外源化學物致癌作用

外源化學物致癌作用1第1頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月目的要求掌握：化學致癌作用、化學致癌物、直接致癌物、間接致癌物、終致癌物、完全致癌物的概念，致癌物的分類（IARC）；熟悉：細胞癌變過程的3個階段、致癌物評價的主要方法；了解：致癌機制、化學致癌的阻斷。2第2頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月內容一、化學致癌作用與致癌物二、化學致癌機制三、化學致癌物的分類四、化學致癌物的評價五、化學致癌過程的阻斷3第3頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)

化學致癌作用與致癌物一、概述癌癥是嚴重威脅人類健康和生命的疾病。惡性腫瘤發(fā)病和死亡率不斷增高，且發(fā)病年齡年輕化。在很多國家中，癌癥死亡率占死因順位的第二位，甚至第一位。4第4頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月5據(jù)IACR的癌癥發(fā)病資料全球每年新發(fā)癌癥患者總數(shù)約為840萬，其中發(fā)達國家約占46％，發(fā)展中國家占54％。每年全世界約有700萬人死于癌癥。第5頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月6第6頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月2006年中國城鄉(xiāng)居民主要死亡原因統(tǒng)計結果顯示，惡性腫瘤已成為中國城鄉(xiāng)居民首要死因（2007年5月8日衛(wèi)生部）。與2005年相比，城市和農村居民惡性腫瘤的死亡率分別上升了18.6％和23.1％，呈顯著增高狀態(tài)。7第7頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月8全世界新發(fā)癌癥患者中，僅中國就占有1/5。腫瘤是我國勞動年齡人口尤其是最佳勞動人口的首要死亡原因，在35-59歲年齡人口中，所有年齡組的第一位死因都是腫瘤。只有60歲以后腦血管或心血管疾病才上升為第一位死亡原因。第8頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月降低癌癥的發(fā)生率和死亡率是整個醫(yī)學面臨的重大挑戰(zhàn)。9第9頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月10化學物致癌的歷史可追溯到數(shù)千年前EdwinSmith的文獻中關于乳腺癌的記載。1700年，Ramazzini描述了第一例職業(yè)腫瘤。他注意到修女中乳腺癌高發(fā)，并將其歸因于獨身生活。二、化學物致癌研究簡史第10頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月1775年Pott指出煤煙、煤焦油可引起煙囪清潔工發(fā)生陰囊癌。1915年日本Yamagava和Ichikawa用煤焦油涂抹兔耳成功地誘發(fā)了實驗性皮膚癌。1922年英國Kennway從煤焦油中分離出多種多環(huán)芳烴類物質，其中有幾種可誘發(fā)動物皮膚癌，證實了化學物質的致癌性。11第11頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月1930年生產出第一個致癌性多環(huán)芳烴——二苯并蒽，并證實其可誘發(fā)小鼠皮膚癌。1932年強致癌物苯并(a)芘的分離和合成獲得成功。12第12頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月1895年，德國外科醫(yī)生Rehn又發(fā)現(xiàn)苯胺染料生產廠工人膀胱癌發(fā)病率高。1937年，美國人Huepper用狗做實驗證明苯胺工人接觸的聯(lián)苯胺和2-荼胺可致膀胱癌。1945年英國Case對染料工業(yè)膀骯癌流行病學調查，證實2-荼胺及聯(lián)苯胺的致癌性。13第13頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月研究發(fā)現(xiàn)，通常在染料化工發(fā)展15-20年后，職業(yè)性膀胱癌相繼發(fā)生。德國1860年始制造染料，1895年首先報道品紅染料生產工中3例膀胱癌；美國染料生產始于1917年，1934年出現(xiàn)職業(yè)性膀胱癌；日本的染料化工1925投產，報道首例職業(yè)性膀胱癌的時間是1940年；我國的染料生產大約在1940年開始，1959年天津報道第1例職業(yè)性膀胱癌。14第14頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月腫瘤發(fā)生是宿主與環(huán)境之間發(fā)生復雜、動態(tài)的相互作用過程宿主因素：遺傳構成和健康狀況。環(huán)境因素：一般估計，80-90％的人類腫瘤與環(huán)境有關。包括物理因素，生物因素，化學因素。其中主要是化學因素。占70-90％以上。15第15頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月歸因于環(huán)境因素的癌癥死亡構成比第16頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月要降低腫瘤的發(fā)生率，首先必須識別、鑒定化學致癌因素和有害的生活方式，并闡明其作用機制，然后采取措施加以防治。17第17頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月三、有關概念腫瘤：指有分裂潛能的細胞受致癌因素的作用后發(fā)生克隆性增生和惡性轉化所形成的新生物，在人體任何部位、任何組織都可以發(fā)生。良性腫瘤癌：上皮細胞的惡性病變肉瘤：間質細胞的惡性病變

