人類胎盤藥物透過性實(shí)驗(yàn)的研究進(jìn)展

孫谷韻，吳 暉，張 峻

(昆明醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院臨床藥學(xué)中心，云南昆明 650032)

隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，影響胎兒在母體內(nèi)生長(zhǎng)發(fā)育的因素越來越受到關(guān)注。妊娠期間母體所接觸到的很多物質(zhì)都會(huì)對(duì)胎兒產(chǎn)生不利影響，比如受污染的空氣、水、煙霧、乙醇(酒精)和藥物等。母體和胎兒有著各自不相通的血液循環(huán)，兩者之間通過胎盤完成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、氣體和代謝廢物的交換，胎盤是外界物質(zhì)進(jìn)入胎兒體內(nèi)的必經(jīng)之路，有害物質(zhì)能否透過胎盤或是如何透過胎盤影響到胎兒的生長(zhǎng)發(fā)育的毒理學(xué)研究?jī)?nèi)容，本文綜述了藥物和環(huán)境污染物透過人類胎盤的進(jìn)展。

1 人類胎盤透過性的相關(guān)影響因素

在胎兒發(fā)育期內(nèi)，胎盤在物質(zhì)交換和對(duì)妊娠的調(diào)節(jié)等方面發(fā)揮了重要作用。胎兒發(fā)育所需的各種物質(zhì)包括氧氣、水、電解質(zhì)、葡萄糖、激素和抗體都必須通過胎盤進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，而胎兒的代謝廢物如二氧化碳和尿素等也是通過胎盤清除回母體。

影響物質(zhì)胎盤透過性的因素有很多，包括物質(zhì)的分子量大小、離子化程度、脂溶性和蛋白結(jié)合率;胎盤本身的功能、對(duì)物質(zhì)的代謝能力;胎盤-胎兒循環(huán)和母體-胎兒循環(huán)的血流速度;代謝酶的生物轉(zhuǎn)化以及母體和胎兒肝對(duì)物質(zhì)的代謝等。如相對(duì)分子質(zhì)量＜600、非離子、脂溶性的大分子物質(zhì)可以很容易透過胎盤屏障，其轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制僅與母體及胎兒循環(huán)的血流速度相關(guān)。以前認(rèn)為胎盤屏障是天然的屏障，可以抵擋一切有害物質(zhì)侵襲胎兒，但隨著研究的深入，逐漸認(rèn)識(shí)到一些物質(zhì)可以透過人類胎盤屏障并可能影響到胎兒的生長(zhǎng)發(fā)育，包括用于臨床治療的藥物，如地高辛和長(zhǎng)春新堿等可以透過胎盤屏障并對(duì)胎兒有致畸作用［1］。胎兒暴露在孕婦所接觸的各種因素中，那么這些能夠?qū)μ旱纳L(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生影響的物質(zhì)的胎盤透過性便成為研究的重點(diǎn)。

2 人類胎盤透過性的相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究方法

2.1 體內(nèi)胎盤透過性研究

體內(nèi)胎盤透過性研究只能用于因懷孕前已患有某種疾病、醫(yī)師必須權(quán)衡孕期用藥治療原發(fā)疾病的利弊，例如糖尿病和癲癇等。在獲得患者知情同意后，臨床醫(yī)師選用能將藥物對(duì)胎兒的影響降至最低的治療計(jì)劃，密切監(jiān)測(cè)孕期內(nèi)孕婦的各項(xiàng)生理變化并根據(jù)情況隨時(shí)調(diào)整治療方案，在分娩后對(duì)新生兒進(jìn)行健康評(píng)估，總結(jié)和評(píng)價(jià)已用藥物對(duì)胎兒的影響［2－3］。從理論上講，這種研究方法可以得到關(guān)于藥物胎盤透過性或藥物致畸作用的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，但這違背了醫(yī)學(xué)倫理道德，在科研工作中是較難完成的。

2.2 體外胎盤灌注實(shí)驗(yàn)

2.2.1 體外胎盤灌注實(shí)驗(yàn)的方法和原理［4－6］

選取剛娩出的、完整的健康人胎盤，用灌流液將單個(gè)小葉中的血液沖洗干凈后，模擬人體子宮內(nèi)各種條件建立母體和胎兒的雙側(cè)閉合循環(huán)或是單側(cè)開放循環(huán)。此灌注模型利用蠕動(dòng)泵作為循環(huán)動(dòng)力，通過不同比例的氧氣和二氧化碳飽和灌流液、調(diào)節(jié)其酸堿度，保證灌流后胎盤組織的成活力和功能性。在該模型的建立過程中，確保胎盤的生物活性是進(jìn)行藥物透過性研究的關(guān)鍵，通過監(jiān)測(cè)葡萄糖的消耗量和乳酸的生成量來判斷胎盤是否具有生物活性，成功建立循環(huán)的標(biāo)準(zhǔn)需通過觀察有無(wú)漏液、測(cè)定藥物的透過率進(jìn)行評(píng)價(jià)。灌注模型構(gòu)建成功后，在母體側(cè)灌流液中加入一定濃度的待測(cè)藥物、化學(xué)物或是可以在體外合成的藥物代謝產(chǎn)物，平衡一段時(shí)間后，從胎兒側(cè)灌流液中抽取樣本，根據(jù)所測(cè)物質(zhì)的特性選擇合適的方法進(jìn)行檢測(cè)，通過測(cè)出的物質(zhì)濃度確定其胎盤透過性。

