孕妇最大的忧虑莫过于将来婴儿诞生后是否为缺陷儿。男女更为关注的莫过于他们的生育能力如何。日常生活中,由于疏忽大意而接触化学品,有可能造成婴儿残缺或生育不能。近年来,人们对这种可能性愈感不安。此等情绪和意识在普及报刊的文章标题如:“毒化的美国”以及反应在我们日常生活词汇中的一整套新名称中得以反映,这些名称有:毒性废物,橙色药剂,氧基喹啉盐,和多氯联二苯(PCBs)。环境中的某些毒性废物已经影响了人类生育,造成了婴儿缺陷。本文着重讨论的是一些化工品、环境中某些化学物质(空气污染以及未认真处理而玷污土壤、水域和食物链的工业废物)以及受污染而变质的食品等。
畸胎学概念
畸胎学研究的范畴包括由于种种外部因素所致的婴儿各种生理缺陷。在所有环境因素中有四种已被人们认作畸形原:放射物、病毒、药物以及化学品。下面将讨论最后一种。
已经知道,有缺陷的婴儿占所有出生婴儿的2~3%。在残缺婴儿中,25%是由于受潜在遗传因素的影响,5 ~ 10%是受上述四种畸胎原的侵害,余下的60~65%尚不知道其确切原因,有可能是带有遗传基因的各种环境因素的相互作用造成的。在环境因素造成缺陷的婴儿中,估计有4~6%与化学品有关。而在各种致使婴儿缺陷的因素中,化学品因素最有可能被控制住。用800多种化学品在各种动物身上所做的比较试验,得出结论,大约只有25种化学品影响人类并造成畸胎。人们尚不知道比较试验中的各种不同影响是否是因为人类对致畸因素具有较强抵抗力,还是因为人们没能有效地控制住畸胎原对人类的损害。但是其潜在的危险越来越大,原因在于眼下每年大约都有2000种新化学品合成并向社会推广使用。
在一个新生儿的发育生长过程中,有三个时期易受化学品的侵害,即受精着床期、胚胎期和胎儿期。受精着床期指从开始怀孕至第十七天这段期间,其中经历了囊胚和早期肠胚阶段。在此时期内如受侵害将造成正常细胞死亡,某些聚合在一起的全能性细胞反而变得活跃并繁殖。这时再用致死剂量的药物就会导致流产或受精卵被消溶吸收。如果受损卵胚得到恢复胚胎就不会出现畸形。胚胎期间(第18天至第55天),由于胎儿各脏器处于分化发育阶段,所以,这个时期对各种畸胎原的影响最为敏感。在此期间,各个脏器以及其形态特征都有自己独特的分化发育过程。在此后阶段里,胎儿不那么敏感了,但这并不意味着胎儿不再感受环境中有毒物质的侵害了。在胎儿期期间(从第56天至分娩)中毒,主要表现为细胞体积变小,数量减少,引起胎儿发育迟缓或者功能性缺陷(如中枢神经系统损伤或胎体发育不全)。人脑在发育中也易受损伤,即使婴儿呱呱落地了,其头脑的发育(如髓鞘)也仍未完全。
经过多年的努力得以证实有一部分因素与胎儿对致畸原的敏感性有关:这些因素如下:
1)妊娠期内中毒时间的长短。对毒性最为敏感的时期就是脏器分化发育时期。
2)中毒的途径和药量问题。包括化合物中毒,新陈代谢以及产品变质毒性等问题。正如其他形式的中毒反应,药物剂量的作用使大部分化合物成了畸形原。避免发生畸形的剂量界限一般说来不太明确,但通过一些流行病的研究以及试验室里的试验,人们现在只是暂时规定了一般的安全界限。曼生氏(Manson)曾经提出,畸形不同于遗传诱变和诱癌,它可能有自己的安全剂量界限。为了完全确定这种界限,还在进行大量的研究工作。
由于血液循环于胎盘各部,因此,胎儿可能受各种化学品的影响。而母体一般都是通过生活途径引起的中毒,如呼吸、皮肤和粘膜与化学品接触等,但主要还是饮食不周所致。
3)药物剂量的大小。单剂量最易造成残缺现象。如果使用单一性高剂量的药物,母亲就会失去与有毒物抗衡的能力,而无法发挥其体内解毒系统原有的功能。而这样的系统对长期接触有毒性低剂量物质的妇女却能起到保护作用。
