指标：如平均胎重、骨化不全率、吸收胎率等，与对照组比较是否存在统计学差异（p＜0.05）。
致畸性判定：若某剂量组出现以下情况之一，可判定受试物具有致畸性：
畸形发生率显著高于对照组；
出现对照组未有的特异性畸形；
剂量 - 反应关系明确（随剂量升高，畸形率或严重程度增加）。
安全剂量推导：通过计算无可见致畸作用剂量（NOAEL），结合安全系数（如 100 倍）推导人类孕期安全暴露剂量（如每日允许摄入量 ADI）。
应用场景与注意事项
应用场景：
药物研发：新药在临床试验前需通过致畸试验（如 ICH S5 指导原则要求），避免孕妇用药导致胎儿畸形（如反应停事件的教训）；
化学品监管：欧盟 CLP 法规、美国 TSCA 等要求对工业化学品、农药进行发育毒性评估，标识致畸风险（如 H360 标签：可能对发育造成伤害）；
环境风险评估：评估污染物（如重金属、多氯联苯）对野生动物胚胎发育的影响，如鸟类蛋壳变薄、鱼类脊柱畸形等。
注意事项：
物种差异：动物试验结果外推至人类时需谨慎，如沙利度胺在大鼠中无致畸性，但在人类中可导致海豹肢畸形，因此需结合多物种数据和作用机制分析；
母体毒性与胚胎毒性区分：高剂量受试物若导致母鼠中毒（如体重下降、死亡），可能因母体营养不良间接影响胎儿发育，需排除非特异性毒性干扰；
伦理与 3R 原则：动物致畸试验需消耗大量孕鼠 / 兔，目前正推动替代方法（如体外模型、计算机模拟）减少动物使用，但传统试验仍为监管金标准。
前沿发展
器官芯片技术：利用微流控芯片构建人类器官模型（如心脏芯片、神经管芯片），模拟胚胎发育微环境，评估受试物对特定器官的致畸作用，具有高通量、低动物消耗的优势；
基因组学与表观遗传学：通过检测致畸物暴露后胚胎的基因表达谱（如 RNA-seq）或 DNA 甲基化变化，揭示致畸的分子机制（如 HOX 基因表达异常导致肢体畸形），为风险预测提供靶点。
致畸试验的核心价值在于为人类和生态系统的发育安全筑起防线，而随着技术从 “表型观察” 向 “机制解析” 升级，其评估精度和伦理合规性正不断提升。