2.2.2 體外胎盤灌注實(shí)驗(yàn)的起源與發(fā)展

20世紀(jì)60年代Krantz首次研制了人胎盤體外灌注模型進(jìn)行胎盤透過性研究，70年代Schneider等［7］在技術(shù)上進(jìn)行了探索，只將某一獨(dú)立胎盤小葉進(jìn)行灌注并將胎盤托盤由篩形改為環(huán)形，這些改進(jìn)不僅節(jié)省了實(shí)驗(yàn)材料，而且提高了研究結(jié)果的精密度，這次技術(shù)上的改進(jìn)顯示，灌注單個(gè)胎盤小葉得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以代表整個(gè)胎盤的滲透性。1983年，Brandes等［8］再次改進(jìn)裝置，將胎盤托盤的邊緣加寬以使胎盤更易固定，減少了邊緣組織發(fā)生撕裂的概率，并且沒有將胎盤的胎兒面浸在灌流液中、以便觀察在灌流時(shí)有無(wú)滲漏情況，這樣又提高了模型正常運(yùn)轉(zhuǎn)的成功率，通過對(duì)葡萄糖、菊糖及安替比林胎盤透過性的研究總結(jié)了該模型用于藥物胎盤透過性研究的可行性。通過這兩次改進(jìn)，人胎盤體外灌注模型的構(gòu)建技術(shù)已較成熟，此后研究者們又進(jìn)一步考察了灌流液成分和灌流液供氧情況可能對(duì)胎盤透過率的影響。Mathiesen等［9］通過研究指出，在利用體外胎盤循環(huán)進(jìn)行脂溶性物質(zhì)透過性實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)考慮到灌流液中的蛋白含量對(duì)透過率的影響。Bachmaier等［10］于2007年利用體外胎盤灌注模型首次從超微結(jié)構(gòu)水平對(duì)胎盤組織灌注前后的形態(tài)學(xué)改變的觀察結(jié)果顯示，在胎盤灌注過程中，降低供氧量可引起胎盤絨毛結(jié)構(gòu)的改變，從而導(dǎo)致安替比林的胎盤透過率顯著降低。近年來，利用該模型對(duì)各類藥物進(jìn)行了胎盤透過性研究，發(fā)現(xiàn)還是有些藥物能通過胎盤，對(duì)胎兒發(fā)育有一定的影響，如美沙酮，阿米替林和部分喹諾酮類藥物(表1)。目前，人胎盤體外灌注模型不僅用于研究治療藥物對(duì)胎兒的暴露，還用于研究孕婦生活的環(huán)境因素對(duì)胎兒的影響，苯并芘是普遍存在于香煙、被污染的空氣和一些食物中的高度致癌物，研究表明苯并芘具有胎盤透過性［12］。除了利用該模型進(jìn)行物質(zhì)透過性研究外，對(duì)胎盤組織本身變化的研究也是近幾年醫(yī)藥相關(guān)學(xué)科的新進(jìn)展，2009年，蘇黎世大學(xué)醫(yī)院與劍橋大學(xué)等多家機(jī)構(gòu)聯(lián)合再次利用納米級(jí)聚乙烯珠對(duì)該模型在灌流不同時(shí)間后的胎盤組織改變進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果顯示，直徑為240 nm的聚乙烯珠可被胎盤吸收且可透過胎盤屏障，但胎盤組織的生物活性和功能在灌流后沒有改變，該模型可用于毒理學(xué)和藥理學(xué)研究［21］。在國(guó)內(nèi)，關(guān)于體外胎盤灌注模型的研究仍處在起步階段，與發(fā)達(dá)國(guó)家之間存在一些差距，有很大的發(fā)展空間。

表1 利用人胎盤體外灌注模型研究藥物胎盤透過性

2.2.3 體外胎盤灌注實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)與不足

人胎盤絨毛小葉體外灌注模型在發(fā)達(dá)國(guó)家已成為妊娠期物質(zhì)胎盤透過性研究的重要方法，為一些孕婦在妊娠期內(nèi)可能接觸到的物質(zhì)能否透過人體胎盤屏障、對(duì)胎兒有無(wú)致畸作用提供了最直接的證據(jù)。但其也存在一些不足與局限，如對(duì)妊娠早期用藥的研究，因妊娠前3個(gè)月內(nèi)胎盤未發(fā)育健全，無(wú)法通過該模型對(duì)妊娠早期的藥物胎盤透過性進(jìn)行評(píng)價(jià)，而且該實(shí)驗(yàn)方法只選用了健康人的妊娠晚期胎盤，沒有對(duì)病理性胎盤的透過功能進(jìn)行研究，在今后的研究中還要考慮這些相關(guān)因素，對(duì)物質(zhì)的胎盤透過性及胎盤的代謝功能方面進(jìn)行更深入的探索。

3 展望

胎兒在母體內(nèi)會(huì)接觸到各種外界物質(zhì)并受之影響，這些因素對(duì)胎兒產(chǎn)生的影響是否有害則需要通過研究進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)均可以幫助了解物質(zhì)通過胎盤的轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝機(jī)制，選用人體胎盤組織進(jìn)行研究是很好的創(chuàng)新與發(fā)展。體外胎盤灌注模型發(fā)展至今已成為國(guó)際上公認(rèn)的研究物質(zhì)胎盤透過性的經(jīng)典方法［22］，其研究結(jié)果可以為胎兒所接觸的物質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供重要信息，隨著醫(yī)藥學(xué)、環(huán)境衛(wèi)生學(xué)的不斷發(fā)展，人胎盤體外灌注模型的應(yīng)用將更加廣泛。

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