4)不同物种的差异问题“反应停”中毒事件极为清楚地表明,由于它污染环境致使一些人、猴以及兔出现了肢体残缺。但用这种化学品对白鼠和田鼠进行试验,却未出现这种不良后果。因此,对于某种化学品的敏感程度将取决于物种的遗传基因,不同的物种以及同种异族所受的影响都不相同。
5)其它一些因素,包括由外因而引起的母体新陈代谢系统方面的疾病,产妇的年龄,以及孕妇营养不良(如缺乏蛋白质、维生素A、E和B:等),末一种情况值得重视。最后需要指出的是胚胎与孕妇同时触及各种因素时,胚胎就更易受到它们之间相互作用的影响。通过对各种动物所进行的多种试验表明,各种因素,相互作用有可能产生加成、化合以及颉抗等反应。
在化学品的作用下,正常细胞受到损坏或者死亡都会给胎儿带来不良影响,干扰其正常的发育生长过程,引起畸变。在评论文章中可以看到有关各种组织结构和生理病变过程的讨论。这种病变有可能导致畸形。可能出现的胎儿残缺或胎儿中毒要根据药物剂量和胚胎发育生长阶段的情况而定。造成胎儿中毒,通常都是在所用的药物剂量超过了造成畸形剂量的情况下发生的。高剂量最终会使中毒胎儿死亡。尽管畸形因素也会使胎,儿中毒,但并非所有能使胎儿中毒的药物都会造成胎儿畸形。
一般说来,化学品导致畸胎的发展过程至今尚不清楚。那些只属于烃基一类的诱变化学品,畸形原亦有可能包含在许多种类的化学品之中。但上述二者的机理是不同的。正如畸形与(生理上)突然性变异,不能划等号一样。致癌原与畸形原不能划等号。化学品可能会直接影响胚胎,胎儿相初生儿,或者间接地通过干扰母体,损坏胎盘和胎膜的正常生理机能而影响胚胎和胎儿。相反地,不同的畸形原有可能造成相同形式的畸形。
前面已经提到,一旦受化学品感染,胎儿比成年人更易受损害。在某种程度上这是取决于他们肝酶合成系统的能力,但在更大程度上取决于脑部的渗透能力。就某种特定感染而言,孕妇根本没有中毒迹象,而受害者则是胎儿。各种动物试验以及人们出于偶然的不幸受慢性低含量甲基汞的感染的病例证实了这一点。胎盘虽起着保护胎儿的作用,但胎盘本身也有可能因为受化合物的影响而出现生理病。
孕妇体内的生理平衡系统也可能起着保护胎儿的作用。这种生理平衡系统通过肝脏的解毒或通过肾脏的排泄和胆汁的分泌来降低剂量,以及通过很少进入胎盘的凝固血浆蛋白的作用来转移化合物。
空气污染
空气污染物通常包括那些由矿物燃料的燃烧而生成的化合物。它们有氮氧化合物,硫以及未彻底氧化的碳氢化合物,一氧化碳也属此类。吸烟使空气污染对孕妇的影响最严重,因它使胎儿接触到高剂量的一氧化碳氰化氢、镉、尼古丁及多环芳(族)化合物如苯与芘等。
臭氧:它是地球大气高层的组合成分。在大气中,臭氧的含量如超过1 ppm,就有可能出现危险。在一些烟重雾浓的地区,如洛杉矶城其空气中的含量可能为0.1 ppm,此数字值得重视。在高空喷气机里测得的含量为1.2 ppm,四倍于职业安全和健康条例里所规定的职业性接触的安全界限。有些空中乘务员已经抱怨,由于受臭气的影响,她们的自然流产率很高,而且常常出现胎儿畸形。
一氧化碳:有关一氧化碳影响胎儿,这方面的报道比其它空气污染物就显得更多一些。尽管一般城市空气中的一氧化碳的平均含量为3~10 ppm,但在工厂周围以及交通拥挤的十字路口的空气中,其含量高达50~100 ppm,由于一氧化碳的高量聚积,人的血液中一氧化碳血红蛋白的比例可达4~6%(相当于每天抽一包香烟而受的影响)。
—氧化碳进入胎盘后其半排出期为1.5~2小时。在稳定的条件下,胎儿体内的一氧化碳血红蛋白的累积量比母体要多10~15%,这导致胎儿动脉的氧分压减低,本来这种压力强度就远不如大人。氧气压力的减低与胎儿头脑、心脏以及肾上腺的血液再分配有关。已经核定,脑部损伤是由于脑部蛋白质减少,核酸作用以及神经系统疏通不良等病症所致。有假定说,造成这种结果的根源在于细胞的血氧量过少。通过对田鼠的研究说明,胚胎耗损和早期自然流产所造成的生育失败是取于一氧化碳的累积程度。试验用的鸡和兔子肢体上的残缺均与一氧化碳的高量累积有关(180~250 ppm)。Long-Evan型田鼠还发生过头脑损伤的现象。在动物研究中发现,如果体内一氧化碳血红蛋白比例超过15%的时间长达30分钟,胎儿的死亡率为51%。龙哥氏(Longo)报告说,从一氧化碳中毒事件的调查中获知,当一氧化碳血红蛋白的累积量达到20~49%时,死亡率将会增加。一些中毒未死而获救的婴儿都有神经方面的后遗症,包括智力缺陷,大脑性麻痹症以及心理活动不全。对死胎进行的尸体解剖进一步证实了头脑损伤现象(脑半球萎缩)。