毒理學中“癌”的概念是廣義的。18第18頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月化學致癌作用(chemicalcarcinogenesis)化學致癌物引起或誘導正常細胞發(fā)生惡性轉化并發(fā)展成為腫瘤的過程?；瘜W致癌物(chemicalcarcinogen)

應用于未經(jīng)其他物質作用過的動物后，能引起一種或多種組織惡性腫瘤發(fā)生率升高，并且與未處理動物相比，統(tǒng)計學差異有顯著性的化學物。19第19頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月20第二節(jié)化學致癌機制

一、與致癌作用有關的代謝代謝活化：有些致癌物通過不同的途徑進入人體后，需經(jīng)過Ⅰ、Ⅱ相代謝，所產生的代謝產物才有致癌活性。這個過程成為代謝活化。代謝滅活：各種有活性的致癌物經(jīng)歷不同的代謝過程成為致癌性減弱，極性增高的產物排出體外。這個過程成為代謝滅活。第20頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月前致癌物(precarcinogens)：本身不直接致癌，必須在體內經(jīng)代謝轉化，其所形成的代謝產物才具致癌作用。近致癌物(proximatecarcinogens)：前致癌物經(jīng)代謝活化過程形成一種或一系列中間代謝產物。終致癌物(ultimatecarcinogens)：不需代謝活化的直接致癌物和間接致癌物經(jīng)代謝活化所形成的具有致癌作用的代謝產物的統(tǒng)稱。第21頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月體內致癌物靶部位活性致癌物致癌性下降、極性高的產物體外靶分子

滅活

活化代謝滅活代謝活化致癌有效劑量直接致癌物第22頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月23苯并(a)芘在體內的代謝活化AHH:芳烴氫化酶EH:環(huán)氧化物水化酶AHH環(huán)氧化物B(a)P極性增加，易排出體外代謝滅活GSH-S復合物GSTEH7,8-二醇-9,10環(huán)氧化物等7,8-二氫二醇等P450與DNA結合活性最高，是B(a)P主要終致癌物代謝活化第23頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月24二、化學致癌過程

