食品毒理學(xué)致癌毒性

食品毒理學(xué)致癌毒性惡性腫瘤嚴(yán)重威脅人類健康的常見病多發(fā)病目前腫瘤發(fā)病率不斷上升

全世界每年新發(fā)生腫瘤約900萬人，死亡約700萬人。我國每年新發(fā)生腫瘤約160萬人，死亡約130萬人。發(fā)病年齡年輕化在許多國家已成為僅次于心血管疾病的第二大死亡原因第2頁,共124頁，2024年2月25日，星期天一、致癌作用的概念

致癌作用是指環(huán)境有害因素引起或增進(jìn)正常細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化并發(fā)展為腫瘤的過程。化學(xué)致癌(chemicalcarcinogenesis)是指化學(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，具有這種作用的化學(xué)物質(zhì)稱為化學(xué)致癌物(chemicalcarcinogen)。第3頁,共124頁，2024年2月25日，星期天癌癥的發(fā)生80~90％由環(huán)境因素引起，包括物理因素、生物因素和化學(xué)因素。其中主要是化學(xué)因素。在環(huán)境因素引起的腫瘤中，80％以上由化學(xué)因素引起。第4頁,共124頁，2024年2月25日，星期天致癌物可分為三大類：遺傳毒性致癌物、無機(jī)致癌物和非遺傳毒性致癌物。

1、遺傳毒性致癌物（1）直接致癌物：不需代謝活化直接與親核分子共價(jià)結(jié)合形成加合物。這類化合物為親電子劑，大多數(shù)為合成有機(jī)物。亞硝胺、苯并芘、黃曲霉素B1、丙烯酰胺。第5頁,共124頁，2024年2月25日，星期天（2）前致癌物：多數(shù)有機(jī)致癌物本身并不致癌，需代謝活化才具有致癌活性，稱為間接致癌物。間接致癌物的原型稱為前致癌物。前致癌物經(jīng)代謝活化形成的中間間代謝產(chǎn)物——近致癌物（半致癌物），有一定致癌作用但必須再一次激活——終致癌物（前致癌物經(jīng)代謝活動(dòng)形成的具有致癌作用的代謝物和不需代謝活化的致癌物）。第6頁,共124頁，2024年2月25日，星期天前致癌物終致癌物細(xì)胞含錯(cuò)配堿基細(xì)胞死亡不分化的癌分化的腫瘤致癌物-DNA加合物引發(fā)的細(xì)胞正常細(xì)胞活化轉(zhuǎn)移DNA結(jié)合修復(fù)DNA復(fù)制錯(cuò)配修復(fù)失敗DNA修復(fù)促長進(jìn)展第7頁,共124頁，2024年2月25日，星期天2.無機(jī)致癌物

放射性元素和重金屬。有些可能是親電子劑，但有些是通過選擇性改變DNA復(fù)制保真性，導(dǎo)致DNA的改變。鈾、鐳、氡等可能由于其放射性致癌。鎳、鉻、鈦、錳等金屬及其鹽類可在一定條件下致癌。第8頁,共124頁，2024年2月25日，星期天3.非遺傳毒性致癌物(non-genotoxiccarcinogens)

