第八章 外源化學(xué)物的毒作用表現(xiàn)【高級(jí)課堂】

1、第八章 外源化學(xué)物的毒作用表現(xiàn),1,學(xué)習(xí)幻燈,2,學(xué)習(xí)幻燈,一、一般毒性,3,學(xué)習(xí)幻燈,一、一般毒性,一般毒性是指外源化學(xué)物在一定劑量、一定接觸時(shí)間和接觸方式下對(duì)試驗(yàn)動(dòng)物產(chǎn)生的綜合毒效應(yīng)。 一般毒性與特殊毒性相對(duì)應(yīng) 特殊毒性：致癌作用、致突變作用、致畸和生殖毒性,分類： 一次性大劑量染毒 長(zhǎng)時(shí)間低劑量重復(fù)染毒,4,學(xué)習(xí)幻燈,一、一般毒性,重要性：化學(xué)品安全性評(píng)價(jià)和危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)的重要組成部分。 目的：發(fā)現(xiàn)外源化學(xué)物毒作用的靶器官，為靶器官毒理研究提供基礎(chǔ),5,學(xué)習(xí)幻燈,一、一般毒性,靶器官 毒性,血液毒理學(xué) 免疫毒理學(xué) 生殖毒理學(xué) 神經(jīng)系統(tǒng)和行為毒理學(xué) 呼吸毒理學(xué) 肝臟毒理學(xué) 腎臟毒理學(xué) 心血管毒

2、理學(xué) 皮膚毒理學(xué),6,學(xué)習(xí)幻燈,一、一般毒性,接觸毒物 時(shí)間,急性毒性 蓄積性（重復(fù)劑）毒性 亞慢性毒性 慢性毒性,7,學(xué)習(xí)幻燈,急性毒性概述,指機(jī)體（實(shí)驗(yàn)動(dòng)物或人）一次或24h內(nèi)多次接觸外源化學(xué)物后在短期內(nèi)(最長(zhǎng)到14天)所產(chǎn)生的毒性效應(yīng)。 毒性效應(yīng)包括一般行為、外觀改變、大體形態(tài)變化以及死亡效應(yīng),8,學(xué)習(xí)幻燈,急性毒性概述,急性接觸次數(shù)：一次或24h多次 “一次”：經(jīng)口和經(jīng)注射途徑染毒是指瞬間給予實(shí)驗(yàn)動(dòng)物染毒，經(jīng)呼吸道與皮膚染毒時(shí)，則指在一段規(guī)定的時(shí)間內(nèi)使持續(xù)接觸毒物的過程 “多次”：當(dāng)一次最大染毒劑量不能達(dá)到以充分了解該毒物急性毒性作用的目的，從而在24h內(nèi)分次染毒,9,學(xué)習(xí)幻燈,急性毒

3、性概述,中毒效應(yīng)出現(xiàn)時(shí)間 瞬間死亡：氰化鉀、煤氣等 遲發(fā)毒效應(yīng)和死亡：有機(jī)磷農(nóng)藥 快速和劇烈的毒效應(yīng)后恢復(fù) 輕微癥狀恢復(fù)嚴(yán)重中毒死亡（毒菇） 714d 中毒效應(yīng)的強(qiáng)度：一般行為、外觀、大體形態(tài)、死亡,10,學(xué)習(xí)幻燈,急性毒性試驗(yàn)?zāi)康?試驗(yàn)?zāi)康模?求出致死劑量以及LD50，通過LD50進(jìn)行毒性分級(jí) 評(píng)價(jià)外源性化學(xué)物的毒效應(yīng)特征、靶器官、劑量-反應(yīng)（效應(yīng)）關(guān)系和對(duì)人體產(chǎn)生損害的危險(xiǎn)性。 為其它毒理試驗(yàn)研究提供接觸劑量和觀察指標(biāo)選擇的依據(jù) 為毒理學(xué)機(jī)制研究提供線索,LD50：使受試動(dòng)物半數(shù)死亡的毒物劑量 LC50：使受試動(dòng)物半數(shù)死亡的毒物濃度,11,學(xué)習(xí)幻燈,急性毒性試驗(yàn)要點(diǎn),實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇和要求

4、毒性反應(yīng)與人近似 易于飼養(yǎng)、操作方便 繁殖和生育能力強(qiáng)，能保障供給 價(jià)格低易于獲得,大鼠小鼠豚鼠家兔,12,學(xué)習(xí)幻燈,急性毒性試驗(yàn)要點(diǎn),年齡和體重 通常要求選擇剛成年動(dòng)物進(jìn)行試驗(yàn)，而且須是未曾交配和受孕的動(dòng)物。例如：大鼠180240g、小鼠1825g、家兔22.5kg、豚鼠200250g、狗1015kg。同一批試驗(yàn)動(dòng)物體重變異范圍不應(yīng)超過該批動(dòng)物平均體重的20,13,學(xué)習(xí)幻燈,急性毒性試驗(yàn)要點(diǎn),性別 除特殊要求外，一般急性毒性試驗(yàn)對(duì)動(dòng)物性別要求為雌雄各半。如果在預(yù)試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)化學(xué)毒物(如農(nóng)藥)對(duì)雌、雄動(dòng)物毒效應(yīng)的敏感性有明顯差異，則應(yīng)單獨(dú)分別求出雌性與雄性動(dòng)物各自的LD50。如果試驗(yàn)是為致畸試驗(yàn)

5、作準(zhǔn)備，也可僅作雌性動(dòng)物的LD50測(cè)試,針對(duì)胚胎發(fā)育畸形情況,14,學(xué)習(xí)幻燈,急性毒性試驗(yàn)要點(diǎn),適應(yīng)環(huán)境，減少環(huán)境和生理的變化對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響 篩選健康動(dòng)物，發(fā)現(xiàn)異常者應(yīng)放棄 雌雄分籠飼養(yǎng)，防止交配和受孕,15,學(xué)習(xí)幻燈,急性毒性試驗(yàn)要點(diǎn),禁食 經(jīng)消化道染毒時(shí)，要求試驗(yàn)前對(duì)動(dòng)物禁食 大鼠、小鼠隔夜禁食；或染毒前禁食4h 大動(dòng)物每日上午喂食前染毒 染毒后繼續(xù)禁食24h，但在禁食時(shí)要保障飲水,16,學(xué)習(xí)幻燈,急性毒性試驗(yàn)要點(diǎn),受試前了解受試物的理化性質(zhì)和毒性資料 受試物配制 水溶液經(jīng)口用蒸餾水或去離子水，注射用生理鹽水； 混懸液0.5%羧甲基纖維素鈉、10%阿拉伯乳糖、植物油，臨用前配制,17,學(xué)