化學致癌作用機制目前還有許多尚未徹底闡明。一般認為，化學致癌作用是一個多因素、多基因參與的多階段過程。第24頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月25腫瘤的發(fā)生是一個長期的、多階段改變累積的過程，具有多基因控制和多因素調節(jié)的復雜性。目前較公認的階段學說認為至少包括3個階段引發(fā)階段(initiation)促長階段(promotion)進展階段(progression)該學說已在動物實驗模型中得到證實。第25頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月261、引發(fā)階段（啟動階段）致癌物直接作用于DNA的初級序列，引起基因突變，使單個細胞或少量細胞發(fā)生永久性的、不可逆的遺傳性改變，成為具有發(fā)展為腫瘤潛能的突變細胞，稱“引發(fā)細胞”或“啟動細胞”(initiatedcell)。致癌物不可逆地將正常細胞轉變?yōu)槟[瘤細胞的起始步驟。引發(fā)劑(initiator)或啟動劑：具有引發(fā)作用的化學物質。第26頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月27引發(fā)劑可直接改變細胞遺傳物質DNA的成分或結構。一般一次接觸即可完成，歷時短。劑量-反應顯示沒有可測定的閾值，無可測定的最大反應。不可逆。但并非所有引發(fā)細胞都構成腫瘤，其中大多數(shù)將凋亡。需要通過一次或多次細胞分裂加以固定。引發(fā)階段的主要特征第27頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月28引發(fā)細胞在形態(tài)上與正常細胞很難區(qū)別。引發(fā)細胞不具有生長自主性，因此不是腫瘤細胞。只有引發(fā)無促長時不導致腫瘤。引發(fā)劑作用的靶主要是原癌基因和腫瘤抑制基因。對外源化學物及其他化學因子敏感。第28頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月292、促長階段為化學致癌作用第二階段。引發(fā)細胞增殖成為癌前病變或良性腫瘤（引發(fā)細胞群）的過程。促進作用選擇性地使啟動細胞增殖加快或細胞凋亡減緩，實現(xiàn)克隆擴增，導致局部增殖并引起良性局灶性病理損害如乳頭瘤、結節(jié)或息肉。促長劑（promotor）或促癌物：具有促長作用的化學物質，稱為促長劑。第29頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月30促長階段主要特征促長必須在引發(fā)之后。只有促癌物的慢性作用而沒有引發(fā)作用也不會引起腫瘤。劑量-反應曲線顯示有可測定的閾值，有可測定的最大效應。促長階段歷時較長，是長期、慢性的作用，必須持續(xù)和反復暴露（特別在早期），才能引起腫瘤。促進劑有一定的物種特異性，有些具有器官特異性。第30頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月31促癌物通常是非致突變物。早期有可逆性，很多病損會消退，僅少數(shù)細胞發(fā)生進一步突變引成惡性腫瘤。對生理調節(jié)因素的敏感，如衰老、飲食和激素。促長階段是腫瘤形成過程較易受干擾的階段，是最容易取得預防效果的階段。第31頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月323、進展階段化學致癌作用的第三階段，指從癌前病變或良性腫瘤轉變成惡性腫瘤，并進一步演變成更具侵襲特征的腫瘤的過程。在進展階段腫瘤獲得惡性化的特征，在形態(tài)上或功能代謝和行為方面逐漸表現(xiàn)出如生長加快、侵襲、轉移、抗藥性及生化、免疫性能改變等。進展劑（progressor）或催展物：作用于促長階段的細胞轉變成進展期的化學物。第32頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月腫瘤的發(fā)生、發(fā)展非常復雜。引發(fā)、促長和進展三個階段常難以清楚地界定。動物實驗致癌模型中，某些致癌物的致癌過程的階段劃分較明確。人由于可同時或反復接觸引發(fā)劑、促長劑或致癌劑，而且一種因素可以起多種作用，致癌分期不很清楚。第33頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月完全致癌物（completecarcinogen）兼有引發(fā)劑、促長劑和進展劑作用的化學致癌物。促長期是最可能控制癌癥發(fā)生的環(huán)節(jié)，可在此期進行采用化學預防，如使用促長劑抑制劑（如維生素A類）、抑制促長期轉變成進展期的抑制劑（如抗氧化劑）等。34第34頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月35亞致癌劑量涂抹小鼠皮膚，20周巴豆油涂抹同一部位20周苯并(a)芘不發(fā)生腫瘤皮膚癌啟動劑促癌劑不可逆可逆第35頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月36正常上皮↓上皮過度增殖↓早期腺瘤↓中期腺瘤↓晚期腺瘤↓癌癥↓轉移結腸癌的多階段模型引發(fā)階段:促長階段:進展階段:正常細胞轉變?yōu)橥蛔?引發(fā))細胞腫瘤細胞分裂增殖，形成癌前惡變或良性腫瘤(引發(fā)細胞群)癌前惡變或良性腫瘤轉變成惡性腫瘤第36頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月37三、化學致癌機制學說腫瘤的發(fā)生是一復雜的生物學過程。是細胞遺傳物質異常的結果，也涉及機體的內環(huán)境的各種因素，包括機體的免疫能力、各種生長因子和生物活性物質。至今化學致癌機制還未完全闡明。第37頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月38目前主流的化學致癌機制學說為體細胞突變致癌學說：即造成DNA損傷而引發(fā)腫瘤的遺傳毒性機制，專指DNA堿基序列的改變，可通過細胞分裂傳遞給子代。非突變致癌學說：即對DNA以外靶分子作用的非遺傳毒性機制。目前認為化學致癌物誘導腫瘤發(fā)生可能是兩種機制共同作用，即相互作用，共同控制細胞癌變的過程。第38頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月39一、化學致癌作用的遺傳毒性機制大多數(shù)環(huán)境因素的致癌作用都是通過影響遺傳基因起作用的，腫瘤是細胞中多種基因突變累積的結果。第39頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月40大多數(shù)致癌物同時也是致突變物。對某些致癌物的易感性取決于細胞代謝活化酶轉化致癌物成為致突變物的活力。DNA修復能力的缺失增加癌發(fā)生的可能性。在多種癌觀察到染色體和基因組的不穩(wěn)定性。第40頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月41某些癌具有可遺傳性。某些癌有突變的癌基因。某些癌有腫瘤抑制基因的丟失或突變。許多致癌物的致突變和致癌性質取決于它們是否能轉變?yōu)橛H電子的代謝產物。DNA加合物的水平通常與致癌性和致突變性成正相關。第41頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）DNA加合物（二）DNA修復與致癌過程（三）癌基因、原癌基因和抑癌基因

1、癌基因和原癌基因

2、抑癌基因42第42頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月43生物轉化

酶系統(tǒng)致癌物代謝活化

DNA加合物DNA分子

部分惡性轉化腫瘤(一)DNA加合物修復失敗終致癌物(親電基團)DNA突變第43頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月44DNA加合物提供了致癌物暴露和DNA原始損傷的證據(jù)，反映致癌物吸收、代謝和修復等互相作用的綜合效應，代表致癌物的生物有效劑量。DNA加合物的數(shù)量與致癌性有密切關系。DNA加合物可作為人類腫瘤的接觸（效應）生物學標志。第44頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月45(二)DNA修復與化學致癌