非遺傳毒性致癌物不與DNA反應(yīng)，可能間接地影響DNA并改變基因組導(dǎo)致細(xì)胞癌變，或者通過促長作用、增強(qiáng)作用導(dǎo)致癌的發(fā)展。第9頁,共124頁，2024年2月25日，星期天（1）促癌劑：本身無致癌性，在給以遺傳毒性致癌物之后再給以促長劑可增強(qiáng)遺傳毒性致癌物的致癌作用，也可促進(jìn)“自發(fā)性”轉(zhuǎn)化細(xì)胞發(fā)展成癌。如苯巴比妥對(duì)大鼠肝癌有促進(jìn)作用；色氨酸和糖精對(duì)膀胱癌有促癌作用。（2）細(xì)胞毒物：可能引起細(xì)胞死亡，導(dǎo)致細(xì)胞增殖活躍及癌發(fā)展。如氮川三乙酸使鋅進(jìn)入腎臟，由于鋅的毒性，造成細(xì)胞死亡，結(jié)果引起增生和腎腫瘤。第10頁,共124頁，2024年2月25日，星期天（3）激素調(diào)控劑：主要改變內(nèi)分泌系統(tǒng)平衡及細(xì)胞正常分化，常起促長劑作用。（4）免疫抑制劑：主要對(duì)病毒誘導(dǎo)的惡性轉(zhuǎn)化起增強(qiáng)作用。如硫唑嘌呤、6-巰基嘌呤等免疫抑制劑或免疫血清，均能使動(dòng)物和人發(fā)生白血病或淋巴瘤，但很少發(fā)生實(shí)體腫瘤。第11頁,共124頁，2024年2月25日，星期天（5）固態(tài)物質(zhì)：物理狀態(tài)是關(guān)鍵性因素，可能涉及細(xì)胞毒性。如塑料、石棉等。動(dòng)物皮下包埋塑料后，經(jīng)過較長的潛伏期，可導(dǎo)致肉瘤形成。石棉在人和動(dòng)物的胸膜表面可引起胸膜間皮瘤。石棉和其它礦物粉塵，如鈾礦或赤鐵礦粉塵，可增強(qiáng)吸煙致肺癌的作用。（6）過氧化物酶體增殖劑：過氧化物酶體增殖可導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)氧自由基過量生成。如降血脂藥安妥明、降脂異丙酯、增塑劑鄰苯二甲酸酯和有機(jī)溶劑1，1，2-三氯乙烯。第12頁,共124頁，2024年2月25日，星期天（7）助癌物：本身無致癌性，在致癌物之前或同時(shí)應(yīng)用助癌物可顯著增加癌癥的發(fā)生。助癌作用的機(jī)制可涉及增加致癌物的吸收、增加活化的致癌物的比例、耗盡內(nèi)源性結(jié)合反應(yīng)底物、抑制DNA修復(fù)、促進(jìn)DNA損傷固定為突變等。第13頁,共124頁，2024年2月25日，星期天化學(xué)致癌物的其它分類有多種分類方法，例如：根據(jù)致癌物的來源：內(nèi)源性和外源性致癌物人工合成或自然產(chǎn)生：人工合成致癌物和自然致癌物致癌作用的靶器官：肝臟致癌物、腎臟致癌物等能否引起人類腫瘤：人類致癌物和動(dòng)物致癌物第14頁,共124頁，2024年2月25日，星期天人類致癌物

為了評(píng)價(jià)化學(xué)物質(zhì)對(duì)人類的致癌性，世界衛(wèi)生組織下屬的國際癌癥研究所(IntenationalAgencyforResearchonCancer，IARC)

定期組織專家對(duì)已發(fā)表的致癌實(shí)驗(yàn)資料和人類流行病學(xué)研究結(jié)果進(jìn)行綜合分析，提出綜合評(píng)價(jià)，將致癌因素分為四類。第15頁,共124頁，2024年2月25日，星期天第一類肯定的人類致癌物（或混合物和接觸環(huán)境，以下同）：

有足夠的流行病學(xué)證據(jù)支持接觸此種化學(xué)物質(zhì)與癌癥發(fā)生有因果關(guān)系。第16頁,共124頁，2024年2月25日，星期天第二類，分為A、B兩組A組對(duì)人很可能是致癌物：有一定的流行病學(xué)證據(jù)表明接觸此種化學(xué)物質(zhì)可以致癌，不管動(dòng)物實(shí)驗(yàn)資料如何。B組對(duì)人可能是致癌物：流行病學(xué)資料不夠充分或者缺乏，但動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果充分證明此種化學(xué)物質(zhì)具有致癌性。第17頁,共124頁，2024年2月25日，星期天第三類對(duì)人的致癌性尚不能確定的化學(xué)物：缺乏人類的資料，動(dòng)物致癌性資料也有限。