6、習(xí)幻燈,急性毒性試驗(yàn)要點(diǎn),有利于不同化學(xué)物之間急性毒性大小的比較 受試物的性質(zhì)和途徑 評(píng)價(jià)程序的要求 常見：經(jīng)口、經(jīng)呼吸道、經(jīng)皮及經(jīng)注射途徑,18,學(xué)習(xí)幻燈,急性毒性試驗(yàn)要點(diǎn),劑量選擇 化學(xué)結(jié)構(gòu)及理化特性 查閱文獻(xiàn)（尋找經(jīng)驗(yàn)） 用少量動(dòng)物，以較大的劑量間隔染毒，找出1090%（0100%）的致死劑量范圍，然后可設(shè)計(jì)正式試驗(yàn)的劑量和分組,19,學(xué)習(xí)幻燈,急性毒性試驗(yàn)要點(diǎn),LD50計(jì)算 可用來進(jìn)行急性毒性分級(jí) 獲得信息有限 僅是近似值，不準(zhǔn)確 不足以對(duì)化學(xué)物安全進(jìn)行評(píng)價(jià) 動(dòng)物使用量多,局限性,20,學(xué)習(xí)幻燈,急性毒性分級(jí),21,學(xué)習(xí)幻燈,蓄積毒性作用,基本概念： 化學(xué)毒物進(jìn)入機(jī)體后，經(jīng)過生物轉(zhuǎn)化以

7、代謝產(chǎn)物或化學(xué)物原型排出體外。但是，當(dāng)化學(xué)毒物反復(fù)多次給動(dòng)物染毒，化學(xué)毒物進(jìn)入機(jī)體的速度(或總量)超過代謝轉(zhuǎn)化的速度和排泄的速度(或總量)時(shí)，化學(xué)毒物或其代謝產(chǎn)物就有可能在機(jī)體內(nèi)逐漸增加并貯留，這種現(xiàn)象稱為化學(xué)毒物的蓄積作用,22,學(xué)習(xí)幻燈,外源性化學(xué)物,排出體外,機(jī)體,直接,代謝物,儲(chǔ)存庫,血漿蛋白 脂肪組織 肝臟 腎臟 骨骼,物 質(zhì) 蓄 積,功 能 蓄 積,基本概念,基本概念,能用化學(xué)方法測(cè)得體內(nèi)存在該化學(xué)物的母體或其代謝物,測(cè)不出該化學(xué)物的原形或其代謝產(chǎn)物，卻出現(xiàn)慢性毒性作用,23,學(xué)習(xí)幻燈,研究目的,化學(xué)毒物的蓄積作用是形成慢性中毒的物質(zhì)基礎(chǔ)，因此研究化學(xué)毒物在機(jī)體內(nèi)的蓄積性是評(píng)價(jià)化學(xué)

8、毒物能否引起潛在慢性毒性的依據(jù)之一，也是衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)制訂過程選擇安全系數(shù)的主要依據(jù),24,學(xué)習(xí)幻燈,1、了解外源化學(xué)物的蓄積毒性及其強(qiáng)弱,2、評(píng)價(jià)外源化學(xué)物是否具能引起慢性毒性，為毒性試驗(yàn)提供參考,研究目的,3、為制定外源化學(xué)物在食品中的限量的安全系數(shù)提供依據(jù),4、確定外源化學(xué)物能否用于食品，人類長(zhǎng)期食用是否安全,25,學(xué)習(xí)幻燈,研究方法,蓄積系數(shù)法 將多次染毒使半數(shù)動(dòng)物出現(xiàn)效應(yīng)（或死亡）的蓄積劑量與一次染毒使半數(shù)動(dòng)物出現(xiàn)相同效應(yīng)（或死亡）的劑量的比值。 K,ED50（n,ED 50（1,26,學(xué)習(xí)幻燈,研究方法,蓄積系數(shù)法 K值越小，表示化學(xué)毒物的蓄積性越大 K=1：化學(xué)毒在動(dòng)物體內(nèi)全部蓄積或每

9、次染毒后毒效應(yīng)是疊加的。 K5：蓄積毒性極弱,27,學(xué)習(xí)幻燈,研究方法,生物半減期法 用毒物動(dòng)力學(xué)原理描述化學(xué)毒物在機(jī)體內(nèi)的蓄積作用。 化學(xué)毒物在體內(nèi)蓄積的速度和量與機(jī)體單位時(shí)間內(nèi)吸收該物質(zhì)的速度以及清除速度有關(guān)。即使化學(xué)毒物以相等的時(shí)間間距恒速地吸收入血液，該物質(zhì)在一定劑量范圍內(nèi)在機(jī)體的蓄積量也不呈直線無限地增加，而是呈曲線形上升并有一定的極限。這是因?yàn)榛瘜W(xué)物質(zhì)吸收進(jìn)入機(jī)體的同時(shí)體內(nèi)也發(fā)生著代謝轉(zhuǎn)化及清除的過程。當(dāng)化學(xué)毒物的吸收過程與代謝轉(zhuǎn)化清除的過程達(dá)到平衡時(shí)，其蓄積量基本上不再增加,28,學(xué)習(xí)幻燈,T 一種化學(xué)物以T 相等的時(shí)間間矩染毒，其在體內(nèi)經(jīng)過6個(gè)T 的接觸就可以基本上達(dá)到蓄積的上