化學致癌物對于人體內DNA損傷的方式是多種多樣的，機體對DNA損傷相應有了多種形式的修復機制。DNA修復有兩種后果：一是正確修復，使機體內受損的DNA完全回復原有的結構和功能。一是錯誤修復，指經(jīng)修復的DNA部分仍可能在結構和功能上有缺陷。通常，經(jīng)錯誤修復的細胞，盡管能夠生存并保持了部分功能，但其代價是出現(xiàn)突變。第45頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月46突變的出現(xiàn)呈現(xiàn)為損傷-修復-突變模式，即DNA損傷能夠正確修復，突變就不會發(fā)生；如果修復錯誤或未經(jīng)修復，進行DNA復制后，可出現(xiàn)突變。損傷-修復-突變-腫瘤，所以，DNA修復與化學致癌作用在一定程度上相關。第46頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月47（三）原癌基因、癌基因及抑癌基因癌基因與抑癌基因的發(fā)現(xiàn)對于闡明腫瘤的發(fā)生機制、腫瘤的基因治療以及抗腫瘤藥物的發(fā)展提供了科學依據(jù)。第47頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月48原癌基因、癌基因

原癌基因（prooncogene），即癌基因的原型，普遍存在于正常動物細胞的基因組內，在進化過程中高度保守，具有正常的生物學功能，對細胞增殖、分化和信息傳遞的調控起重要作用。截至2004年，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)超過100種的原癌基因。第48頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月49癌基因(oncogene)原癌基因受到致癌因素（膳食和營養(yǎng)因素、化學致癌、某些病毒、放射線等）作用激活即活化為癌基因，顯示致癌活性。癌基因是顯性基因。在自然或實驗條件下具有誘發(fā)惡性轉化的潛在能力，是致癌物的主要靶分子。癌基因指導合成的蛋白質能夠促成細胞惡性表型的形成。第49頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月50抑癌基因(anti-oncogene)又稱腫瘤抑制基因（tumorsuppressorgene）或抗癌基因，是正常細胞生長、增殖和分化的負性調節(jié)因子，其編碼的蛋白質能夠降低或抑制細胞分裂活性?？梢种颇[瘤細胞的腫瘤性狀的表達。抑癌基因為隱性基因，只有處于純合失活狀態(tài)時，細胞才會因正常抑制的解除而惡性轉化。第50頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月51抑癌基因的產物能阻斷腫瘤的細胞生長，抑癌基因突變后喪失其功能。抑癌基因失活——腫瘤細胞增殖失控。第51頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月52遺傳毒性致癌物主要通過原癌基因突變激活為癌基因和/或抑癌基因突變失活引起致癌作用。正常細胞轉化為腫瘤細胞涉及兩類基因的遺傳學改變，即癌基因和抑癌基因的改變。第52頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月53二、化學致癌的非遺傳毒性機制有的化學致癌物對細胞DNA并無致突變作用，用常用致突變試驗方法不能檢出其致突變性。當基因以外的物質或因素如蛋白質、RNA、生物膜發(fā)生了改變，而使與細胞生長、分化有關的基因異常地關閉或啟動表達，這樣的細胞就可能轉化為癌細胞。第53頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月表觀遺傳學細胞異常增生免疫抑制激素失調54第54頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)化學致癌物的分類一、根據(jù)人類和動物致癌作用證據(jù)分類自1971年起，WHO下屬IARC根據(jù)對人類和對實驗動物致癌性資料，以及實驗系統(tǒng)和人類其他有關的資料，將各種化學物質（并擴展到物理因子、生物因子）分類。55第55頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月其分類只與致癌物的證據(jù)權重有關。將化學物對人類和動物致癌資料分為4級致癌證據(jù)充分(sufficient)致癌證據(jù)有限(limited)致癌證據(jù)不足(inadequate)證據(jù)提示缺乏致癌性(lackofcarcinogenicity)56第56頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月目前估計有7000種化學物已經(jīng)過動物致癌試驗，其中約1700種為陽性反應。至2012年3月，IARC已評價951種化學物、混合物和接觸環(huán)境，根據(jù)對人類和對實驗動物致癌性資料，及其他有關資料進行綜合評價，將環(huán)境致癌因素分為四類。57第57頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月組l(group1)：對人類是致癌物(carcinogenictohuman)對人的致癌性有足夠(sufficient)的證據(jù)。某種因子對人致癌性證據(jù)尚不足夠(1essthansufficient)，但實驗動物致癌證據(jù)足夠(sufficient)和暴露人體有該因子強有力的致癌機制證據(jù)(strongevidence)時，也可歸為此類。107種，如砷及其化合物、黃曲毒素、苯、雌激素、氯乙烯、鎘及其化合物、鎳化合物、鈹及其化合物、酒精飲料、檳榔與煙草同嚼、腌魚(中國式)等。58第58頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月組2(group2)根據(jù)流行病學、動物致癌及其他有關資料分為2A和2B兩類。59第59頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月組2A(group2A)：對人類很可能是致癌物(possiblecarcinogenictohuman)對人的致癌性的流行病學證據(jù)有限(limitedevidence)，在實驗動物的致癌證據(jù)足夠(sufficient)。某些情況下，將對人的致癌性證據(jù)不充分(inadequateevidence)、在實驗動物的致癌證據(jù)足夠(sufficient)、有在人體同樣發(fā)揮作用的致癌機制的強有力證據(jù)(strongevidence)的因子歸于此類。63種，苯并(a)芘、多氯聯(lián)苯、氧化苯乙烯等。60第60頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月組2B(group2B)：對人類是可能致癌物