第四類對(duì)人類很可能不致癌的化學(xué)物對(duì)人及動(dòng)物的致癌性證據(jù)不充分，或根本沒有資料可以利用。第18頁,共124頁，2024年2月25日，星期天

IARC1997年確定的74種肯定的人類致癌物中，除11種為生物和物理因素外，其他63種為化學(xué)因素。第19頁,共124頁，2024年2月25日，星期天工業(yè)化學(xué)物質(zhì)（22種）：①有機(jī)物：

4-氨基聯(lián)苯苯聯(lián)苯胺N，N-雙(2-氯乙基)-2萘胺雙氯甲醚和氯甲甲醚(工業(yè)品)1，4-丁二醇二甲磺酸脂(馬利蘭)1，4-二甲磺酰丁烷第20頁,共124頁，2024年2月25日，星期天工業(yè)化學(xué)物質(zhì)（22種）：①有機(jī)物：1-(2-氯乙基)-3-(4-甲環(huán)乙基)-1-亞硝基脲環(huán)氧乙烷芥子氣(硫芥)乙-萘胺氯乙烯2，3，7，8-四氯二苯二惡英Tamoxifen（它莫西芬、三苯氧胺）第21頁,共124頁，2024年2月25日，星期天工業(yè)化學(xué)物質(zhì)（22種）：②無機(jī)物

砷及其化合物鈹及其化合物鉻化合物(六價(jià))鎳化合物鎘及其化合物石棉含石棉狀纖維的滑石粉毛沸石第22頁,共124頁，2024年2月25日，星期天

藥物（15種）：環(huán)孢霉素環(huán)磷酰胺甲氧補(bǔ)骨脂素加長波紫外輻射噻替派蘇消胺MOPP及其他包括烷化劑的聯(lián)合化療〔氮芥(M)、長春新堿(O)、甲基芐肼(P)、強(qiáng)的松(P)〕苯丙氨酸氮芥第23頁,共124頁，2024年2月25日，星期天藥物（15種）：苯丁酸氮芥硝基咪唑硫嘌呤己烯雌酚雌激素替代療法非甾族雌激素甾族雌激素復(fù)方口服避孕藥順序型口服避孕藥第24頁,共124頁，2024年2月25日，星期天

生物毒素（1種）：黃曲霉毒素B1第25頁,共124頁，2024年2月25日，星期天

混合物（12種）：酒精飲料含非那西汀的止痛合劑檳榔與煙草一起咬嚼煤焦油瀝青煤焦油未處理和略加處理的礦物油第26頁,共124頁，2024年2月25日，星期天混合物（12種）：腌魚(中國式)頁巖油煤煙灰無煙的煙草制品卷煙煙氣木塵第27頁,共124頁，2024年2月25日，星期天