10、限。 T 短，達(dá)到蓄積極限所需要的時(shí)間短 T 長(zhǎng)，達(dá)到蓄積極限所需要的時(shí)間長(zhǎng),研究方法,生物半減期法,29,學(xué)習(xí)幻燈,亞慢性毒性和慢性毒性,亞慢性毒性：指實(shí)驗(yàn)動(dòng)物連續(xù)接觸較長(zhǎng)時(shí)間、較大劑量的外源化合物所引起的毒性效應(yīng)。 慢性毒性：指實(shí)驗(yàn)動(dòng)物長(zhǎng)期（甚至終生）反復(fù)接觸低劑量的化學(xué)毒物所產(chǎn)生的毒性效應(yīng),16個(gè)月,一般指2年,30,學(xué)習(xí)幻燈,常年抽煙引起肺癌,飲用假酒導(dǎo)致失明,大鼠飲用三聚氰胺30天后產(chǎn)生組織壞死現(xiàn)象,慢性毒性作用,急性毒性作用,亞慢性毒性作用,31,學(xué)習(xí)幻燈,研究目的,研究受試物亞慢性毒性劑量-反應(yīng)關(guān)系，提出安全限量參考值。 觀察受試物亞慢性毒性效應(yīng)譜、毒作用特點(diǎn)和靶器官 探索受試物

11、的毒作用機(jī)制 觀察長(zhǎng)期接觸受試物所致毒性作用和可逆性 觀察不同動(dòng)物對(duì)受試物的毒效應(yīng)差異，為確定安全系數(shù)提供依據(jù),32,學(xué)習(xí)幻燈,研究設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)動(dòng)物選擇,亞慢性毒性試驗(yàn) 年齡：大鼠80100g 狗 812月 小鼠1015g 數(shù)量：小動(dòng)物20 大動(dòng)物6 性別：雌雄各半,慢性毒性試驗(yàn) 年齡：大鼠 5070g 狗 8月 小鼠 初斷乳 數(shù)量：小動(dòng)物40 大動(dòng)物8 性別：雌雄各半,33,學(xué)習(xí)幻燈,研究設(shè)計(jì),劑量選擇和分組 3個(gè)劑量組（高劑量、中劑量、低劑量）和一個(gè)陰性（溶劑）對(duì)照組。 高-引起明顯毒性并且不發(fā)生死亡（或小于10%）； 中-產(chǎn)生輕微的中毒效應(yīng)； 低-無中毒反應(yīng)，相當(dāng)于未觀察到有害作用劑量設(shè)一

12、個(gè)中間劑量組，最好是相當(dāng)于觀察到有害作用的最低劑量,34,學(xué)習(xí)幻燈,研究設(shè)計(jì),染毒方式 盡量選擇和人類接觸途徑相似的方式。一般采用口染毒方式。 染毒時(shí)間 亞慢性毒性染毒13個(gè)月； 慢性毒性染毒6個(gè)月2年,35,學(xué)習(xí)幻燈,研究觀察,染毒方式,外觀 生長(zhǎng)發(fā)育 行為功能 毒性體征,最終體重 臟器濕重 臟/體比,亞慢性、慢性 毒性試驗(yàn)過程,活殺解剖,器官/組織,大體尸解,固定/染色 顯微鏡檢查,生物體液 血液學(xué) 血清-化學(xué)-生化學(xué) 尿分析,生物學(xué)標(biāo)志 酶 內(nèi)源性成分 膽汁 尿,臟器系數(shù),36,學(xué)習(xí)幻燈,研究觀察,染毒方式 一般毒性指標(biāo) 動(dòng)物體重和進(jìn)食量：反映動(dòng)物健康狀況最基本的靈敏指標(biāo)之一 食物利用率

13、：比較食物利用率，有助于了解化學(xué)物的毒性效應(yīng) 中毒癥狀：有助于判斷化學(xué)毒物損害機(jī)體的部位和程度 實(shí)驗(yàn)室檢查 生理、生化指標(biāo)檢查有助于進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和研究毒作用靶器官、毒物體內(nèi)代謝、獨(dú)立機(jī)制,37,學(xué)習(xí)幻燈,研究觀察,染毒方式 解剖病理組織學(xué)檢查 為進(jìn)一步研究毒作用的靶器官提供線索和方向 1、臟器系數(shù)減小，表明臟器可能出現(xiàn)萎縮、退化等 2、病理組織學(xué)：從組織和細(xì)胞水平深入研究毒性作用性質(zhì)、程度、靶器官和靶細(xì)胞； 3、電鏡超微結(jié)構(gòu)：從亞細(xì)胞水平、分子水平揭示毒作用的本質(zhì)。 其他指標(biāo) 可逆性觀察,38,學(xué)習(xí)幻燈,研究要點(diǎn),長(zhǎng)期毒性試驗(yàn)由于消耗時(shí)間長(zhǎng)，人力、物力、財(cái)力消耗很大。所以對(duì)試驗(yàn)質(zhì)量的控制是試驗(yàn)成

14、功的先決條件,要點(diǎn)： 1、重視試驗(yàn)項(xiàng)目管理，排除外部因素的干擾； 2、重視試驗(yàn)合理性，準(zhǔn)確設(shè)計(jì)劑量； 3、控制試驗(yàn)環(huán)境；對(duì)不同試驗(yàn)動(dòng)物的不同環(huán)境因素把控； 4、檢測(cè)條件的控制,39,學(xué)習(xí)幻燈,研究結(jié)果,對(duì)生物膜的損害：膜通透性、流動(dòng)性、和膜表面電荷 對(duì)細(xì)胞鈣穩(wěn)態(tài)的影響：破壞正常生命活動(dòng)所需的由第一信使刺激而產(chǎn)生的短暫的鈣瞬變，危及細(xì)胞器和功能和骨架的結(jié)構(gòu)，最終激活不可逆的細(xì)胞分解代謝,40,學(xué)習(xí)幻燈,研究結(jié)果,機(jī)體內(nèi)生物大分子的氧化損傷：化學(xué)毒物在機(jī)體內(nèi)代謝（主要是氧化還原反應(yīng)）產(chǎn)生自由基 脂質(zhì)過氧化損傷：細(xì)胞器和細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)破壞 引起細(xì)胞毒性 對(duì)DNA的影響（氧化和加合,41,學(xué)習(xí)幻燈,研究結(jié)

