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Study on embryo toxicity of Cinnabaris

朱砂的胚胎毒性研究



全 文 :朱砂的胚胎毒性研究
梁爱华,李春英,刘婷,赵雍,曹春雨,薛宝云,王金华
(中国中医科学院 中药研究所,北京 100700)
[摘要] 目的:观察朱砂在小鼠妊娠中晚期、妊娠前与妊娠全期给药对小鼠胚胎的影响。方法:分2批试验进行研究,分
别为妊娠中晚期给药试验和妊娠前与妊娠全期给药试验。每批试验均采用ICR小鼠分成4组:对照组和朱砂008,04,40g
·kg-1剂量组。妊娠中晚期于孕后第6天开始给药一直给药至孕后第19天(D6~D19);妊娠前及妊娠全期给药试验则于交
配前14d至妊娠后19d持续给药。2批实验均于妊娠期第20天行剖腹产,称量胎鼠体重,记录胎鼠数目、吸收胎、死胎、活胎
等,同时观察胎仔外观有无异常。将每窝的胎仔分成二部分,1/3进行Bouin染液固定及染色,用于器官检查;另2/3进行骨骼
染色,用于骨骼观察。结果:小鼠妊娠后D6~D19灌胃给药时,朱砂3个剂量组对胚胎发育无显著影响,活胎数、死胎数和吸
收胎数量均与对照组比较无显著差异。胎仔外观检查、内脏检查、骨骼检查均未见明显畸形。交配前14d至妊娠后第19天
持续灌胃给予朱砂04,40g·kg-1·d-1,其流产率、吸收胎率较对照组稍高,但无显著性差异和剂量依赖关系。朱砂各剂量
组的胎仔外观检查和内脏检查均未见明显异常。骨骼检查显示,朱砂可造成一定程度的骨骼畸形,其中04,40g·kg-1·
d-1剂量组骨骼畸形率较高,分别达到467%和778%。结论:妊娠中晚期用药对胚胎发育无显著影响,此时期胚胎对朱砂的
敏感性较低;妊娠前以及妊娠早期使用朱砂(≥008g·kg-1·d-1,相当于临床5倍量)可能对胎儿造成危害,并随剂量增大
作用有增高趋势。
[关键词] 朱砂;胚胎毒性;致畸性
[收稿日期] 20090410
[基金项目] 国家科技部科研院所基础研究专项基金(2002DEB20067)
[通信作者] 梁爱华,Tel:(010)64288601,Email:liangaihua@si
na.com
  朱砂在中成药制剂中使用频率很高,《中国药
典》2005年版收载的成方制剂中约有9%含有朱砂。
我国古代本草文献对于朱砂毒性的记载不一,最早
《神农本草经》不仅记载其无毒,还将其列为上品。
《名医别录》、《证类本草》、《本草纲目》等也认为其
无毒。然而也有一些本草古籍指出朱砂有毒,如
《吴普本草》、《日华子本草》、《景岳全书》、《药性
论》等。朱砂的主成分是硫化汞,为一种汞化合物。
由于某些汞化合物具有毒性,并在人类历史上曾经
造成了巨大的环境污染灾难(如甲基汞污染导致的
水俣病事件),因此,含汞中药的安全性受到国内外
的关注。然而,虽然相关文献针对于某些汞化合物
的毒性作用研究较多,但针对朱砂的主成分硫化汞
(HgS)的毒性研究却不多见,故目前对朱砂毒性及
其中毒机制的认识尚不全面。《中国药典》从1963
年版至2005年版连续7版均收载了朱砂,虽然指出
朱砂有毒,不宜大量久服,2005年版还在[注意]项
增加了“不宜少量久服,肝肾功能不全者禁服”
等[1]。然而作为一种有毒中药,历年版的《中国药
典》均没有记载妊娠宜忌方面的内容,国内外文献
中也罕见关于朱砂生殖毒性的研究报道。为了探讨
朱砂在妊娠期用药的安全性,本研究观察了小鼠妊
娠前后不同阶段使用朱砂对胚胎的影响,旨在为其
妊娠期用药提供参考。
1 材料和方法
1.1 药材
朱砂产地为贵州,为水飞制品,购自北京卫仁饮
片厂。
1.2 动物及饲养条件
ICR小鼠,SPF级,雌、雄兼用,体重25~30g,
由北京维通利华实验动物有限公司提供,合格证号
SCKX(京)20022003。以标准颗粒饲料(北京九江
口饲料厂)饲养。动物饲养于 SPF动物房内,每小
时换气 10~15次,温度 20~24℃,相对湿度
40%~60%,人工光照,12h明暗周期。
1.3 试剂
无水乙醇、KOH、茜素红、甘油、苦味酸均为北京
化工厂产品,分析纯。分别配制 75%乙醇、10%