接觸環(huán)境（13種）：鋁的生產(chǎn)金胺制造靴鞋制造和修理煤的氣化焦炭生產(chǎn)家具和箱櫥制造接觸氡的地下赤鐵礦開采第28頁,共124頁，2024年2月25日，星期天接觸環(huán)境（13種）：鐵和鋼的鑄造異丙醇制造(強(qiáng)酸工藝)品紅制造油漆工(職業(yè)接觸)橡膠行業(yè)含硫酸的強(qiáng)無機(jī)酸酸霧(職業(yè)接觸)第29頁,共124頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)致癌作用的發(fā)生過程人類或動(dòng)物的正常細(xì)胞如何在化學(xué)致癌物的作用下，逐步轉(zhuǎn)化成癌細(xì)胞。在體內(nèi)如何逐步發(fā)展成可見腫瘤，并轉(zhuǎn)移到機(jī)體其他組織。腫瘤的發(fā)生是一個(gè)長期的、多階段、多基因改變累積的過程，具有多基因控制和多因素調(diào)節(jié)的復(fù)雜性。第30頁,共124頁，2024年2月25日，星期天癌細(xì)胞的生物學(xué)特點(diǎn)：1、持續(xù)性增殖，分化不良，體外培養(yǎng)無接觸性抑制。永生性。2、浸潤性生長：可侵入其他組織，并發(fā)生轉(zhuǎn)移3、過分旺盛地合成核酸和氨基酸4、強(qiáng)烈的有氧酵解：在供氧充分時(shí)，仍能將葡萄糖轉(zhuǎn)化為乳酸，大量的乳酸使pH下降，影響細(xì)胞酶活力，破壞內(nèi)穩(wěn)態(tài)的維持。5、可將上述特征遺傳給子代細(xì)胞。第31頁,共124頁，2024年2月25日，星期天癌細(xì)胞大小不等。胞漿著藍(lán)色，邊緣有少許細(xì)小紫紅色顆粒，含空泡。核型不規(guī)則，染色質(zhì)粗點(diǎn)狀排列。核仁明顯，多少不一，有空泡，此外可見裸核細(xì)胞。右上瘤細(xì)胞有血小板附著。第32頁,共124頁，2024年2月25日，星期天第33頁,共124頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)化學(xué)致癌作用機(jī)理一、化學(xué)致癌物與DNA形成加合物許多致癌物是親電子劑，能與細(xì)胞內(nèi)DNA結(jié)合形成加合物，造成DNA不可逆的損傷。DNA加合物的形成在化學(xué)致癌過程中起關(guān)鍵性作用。第34頁,共124頁，2024年2月25日，星期天第35頁,共124頁，2024年2月25日，星期天

化學(xué)物可與DNA的堿基、戊糖或磷酸發(fā)生反應(yīng)，形成穩(wěn)定的等價(jià)加合物，也可迅速導(dǎo)致堿基脫氨或水合作用以及DNA斷裂、堿基丟失、DNA雙螺旋扭曲變形，引起移碼突變、DNA鏈內(nèi)交聯(lián)等。第36頁,共124頁，2024年2月25日，星期天第37頁,共124頁，2024年2月25日，星期天二、化學(xué)致癌物的代謝活化

許多化學(xué)致癌物并不能直接與DNA共價(jià)結(jié)合，必須在體內(nèi)代謝活化后才有能力與靶分子起作用。根據(jù)是否需代謝活化，可將致癌物分為：直接致癌物間接致癌物第38頁,共124頁，2024年2月25日，星期天直接致癌物(directcarcinogen)

不需代謝活化即具有親電子活性，能與DNA共價(jià)結(jié)合形成加合物(adduct)而誘導(dǎo)細(xì)胞癌變。如烷化劑和金屬致癌物等，大多數(shù)是合成的有機(jī)物。第39頁,共124頁，2024年2月25日，星期天間接致癌物(indirectcarcinogen)

需在體內(nèi)代謝活化后才具有致癌活性?；罨暗拈g接致癌物稱為前致癌物，經(jīng)過代謝的活性產(chǎn)物稱為終致癌物，在活化過程中的中間產(chǎn)物稱為近似致癌物。

代謝酶代謝酶前致癌物近致癌物終致癌物第40頁,共124頁，2024年2月25日，星期天代謝活化分為兩相：第一相氧化作用，使致癌物活性增加，由細(xì)胞色素P450酶系、還原酶及單胺氧化酶等催化。第二相結(jié)合反應(yīng)，通常轉(zhuǎn)變?yōu)槿趸驘o致癌性的極性化合物。少數(shù)為活化過程，如N-羥基-2-乙酰氨基芴的結(jié)合反應(yīng)。第41頁,共124頁，2024年2月25日，星期天第42頁,共124頁，2024年2月25日，星期天化學(xué)致癌物代謝的特點(diǎn)：1.代謝以氧化過程為主。2.代謝活化以肝臟為主（P450酶系肝臟最多）。

