衛(wèi)生毒理學(xué)第八章-化學(xué)致癌作用及其評(píng)價(jià)-II課件

化學(xué)致癌作用及其評(píng)價(jià)（II）化學(xué)致癌作用及其評(píng)價(jià)（II）2第三節(jié)化學(xué)致癌分子機(jī)制22第三節(jié)化學(xué)致癌分子機(jī)制233腫瘤的發(fā)生是一個(gè)復(fù)雜的生物學(xué)過(guò)程至今化學(xué)致癌機(jī)制還未完全闡明在化學(xué)致癌機(jī)制研究中形成了多種學(xué)說(shuō)33腫瘤的發(fā)生是一個(gè)復(fù)雜的生物學(xué)過(guò)程在化學(xué)致癌機(jī)制研究中形成44一、體細(xì)胞突變機(jī)制體細(xì)胞突變學(xué)說(shuō)（或稱遺傳損傷機(jī)制學(xué)說(shuō)）------是主流學(xué)說(shuō)44一、體細(xì)胞突變機(jī)制55

突變學(xué)說(shuō)專指涉及DNA堿基序列的改變，這種改變可以通過(guò)細(xì)胞分裂傳遞給子代。非突變致癌學(xué)說(shuō)泛指所有不涉及堿基序列改變的致癌機(jī)制。

化學(xué)致癌可能是兩種主要機(jī)制共同作用的結(jié)果55突變學(xué)說(shuō)專指涉及DNA堿基序列的改變，這種改變可66此種遺傳物質(zhì)異常不是由生殖細(xì)胞遺傳得來(lái)的，而是在體細(xì)胞中新發(fā)生的基因突變所致。發(fā)生突變的癌前細(xì)胞在促癌因素作用下發(fā)展為腫瘤。

認(rèn)為多數(shù)腫瘤是一種體細(xì)胞遺傳病6677大量的證據(jù)顯示，許多腫瘤存在基因突變。符合細(xì)胞的增殖和分化均受基因調(diào)控的基本理論。腫瘤的形成均與許多癌基因突變激活和抑癌基因突變失活有不同程度關(guān)聯(lián)。癌變的體細(xì)胞突變學(xué)說(shuō)的支撐77大量的證據(jù)顯示，許多腫瘤存在基因突變。癌變的體細(xì)胞突變學(xué)88腫瘤發(fā)生是一個(gè)多階段的過(guò)程，通常涉及到多個(gè)基因。既有腫瘤抑制基因的失活，也有癌基因的活化，而且活化或失活的基因不只是一種。癌基因異?？稍鰪?qiáng)細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖，

抑癌基因異?？上?xì)胞正常的生長(zhǎng)抑制與分化。88腫瘤發(fā)生是一個(gè)多階段的過(guò)程，通常涉及到多個(gè)基因。99

癌基因（oncogene）是指其編碼的產(chǎn)物與細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化有關(guān)的基因。癌基因在正常情況下是以非激活狀態(tài)存在，因此被稱為原癌基因。

原癌基因（proto-oncogene）是細(xì)胞的正常基因，癌基因?yàn)樵┗虻幕罨问?。原癌基因是?xì)胞基因組的正常成分，其表達(dá)產(chǎn)物對(duì)細(xì)胞的正常生理功能極其重要。

癌基因99癌基因（oncogene）是指其編碼的產(chǎn)物與細(xì)胞的惡性1010

原癌基因在致癌因素作用下，可通過(guò)染色體重排、基因易位、染色體缺失、基因突變、基因擴(kuò)增、過(guò)度表達(dá)等方式被激活而成為癌基因，表達(dá)異?；虍a(chǎn)物，導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。

已知的原癌基因近100種，如ras、myc、src基因等。10101114抑癌基因（anti-oncogene）是一類抑制細(xì)胞過(guò)度生長(zhǎng)、增殖從而遏制腫瘤形成的基因。原癌基因和抑癌基因的協(xié)調(diào)表達(dá)是調(diào)節(jié)控制正常細(xì)胞生長(zhǎng)的重要分子機(jī)制之一。與癌基因不同，抑癌基因只有當(dāng)其基因座上的兩個(gè)等位基因都突變或缺失，細(xì)胞才會(huì)因正常抑制的解除而惡變。已發(fā)現(xiàn)的抑癌基因超過(guò)30種。如Rb、P53、P16、PTEN基因等。