KOH液、茜素红染色原液(取冰醋酸5mL、纯甘油
10mL、1%水合氯醛60mL,混合后加茜素红粉状指
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示剂至饱和)、茜素红S染液(临用前用1% KOH将
茜素红原液稀释1000倍),透明液(200mL甘油、
10gKOH加蒸馏水至1L),2∶2∶1液(70%乙醇甘
油苯甲醇2∶2∶1),1∶1液(70%乙醇甘油 1∶1),
Bouin氏液(750mL饱和苦味酸水溶液、200mL
40%甲醛、50mL冰醋酸)。
2 方法
2.1 朱砂中硫化汞(HgS)、总汞、可溶性汞含量测

参照文献方法测定[2]。
2.2 朱砂的胚胎毒性研究
本研究分2批试验,分别为妊娠中晚期给药试
验和妊娠前及妊娠全期给药试验。
2.2.1 动物交配和妊娠中晚期给药 小鼠先适应
性饲养1周后开始交配。于每天下午约16:00时将
雌鼠与雄鼠以2∶1比例合笼进行交配,次日清晨检
查雌性小鼠阴栓,有阴栓者记为交配成功,并将次日
记录为孕D0。未交配成功者次日继续与雄鼠交配,
每只雌鼠最多交配5d,5d后仍未交配成功者则被
剔除。将交配成功的雌鼠随机分为 4组,每组 20
只:对照组,朱砂低、中、高3个剂量组(008,04,4
g·kg-1·d-1)。朱砂的3个剂量分别相当于临床
剂量的 1,5,50倍(按照小鼠与人的体表面积折
算)。于孕后D6开始给药,每日灌胃给药1次,给
药体积 10mL·kg-1·d-1体重,一直给药至孕后
D19。
2.2.2 交配前14d至妊娠后D19给药 雌性小鼠
适应性饲养3d,按照体重随机分成4组,每组15只。
对照组,朱砂低、中、高3个剂量组(008,04,4g·
kg-1·d-1)。于交配前14d开始给雌性小鼠灌胃给
药,每日1次,连续2周。所有的雄鼠均不给药。对
照组灌胃给予同体积蒸馏水。给药2周后,各组雌鼠
开始与雄鼠交配。交配方法同前述。将交配成功的
小鼠编号后继续给药,直至妊娠 D19,给药时间共
32~36d。
2.2.3 剖腹产 2次试验均于给药期间逐日观察
母鼠的毒性反应,记录一般情况和有无流产。于妊
娠期D20,行剖腹产,称量胎鼠体重,记录胎鼠数目、
吸收胎、死胎、活胎等。观察胎仔外观有无异常。将
每窝的胎仔分成2部分,1/3进行Bouin染液固定及
染色,用于器官检查;另2/3进行骨骼染色,用于骨
骼观察。
2.2.4 骨骼染色及观察 剖腹产后,立即将单只母
鼠所产胎鼠置于同一标本瓶,用 70%乙醇脱水过
夜;第2天上午将各瓶中的乙醇弃去,加入茜素红 S
染液染色6h;弃去染液后,更换成1%KOH液进行
软化处理约18h;弃去1%KOH液,加入2∶2∶1液浸
泡6h;将2∶2∶1液换成1∶1液,至胎儿染成软组织
透明而骨骼为桃红色后,用甘油保存标本。用立体
显微镜检查骨骼标本,观察每只胎鼠的全身骨骼数
目及发育情况。
2.2.5 Bouin染色及器官检查 将胎仔置于 Bouin
染色中染色,1周后进行器官检查。观察有无腭裂、
舌异常,有无鼻道扩大、单鼻道等。眼球大小是否正
常,有无脑水肿、肾积水、心、肝、肾、脾、肺、子宫、睾
丸等器官位置及形状有无异常等。
2.3 计算和统计分析
平均活胎数、平均活胎体重采用 t检验进行统
计;交配率、活胎率用 χ2检验;吸收胎率、死胎率、畸
胎率均用非参数检验。计算公式如下。
交配率=已交配动物数/实验动物数×100%;畸胎率=
有畸胎动物数/妊娠动物数 ×100%;活胎率 =活胎仔数/胎
仔总数×100%;吸收胎率=吸收胎/胎仔总数×100%;死胎
率=死胎数/胎仔总数 ×100%;畸形率 =有畸形的胎仔数/
检查的胎仔标本数×100%。
3 结果
3.1 朱砂中的HgS、总汞、可溶性汞含量
结果显示,朱砂中 HgS含量为981%;总汞含
量为87%;可溶性汞含量为215μg·g-1。
3.2 妊娠中晚期给药对胚胎的影响
妊娠后 D6~D19灌胃给予朱砂,共给药14d,
各组动物的日摄入朱砂量、累计摄入的朱砂量和可
溶性汞量见表1。
表1 各剂量组动物累积摄入的朱砂量和可溶性汞量
日摄入剂量
朱砂
/g·kg-1
可溶性汞
/μg·kg-1