《大气净化措施》1970年修改案中规定,一氧化碳的最大许可累积量为9 ppm,持续时间为八小时。由于妊娠妇女的耗氧量比原先相应增加了15~25%,血液中的氧气压力却又减低,因而使孕妇对一氧化碳的影响较为敏感。对于孕妇,安全界限应低于上述规定的范围。
其它空气污染物
氢氰化合物对胎儿具有一定程度的影响。这种化合物最初发现于香烟的烟雾中。它的作用与一氧化碳相像,因而可能会抑制胎儿中枢神经系统的正常发育。但没有任何病例能有效地证明这种化合物影响孕妇本身。
在受污染的空气中,可以发现诸如铅和镉这类重金属。它们可能起畸形原作用。
职业性有害气体
人们由于职业上的关系所接触到的多种气体可能都有毒,但那些能直接诱使畸胎目前尚不知道。至今已知的有两种,即四氯乙烯和一氧化二氮,后者仍未被肯定。
女麻醉学家,女麻醉师以及男麻醉师的妻子们从某种意义上来看,时刻都面临着自然流产、不育以及婴儿生理缺陷等危险。在斯密齐氏(Smithells)写的一篇报告中说,上述情况下的自然流产率已增加了两倍(29.7~37.8%):美国麻醉学家协会主持的一项研究中发现,那些直接受了影响的妇女以及受丈夫间接影响的女人,她们所生的婴儿畸胎率甚高(已增加了60%)。麻醉气体的特性仍未被鉴定,但估计它的影响效果可能与N2O有关。通过对动物进行的研究,奋克(Fink)发现,N2O对鸡的胚胎是致命的,而且它能使Sprague-Dawley型田鼠中毒或畸形,这个发现已被朗氏(Lane)等所证实。朗氏指出,由一氧化二氮所引起的胎儿消溶吸收以及眼睛和中枢神经系统的缺陷比原先增加了四倍。田鼠骨骼发育不良的现象比过去也增加了四倍。再者除了起畸形原作用外,这种气体也具有诱变原作用,它诱变男性精子,从而使未受其直接影响的孕妇流产。
据认为,孕妇与各种可溶性气体接触(如汽油以及乙烯基氯化物等)是危险的,已有发现,在大剂量情况下,汽油和它的甲基衍生物能够使田鼠、白鼠以及兔子中毒。韦脱奈氏(Watanabe)叙述了各种畸形如缺嘴和畸形腭,乙烯基氯化物已被发现能够导致田鼠中枢神经系统缺陷,三氯乙烯也导致田鼠中毒和致畸。
食品的添加剂
食品添加剂都属化合物一类。从广义上讲,它们可能也包括某些食品中的天然成分,这些成分或许就是畸形原。也可能包括一些非目的性的添加物和污染物,这些也有可能是一些天然产品,加工过程中的污染物和一些剩渣,它们不仅影响谷物食品,亦危及肉食品。杀虫剂、多氯联二苯以及一些重金属等都有可能成为食品添加物。
在所有各类化合物中,据说,金属使胎儿中毒和发生畸形原作用的潜力最大。威尔逊总结了他用金属在动物身上做试验的经验,并且发现,在试验的二十五种金属中,就有二十种会使胎儿的死亡率上升。有十七种会导致胎儿发生畸形。我们已知的能使动物产生畸形原效应的金属为:砷、镉、钴、铜、镓、锗、铟、铅、锤、录、镇、硒、锯、铭、钱、锌等。
其它考虑
直到目前才认识的一种相当新型的次要考虑是,男性在工作场所的感染对人类生殖的不良影响的问题。以前,工业界寻求保护未出生的胎儿的办法是使工业搬家和使母亲避免中毒性感染。但如对男性配偶的影响不加考虑,将是不合理的,减少男女双方的职业性感染是同样重要的。
[Environmental Science & Technology,1981年6月]