抑癌基因1114抑癌基因（anti-oncogene）是一類抑制細(xì)胞1216

Knudson發(fā)現(xiàn)在顯性遺傳的兒童視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤患者細(xì)胞中抑癌基因----Rb基因的缺失可能源自兩次突變。認(rèn)為有遺傳傾向的個(gè)體從親代遺傳了一個(gè)Rb突變的基因，在此基礎(chǔ)上發(fā)生第二次突變時(shí)，即可導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。這種有遺傳傾向的患者通常發(fā)病年齡小。而非遺傳性患者兩次突變都在后天逐步發(fā)生，因此發(fā)病的年齡較大。二次突變學(xué)說(shuō)對(duì)遺傳性腫瘤的發(fā)生做出了很好的解釋。腫瘤“二次突變”假說(shuō)（two-hithypothesis）1216腫瘤“二次突變”假說(shuō)1317二、非突變致癌機(jī)制有的化學(xué)致癌物對(duì)細(xì)胞DNA并無(wú)致突變作用致突變?cè)囼?yàn)方法不能檢出其致突變性1317二、非突變致癌機(jī)制1418體細(xì)胞癌變并不一定有基因的結(jié)構(gòu)性改變。當(dāng)基因以外的物質(zhì)或因素如蛋白質(zhì)、RNA、生物膜發(fā)生改變，使與細(xì)胞生長(zhǎng)、分化有關(guān)的基因異常地關(guān)閉或啟動(dòng)表達(dá)，可致細(xì)胞癌變。1418體細(xì)胞癌變并不一定有基因的結(jié)構(gòu)性改變。1519（一）表觀遺傳學(xué)說(shuō)表觀遺傳學(xué)是與遺傳學(xué)相對(duì)應(yīng)的概念。遺傳學(xué)（genetics）改變是指基于基因序列改變所致基因表達(dá)水平變化，如基因突變、基因雜合丟失等。表觀遺傳學(xué)（epigenetics）改變則是指基于非基因序列改變所致基因表達(dá)水平的變化。1519（一）表觀遺傳學(xué)說(shuō)表觀遺傳學(xué)是與遺傳學(xué)相對(duì)應(yīng)的概念。1620真核細(xì)胞中存在著表觀遺傳修飾網(wǎng)絡(luò)，調(diào)控著具有組織和細(xì)胞特異性的基因表達(dá)模式。目前發(fā)現(xiàn)的表遺傳學(xué)改變主要涉及到非編碼小分子RNA、DNA甲基化、組蛋白修飾、染色質(zhì)重塑等。表觀遺傳變異與許多人類疾病的發(fā)生密切相關(guān)，如腫瘤、衰老、遺傳性疾病、免疫性疾病及中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病等。1620真核細(xì)胞中存在著表觀遺傳修飾網(wǎng)絡(luò)，調(diào)控著具有組織和細(xì)1721是具有調(diào)控蛋白翻譯功能的細(xì)胞內(nèi)源性非編碼RNA分子，長(zhǎng)約22個(gè)核苷酸。不翻譯成蛋白質(zhì)。通過(guò)堿基互補(bǔ)特異結(jié)合到靶mRNA上，引導(dǎo)其降解或阻止其翻譯，發(fā)揮調(diào)控基因表達(dá)的作用。在基因調(diào)控中有著廣泛、基礎(chǔ)性的重要功能。其失控可導(dǎo)致癌基因表達(dá)紊亂，引發(fā)腫瘤。非編碼小分子RNA（microRNA或miRNA）1721是具有調(diào)控蛋白翻譯功能的細(xì)胞內(nèi)源性非編碼RNA分子，1822約50%的microRNA在基因組上定位于與腫瘤相關(guān)的脆性位點(diǎn)。脆性位點(diǎn)（fragilesite，F(xiàn)RA）是容易發(fā)生姊妹染色單體交換、易位、突變、缺失、擴(kuò)增的位點(diǎn)。

microRNA突變或異位表達(dá)與多種人類腫瘤相關(guān)。microRNA可以起到腫瘤抑制基因或者癌基因的功能。1822約50%的microRNA在基因組上定位于與腫瘤相關(guān)1923Nature雜志評(píng)論稱：由麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)等單位開展的這些研究“改變了癌癥遺傳學(xué)的前景，開啟了理解和診斷癌癥的新篇章，將引來(lái)腫瘤診斷的潛在革命”，“是腫瘤遺傳學(xué)的新的里程碑”。MechanismofmicroRNAmicroRNA在化學(xué)致癌方面的研究只是剛剛開始！1923Nature雜志評(píng)論稱：由麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)等2025是指在DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶的作用下，在基因組CpG二核苷酸的胞嘧啶5’碳位共價(jià)鍵結(jié)合一個(gè)甲基基團(tuán)?；蚪M的1/3由散在的重復(fù)DNA片段組成，這些DNA片段中又有許多CpG二核苷酸聚集，稱為CpG島。人類基因組中的CpG島總是處于未甲基化狀態(tài)。CpG島位點(diǎn)是腫瘤中原癌基因和抑癌基因突變的熱點(diǎn)部位。DNA甲基化2025是指在DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶的作用下，在基因組CpG二核2126CpG島的異常甲基化會(huì)導(dǎo)致抑癌基因、DNA修復(fù)基因和轉(zhuǎn)移抑制基因的失活。CpG島的低甲基化則會(huì)導(dǎo)致原癌基因的活化?；蛱禺愋缘腄NA甲基化改變，可作為腫瘤早期診斷、化學(xué)預(yù)防效果評(píng)價(jià)的生物學(xué)標(biāo)志。2126CpG島的異常甲基化會(huì)導(dǎo)致抑癌基因、DNA修復(fù)基因和2227（二）細(xì)胞異常增生增生可分為良性增生和異常增生或惡性增生。良性增生限于一定程度和一定時(shí)間，增生刺激因素一旦消除，增生則停止。細(xì)胞增生是許多癌前病變的共同特征。例如慢性潰瘍、乳腺囊性小葉增生等。發(fā)生惡性增生的細(xì)胞不受任何約束和控制，呈無(wú)規(guī)律的迅速生長(zhǎng)。2227（二）細(xì)胞異常增生增生可分為良性增生和異常增生或惡性2328（三）免疫抑制在有免疫缺陷的個(gè)體中，惡性腫瘤的發(fā)生率增高。一些化學(xué)致癌物具有免疫抑制作用，如多氯聯(lián)苯、二噁英、苯并（a）芘、鎘、砷等。外源化學(xué)物可能通過(guò)抑制免疫功能促進(jìn)腫瘤的發(fā)生，而啟動(dòng)的癌細(xì)胞通過(guò)免疫“逃避”躲開機(jī)體的免疫攻擊。免疫“逃避”：發(fā)生惡變的腫瘤細(xì)胞可破壞宿主的免疫功能，以保護(hù)腫瘤細(xì)胞免受宿主細(xì)胞的攻擊，使腫瘤細(xì)胞能繼續(xù)生長(zhǎng)、擴(kuò)散、轉(zhuǎn)移。2328（三）免疫抑制在有免疫缺陷的個(gè)體中，惡性腫瘤的發(fā)生率24第四節(jié) 化學(xué)致癌作用的影響因素2924第四節(jié) 化學(xué)致癌作用的影響因素292530PAHs分布極為廣泛，空氣、土壤、水、植物以及食物中都發(fā)現(xiàn)了PAHs的存在。有許多苯并（a）芘污染源，如工業(yè)廢氣，香煙煙霧，廚房油煙，燒烤和熏制食品等。人群和動(dòng)物研究均證實(shí)PAHs是人類肺癌及胃癌等重要病因之一。然而并不是所有人接觸PAHs都會(huì)產(chǎn)生不良的健康效應(yīng),即使暴露的環(huán)境相同，年齡相近，有些人患了腫瘤，而有些人卻安然無(wú)恙。為什么接觸同樣的致癌物，有些人得病，而有些人則不會(huì)？2530PAHs分布極為廣泛，空氣、土壤、水、植物2631一、化學(xué)致癌物因素致癌物的化學(xué)結(jié)構(gòu)直接影響其致癌作用的大小和作用機(jī)制。多數(shù)致癌物是親電子劑，即分子結(jié)構(gòu)中有正碳原子等親電子基團(tuán)。DNA、RNA和蛋白質(zhì)等大分子化合物都具有親核基團(tuán)，即富含電子的部位，易與致癌物中的親電子集團(tuán)結(jié)合。