累积摄入量
朱砂
/g·kg-1
可溶性汞
/μg·kg-1
008 172 112 2408
04 86 56 1204
4 86 56 1204
  朱砂3个剂量组母鼠的一般状况与对照组相
近,运动、行为均未见异常,未见步态不稳或共济失
调,毛皮有光泽,无明显脱毛。各剂量组动物的粪便
均呈不同程度的红色,随剂量增高颜色加深,可能为
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排出的朱砂所致。各组母鼠均未见流产,体重未见
显著影响,胎仔窝重均与对照组无显著差异;活胎
数、死胎数和吸收胎数量均与对照组比较无显著差
异。胎仔外观检查均未见四肢、脑部或胸腹部畸形;
经Bouin氏染色后检查内脏,朱砂各剂量组主要脏
器的位置排列正常,未见明显的内脏畸形;对各组的
骨骼染色标本进行检查,各剂量组均未发现骨骼数
目和形态异常。结果表明,妊娠中晚期用药对胚胎
发育无显著影响。
3.3 妊娠前及妊娠全期给药对胚胎发育的影响
从交配前14d开始给药直至妊娠期结束,各组
日摄入朱砂量和累计摄入的朱砂量和可溶性汞量见
表2。
表2 各剂量组动物累积摄入的朱砂量和可溶性汞量
日摄入剂量
朱砂
/g·kg-1
可溶性汞
/μg·kg-1
累积摄入量
朱砂
/g·kg-1
可溶性汞
/μg·kg-1
008 172 256 5504
04 86 128 2752
4 86 128 2752
  注:由于小鼠交配成功有4d的时间差别,因此动物给药时间也
有4d的差异,表中累积摄入量数据为最低摄入量。
  朱砂3个剂量组母鼠的一般状况好,活动正常,
交配率、怀孕率均与对照组相近,各剂量组均有少数
流产,朱砂008,04g·kg-1剂量组的流产率较对
照组稍高,但无显著性差异。结果见表3。
表3 朱砂3个剂量对小鼠母体质量和窝重的影响
组别
剂量
/g·kg-1·d-1
交配数
/只
受精数
/只
交配
率/%
妊娠数
/只
妊娠率
/%
流产数
/只
流产
率/%
对照 - 16 16 100 13 813 2 154
朱砂 008 16 16 100 14 875 4 286
  04 15 14 93 11 786 4 364
  4 16 15 94 15 940 1 67
  朱砂3个剂量组的平均胎仔数和平均胎仔体重
与对照组无显著差异(结果未显示);3个剂量组的
活胎率和死胎率均与对照组接近,其中04,40g·
kg-1剂量组的吸收胎率较对照组稍高,但无显著性
差异和剂量依赖关系。朱砂各剂量组对胚胎成活率
的影响见表4。
朱砂各剂量组的胎仔外观检查和内脏检查均未
见明显异常。骨骼检查显示,朱砂可造成一定程度
的骨骼畸形,其中04,40g·kg-1剂量组骨骼畸形
率较高,分别达到467%,778%(表5),以胸骨和
肋骨畸形为主,二者所占的比例相近。胸骨畸形主
表4 朱砂3个剂量对胚胎活胎率的影响
组别
剂量
/g·kg-1
孕鼠数
/只
活胎率
/%
死胎率
/%
吸收胎率
/%
对照 - 12 984 0 16
朱砂 008 10 952 0 47
  04 7 987 0 13
  4 14 951 07 42
要表现为胸骨缺失或排列错位。肋骨畸形主要表现
为14肋或肋骨变短。少数胎仔可见枕骨畸形,表现
为枕骨变小或缺损。有的胎仔仅有胸骨畸形或仅有
肋骨畸形,有的二者兼有。
表5 朱砂3个剂量对小鼠胚胎发育的影响
组别
剂量
/g·kg-1·d-1
受检样本/只(%)
孕鼠 胎仔 总计
畸胎数/只(%)
胸骨 肋骨 总计
骨骼畸形胎仔数/只(%)
胸骨 肋骨 枕骨
对照 - 12 79 2(167) 2(167) 2(167) 8(101) 4(51) 5(63) 0(0)
朱砂 008 10 57 6(60) 1(10) 5(50) 10(175) 2(35) 8(140) 0(0)
  04 7 45 7(1000) 4(571) 6(857) 21(467) 6(133) 9(200) 5(111)
  4 14 45 12(857) 9(643) 7(500) 35(778) 11(244) 21(467) 0(0)
  从每只孕鼠所产的胎鼠中随机抽取1只,取出