15、果,蛋白質(zhì)氧化損傷：引起蛋白質(zhì)凝集、交聯(lián)、降解、斷裂，出現(xiàn)生理功能受損 核酸的氧化損傷：DNA斷裂，缺失突變 啟動(dòng)修復(fù)系統(tǒng)，如修復(fù)功能受 損，引起突變 活化癌基因,42,學(xué)習(xí)幻燈,本節(jié)重點(diǎn),什么是一般毒性作用？按照時(shí)間長(zhǎng)短，可分為哪幾種？ 蓄積性、急性、亞慢性、慢性毒性的特點(diǎn)是什么,43,學(xué)習(xí)幻燈,二、致突變作用,一、基本概念 二、突變類型 三、突變的發(fā)生與機(jī)制 四、致突變?cè)囼?yàn)與致突變作用評(píng)定,44,學(xué)習(xí)幻燈,基本概念,遺傳物質(zhì)發(fā)生變化引起遺傳信息的改變，并產(chǎn)生新的表型效應(yīng)。 突變發(fā)生原因分為： 自發(fā)突變：在自然條件下發(fā)生的突變，其發(fā)生過程長(zhǎng)、發(fā)生頻率低，對(duì)物種的進(jìn)化有重要作用。 誘發(fā)突變：人

16、為或受各種因素誘發(fā)產(chǎn)生的突變，發(fā)生過程短、頻率高，可能會(huì)對(duì)物種的生存產(chǎn)生危害,45,學(xué)習(xí)幻燈,突變類型,46,學(xué)習(xí)幻燈,突變類型,基因突變：是指基因在結(jié)構(gòu)上發(fā)生了堿基對(duì)組成和排列序列的改變。 1堿基置換 指DNA序列上的某一堿基被其他堿基所取代。 轉(zhuǎn)換：嘌呤與嘌呤堿基、嘧啶與嘧啶堿基之間的置換 顛換：嘌呤與嘧啶堿基之間的置換 2移碼突變 指發(fā)生一對(duì)或幾對(duì)（三對(duì)除外）的堿基發(fā)生增加或減少，以致從受損點(diǎn)開始?jí)A基序列完全改變，形成錯(cuò)誤的密碼，并轉(zhuǎn)譯成為不正常的氨基酸,3個(gè)相鄰的堿基（1個(gè)密碼子）決定一個(gè)氨基酸,47,學(xué)習(xí)幻燈,突變類型,3缺失或插入 指DNA鏈中增加或減少的堿基對(duì)為一個(gè)或幾個(gè)密碼子，

17、此時(shí)基因產(chǎn)物多肽鏈中會(huì)增加或減少一個(gè)或幾個(gè)氨基酸，此部位之后的氨基酸序列無改變。 4片段突變 指基因中某些小片段核苷酸序列發(fā)生改變，這種改變有時(shí)可跨越兩個(gè)或數(shù)個(gè)基因，涉及數(shù)以千計(jì)的核苷酸,48,學(xué)習(xí)幻燈,突變類型,染色體畸變： 1、染色體結(jié)構(gòu)畸變 染色體或染色單體斷裂，造成染色體或染色單體缺失或引起各種重排，出現(xiàn)染色體結(jié)構(gòu)異常。 2、染色體數(shù)目畸變 基因中染色體數(shù)目的改變。 體細(xì)胞二倍體（2n）；生殖細(xì)胞單倍體。正常體細(xì)胞染色體數(shù)目2n為標(biāo)準(zhǔn)，分整倍性畸變和非整倍性畸變。整倍性畸變指染色體數(shù)目的異常是以染色體組為單位的增減，非整倍性畸變系指比二倍體多或少一條或多條染色體,49,學(xué)習(xí)幻燈,非整倍

18、體 非整倍體指細(xì)胞丟失或增加一條或幾條染色體。缺失一條染色體時(shí)稱為單體，增加一條染色體時(shí)稱為三體。染色體數(shù)目的改變會(huì)導(dǎo)致基因平衡的失調(diào)，可能影響細(xì)胞的生存或造成形態(tài)及功能上的異常。 如21三體導(dǎo)致先天愚型(Down氏綜合征)。 整倍體 整倍體指染色體數(shù)目的異常是以染色體組為單位的增減，如形成三倍體、四倍體等。 在人體，3n為69條染色體，4n為92條染色體。在腫瘤細(xì)胞及人類自然流產(chǎn)的胎兒細(xì)胞中可有三倍體細(xì)胞的存在。發(fā)生于生殖細(xì)胞的整倍體改變，幾乎都是致死性的,50,學(xué)習(xí)幻燈,突變類型,51,學(xué)習(xí)幻燈,作用機(jī)制,直接以DNA為靶點(diǎn)的誘變 DNA加合物形成 堿基類似物取代：如 5溴脫氧尿嘧啶核苷能

19、取代胸 腺嘧啶，2氨基嘌呤(2-AP）能取代鳥嘌呤 烷化劑的影響：甲基化乙基化高碳烷基化 致突變物改變或破壞堿基的化學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)物破壞 或改變堿基的結(jié)構(gòu)，有時(shí)還引起鏈斷裂。 平面大分子嵌入DNA鏈 DNA蛋白質(zhì)交聯(lián)物 二聚體的形成,52,學(xué)習(xí)幻燈,作用機(jī)制,不以DNA為靶的間接誘變（紡錘體抑制、對(duì)酶促過程的作用） 化學(xué)物的間接誘變可能是通過對(duì)紡錘體作用或干擾與DNA合成和修復(fù)有關(guān)的酶系統(tǒng)。 1、 紡錘體抑制：一些化學(xué)物能作用于紡錘體，中心?；蚱渌藘?nèi)細(xì)胞器，從而干擾有絲分裂過程。 2、 對(duì)酶促過程的作用：對(duì)DNA合成和復(fù)制有關(guān)的酶系統(tǒng)作用也可間接影響遺傳物質(zhì),53,學(xué)習(xí)幻燈,突變后果,1、體細(xì)胞