只有化學(xué)結(jié)構(gòu)中具備親電子基團(tuán)，才具備與細(xì)胞大分子的親核中心共價(jià)結(jié)合產(chǎn)生致癌活性的條件。2631一、化學(xué)致癌物因素致癌物的化學(xué)結(jié)構(gòu)直接影響其致癌作用2732二、宿主因素

在人類表現(xiàn)為種族差異

歐美乳腺癌年死亡率是日本的4～5倍，日本的胃癌年死亡率是美國(guó)7倍，廣東人及香港新加坡等地廣東人中，鼻咽癌相當(dāng)常見。動(dòng)物中存在物種和器官特異性

2-萘胺可誘導(dǎo)人、狗、猴和倉(cāng)鼠膀胱癌，但對(duì)小鼠卻誘發(fā)肝癌和肺癌，對(duì)大鼠和兔的各器官均不能誘發(fā)腫瘤。（一）物種、品系和器官特異性

2732二、宿主因素在人類表現(xiàn)為種族差異（一）物種、品2833隨年齡的增大而增加。體細(xì)胞突變累積。幼兒和兒童的腫瘤，常與遺傳性的基因損害有關(guān)。如視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤、神經(jīng)母細(xì)胞瘤等。嬰幼兒比成年人對(duì)許多環(huán)境致癌物有更大的風(fēng)險(xiǎn)。動(dòng)物幼仔對(duì)某些致癌物更易感。

PAHs在新生小鼠能很快誘發(fā)肝臟腫瘤，但在初成年者則不易誘發(fā)；黃曲霉毒素B1對(duì)新生小鼠誘發(fā)肝臟腫瘤，對(duì)斷奶小鼠則不能誘發(fā)。

（二）年齡2833隨年齡的增大而增加。體細(xì)胞突變累積。（二）年齡2934腫瘤的發(fā)生在性別上有很大的差異。原因：女性激素，男女性染色體不同，某一性別較多接受某種致癌因子。動(dòng)物試驗(yàn)，某些腫瘤在某一性別發(fā)生較多。

2-AAF主要在雄性大鼠誘發(fā)肝癌，鄰氨基偶氮甲苯對(duì)雌性小鼠更易誘發(fā)肝癌。

（三）性別2934腫瘤的發(fā)生在性別上有很大的差異。（三）性別3035過(guò)量攝取動(dòng)物脂肪，多食熏、炸、腌、漬食品，酗酒和低攝入纖維素、水果和蔬菜等是危險(xiǎn)因素。癌的防護(hù)因子，如維生素A、C和E、β胡蘿卜素、硒、鞣酸等。膳食適當(dāng)，可減少人類1/3的癌癥。

（四）飲食與營(yíng)養(yǎng)3035過(guò)量攝取動(dòng)物脂肪，多食熏、炸、腌、漬食品，酗酒和低攝3136三、遺傳易感性與化學(xué)致癌腫瘤屬于多因素疾病，是環(huán)境因素與遺傳因素相互作用的結(jié)果。單純由遺傳因素決定的患病風(fēng)險(xiǎn)稱為易感性（susceptibility）。腫瘤遺傳易感性是指具有某些遺傳缺陷或某種基因多態(tài)性變異型的個(gè)體容易發(fā)生腫瘤的特性。3136三、遺傳易感性與化學(xué)致癌腫瘤屬于多因素疾病，是環(huán)境因3237腫瘤的發(fā)生是致癌因素的作用與個(gè)體的遺傳易感性共同決定的。個(gè)體的遺傳易感性又是由特定基因（即“易感基因”）的遺傳多態(tài)性（geneticpolymorphism）決定的。遺傳多態(tài)性是自然存在的DNA序列的變異性。3237腫瘤的發(fā)生是致癌因素的作用與個(gè)體的遺傳易感性共同決定3338單核苷酸多態(tài)性(singlenucleotidepolymorphisms，SNPs)：指在基因組水平上由單個(gè)核苷酸的變異所引起的DNA序列多態(tài)性。腫瘤易感相關(guān)基因的SNPs是決定機(jī)體腫瘤易感性的一個(gè)重要因素。研究較多的腫瘤易感相關(guān)基因SNPs單核苷酸多態(tài)性調(diào)控毒物代謝酶基因DNA修復(fù)基因影響DNA甲基化狀態(tài)的基因microRNA編碼基因3338單核苷酸多態(tài)性(singlenucleotide3439四、聯(lián)合作用

同時(shí)接觸兩種或多種致癌物，致癌作用增強(qiáng)，為共致癌作用或協(xié)同致癌作用。

非致癌物與致癌物同時(shí)存在，致癌作用減弱，為拮抗作用。3439四、聯(lián)合作用同時(shí)接觸兩種或多種致癌物，致癌作第五節(jié)觀察化學(xué)毒物致癌作用的基本方法