(probablycarcinogenictohuman)對人的致癌性有有限的證據(jù)(1imitedevidence)，動物致癌性證據(jù)不足夠(lessthansufficient)。或對人致癌性證據(jù)不充分(inadequateevidence)，實驗動物致癌證據(jù)足夠(sufficient)。某些情況下，將對人的致癌性證據(jù)不充分(inadequateevidence)而實驗動物的致癌證據(jù)有限(1immitedevidence)，但具有其他相關資料的支持證據(jù)(supportingevidence)的化學物、混合物和接觸環(huán)境歸為此類。271種，如四氯二苯并對二噁英(TCDD)、苯乙烯、烏拉坦。61第61頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月組3(group3)：對人的致癌性尚不能確定(unclassifiableastocarcinogenicitytohuman)對人的致癌性證據(jù)不充分(inadequateevidence)，動物致癌性資料也不充分或有限(inadequateorlimited)的化學物、混合物和接觸環(huán)境。對人的致癌性證據(jù)不充分(inadequateevidence)，動物致癌性資料足夠(sufficient)，但有強有力證據(jù)(strongevidence)表明動物致癌機制在人體不適用的化合物、混合物和接觸環(huán)境也歸此類。509種，如丙烯醛、丙烯酸、偶氮苯、氯消毒飲用水等。62第62頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月組4(group4)：可能對人類不致癌(probablynotcarcinogenictohuman)證據(jù)提示在人類和動物不具致癌性(lackofcarcinogenicity)的化學物、混合物和接觸環(huán)境。有時，將對人的致癌性證據(jù)不充分(inadequateevidence)，動物不具致癌性(lackofcarcinogenicity)，并被大量其他相關資料一致和強有力支持的因子或混合物歸為此類。僅1種，己內酰胺。63第63頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月美國EPA1986年致癌物危險性評價方法將致癌物分為六類A：人的致癌物，B1：人的可能致癌物，B2：或許為人的致癌物，C：可疑的人類致癌物，D：證據(jù)不足尚不能進行分類，E：人類非致癌物。64第64頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月1996年，美國EPA又建議將致癌物分為三類已知/可能(know/likely)不能確定(cannotbedetermined)不可能(no1ikely)65第65頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月2005年美國EPA致癌危險性評價指南最終報告以證據(jù)權重分為五類對人是致癌性的(carcinogenictohumans)對人可能是致癌的(likelytobecarcinogenictohumans)證據(jù)提示有致癌可能(suggestiveevidenceofcarcinogenicpotential)評價致癌性的信息不足(indicateinformationtoaccesscarcinogenicpotential)對人可能不是致癌性的(notlikelytobecarcinogenictohumans)66第66頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月歐共體（EEC）分為三組已知為人類致癌物(knowtobecarcinogenictohumans)認為是人類致癌物(regardedasofcarcinogenictohumans)證據(jù)不足以進行滿意的評價(causesconcernduetopossiblecarcinogeniceffects)67第67頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月1、遺傳毒性致癌物(genotoxiccarcinogens)

進入人細胞后與DNA共價結合，引起機體遺傳物質改變，導致癌變的化學物質。這類致癌物約占化學致癌物的大多數(shù)，因其作用機制是損傷遺傳物質，故可利用遺傳毒理學試驗來檢測這類致癌物。