胎鼠肝、肾,用10%甲醛固定,石蜡包埋,切片,进行
组织形态学检查。结果显示,朱砂各剂量组胎鼠的
肝脏和肾脏组织形态学均与对照组相似,无明显差
异,未见毒性病理损伤(图1)。
4 小结与讨论
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a.正常组肝脏;b.正常组肾脏;c.朱砂高剂量组肝脏;
d.朱砂高剂量组肾脏。
图1 胎鼠肝、肾病理学检查(HE染色,×132)
我国古代医家对朱砂毒性的认识有一个质的变
化过程。最初,《神农本草经》[3]将朱砂列为上品,
认为其无毒,称其“主身体五脏百病,养精神,安魂
魄,益气,明目”。其他一些医书包括《名医别
录》[4]、《证类本草》[5]、《本草纲目》[6]等也记载朱
砂为无毒,但均指出朱砂经过高温炼制能变为有毒
的水银,阐明了朱砂高温炼制与其毒性的关系。有
些本草医籍如《日华子本草》、《药性论》等则直接记
载朱砂有毒。有些古本草除了记载朱砂高温炼制后
可造成中毒死亡外,还指出了其长期服用具有神经
系统毒性,如《本草备要》[7]称“朱砂多服令人痴
呆”,《本草从新》记载“独用多用,令人呆闷”。而对
于朱砂妊娠宜忌,除了《中华本草》[8]指出孕妇忌服
外,古今本草著作多未见记载,甚至《中国药典》
2005年版[1]也未提及妊娠禁忌的内容。
汞是目前环境中污染较严重的重金属之一,它
以元素汞、无机汞及有机汞3种形式在环境中循环。
不同的汞化合物由于被生物体吸收特性的不同而呈
现出的毒性差异极大,如氯化汞(HgCl2)、甲基汞与
氯化亚汞(Hg2Cl2)相比,HgCl2和甲基汞容易被吸
收,其毒性比 Hg2Cl2大得多,对线虫的致死性前二
者比后者高40~300倍[9]。朱砂的主要成分是硫化
汞(HgS),难溶于水,很难被机体吸收,毒性很低。
研究证明,甲基汞对大鼠神经系统的毒性比朱砂高
1000倍[10]。但 HgS在加热时可分解成汞和硫,而
单质汞的毒性很大。朱砂中除了含有 HgS外,还含
有少量可溶性汞,比 HgS容易吸收,本研究使用的
朱砂含可溶性汞215μg·kg-1。在不加热的情况
下,朱砂的毒性可能主要与可溶性汞有关。
本研究结果显示,给小鼠灌胃给予较高剂量的
朱砂时,可造成一定的胚胎毒性,主要导致骨骼发育
异常。但是,朱砂是否引起胚胎毒性与妊娠不同阶
段用药有关。于小鼠妊娠后D6~D19灌胃给药时,
尽管朱砂的剂量高达《中国药典》推荐的临床剂量
的50倍(按照人与小鼠体表面积折算),但对孕鼠
和胚胎均未见明显毒性,未造成明显的胚胎死亡以
及胚胎发育畸形等。因此,妊娠中晚期对朱砂的敏
感性较低。然而,当雌鼠于交配前2周开始灌胃朱
砂直至妊娠期结束,在朱砂剂量≥008g·kg-1·
d-1(相当于临床5倍),即可造成了胚胎毒性,导致
胎儿骨骼异常,随剂量增大作用有增高趋势。该结
果提示妊娠前以及妊娠早期使用朱砂可能对胎儿造
成危害;此外,由于从妊娠前用药,使得胚胎在最初
就受到药物影响,同时用药时间长,累积吸收入体内
的汞量大,也可能是导致胚胎毒性的原因之一。
由于药物的胚胎毒性可导致胎儿死亡、出生缺
陷或身体残疾等严重后果,严重影响出生人口的身
体素质,因此,对于朱砂的胚胎毒性应该予以充分的
重视。建议将朱砂明确列为妊娠禁忌药,在《中国
药典》修订时,在[注意]项下增加“怀孕前及怀孕期
禁用”的警示。
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StudyonembryotoxicityofCinnabaris
LIANGAihua,LIChunying,LIUTing,ZHAOYong,CAOChunyu,XUNBaoyun,WANGJinhua
(InstituteofChineseMateriaMedica,ChinaAcademyofChineseMedicalSciences,Beijing100700,China)
[Abstract] Objective:ToobservetheefectofCinnabarisonmouseembryosafterpregnantmiceweretreatedbyCinnabarisin