20、突變的后果 、最受注意的是致癌問題； 、胚胎體細(xì)胞突變可能導(dǎo)致畸胎； 、致突變物透過胎盤作用于胚胎體細(xì)胞導(dǎo)致流產(chǎn)。 2、生殖細(xì)胞突變的后果 、致死性影響：可能是顯性致死或隱性致死。 、非致死性影響：出現(xiàn)顯性或隱性遺傳性疾?。ê忍?性畸形）。 、將使基因庫的遺傳負(fù)荷增加,54,學(xué)習(xí)幻燈,試驗(yàn)與評(píng)價(jià),試驗(yàn)?zāi)康模?研究外源化學(xué)物引起人體的突變并通過生殖細(xì)胞傳遞給后代的可能性；基于對(duì)體細(xì)胞突變與腫瘤發(fā)生關(guān)系的認(rèn)識(shí)，也可用于預(yù)測(cè)化學(xué)物潛在的致癌性。 試驗(yàn)分類： 基因突變?cè)囼?yàn) 染色體損傷試驗(yàn) 非整倍體試驗(yàn) 其他反映DNA損傷試驗(yàn),55,學(xué)習(xí)幻燈,試驗(yàn)與評(píng)價(jià),回復(fù)突變?cè)囼?yàn) 1 細(xì)菌回復(fù)突變?cè)囼?yàn) 假如有致突

21、變物存在，則營(yíng)養(yǎng)缺陷型的細(xì)菌回復(fù)突變成原養(yǎng)型（失去合成某種（或某些）對(duì)該菌株生長(zhǎng)必不可少的物質(zhì)的能力），因而能在營(yíng)養(yǎng)缺乏的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)形成菌落，根據(jù)此判斷受試物是否致突變物。如鼠傷寒沙門氏菌組氨酸營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株,營(yíng)養(yǎng)缺陷型相應(yīng)的菌株,56,學(xué)習(xí)幻燈,哺乳動(dòng)物細(xì)胞正向突變?cè)囼?yàn) 1 細(xì)菌回復(fù)突變?cè)囼?yàn) 由于抗藥性是對(duì)正?；蜃T發(fā)的突變性狀，所以稱為正向突變?cè)囼?yàn)。試驗(yàn)基于突變集落數(shù)，計(jì)算突變頻率以評(píng)價(jià)受試物的致突變性,試驗(yàn)與評(píng)價(jià),57,學(xué)習(xí)幻燈,果蠅伴性隱性致死試驗(yàn) 試驗(yàn)原理： 是利用隱性基因在伴性遺傳中的交叉特征檢出各類點(diǎn)突變的試驗(yàn)。 隱性基因在伴性遺傳中的交叉遺傳特征，即雄蠅的X染色體傳給F1代

22、雌蠅，又通過F1代傳給F2代雄蠅。X染色的隱性突變基因在F1代雌蠅為雜合體，不能表達(dá)，而在F2代雄蠅為半合體，能表達(dá)出來。如果雄蠅接著受試物后X染色體出現(xiàn)隱性致死性突變，結(jié)果其F2代雄蠅數(shù)目較少雌蠅少一半。據(jù)此推斷致死突變的存在,試驗(yàn)與評(píng)價(jià),58,學(xué)習(xí)幻燈,染色體分析 觀察染色體形態(tài)結(jié)構(gòu)和數(shù)目變化稱為染色體分析。 （1）染色體畸變分析 主要觀察染色體的結(jié)構(gòu)畸變和數(shù)目畸變 （2）微核試驗(yàn) 能檢察出斷裂劑和有絲分裂毒物 （3）姐妹染色體交換試驗(yàn) 現(xiàn)在以廣泛用于篩選食品中化學(xué)物致突變,試驗(yàn)與評(píng)價(jià),59,學(xué)習(xí)幻燈,試驗(yàn)與評(píng)價(jià),多種配伍試驗(yàn)組合 對(duì)于化學(xué)物致突變?cè)囼?yàn)采用多種實(shí)驗(yàn)組合。 （1）配伍試驗(yàn)組合

23、 體細(xì)胞和生殖細(xì)胞 體內(nèi)試驗(yàn)和體外試驗(yàn) 等 （2）遺傳學(xué)終點(diǎn) DNA完整性的改變 DNA重排或交換 DNA堿基序列改變 染色體完整性改變 染色體分離改變,60,學(xué)習(xí)幻燈,美國EPA毒物處提出了一個(gè)三階段的試驗(yàn)方案。 第一階段 測(cè)試化學(xué)物的遺傳毒性，包括體外哺乳動(dòng)物細(xì)胞基因突變?cè)囼?yàn)、體內(nèi)骨髓染色體損傷試驗(yàn)； 第二階段 測(cè)試對(duì)生殖細(xì)胞的致突變作用； 第三階段 為哺乳動(dòng)物生殖細(xì)胞致突變性標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn),試驗(yàn)與評(píng)價(jià),61,學(xué)習(xí)幻燈,三、生殖發(fā)育毒性,一、基本概念 二、生殖毒性與發(fā)育毒性 三、發(fā)育毒性與致畸作用的原理及機(jī)制 四、生殖與發(fā)育毒性的試驗(yàn)及評(píng)價(jià),62,學(xué)習(xí)幻燈,基本概念,有些化學(xué)毒物雖然不致畸，但卻

24、可以引起一系列的與其他生殖有關(guān)的損傷，毒物不僅可以通過母體發(fā)生作用，也可以通過損傷父方的精子而損傷后代。 化學(xué)毒物可使生殖與發(fā)育各環(huán)節(jié)遭到損害，而表現(xiàn)出生殖和發(fā)育毒性,63,學(xué)習(xí)幻燈,基本概念,歷史 反應(yīng)停 (沙利度胺; 酞胺哌啶酮) 1957 61,64,學(xué)習(xí)幻燈,基本概念,65,學(xué)習(xí)幻燈,生殖與發(fā)育毒性,生殖過程 生殖細(xì)胞的發(fā)生形成 交配 受精 合子形成 著床 胚胎形成及發(fā)育 分娩 哺乳 生殖毒性： 對(duì)雄性和雌性生殖功能或能力的損害和對(duì)后代的有害影響。 發(fā)生時(shí)期：生殖毒性既可發(fā)生于生殖細(xì)胞、受精卵、胚胎形成期、妊娠期分娩和哺乳期 毒性表現(xiàn)：表現(xiàn)為外源化學(xué)物對(duì)生殖過程的影響,66,學(xué)習(xí)幻燈,