二、根據(jù)化學致癌物作用模式分類68第68頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)直接致癌物（directcarcinogens）本身直接具有致癌作用，在體內不需要經(jīng)過代謝活化即可致癌。例如，各種烷化劑，其大多為親電子反應物。(2)間接致癌物(indirectcarcinogens)本身并不直接致癌，必須在體內經(jīng)代謝轉化，其所形成的代謝產物才具致癌作用。例如，多環(huán)芳烴、芳香胺類化合物等。69第69頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月2、非遺傳毒性致癌物(epigenotoxiccarcinogens)指不作用于機體遺傳物質的化學致癌物。非遺傳毒性致癌物包括以下幾種：70第70頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）促長劑（2）內分泌調控劑（3）免疫抑制劑（4）細胞毒劑（5）過氧化物酶體增殖劑（6）固態(tài)物質（膜片）（7）助癌物71第71頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月三、根據(jù)致癌物是否需要活化來分（1）前致癌物（procarcinogen）（2）近致癌物（proximatecarcinogen）（3）終致癌物（ultimatecarcinogen）72第72頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月四、按化學結構分類（1）烷化劑：芥子氣、甲醛、氯甲醚（2）多環(huán)芳烴類：煤焦油、二苯蒽（3）芳香胺類：乙萘胺、硝基聯(lián)苯（4）氨基偶氮染料（5）亞硝胺類化合物（6）黃曲霉毒素（7）植物毒素（8）金屬致癌物：鎳、鉻、鎘73第73頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)

化學致癌物的評價化學致癌物危險評價包括兩方面一是定性的，即該化學物能否致癌；二是定量的，即進行劑量-反應關系分析，推算可接受的危險度的劑量或人體實際可能接觸劑量下的危險度。74第74頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月一、定量構效關系分析構效關系分析從一種同系物著手，找出該系物質化學結構中與致癌性關系最密切的結構成分，以及其他構分改變時對其致癌性的影響。如對數(shù)百種PAHs類化合物的小鼠皮膚癌誘發(fā)試驗結果做的構效關系分析表明，不僅化學結構的微小變化都關系著致癌性的強弱，而且與其立體結構的變化也有密切關系。75第75頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月二、遺傳毒性試驗遺傳毒性試驗即致突變篩檢試驗，又稱為短期致癌物篩檢試驗。致突變篩檢試驗的理論依據(jù)是：化學物的致突變性與致癌性相聯(lián)系，即大多數(shù)致癌物具有致突變性，而大多數(shù)非致癌物無致突變性。76第76頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月局限性：無法確定非遺傳毒性致癌物(假陰性)和具有遺傳毒性的非致癌物(假陽性)。致癌物的篩選需一組致突變試驗，最好每一遺傳學終點均有一個試驗。假如在組合試驗中有一項是陽性結果，即可認為該受試物為致突變物。組合試驗中出現(xiàn)的陽性結果愈多，受試物致癌的可能性就愈大。Ames試驗是應用篩檢致癌物最廣泛和最敏感的致突變試驗。77第77頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月三、細胞惡性轉化試驗體外培養(yǎng)條件下，細胞在有害因素（受試物）作用下發(fā)生一系列與腫瘤形成有關的細胞形態(tài)學及生物學特性的改變。觀察內容包括：生長自控能力、細胞形態(tài)、細胞生長能力、生化表型以及移植于動物體內形成腫瘤的能力等。在敏感宿主中的成瘤性是確定轉化細胞惡性變性質的可靠指標。

78第78頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月常用細胞原代細胞：常用敘利亞倉鼠胚體細胞(SHE細胞)、人類成纖維細胞、小鼠皮膚或大鼠支氣管上皮細胞等。細胞系：常用細胞系BALB/C-3T3，C3Hl0Tl/2和BHK21；病毒感染細胞：如RLV/RE細胞(勞舍爾白血病病毒感染Fisher大鼠胚胎細胞)和SA7/SHE細胞(猿猴腺病毒感染的SHE細胞)。79第79頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月試驗的觀察終點：惡性變的細胞細胞偏大，且大小不等核大而畸形，染色質深染而粗糙，核漿比例倒置，核膜粗厚，核仁增生而肥大多見核分裂現(xiàn)象正常的接觸抑制消失，它的克隆不是單層細胞且細胞排列有序，而是多層細胞且細胞排列紊亂生長表型的改變如將此種細胞移植于動物體內（一般為裸鼠）可形成腫瘤。80第80頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月由于它不以致突變?yōu)橛^察終點，可以彌補以致突變試驗來篩查化學致癌物的不足，即它可檢出遺傳毒性致癌物和非遺傳毒性致癌物。81第81頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月局限性本試驗所指的轉化大多數(shù)為形態(tài)轉化或惡性前期轉化。它們可以發(fā)展成為真正的惡性變，但亦可能到此為止，其結局不一定形成腫瘤。82第82頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月動物短期致癌試驗