第五節(jié)觀察化學(xué)毒物致癌作用的基本方法

一、用于致癌物篩選的短期試驗(yàn)（一）致突變?cè)囼?yàn)：①基因突變?cè)囼?yàn)：鼠傷寒沙門氏菌回復(fù)突變?cè)囼?yàn)(Ames試驗(yàn));②染色體畸變?cè)囼?yàn)：體外細(xì)胞系細(xì)胞遺傳學(xué)分析，小鼠骨髓微核試驗(yàn)，大鼠骨髓染色體畸變?cè)囼?yàn);③原發(fā)性DNA損傷：DNA加合物，鏈斷裂，DNA修復(fù)誘導(dǎo)(細(xì)菌SOS反應(yīng)，大鼠肝UDS誘導(dǎo))，SCE試驗(yàn)；④體外細(xì)胞轉(zhuǎn)化：敘利亞地鼠胚胎細(xì)胞，Balb/c3T3細(xì)胞。

一、用于致癌物篩選的短期試驗(yàn)（二）哺乳動(dòng)物短期致癌試驗(yàn)：

哺乳動(dòng)物短期致癌試驗(yàn)又稱為有限體內(nèi)試驗(yàn)，指時(shí)間有限(數(shù)月)，靶器官有限。較受重視的短期致癌試驗(yàn)有下列四種：1．小鼠皮膚腫瘤誘發(fā)試驗(yàn)：2．小鼠肺瘤誘發(fā)試驗(yàn)：（二）哺乳動(dòng)物短期致癌試驗(yàn)：3．大鼠肝轉(zhuǎn)化灶誘發(fā)試驗(yàn)。

4．雌性大鼠乳腺癌誘發(fā)試驗(yàn)，

此四個(gè)試驗(yàn)不是成組試驗(yàn)，應(yīng)根據(jù)受試物的特點(diǎn)選擇使用。此四個(gè)試驗(yàn)任一試驗(yàn)得到陽(yáng)性結(jié)果的意義與長(zhǎng)期動(dòng)物致癌試驗(yàn)相似，但陰性結(jié)果并不能排除受試物的致癌性。3．大鼠肝轉(zhuǎn)化灶誘發(fā)試驗(yàn)。何時(shí)應(yīng)考慮進(jìn)行致癌性評(píng)價(jià)：①人體可能長(zhǎng)期暴露于該化學(xué)物；②該化學(xué)物或其代謝物的化學(xué)結(jié)構(gòu)與已知致癌物相似；③反復(fù)染毒毒性試驗(yàn)提示該化學(xué)物可能產(chǎn)生癌前病變。何時(shí)應(yīng)考慮進(jìn)行致癌性評(píng)價(jià)：二、哺乳動(dòng)物長(zhǎng)期致癌試驗(yàn)（一）試驗(yàn)動(dòng)物

物種和品系：要求用兩種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，常規(guī)選用大鼠和小鼠，也可用倉(cāng)鼠。性別：為接近人類情況，應(yīng)使用同等數(shù)量的雌雄兩種性別的動(dòng)物。年齡：使用剛斷乳的動(dòng)物，以保證有足夠長(zhǎng)的染毒和發(fā)生癌癥的時(shí)間。二、哺乳動(dòng)物長(zhǎng)期致癌試驗(yàn)（二）劑量選擇和動(dòng)物數(shù)量

致癌試驗(yàn)一般設(shè)三個(gè)試驗(yàn)組。美國(guó)NCI推薦以最大耐受劑量(MTD)為高劑量。ICH(1995)提出，高劑量選擇可以根據(jù)：①毒性終點(diǎn)；②藥代動(dòng)力學(xué)終點(diǎn)；③選擇吸收飽和劑量;④藥效學(xué)終點(diǎn)；⑤最大可行劑量。

（二）劑量選擇和動(dòng)物數(shù)量（二）劑量選擇和動(dòng)物數(shù)量中及低劑量組則按等比級(jí)數(shù)下推，如分別為上一個(gè)劑量水平的1/2或1/3。低劑量組應(yīng)不影響動(dòng)物的正常生長(zhǎng)、發(fā)育和壽命，即不產(chǎn)生任何毒性效應(yīng)。同時(shí)應(yīng)設(shè)陰性(溶劑或賦形劑)對(duì)照組。動(dòng)物數(shù)量：每組至少有雌雄各50只動(dòng)物，希望在出現(xiàn)第一個(gè)腫瘤時(shí)，每組還有不少于25只動(dòng)物。（二）劑量選擇和動(dòng)物數(shù)量（三）染毒途徑

經(jīng)口染毒是將受試物給予實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的常用途徑，經(jīng)皮染毒，涂敷受試物的面積一般不少于動(dòng)物體表總面積的10％。吸入染毒，每天染毒4小時(shí)，每周5～7天。其他注射途徑可根據(jù)需要采用。

（三）染毒途徑（四）試驗(yàn)期限

ICH(1997)建議參考下面幾條準(zhǔn)則(1)一般情況下，試驗(yàn)期限小鼠和倉(cāng)鼠應(yīng)為18個(gè)月，大鼠為24個(gè)月；(2)當(dāng)最低劑量組或?qū)φ战M存活的動(dòng)物只有25％時(shí)，也可以結(jié)束試驗(yàn)，（四）試驗(yàn)期限（五）觀察和結(jié)果分析1．一般觀察2．病理檢查組織切片檢查應(yīng)包括已出現(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(yīng)注意觀察癌前病變。通過(guò)病理檢查確定腫瘤的性質(zhì)和靶器官。（五）觀察和結(jié)果分析（五）觀察和結(jié)果分析3．結(jié)果分析