25、生殖與發(fā)育毒性,發(fā)育毒性： 出生前后接觸外源性理化因素引起的在子代的壽命期內(nèi)出現(xiàn)的任何對(duì)發(fā)育有害的表現(xiàn),發(fā)育生物體死亡,生長(zhǎng)改變,結(jié)構(gòu)異常（畸形,功能缺陷,67,學(xué)習(xí)幻燈,生殖與發(fā)育毒性,發(fā)育生物體死亡指受精卵未發(fā)育即死亡，或胚泡未著床即死亡，或著床后生長(zhǎng)發(fā)育到一定階段死亡。早期死亡被吸收或自子宮排出(即自然流產(chǎn))，晚期死亡成為死胎。 生長(zhǎng)改變： 即生長(zhǎng)遲緩。能引起胚胎死亡和畸形的毒物多數(shù)能引起生長(zhǎng)遲緩。一般認(rèn)為胎兒的生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)比正常對(duì)照的均值低2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差時(shí)，即可定為生長(zhǎng)遲緩。豚鼠胸骨及枕骨骨化遲緩及低出生體重等是生長(zhǎng)遲緩的較敏感指標(biāo)。生長(zhǎng)遲緩造成的局部發(fā)育不全可視為畸形，如腦小畸形和眼小畸

26、形等,68,學(xué)習(xí)幻燈,生殖與發(fā)育毒性,功能缺陷 包括器官系統(tǒng)、生化、免疫等功能的變化。功能缺陷往往要在出生后經(jīng)過相當(dāng)時(shí)間才能診斷。如聽力或視力異常、行為發(fā)育遲緩等。 結(jié)構(gòu)異常 指胎兒形態(tài)結(jié)構(gòu)異常，即畸形。 致畸性是指化學(xué)物在胚胎發(fā)育期間引起永久的結(jié)構(gòu)與功能異常的性質(zhì)。 致畸物是指出生前接觸，誘發(fā)永久的結(jié)構(gòu)與功能異常的物質(zhì),69,學(xué)習(xí)幻燈,生殖與發(fā)育毒性,生殖與發(fā)育毒性的特點(diǎn)： 生殖發(fā)育器官或生殖發(fā)育過程較機(jī)體其他系統(tǒng)或功能對(duì)某些化學(xué)物的毒作用更為敏感。 損害作用不僅表現(xiàn)在暴露化學(xué)物質(zhì)的機(jī)體本身，還可能影響后代,70,學(xué)習(xí)幻燈,作用原理及機(jī)制,發(fā)育各階段的發(fā)育毒性作用特點(diǎn)： 1、著床前期：分化前

27、期，從受精到完成著床之前的一段時(shí)間。 這段時(shí)間很少發(fā)生特性致畸效應(yīng)，通常是未分化細(xì)胞受毒物 損傷而導(dǎo)致胚泡死亡。 2、器官形成期：著床后孕體即進(jìn)入器官形成期，直到硬腭閉合。 人：38周 小鼠、大鼠：615d 家兔：1518d 這段時(shí)間容易受致畸物的作用誘發(fā)器官結(jié)構(gòu)缺陷。 3、胎兒期：器官形成結(jié)束后即進(jìn)入胎兒期，直到分娩。 這段時(shí)間接觸發(fā)育毒物很可能對(duì)生長(zhǎng)和功能成熟產(chǎn)生效應(yīng)。 4、圍生期和出生后的發(fā)育期：研究較多的是發(fā)育免疫毒性、神經(jīng)行為發(fā)育異常、兒童期腫瘤,71,學(xué)習(xí)幻燈,作用原理及機(jī)制,影響致畸作用的因素,72,學(xué)習(xí)幻燈,作用原理及機(jī)制,母體毒性與發(fā)育毒性： 母體毒性：指化學(xué)毒物對(duì)孕母產(chǎn)生的

28、損傷作用，變現(xiàn)為增重減慢、功能異常、出現(xiàn)臨床癥狀甚至死亡。 母體因素對(duì)發(fā)育毒性的影響： 1、遺傳學(xué)：孕母的遺傳結(jié)構(gòu)是孕體發(fā)育結(jié)果的決定因素。 2、疾?。杭膊?dǎo)致母體變化或直接經(jīng)胎盤的感染對(duì)孕體產(chǎn)生不利的影響。 3、營(yíng)養(yǎng)：微量元素、蛋白質(zhì)等缺乏產(chǎn)生的影響。 4、應(yīng)激：生理學(xué)應(yīng)激反映可誘發(fā)母體發(fā)育毒性。噪聲、母體情緒等。 5、對(duì)胎盤的毒性：對(duì)胎盤的毒性可能會(huì)促進(jìn)對(duì)孕體的有害效應(yīng),73,學(xué)習(xí)幻燈,作用原理及機(jī)制,母體毒性與發(fā)育毒性： 母體毒性與胚胎毒性的關(guān)系： 胚胎毒性作用：指外源化學(xué)物對(duì)母體子宮內(nèi)發(fā)育的胚胎或胎兒產(chǎn)生的毒性作用。 表現(xiàn)：胚胎死亡、生長(zhǎng)發(fā)育遲緩、胎兒先天缺陷和畸形、功能發(fā)育不全。 1