（long-termcarcinogenicitystudy)

也叫有限動物試驗

（limitedinvivobioassay）或

中期致癌試驗（medium-termtest）哺乳動物長期誘癌試驗（limitedcarcinogenicitystudy)

即終身試驗（life-timetest）四、哺乳動物致癌試驗83第83頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月在哺乳動物致癌試驗中，發(fā)現(xiàn)受試化合物對某些特定組織的致瘤作用比對其他組織更為明顯，據(jù)此建立了比常規(guī)動物致癌試驗時間更短，更敏感的哺乳動物短期致癌試驗，又稱為有限體內試驗。在這些試驗中僅觀察特定靶器官的腫瘤發(fā)生情況，試驗期限一般在數(shù)周到數(shù)月。1、動物短期致癌試驗84第84頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月在有限的短時間內完成而不是終生，又指觀察的靶器官限定為一個而不是全部器官和組織。主要有四種：小鼠肺腫瘤誘發(fā)試驗大鼠肝轉變灶試驗小鼠皮膚腫瘤誘發(fā)試驗雌性SD大鼠乳腺癌誘發(fā)試驗。第85頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月小鼠肺腫瘤誘發(fā)試驗一次或多次給予受試物后，或一次給予受試物一至兩周后持續(xù)多次給予促癌劑，16周至30周左右結束試驗。如在肺組織發(fā)現(xiàn)腫瘤，可認為受試物具有誘發(fā)腫瘤作用。大鼠肝轉變灶誘發(fā)試驗肝癌發(fā)生過程有幾種明顯肝細胞病灶，較早發(fā)現(xiàn)的是轉變灶，進一步發(fā)展為瘤性結節(jié)。用酶組織化學和免疫組織化學方法將轉變灶和結節(jié)中的谷氨酰轉肽酶和胚體型谷胱甘肽轉移酶染色，顯色表明有肝癌細胞生化表型的癌前細胞。86第86頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月小鼠皮膚腫瘤誘發(fā)試驗小鼠皮膚表面涂抹某些致癌物能誘發(fā)乳頭狀瘤或癌，皮下注射可誘發(fā)肉瘤。一般9個月左右結束試驗，如在啟動后加用佛波醇酯，則縮短至20周左右。適用于煤、石油和煙草的焦油以及其中所含的多環(huán)芳烴，還有許多直接致癌物如硫芥、氮芥、雙氯甲醚和丙環(huán)內醋等。雌性SD大鼠乳腺癌誘發(fā)試驗適用于多環(huán)芳烴、芳香胺、氯烷、亞硝基脲等。能在9個月以內誘發(fā)乳腺癌。87第87頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月肺和肝是最常見的發(fā)生腫瘤器官，也是許多致癌物的靶器官，故小鼠肺腫瘤和大鼠肝轉變灶試驗的應用價值較高。上述任一試驗的陽性結果，其意義與長期動物致癌試驗相當。由于實驗期短，又未檢查其他器官和系統(tǒng)，特別是皮膚腫瘤和乳腺癌的誘發(fā)試驗一般僅適用于較小范圍的化學物質類型，所以哺乳動物短期致短試驗陰性結果的意義較差。88第88頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月2、哺乳動物長期致癌試驗是目前公認的確認動物致癌物的經(jīng)典方法。用來確定受試物對試驗動物的致癌性、劑量-反應關系及誘發(fā)腫瘤的靶器官等。化學致癌的最大特點是潛伏期長。嚙齒類動物1-2年的試驗，相當于人類大半生的時間。動物試驗可嚴格控制試驗條件，而人群流行病學調查不易排除混雜因素的影響。89第89頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月局限性需時長（約2年），耗費人力、物力大，需用的染毒劑量大。致癌試驗所用的動物種系有限，試驗用動物數(shù)量也有限。最大局限性是動物試驗結果外推至人存在不確定性。第90頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月動物長期致癌試驗的一般原則①人體可能長期暴露于該化學物；②該化學物或其代謝物的化學結構與已知致癌物相似；③短期染毒毒性試驗提示該化學物可能產生癌前病變等。91第91頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)動物選擇物種的選擇：根據(jù)動物對腫瘤的易感性，選擇具有特定靶器官的物種和品系。如果無法知道受試物的靶器官時，可選用兩種嚙齒類動物。應選擇自發(fā)腫瘤率低的物種。嚙齒類動物對多數(shù)致癌物易感性較高，壽命相對較短，費用也較低，使用最廣泛。常用的是大鼠和小鼠，也可用倉鼠。為避免動物種屬敏感性的差異影響評價的結果，一般也用兩種物種進行試驗。92第92頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月年齡：斷乳或斷乳不久的動物。性別：一般是雌雄各半。除非已證明該受試物結構近似的致癌物有易感性性別差異。