腫瘤發(fā)生率(％)＝(實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)患腫瘤動(dòng)物總數(shù)/有效動(dòng)物總數(shù))×100％有效動(dòng)物總數(shù)指最早發(fā)現(xiàn)腫瘤時(shí)存活動(dòng)物總數(shù)。腫瘤潛伏期即從攝入受試物起到發(fā)現(xiàn)腫瘤的時(shí)間，因?yàn)閮?nèi)臟腫瘤不易覺察，通常將腫瘤引起該動(dòng)物死亡的時(shí)間定為發(fā)生腫瘤的時(shí)間。（五）觀察和結(jié)果分析致癌試驗(yàn)陽(yáng)性的判定標(biāo)準(zhǔn)[WHO(1969)]：(1)對(duì)于對(duì)照組也出現(xiàn)的一種或數(shù)種腫瘤，試驗(yàn)組腫瘤發(fā)生率增加；(2)試驗(yàn)組發(fā)生對(duì)照組沒有的腫瘤類型；(3)試驗(yàn)組腫瘤發(fā)生早于對(duì)照組；(4)與對(duì)照組比較，試驗(yàn)組每個(gè)動(dòng)物的平均腫瘤數(shù)增加。在進(jìn)行試驗(yàn)的兩個(gè)物種兩種性別動(dòng)物中，有一種結(jié)果為陽(yáng)性，即認(rèn)為該受試物有致癌性。兩個(gè)物種兩種性別動(dòng)物試驗(yàn)結(jié)果均為陰性時(shí)，方能認(rèn)為未觀察到致癌作用。

致癌試驗(yàn)陽(yáng)性的判定標(biāo)準(zhǔn)[WHO(1969)]：結(jié)果報(bào)告：應(yīng)著重報(bào)告發(fā)現(xiàn)腫瘤的部位、數(shù)量、性質(zhì)、癌前病變，以及其他毒性效應(yīng)；應(yīng)報(bào)告劑量—反應(yīng)關(guān)系及統(tǒng)計(jì)學(xué)分析結(jié)果。分別對(duì)良性和惡性腫瘤分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。評(píng)價(jià)該試驗(yàn)不同劑量良性腫瘤和惡性腫瘤的相對(duì)數(shù)量可有助于確定該受試動(dòng)物對(duì)受試物的劑量反應(yīng)關(guān)系。結(jié)果報(bào)告：三、人群流行病學(xué)觀察（一）接觸標(biāo)記

（二）生物效應(yīng)標(biāo)記（三）敏感性標(biāo)記

三、人群流行病學(xué)觀察四、轉(zhuǎn)基因小鼠在致癌作用的研究

1．轉(zhuǎn)癌基因小鼠。2．腫瘤抑制基因敲除小鼠。3．轉(zhuǎn)穿梭質(zhì)粒的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物小鼠四、轉(zhuǎn)基因小鼠在致癌作用的研究思考題化學(xué)致癌物可使實(shí)驗(yàn)動(dòng)物產(chǎn)生哪些反應(yīng)？化學(xué)致癌作用機(jī)理，目前有哪幾種學(xué)說(shuō)？簡(jiǎn)述嚙齒類動(dòng)物致癌試驗(yàn)在動(dòng)物選擇、劑量選擇、動(dòng)物數(shù)量及觀察指標(biāo)選擇的特點(diǎn)。目前還發(fā)展了哪幾種與化學(xué)致癌有關(guān)的其它試驗(yàn)方法？癌癥形成的三個(gè)主要步驟是什么？解釋，哪些是可逆的，哪些是不可逆的。什么是癌基因，癌基因是怎樣誘導(dǎo)或增加癌癥發(fā)生的可能性的？試述化學(xué)致癌物分類思考題化學(xué)致癌物可使實(shí)驗(yàn)動(dòng)物產(chǎn)生哪些反應(yīng)？ThankYou！ThankYou！化學(xué)致癌作用及其評(píng)價(jià)（II）化學(xué)致癌作用及其評(píng)價(jià)（II）54第三節(jié)化學(xué)致癌分子機(jī)制22第三節(jié)化學(xué)致癌分子機(jī)制2553腫瘤的發(fā)生是一個(gè)復(fù)雜的生物學(xué)過(guò)程至今化學(xué)致癌機(jī)制還未完全闡明在化學(xué)致癌機(jī)制研究中形成了多種學(xué)說(shuō)33腫瘤的發(fā)生是一個(gè)復(fù)雜的生物學(xué)過(guò)程在化學(xué)致癌機(jī)制研究中形成564一、體細(xì)胞突變機(jī)制體細(xì)胞突變學(xué)說(shuō)（或稱遺傳損傷機(jī)制學(xué)說(shuō)）------是主流學(xué)說(shuō)44一、體細(xì)胞突變機(jī)制575

突變學(xué)說(shuō)專指涉及DNA堿基序列的改變，這種改變可以通過(guò)細(xì)胞分裂傳遞給子代。非突變致癌學(xué)說(shuō)泛指所有不涉及堿基序列改變的致癌機(jī)制。

化學(xué)致癌可能是兩種主要機(jī)制共同作用的結(jié)果55突變學(xué)說(shuō)專指涉及DNA堿基序列的改變，這種改變可586此種遺傳物質(zhì)異常不是由生殖細(xì)胞遺傳得來(lái)的，而是在體細(xì)胞中新發(fā)生的基因突變所致。發(fā)生突變的癌前細(xì)胞在促癌因素作用下發(fā)展為腫瘤。

認(rèn)為多數(shù)腫瘤是一種體細(xì)胞遺傳病66597大量的證據(jù)顯示，許多腫瘤存在基因突變。符合細(xì)胞的增殖和分化均受基因調(diào)控的基本理論。腫瘤的形成均與許多癌基因突變激活和抑癌基因突變失活有不同程度關(guān)聯(lián)。癌變的體細(xì)胞突變學(xué)說(shuō)的支撐77大量的證據(jù)顯示，許多腫瘤存在基因突變。癌變的體細(xì)胞突變學(xué)608腫瘤發(fā)生是一個(gè)多階段的過(guò)程，通常涉及到多個(gè)基因。既有腫瘤抑制基因的失活，也有癌基因的活化，而且活化或失活的基因不只是一種。癌基因異?？稍鰪?qiáng)細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖，

抑癌基因異?？上?xì)胞正常的生長(zhǎng)抑制與分化。88腫瘤發(fā)生是一個(gè)多階段的過(guò)程，通常涉及到多個(gè)基因。619

癌基因（oncogene）是指其編碼的產(chǎn)物與細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化有關(guān)的基因。癌基因在正常情況下是以非激活狀態(tài)存在，因此被稱為原癌基因。