3.代謝酶的活性存在種屬、品系和個(gè)體差異，個(gè)體間可相差30-100倍。4.其他代謝途徑：例如腎臟、膀胱等含有前列腺素H合成酶，可將2-萘胺激活；可將苯并(a)芘、黃曲霉素B1生成環(huán)氧化物。皮膚、肺等含有髓過氧化物酶，可將芳香胺活化。第43頁,共124頁，2024年2月25日，星期天三、致突變性與致癌性致突變性與致癌性的關(guān)系:一方面絕大多數(shù)化學(xué)致癌物有致突變性。另一方面在致癌物誘發(fā)的腫瘤細(xì)胞中存在相關(guān)的基因突變。第44頁,共124頁，2024年2月25日，星期天Ames試驗(yàn)測(cè)試175種已知致癌物，結(jié)果有157種致突變?yōu)殛栃?，相關(guān)率達(dá)89.7%。測(cè)試125種非致癌物，有109種為致突變陰性，相關(guān)率達(dá)87.2%。果蠅試驗(yàn)、染色體畸變分析等也有類似結(jié)果。第45頁,共124頁，2024年2月25日，星期天基因突變與腫瘤形成的關(guān)系：在DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中，如果模板受到損害，蛋白質(zhì)的氨基酸序列可能會(huì)發(fā)生改變，從而可能影響蛋白質(zhì)的正常功能，最終使細(xì)胞生長分化失控而致癌。第46頁,共124頁，2024年2月25日，星期天在很多情況下，某個(gè)堿基的突變并不改變DNA密碼，蛋白質(zhì)的氨基酸序列并不改變，稱無聲突變(silentmutation)。有些突變可改變氨基酸的序列，但不影響蛋白質(zhì)的功能；或者可影響蛋白質(zhì)的功能，但對(duì)細(xì)胞的生長和分化不起作用，此種突變并不致癌。與細(xì)胞生長和分化有關(guān)的基因突變?cè)谥掳┻^程中起關(guān)鍵作用。第47頁,共124頁，2024年2月25日，星期天化學(xué)物DNA損傷有致癌無明顯后果DNA修復(fù)失敗可遺傳的改變，即突變有無蛋白表達(dá)及功能改變影響生長分化無不影響生長分化不致癌第48頁,共124頁，2024年2月25日，星期天對(duì)基因突變的檢測(cè)可作為檢測(cè)化學(xué)致癌物的一個(gè)指標(biāo)。但是，并非所有的致突變劑都是致癌物；有些致癌物可能通過非遺傳機(jī)制致癌，因此用致突變?cè)囼?yàn)預(yù)測(cè)致癌物有一定的局限性。第49頁,共124頁，2024年2月25日，星期天四、化學(xué)致癌的非遺傳機(jī)制

大多數(shù)化學(xué)致癌物可與DNA共價(jià)結(jié)合，引起基因突變或染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的改變，最終導(dǎo)致癌變。由于其作用靶部位是機(jī)體的遺傳物質(zhì)，故稱為遺傳毒性致癌物(genotoxiccarcinogen)。第50頁,共124頁，2024年2月25日，星期天

部分致癌物用常規(guī)的致突變?cè)囼?yàn)不能檢出致突變性，但可影響生長調(diào)節(jié)基因的表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞分裂增殖而誘發(fā)腫瘤。由于其不直接作用于遺傳物質(zhì)，稱為非遺傳毒性致癌物(nongenotoxiccarcinogen),如免疫抑制劑、石棉、激素和促癌劑等。第51頁,共124頁，2024年2月25日，星期天

遺傳毒性致癌物和非遺傳毒性致癌物的區(qū)分不是絕對(duì)的，有些化學(xué)物達(dá)到一定劑量時(shí)，既具有遺傳毒性(啟動(dòng)劑)，同時(shí)也具有非遺傳毒性(促癌劑)。第52頁,共124頁，2024年2月25日，星期天