29、、具有胚胎毒性，但無母體毒性。 2、出現(xiàn)胚胎毒性也出現(xiàn)母體毒性。 3、具有母體毒性，但不具有致畸作用。 4、一定劑量下，既無母體毒性，也不表現(xiàn)胚胎毒性,74,學(xué)習(xí)幻燈,試驗(yàn)與評(píng)價(jià),試驗(yàn)?zāi)康模?揭示化學(xué)品/藥品對(duì)哺乳動(dòng)物生殖發(fā)育的任何有害影響，并將研究的結(jié)果與有可以得到的其他藥理學(xué)和毒理學(xué)資料聯(lián)系起來，推測(cè)對(duì)人可能造成的生殖危險(xiǎn)。 動(dòng)物毒性試驗(yàn) 流行病學(xué)研究 危險(xiǎn)度評(píng)定 確認(rèn)人類致畸物標(biāo)準(zhǔn),75,學(xué)習(xí)幻燈,試驗(yàn)與評(píng)價(jià),動(dòng)物毒性試驗(yàn)： 其優(yōu)點(diǎn)在于容易控制試驗(yàn)條件、動(dòng)物數(shù)量、年齡、狀態(tài)以及選擇合適的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。 動(dòng)物選擇： 1、哺乳動(dòng)物 2、動(dòng)力學(xué)、毒效學(xué)及其有關(guān)參數(shù)與人接近 3、生育力強(qiáng)、孕期短、廉

30、價(jià)、易獲取、操作方便等,76,學(xué)習(xí)幻燈,試驗(yàn)與評(píng)價(jià),動(dòng)物毒性試驗(yàn)： 三段生殖毒性試驗(yàn)： 動(dòng)物生命周期劃分,77,學(xué)習(xí)幻燈,A.從交配前到受孕（成年雄性和雌性生殖功能、配子的發(fā)育和成熟、交配行為、受精）。 B.從受孕到著床（成年雌性生殖功能、著床前發(fā)育、著床）。 C.從著床到硬腭閉合（成年雌性生殖功能、胚胎發(fā)育、主要器官形成）。 D.從硬腭閉合到妊娠終止（成年雌性生殖功能、胎仔發(fā)育和生長(zhǎng)、器官發(fā)育和生長(zhǎng)）。 E.從出生到離乳（成年雌性生殖功能、幼仔對(duì)宮外生活的適應(yīng)性、離乳前發(fā)育和生長(zhǎng)）。 F.從離乳到性成熟（離乳后發(fā)育和生長(zhǎng)、獨(dú)立生活的適應(yīng)能力、達(dá)到性成熟的情況,78,學(xué)習(xí)幻燈,1、生育力與早期

31、胚胎發(fā)育毒性實(shí)驗(yàn)（I段）：A-B 2、胚胎胎體發(fā)育毒性試驗(yàn)（II段）：C-D 3、出生前后發(fā)育毒性試驗(yàn)（III段）：C-F,試驗(yàn)與評(píng)價(jià),79,學(xué)習(xí)幻燈,試驗(yàn)與評(píng)價(jià),動(dòng)物毒性試驗(yàn)： 一代和多代生殖試驗(yàn)： 一代生殖試驗(yàn)：親代（F0）動(dòng)物直接暴露受試物，子一代 在母體子宮內(nèi)以及經(jīng)哺乳暴露受試物。 二代生殖試驗(yàn)：僅對(duì)兩代動(dòng)物成體進(jìn)行染毒，F(xiàn)0代直接暴露受試物；F1代既有直接暴露，也有通過母體暴露；F2代在子宮和經(jīng)哺乳暴露受試物,80,學(xué)習(xí)幻燈,試驗(yàn)與評(píng)價(jià),流行病學(xué)研究： 研究疾病與健康在人群中分布及其影響因素，以研究防制疾病及促進(jìn)健康的策略和措施的學(xué)科,81,學(xué)習(xí)幻燈,試驗(yàn)與評(píng)價(jià),危險(xiǎn)度評(píng)定： 1、致

32、畸指數(shù)： 即母體LD50/胎仔最小致畸作用劑量。一般認(rèn)為比值在10以下者，不具致畸作用，10100具致畸作用，100以上致畸作用強(qiáng)烈。 2、致畸物分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)： 1級(jí)，已確定人類母體接觸后可引起子代先天性缺陷； 2A級(jí)，對(duì)動(dòng)物試驗(yàn)結(jié)果肯定致畸，但對(duì)人類致畸作用尚未確定因果關(guān)系； 2B級(jí)，動(dòng)物試驗(yàn)結(jié)果肯定致畸。但無人類致畸資料； 3級(jí)，尚無結(jié)論性肯定致畸證據(jù)或資料不足； 4級(jí)，動(dòng)物試驗(yàn)陰性，人群中調(diào)查結(jié)果未發(fā)現(xiàn)致畸,82,學(xué)習(xí)幻燈,試驗(yàn)與評(píng)價(jià),確認(rèn)人類致畸物的標(biāo)準(zhǔn)： 1、一種特殊的缺陷或集中缺陷并發(fā)的綜合癥頻率突然增加； 2、缺陷的增加與某種已知的環(huán)境改變巧合； 3、已知在妊娠的特殊階段接觸環(huán)境的改

33、變，產(chǎn)生有特征性缺陷的綜合癥； 4、缺少妊娠時(shí)引起特征性缺陷嬰兒產(chǎn)生的其他普通因子,83,學(xué)習(xí)幻燈,四、致癌作用,人類癌癥相關(guān)的環(huán)境因素： 全球每年新發(fā)癌癥患者總數(shù)約為840萬，且中國占全球比例的20%；每年全世界約有700萬人死于癌癥。 國際癌癥研究所1970年左右指出，8090的人類癌癥和環(huán)境因素有關(guān)，其中主要是化學(xué)因素，約占90以上,84,學(xué)習(xí)幻燈,四、致癌作用,人類癌癥相關(guān)的環(huán)境因素： 1981年Doll and Peto報(bào)告的歸因于環(huán)境因素的癌死亡百分比： 煙草 30% 污染 2% 酒精3% 工業(yè)產(chǎn)品 1% 飲食35% 藥品和醫(yī)學(xué)處置 1% 食品添加劑1% 地球物理因素 3% 職業(yè)

