基于纳米材料或纳米技术的各种纳米产品几乎在所有工业领域,生物医学和日用品中均得到广泛应用。估计到2020年,全球纳米材料的产量将达到每年58,000吨,这将导致在其生产、使用、运输和排放等过程中通过空气、水和土壤介质进入环境中并扩散。进入环境中的纳米材料不可避免地与环境中共存的各类有机污染物、无机污染物、细菌和病毒等相互作用,对生态系统及人类健康带来极大风险。同时,纳米材料在食品工业中作为添加剂和包装方面的应用,作为强吸附剂在土壤和水中环境修复方面的应用进一步加剧了纳米粒子或纳米粒子/污染物复合物共暴露的风险。易感群体常伴随机体正常生理功能的减弱或缺失,如处于特殊生理或疾病状态人群。纳米粒子或纳米粒子/污染物加合物可能会对易感群体各种生理系统产生更严重的不良后果。因此,开展纳米粒子或纳米粒子/污染物复合物暴露的毒性评价工作非常有必要,尤其是对易感群体。不良妊娠结局是子宫内不良环境对妊娠期母亲和胎儿发育的影响,可能会导致胎源性成人疾病,特别是Ⅱ型糖尿病、心血管疾病等,甚至会威胁孕妇和胎儿的生命。孕期妇女、宫内胚胎/胎儿对环境中外源有害物质暴露的反应更为敏感,为外源性应激的易感群体。据WHO估计,4周内因先天性异常在出生后死亡新生儿大约为11%,低出生体重儿率和早产儿率分别约为15%-20%和5%-18%。不良妊娠结局是世界范围内严重的公共健康问题,关注孕期暴露环境污染物具有重要的社会意义和现实意义。无论是孕期妇女还是发育中的胎儿都是环境暴露的易感人群。因此,研究孕期纳米材料或纳米材料/污染物共暴露引起的胚胎毒性效应以及潜在机制意义重大。氧化锌纳米材料在防晒品、医药用品、食品、生物医学医用和环境修复等诸多领域都有非常广泛的应用,已成为最具发展前景的纳米材料之一。到2020年,氧化锌纳米材料的年产量可能达到44,870-55,900吨。因其独特的光催化性能和杀菌能力,氧化锌纳米材料在防晒品和污水处理方面的应用使其大量进入水环境中。在食品包装,食品添加剂和口腔医学方面的应用更是加重了氧化锌纳米材料通过胃肠道暴露的风险。进入水体的纳米材料极易吸附共存的重金属污染物,如Cd2+。众所周知,镉离子是水体中毒性最大的重金属污染物之一。口服暴露Cd2+可能导致呼吸系统,肝脏,肾脏,骨骼,生殖系统受损,甚至导致癌症。纳米粒子或纳米粒子/污染物加合物暴露纳米粒子会影响细胞,水生生物和健康成年哺乳动物中共存污染物的生物累积和毒性,从而导致协同或拮抗作用。但是,纳米粒子或纳米粒子/污染物加合物暴露对孕期人群的生物分布和胚胎毒性研究相对较少。因此,必须找出怀孕人群是否能够耐受对正常人可耐受的纳米粒子/污染物加合物的浓度。在本研究工作中,我们首先采用了围植入期（GD1-10）和器官形成期（GD7-16）两个ICR孕期小鼠模型,评估了环境污染物氧化锌纳米粒子（ZnO NPs）和氯化镉（CdCl2）在环境相关浓度下的综合毒性。对孕期小鼠连续10天以不同剂量ZnO NPs（133.3,200 和 300 mg/kg）及 ZnO NPs/CdCl2（133.3/8,200/8 和 300/8 mg/kg）在围植入期和器官形成期口服共暴露。研究结果表明,共同暴露增加了 ZnO NPs和Cd2+在母体组织中的积累和母胎转移。可能的原因是:1)ZnO NPs对Cd2+的吸附改变了 ZnO NPs的物理化学性质（如:正电荷）;2)ZnO NPs作为Cd2+的载体,提高了 Cd2+在组织中的沉积;3)与游离Cd2+和ZnO NPs相比,ZnO NPs/Cd2+加合物表现出低的代谢作用。纳米材料和污染物共暴露导致胎儿畸形率高于围植入期的共暴露组。我们进一步发现,ZnO NPs吸附Cd2+后其表面电荷被修改。这可能是导致器官形成期共暴露增加了 ZnO NPs和Cd2+跨胎盘屏障的母胎间转移的原因。纳米加合物通过引起内皮细胞的脱落和紧密连接蛋白ZO1,occludin,claudin-4和claudin-8的表达减少而在胎盘屏障中引起更严重的损伤。这可能是因为氧化锌纳米颗粒与镉离子复合体系通过诱导紧密连接失调增加了胎盘屏障的通透性。这些细胞和分子事件增强了两种污染物的母-胎转运和加剧的胚胎毒性。我们的研究结果有助于阐明纳米颗粒/污染物加合物对胚胎的协同毒性,并在纳米技术产品被广泛使用的时代为孕妇群体建立适当的安全标准。另外,我们研究了纳米材料在上述围植入期和器官形成期孕期小鼠口服暴露对体内分布和胚胎毒性的粒径效应。本工作选择了三个不同粒径的氧化锌颗粒（ZnO-13 NPs、ZnO-57 NPs和微米级ZnO）来探讨氧化锌纳米材料跨胎盘屏障的母胎间转移及其胎儿发育毒性。我们发现在口服暴露后较小的ZnO NPs（13 nm）能够穿过肠道屏障和胎盘屏障,到达胎儿并导致胎儿发育毒性,而较大的ZnO NPs（57nm）或微米级ZnO颗粒则没有。器官形成期口服暴露ZnO NPs引起尺寸依赖性胎盘功能障碍。ZnO NPs穿过胎盘屏障进入胎儿循环系统导致胎儿对纳米材料的直接暴露,以及进入胎盘屏障导致胎盘功能异常可能是引起胎儿发育毒性的原因所在。我们还发现孕期的器官形成期更容易受到这种毒性的影响。对较小纳米粒子可能突破多种生物屏障以在易感人群中诱导毒性的新认识对于纳米产品的安全应用是至关重要的。怀孕期器官发生阶段更容易受到纳米毒性的发现将为识别妊娠期污染物暴露关键窗口和更好地保护怀孕人群提供有价值的指导。综上所述,因小鼠和人类在妊娠期和胎盘结构上存在的差异,我们在将共暴露孕期小鼠模型的研究结论外推至实际环境暴露中人类时需要特别谨慎。但研究结果仍然提示,孕妇及胚胎对纳米材料和纳米材料/氯化镉共暴露复合体系非常敏感,怀孕期间应尽可能避免接触此类复合污染物。为了更清楚地了解纳米颗粒的胎盘易位是如何依赖于物理化学性质而变化,阐明跨胎盘屏障的纳米材料易位机制,纳米颗粒库的使用和不同胎盘屏障模型的系统研究是必不可少。