原癌基因（proto-oncogene）是細(xì)胞的正?；颍┗?yàn)樵┗虻幕罨问?。原癌基因是?xì)胞基因組的正常成分，其表達(dá)產(chǎn)物對(duì)細(xì)胞的正常生理功能極其重要。

癌基因99癌基因（oncogene）是指其編碼的產(chǎn)物與細(xì)胞的惡性6210

原癌基因在致癌因素作用下，可通過(guò)染色體重排、基因易位、染色體缺失、基因突變、基因擴(kuò)增、過(guò)度表達(dá)等方式被激活而成為癌基因，表達(dá)異?；虍a(chǎn)物，導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。

已知的原癌基因近100種，如ras、myc、src基因等。10106314抑癌基因（anti-oncogene）是一類抑制細(xì)胞過(guò)度生長(zhǎng)、增殖從而遏制腫瘤形成的基因。原癌基因和抑癌基因的協(xié)調(diào)表達(dá)是調(diào)節(jié)控制正常細(xì)胞生長(zhǎng)的重要分子機(jī)制之一。與癌基因不同，抑癌基因只有當(dāng)其基因座上的兩個(gè)等位基因都突變或缺失，細(xì)胞才會(huì)因正常抑制的解除而惡變。已發(fā)現(xiàn)的抑癌基因超過(guò)30種。如Rb、P53、P16、PTEN基因等。

抑癌基因1114抑癌基因（anti-oncogene）是一類抑制細(xì)胞6416

Knudson發(fā)現(xiàn)在顯性遺傳的兒童視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤患者細(xì)胞中抑癌基因----Rb基因的缺失可能源自兩次突變。認(rèn)為有遺傳傾向的個(gè)體從親代遺傳了一個(gè)Rb突變的基因，在此基礎(chǔ)上發(fā)生第二次突變時(shí)，即可導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。這種有遺傳傾向的患者通常發(fā)病年齡小。而非遺傳性患者兩次突變都在后天逐步發(fā)生，因此發(fā)病的年齡較大。二次突變學(xué)說(shuō)對(duì)遺傳性腫瘤的發(fā)生做出了很好的解釋。腫瘤“二次突變”假說(shuō)（two-hithypothesis）1216腫瘤“二次突變”假說(shuō)6517二、非突變致癌機(jī)制有的化學(xué)致癌物對(duì)細(xì)胞DNA并無(wú)致突變作用致突變?cè)囼?yàn)方法不能檢出其致突變性1317二、非突變致癌機(jī)制6618體細(xì)胞癌變并不一定有基因的結(jié)構(gòu)性改變。當(dāng)基因以外的物質(zhì)或因素如蛋白質(zhì)、RNA、生物膜發(fā)生改變，使與細(xì)胞生長(zhǎng)、分化有關(guān)的基因異常地關(guān)閉或啟動(dòng)表達(dá)，可致細(xì)胞癌變。1418體細(xì)胞癌變并不一定有基因的結(jié)構(gòu)性改變。6719（一）表觀遺傳學(xué)說(shuō)表觀遺傳學(xué)是與遺傳學(xué)相對(duì)應(yīng)的概念。遺傳學(xué)（genetics）改變是指基于基因序列改變所致基因表達(dá)水平變化，如基因突變、基因雜合丟失等。表觀遺傳學(xué)（epigenetics）改變則是指基于非基因序列改變所致基因表達(dá)水平的變化。1519（一）表觀遺傳學(xué)說(shuō)表觀遺傳學(xué)是與遺傳學(xué)相對(duì)應(yīng)的概念。6820真核細(xì)胞中存在著表觀遺傳修飾網(wǎng)絡(luò)，調(diào)控著具有組織和細(xì)胞特異性的基因表達(dá)模式。目前發(fā)現(xiàn)的表遺傳學(xué)改變主要涉及到非編碼小分子RNA、DNA甲基化、組蛋白修飾、染色質(zhì)重塑等。表觀遺傳變異與許多人類疾病的發(fā)生密切相關(guān)，如腫瘤、衰老、遺傳性疾病、免疫性疾病及中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病等。1620真核細(xì)胞中存在著表觀遺傳修飾網(wǎng)絡(luò)，調(diào)控著具有組織和細(xì)6921是具有調(diào)控蛋白翻譯功能的細(xì)胞內(nèi)源性非編碼RNA分子，長(zhǎng)約22個(gè)核苷酸。不翻譯成蛋白質(zhì)。通過(guò)堿基互補(bǔ)特異結(jié)合到靶mRNA上，引導(dǎo)其降解或阻止其翻譯，發(fā)揮調(diào)控基因表達(dá)的作用。在基因調(diào)控中有著廣泛、基礎(chǔ)性的重要功能。其失控可導(dǎo)致癌基因表達(dá)紊亂，引發(fā)腫瘤。非編碼小分子RNA（microRNA或miRNA）1721是具有調(diào)控蛋白翻譯功能的細(xì)胞內(nèi)源性非編碼RNA分子，7022約50%的microRNA在基因組上定位于與腫瘤相關(guān)的脆性位點(diǎn)。脆性位點(diǎn)（fragilesite，F(xiàn)RA）是容易發(fā)生姊妹染色單體交換、易位、突變、缺失、擴(kuò)增的位點(diǎn)。