diferentperiodsofpregnancy.Method:Twoseparateexperimentswereperformed:First,Cinnabariswasoralygivenintopregnant
miceatthedosesof008,04,40g·kg-1fromD6toD19afterpregnancy;Second,Cinnabariswasoralygivenintomiceatthe
samedosesmentionedabovefromD14priortopregnancyuntilD19afterpregnancy.AlanimalsweresacrificedonD20ofpregnancy
bycaesareansection.Thenumbersofsurvival,deadandabsorbedfetuseswerecalculatedandthesurvivalfetusweightwasmeasured.
Thesurvivalfetusesweretreatedbytwomethods:OnethirdsurvivalfetuseswerefixedandstainedbyBouinsolutionfororganexamina
tionandtheremainingtwothirdsfetuseswerestainedforskeletonexamination.Result:Noobviousembryotoxicitywasobservedinthe
firstexperimentatCinnabarisdoselevelsof008,04,or4g·kg-1·d-1.Therewasnosignificantefectonembryonicdevelopment
andthenumbersofthesurvival,deadandabsorbedfetus.Noobviousmalformationsonappearance,organ,andskeletonexamination
offetuseswerefound.Thesecondexperimentshowedthattheratesofabortionandabsorbedfetusin04,4g·kg-1·d-1Cinnabaris
groupwerehigherbutwithoutstatisticalsignificancecomparedwithcontrolgroup.AppearanceandorganexaminationofCinnabaris
groupsfetusshowednoobviousmalformation,butskeletonmalformationwasfoundin04,4g·kg-1·d-1groups(theratesofskele
tonmalformationwere467% and778%,respectively).Conclusion:Noobviousembryonicdevelopmenttoxicitywasobservedwhen
Cinnabariswasoralygiveninintermediateandlatepregnantperiod,buttheembryosintheearlystageofpregnancywasmoresensitive
toCinnabaris.WhenCinnabariswasgivenpriortopregnancyuntilthewholeperiodofpregnancy,itmaybeharmfulforthefetusesat
abovethedoselevel008g·kg-1·d-1(equivalentto5timesclinicalintakedose),bothinadosedependentmanner.
[Keywords] Cinnabaris;embryotoxicity;teratogenecity
[责任编辑 古云侠]
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