動物數(shù)量：原則上根據(jù)對照組腫瘤的自發(fā)率及試驗組腫瘤的發(fā)生率來確定。對照組自發(fā)率越低及試驗組發(fā)生率越高，每組需要的動物數(shù)越少。一般每組動物數(shù)為雌雄各50只。93第93頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）染毒方式根據(jù)受試物的理化特性和對人有代表性的接觸方式，多為經(jīng)口和經(jīng)呼吸道接觸染毒。也可經(jīng)皮。94第94頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月胃腸道染毒最好采用口服，把受試物混入飼料、飲水中，或用管飼法連續(xù)給予動物。混入飼料中的受試物的最高濃度不應超過5%。若受試物有異味影響動物自由攝入，可采用灌胃法。應保證實驗動物的營養(yǎng)平衡。營養(yǎng)成分受試物應盡可能采用高劑量。較理想的應是每周7天均染毒，也可每周5天。但是中斷染毒可使動物得到恢復或毒性緩解。95第95頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月呼吸道染毒每日接觸時間依試驗要求而定。工業(yè)毒物試驗通常每日吸入4-6h；環(huán)境污染物每日吸入8h或更長。96第96頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)劑量設計l個對照組,(必要時設陽性對照組）3-5個染毒劑量組：最高劑量為最大耐受劑量（MTD,NCI）。最低劑量最好相當于人類實際可能接觸的劑量。等比差別，1/4-1/2。97第97頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）試驗期限與染毒時間原則上試驗期限要求長期甚至終生，最少不低于受試動物壽命的2/3時間。一般情況下小鼠1.5-2年，大鼠2-2.5年。一般染毒直至試驗結束。98第98頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月出現(xiàn)第一個腫瘤時，每組還有不少于25只動物。當最低劑量組或對照組存活的動物只有25％時，可以結束試驗。有明顯性別差異的試驗，結束時間對不同的性別應有所不同。因明顯的毒性作用，只造成高劑量組動物過早死亡，此時不應結束試驗。第99頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月一個合格的陰性對照試驗應符合：①因自溶、同類自食，或因管理問題所造成的動物損失在任何一組都不能高于10％。②小鼠和倉鼠在18個月，大鼠在24個月時各組存活的動物不能少于50％。第100頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月(5)結果的觀察、分析和評定每天密切觀察動物1-2次，及時發(fā)現(xiàn)瀕死動物并進行病理學解剖。試驗最初三個月每周稱體重一次，以后每4周稱體重一次。摻入飼料或飲水中染毒時，應記錄食物消耗量或飲水量。101第101頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)現(xiàn)第一例腫瘤時存活的動物數(shù)，作為試驗終結時的有效動物數(shù)。體表及體內各組織器官均應肉眼觀察，找出可疑腫塊，并進行組織病理學檢查。確定腫瘤的性質和靶器官。對已出現(xiàn)腫瘤或可疑腫瘤的器官和肉眼檢查有明顯病變的器官，應注意觀察癌前病變。102第102頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月致癌試驗常用的指標腫瘤發(fā)生率：是最重要的指標腫瘤總發(fā)生率；惡性腫瘤總發(fā)生率；各器官或組織腫瘤發(fā)生率和惡性腫瘤發(fā)生率；各種類型腫瘤發(fā)生率。103第103頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月2.

多發(fā)性：是化學致癌的又一特征，指一個動物出現(xiàn)多個腫瘤或一個器官出現(xiàn)多個腫瘤。①計算每組動物的平均腫瘤數(shù)。②每組中出現(xiàn)2個（或以上）腫瘤的動物數(shù)或比例。104第104頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月潛伏期體表腫瘤：從接觸致癌物到各組第一個腫瘤出現(xiàn)的時間作為該組潛伏期。內臟腫瘤：分批剖殺，計算平均潛伏期。或將腫瘤引起動物死亡的時間定為發(fā)生腫瘤的時間。

105第105頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月4.陽性結果的判斷存在劑量-反應關系，并與對照組差異顯著時，為陽性結果。WHO提出，需滿足下列反應的一種或數(shù)種①陰性對照組出現(xiàn)的一種或數(shù)種腫瘤，試驗組均有發(fā)生，但腫瘤發(fā)生率高于對照組；②試驗組動物發(fā)生陰性組沒有的腫瘤類型；