microRNA突變或異位表達(dá)與多種人類腫瘤相關(guān)。microRNA可以起到腫瘤抑制基因或者癌基因的功能。1822約50%的microRNA在基因組上定位于與腫瘤相關(guān)7123Nature雜志評(píng)論稱：由麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)等單位開展的這些研究“改變了癌癥遺傳學(xué)的前景，開啟了理解和診斷癌癥的新篇章，將引來(lái)腫瘤診斷的潛在革命”，“是腫瘤遺傳學(xué)的新的里程碑”。MechanismofmicroRNAmicroRNA在化學(xué)致癌方面的研究只是剛剛開始！1923Nature雜志評(píng)論稱：由麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)等7225是指在DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶的作用下，在基因組CpG二核苷酸的胞嘧啶5’碳位共價(jià)鍵結(jié)合一個(gè)甲基基團(tuán)。基因組的1/3由散在的重復(fù)DNA片段組成，這些DNA片段中又有許多CpG二核苷酸聚集，稱為CpG島。人類基因組中的CpG島總是處于未甲基化狀態(tài)。CpG島位點(diǎn)是腫瘤中原癌基因和抑癌基因突變的熱點(diǎn)部位。DNA甲基化2025是指在DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶的作用下，在基因組CpG二核7326CpG島的異常甲基化會(huì)導(dǎo)致抑癌基因、DNA修復(fù)基因和轉(zhuǎn)移抑制基因的失活。CpG島的低甲基化則會(huì)導(dǎo)致原癌基因的活化?；蛱禺愋缘腄NA甲基化改變，可作為腫瘤早期診斷、化學(xué)預(yù)防效果評(píng)價(jià)的生物學(xué)標(biāo)志。2126CpG島的異常甲基化會(huì)導(dǎo)致抑癌基因、DNA修復(fù)基因和7427（二）細(xì)胞異常增生增生可分為良性增生和異常增生或惡性增生。良性增生限于一定程度和一定時(shí)間，增生刺激因素一旦消除，增生則停止。細(xì)胞增生是許多癌前病變的共同特征。例如慢性潰瘍、乳腺囊性小葉增生等。發(fā)生惡性增生的細(xì)胞不受任何約束和控制，呈無(wú)規(guī)律的迅速生長(zhǎng)。2227（二）細(xì)胞異常增生增生可分為良性增生和異常增生或惡性7528（三）免疫抑制在有免疫缺陷的個(gè)體中，惡性腫瘤的發(fā)生率增高。一些化學(xué)致癌物具有免疫抑制作用，如多氯聯(lián)苯、二噁英、苯并（a）芘、鎘、砷等。外源化學(xué)物可能通過(guò)抑制免疫功能促進(jìn)腫瘤的發(fā)生，而啟動(dòng)的癌細(xì)胞通過(guò)免疫“逃避”躲開機(jī)體的免疫攻擊。免疫“逃避”：發(fā)生惡變的腫瘤細(xì)胞可破壞宿主的免疫功能，以保護(hù)腫瘤細(xì)胞免受宿主細(xì)胞的攻擊，使腫瘤細(xì)胞能繼續(xù)生長(zhǎng)、擴(kuò)散、轉(zhuǎn)移。2328（三）免疫抑制在有免疫缺陷的個(gè)體中，惡性腫瘤的發(fā)生率76第四節(jié) 化學(xué)致癌作用的影響因素2924第四節(jié) 化學(xué)致癌作用的影響因素297730PAHs分布極為廣泛，空氣、土壤、水、植物以及食物中都發(fā)現(xiàn)了PAHs的存在。有許多苯并（a）芘污染源，如工業(yè)廢氣，香煙煙霧，廚房油煙，燒烤和熏制食品等。人群和動(dòng)物研究均證實(shí)PAHs是人類肺癌及胃癌等重要病因之一。然而并不是所有人接觸PAHs都會(huì)產(chǎn)生不良的健康效應(yīng),即使暴露的環(huán)境相同，年齡相近，有些人患了腫瘤，而有些人卻安然無(wú)恙。為什么接觸同樣的致癌物，有些人得病，而有些人則不會(huì)？2530PAHs分布極為廣泛，空氣、土壤、水、植物7831一、化學(xué)致癌物因素致癌物的化學(xué)結(jié)構(gòu)直接影響其致癌作用的大小和作用機(jī)制。多數(shù)致癌物是親電子劑，即分子結(jié)構(gòu)中有正碳原子等親電子基團(tuán)。DNA、RNA和蛋白質(zhì)等大分子化合物都具有親核基團(tuán)，即富含電子的部位，易與致癌物中的親電子集團(tuán)結(jié)合。

只有化學(xué)結(jié)構(gòu)中具備親電子基團(tuán)，才具備與細(xì)胞大分子的親核中心共價(jià)結(jié)合產(chǎn)生致癌活性的條件。2631一、化學(xué)致癌物因素致癌物的化學(xué)結(jié)構(gòu)直接影響其致癌作用7932二、宿主因素

在人類表現(xiàn)為種族差異

歐美乳腺癌年死亡率是日本的4～5倍，日本的胃癌年死亡率是美國(guó)7倍，廣東人及香港新加坡等地廣東人中，鼻咽癌相當(dāng)常見。動(dòng)物中存在物種和器官特異性

2-萘胺可誘導(dǎo)人、狗、猴和倉(cāng)鼠膀胱癌，但對(duì)小鼠卻誘發(fā)肝癌和肺癌，對(duì)大鼠和兔的各器官均不能誘發(fā)腫瘤。（一）物種、品系和器官特異性

2732二、宿主因素在人類表現(xiàn)為種族差異（一）物種、品8033隨年齡的增大而增加。體細(xì)胞突變累積。幼兒和兒童的腫瘤，常與遺傳性的基因損害有關(guān)。如視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤、神經(jīng)母細(xì)胞瘤等。嬰幼兒比成年人對(duì)許多環(huán)境致癌物有更大的風(fēng)險(xiǎn)。動(dòng)物幼仔對(duì)某些致癌物更易感。

PAHs在新生小鼠能很快誘發(fā)肝臟腫瘤，但在初成年者則不易誘發(fā)；黃曲霉毒素B1對(duì)新生小鼠誘發(fā)肝臟腫瘤，對(duì)斷奶小鼠則不能誘發(fā)。

（二）年齡2833隨年齡的增大而增加。體細(xì)胞突變累積。（二）年齡8134腫瘤的發(fā)生在性別上有很大的差異。原因：女性激素，男女性染色體不同，某一性別較多接受某種致癌因子。動(dòng)物試驗(yàn)，某些腫瘤在某一性別發(fā)生較多。