34、4% 生殖和性行為 7% 感染 10% 其中化學(xué)因素約占77,85,學(xué)習(xí)幻燈,86,學(xué)習(xí)幻燈,基本概念,化學(xué)致癌指化學(xué)物質(zhì)引起正常細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化并發(fā)展成腫瘤的過程。 化學(xué)致癌物指凡能引起動(dòng)物和人類腫瘤、增加其發(fā)病率或死亡率的化學(xué)物。（黃曲霉毒素、苯并【a】芘、亞硝胺） 化學(xué)致癌作用指化學(xué)致癌物在體內(nèi)引起腫瘤的過程,87,學(xué)習(xí)幻燈,基本概念,黃曲霉毒素主要存在于霉變的花生、谷物、果仁和大米等食物中?；ㄉ椭悬S曲霉素不可能完全去干凈，但黃曲霉素是隨著時(shí)間而產(chǎn)生的，油接觸空氣時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生的可能性越高。（橄欖油、棕果油、山茶油等果實(shí)油） 苯并【a】芘工業(yè)鍋爐和家用爐灶燃煤、工業(yè)生產(chǎn)、交通、垃圾焚燒

35、和森林失火、烹調(diào)、煙草煙氣。（熏制食物） 亞硝胺食物、化妝品、啤酒、香煙中都含有亞硝胺。在熏臘食品中，含有大量的亞硝胺類物質(zhì)。當(dāng)熏臘食品與酒共同攝入時(shí)，亞硝胺對(duì)人體健康的危害就會(huì)成倍增加,88,學(xué)習(xí)幻燈,致癌機(jī)制,遺傳機(jī)制理論由于外來致癌因素引起細(xì)胞基因的改變或外來基因整合到細(xì)胞基因引起的。 遺傳外機(jī)制理論癌變的發(fā)生是非基因改變引起的。 形成的學(xué)說有： 體細(xì)胞突變學(xué)說 癌基因?qū)W說 親電子劑學(xué)說 癌變的階段學(xué)說 表觀遺傳機(jī)制學(xué)說,89,學(xué)習(xí)幻燈,致癌機(jī)制,癌基因： 指一類在自然或?qū)嶒?yàn)條件下具有誘發(fā)惡性轉(zhuǎn)化的潛在基因。 原癌基因： 機(jī)體內(nèi)正常細(xì)胞所具有的能致癌的遺傳信息。 抑癌基因（腫瘤抑制基因）

36、： 正常細(xì)胞分裂生長(zhǎng)的負(fù)性調(diào)節(jié)因子,90,學(xué)習(xí)幻燈,致癌機(jī)制,癌變的階段學(xué)說： 一般認(rèn)為，化學(xué)致癌作用是一個(gè)長(zhǎng)期的，多因素、多基因參與的多階段過程。 目前公認(rèn)的階段學(xué)說認(rèn)為至少包括3個(gè)階段 1、引發(fā)階段 2、促長(zhǎng)階段 3、進(jìn)展階段,91,學(xué)習(xí)幻燈,致癌機(jī)制,引發(fā)階段（啟動(dòng)階段）： 致癌物不可逆的將正常細(xì)胞轉(zhuǎn)變成腫瘤細(xì)胞的過程，將具有發(fā)展 成腫瘤潛能的突變細(xì)胞，稱為“引發(fā)細(xì)胞”（啟動(dòng)細(xì)胞） 引發(fā)細(xì)胞不具有生長(zhǎng)自主性，不是腫瘤細(xì)胞,外源 化學(xué)物,啟動(dòng)細(xì)胞,腫瘤,92,學(xué)習(xí)幻燈,致癌機(jī)制,促長(zhǎng)階段： 促長(zhǎng)階段是引發(fā)細(xì)胞增殖成為癌前細(xì)胞或良性腫瘤的過程。歷時(shí)較長(zhǎng)，早期可逆性的，晚期為不可逆的,引發(fā)劑,

37、促長(zhǎng)劑,具有引發(fā)作用的化學(xué)物質(zhì),具有促長(zhǎng)作用的化學(xué)物質(zhì),只有引發(fā)沒有促長(zhǎng)時(shí)不導(dǎo)致腫瘤； 促長(zhǎng)必須在引發(fā)之后,93,學(xué)習(xí)幻燈,致癌機(jī)制,進(jìn)展階段 是良性腫瘤轉(zhuǎn)變成惡性腫瘤的過程。細(xì)胞表現(xiàn)出不可逆的遺傳學(xué)改變。 在該階段可觀察到惡性腫瘤的許多特征，如生長(zhǎng)率增加、侵襲、轉(zhuǎn)移等。核型不穩(wěn)定性導(dǎo)致細(xì)胞基因組結(jié)構(gòu)的形態(tài)學(xué)改變,94,學(xué)習(xí)幻燈,化學(xué)致癌作用模式分類： 遺傳毒性致癌物指進(jìn)入細(xì)胞后與DNA共價(jià)結(jié)合，引起機(jī)體遺傳物質(zhì)改變，導(dǎo)致癌變的化學(xué)物質(zhì)。 直接致癌物：體內(nèi)不需要經(jīng)過代謝活化即可致癌 間接致癌物：在體內(nèi)經(jīng)過代謝，其產(chǎn)物具致癌作用 無機(jī)致癌物：親電子機(jī)，或通過選擇性改變DNA復(fù)制保真性，導(dǎo)致 DNA改變,致癌物分類,95,學(xué)習(xí)幻燈,化學(xué)致癌作用模式分類： 表觀遺傳毒性致癌物不作用于機(jī)體遺傳物質(zhì)的化學(xué)致癌物。 促長(zhǎng)劑 內(nèi)分泌調(diào)控劑 免疫抑制劑 細(xì)胞毒劑 過氧化物酶體增殖劑 固態(tài)物質(zhì),致癌物分類,96,學(xué)習(xí)幻燈,林縣食管癌,中國食管癌死亡的占全部癌死亡的23.5% 河南省林縣人口20%死于食管癌 原因可能是以下幾點(diǎn)： 喜歡吃腌菜 農(nóng)民挖池塘蓄積雨水來飲用 新鮮水果和蔬菜攝入很少 當(dāng)?shù)鼐用裣矚g吃燙的食物,97,學(xué)習(xí)幻燈,致癌物篩查方法,短期試驗(yàn) 動(dòng)物致癌試驗(yàn) 人類流行病學(xué)調(diào)查,98,學(xué)習(xí)幻燈,致癌物篩查方法,短期試驗(yàn) 致突變?cè)囼?yàn) 主要是對(duì)致癌物的篩選，依據(jù)是化學(xué)物的致突變性與