2-AAF主要在雄性大鼠誘發(fā)肝癌，鄰氨基偶氮甲苯對(duì)雌性小鼠更易誘發(fā)肝癌。

（三）性別2934腫瘤的發(fā)生在性別上有很大的差異。（三）性別8235過(guò)量攝取動(dòng)物脂肪，多食熏、炸、腌、漬食品，酗酒和低攝入纖維素、水果和蔬菜等是危險(xiǎn)因素。癌的防護(hù)因子，如維生素A、C和E、β胡蘿卜素、硒、鞣酸等。膳食適當(dāng)，可減少人類1/3的癌癥。

（四）飲食與營(yíng)養(yǎng)3035過(guò)量攝取動(dòng)物脂肪，多食熏、炸、腌、漬食品，酗酒和低攝8336三、遺傳易感性與化學(xué)致癌腫瘤屬于多因素疾病，是環(huán)境因素與遺傳因素相互作用的結(jié)果。單純由遺傳因素決定的患病風(fēng)險(xiǎn)稱為易感性（susceptibility）。腫瘤遺傳易感性是指具有某些遺傳缺陷或某種基因多態(tài)性變異型的個(gè)體容易發(fā)生腫瘤的特性。3136三、遺傳易感性與化學(xué)致癌腫瘤屬于多因素疾病，是環(huán)境因8437腫瘤的發(fā)生是致癌因素的作用與個(gè)體的遺傳易感性共同決定的。個(gè)體的遺傳易感性又是由特定基因（即“易感基因”）的遺傳多態(tài)性（geneticpolymorphism）決定的。遺傳多態(tài)性是自然存在的DNA序列的變異性。3237腫瘤的發(fā)生是致癌因素的作用與個(gè)體的遺傳易感性共同決定8538單核苷酸多態(tài)性(singlenucleotidepolymorphisms，SNPs)：指在基因組水平上由單個(gè)核苷酸的變異所引起的DNA序列多態(tài)性。腫瘤易感相關(guān)基因的SNPs是決定機(jī)體腫瘤易感性的一個(gè)重要因素。研究較多的腫瘤易感相關(guān)基因SNPs單核苷酸多態(tài)性調(diào)控毒物代謝酶基因DNA修復(fù)基因影響DNA甲基化狀態(tài)的基因microRNA編碼基因3338單核苷酸多態(tài)性(singlenucleotide8639四、聯(lián)合作用

同時(shí)接觸兩種或多種致癌物，致癌作用增強(qiáng)，為共致癌作用或協(xié)同致癌作用。

非致癌物與致癌物同時(shí)存在，致癌作用減弱，為拮抗作用。3439四、聯(lián)合作用同時(shí)接觸兩種或多種致癌物，致癌作第五節(jié)觀察化學(xué)毒物致癌作用的基本方法

第五節(jié)觀察化學(xué)毒物致癌作用的基本方法

一、用于致癌物篩選的短期試驗(yàn)（一）致突變?cè)囼?yàn)：①基因突變?cè)囼?yàn)：鼠傷寒沙門氏菌回復(fù)突變?cè)囼?yàn)(Ames試驗(yàn));②染色體畸變?cè)囼?yàn)：體外細(xì)胞系細(xì)胞遺傳學(xué)分析，小鼠骨髓微核試驗(yàn)，大鼠骨髓染色體畸變?cè)囼?yàn);③原發(fā)性DNA損傷：DNA加合物，鏈斷裂，DNA修復(fù)誘導(dǎo)(細(xì)菌SOS反應(yīng)，大鼠肝UDS誘導(dǎo))，SCE試驗(yàn)；④體外細(xì)胞轉(zhuǎn)化：敘利亞地鼠胚胎細(xì)胞，Balb/c3T3細(xì)胞。

一、用于致癌物篩選的短期試驗(yàn)（二）哺乳動(dòng)物短期致癌試驗(yàn)：

哺乳動(dòng)物短期致癌試驗(yàn)又稱為有限體內(nèi)試驗(yàn)，指時(shí)間有限(數(shù)月)，靶器官有限。較受重視的短期致癌試驗(yàn)有下列四種：1．小鼠皮膚腫瘤誘發(fā)試驗(yàn)：2．小鼠肺瘤誘發(fā)試驗(yàn)：（二）哺乳動(dòng)物短期致癌試驗(yàn)：3．大鼠肝轉(zhuǎn)化灶誘發(fā)試驗(yàn)。

4．雌性大鼠乳腺癌誘發(fā)試驗(yàn)，

此四個(gè)試驗(yàn)不是成組試驗(yàn)，應(yīng)根據(jù)受試物的特點(diǎn)選擇使用。此四個(gè)試驗(yàn)任一試驗(yàn)得到陽(yáng)性結(jié)果的意義與長(zhǎng)期動(dòng)物致癌試驗(yàn)相似，但陰性結(jié)果并不能排除受試物的致癌性。3．大鼠肝轉(zhuǎn)化灶誘發(fā)試驗(yàn)。何時(shí)應(yīng)考慮進(jìn)行致癌性評(píng)價(jià)：①人體可能長(zhǎng)期暴露于該化學(xué)物；②該化學(xué)物或其代謝物的化學(xué)結(jié)構(gòu)與已知致癌物相似；③反復(fù)染毒毒性試驗(yàn)提示該化學(xué)物可能產(chǎn)生癌前病變。何時(shí)應(yīng)考慮進(jìn)行致癌性評(píng)價(jià)：二、哺乳動(dòng)物長(zhǎng)期致癌試驗(yàn)（一）試驗(yàn)動(dòng)物

物種和品系：要求用兩種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，常規(guī)選用大鼠和小鼠，也可用倉(cāng)鼠。性別：為接近人類情況，應(yīng)使用同等數(shù)量的雌雄兩種性別的動(dòng)物。年齡：使用剛斷乳的動(dòng)物，以保證有足夠長(zhǎng)的染毒和發(fā)生癌癥的時(shí)間。二、哺乳動(dòng)物