非遺傳毒性致癌物促進(jìn)細(xì)胞分裂增殖而誘發(fā)腫瘤，例如許多激素是有絲分裂劑，它們與細(xì)胞內(nèi)相應(yīng)受體結(jié)合，通過第二信使，影響生長調(diào)節(jié)基因的表達(dá)，刺激細(xì)胞分裂增殖，如調(diào)節(jié)甲狀腺、腎上腺、胰腺、乳腺、性腺等器官的各種激素。第53頁,共124頁，2024年2月25日，星期天

體內(nèi)某種激素水平異常升高，會(huì)使靶細(xì)胞轉(zhuǎn)化成癌細(xì)胞的可能性增高。如：卵巢切除術(shù)后或絕經(jīng)后雌激素替代療法或長期使用激素類避孕藥會(huì)增加生癌的危險(xiǎn)性。碘缺乏者體內(nèi)促甲狀腺生成素水平持續(xù)升高，而易患甲狀腺腫瘤。第54頁,共124頁，2024年2月25日，星期天細(xì)胞分裂增殖對(duì)腫瘤形成的影響：①細(xì)胞分裂時(shí)，S期細(xì)胞DNA解螺旋，富含電子的部位大量暴露，易受致癌物的攻擊。②細(xì)胞快速增殖，細(xì)胞周期縮短，DNA損傷修復(fù)時(shí)間減少，突變機(jī)會(huì)增加。③基因突變后細(xì)胞必須通過增殖才能表現(xiàn)出其突變或轉(zhuǎn)化表型。④轉(zhuǎn)化細(xì)胞通過增殖才能繼續(xù)演變，發(fā)展成自主性增殖的腫瘤。第55頁,共124頁，2024年2月25日，星期天五、化學(xué)致癌的階段理論

化學(xué)致癌過程非常復(fù)雜，包括一系列生物學(xué)改變，是一個(gè)長期的、多因素、多基因參與的多階段過程，至少有三個(gè)階段：啟動(dòng)階段(initiation)：有基因突變促癌階段(promotion)進(jìn)展階段(progression)：有基因突變第56頁,共124頁，2024年2月25日，星期天三階段論的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停海?）給動(dòng)物啟動(dòng)劑二甲苯并蒽一次，可誘發(fā)少數(shù)良性皮膚腫瘤。（2）隨后接觸促癌劑TPA（12-鄰十四烷酰大戟二萜醇-13乙酸酯），良性腫瘤數(shù)量增多。單獨(dú)使用或在給予啟動(dòng)劑之前使用TPA

，都不能誘發(fā)腫瘤。（3）促癌之后再次接觸啟動(dòng)劑（進(jìn)展劑）二甲苯并蒽，出現(xiàn)惡性腫瘤，且隨著接觸次數(shù)增加，惡性腫瘤數(shù)亦增多。第57頁,共124頁，2024年2月25日，星期天1.啟動(dòng)階段

化學(xué)致癌物作用于DNA造成損傷，DNA損傷經(jīng)細(xì)胞分裂增殖(一到數(shù)次)被固定下來，導(dǎo)致基因突變，使細(xì)胞發(fā)生了不可逆的遺傳性改變。此刻細(xì)胞并不表現(xiàn)出腫瘤細(xì)胞的生物學(xué)特性。第58頁,共124頁，2024年2月25日，星期天

具有引發(fā)作用的化學(xué)物稱為引發(fā)劑。引發(fā)劑本身有致癌性，大多數(shù)是致突變物，沒有可檢測(cè)的閾劑量，引發(fā)作用是不可逆的并且是累積性的。但并非所有的引發(fā)細(xì)胞都將構(gòu)成腫瘤，因其中大多數(shù)將經(jīng)歷程序性細(xì)胞死亡(凋亡)。引發(fā)細(xì)胞不具有生長自主性，因此不是腫瘤細(xì)胞。第59頁,共124頁，2024年2月25日，星期天啟動(dòng)細(xì)胞并不都能存活下來。啟動(dòng)細(xì)胞的其他轉(zhuǎn)歸：（1）被機(jī)體的免疫系統(tǒng)清除，如被吞噬細(xì)胞消滅。（2）通過細(xì)胞凋亡而消失。（3）在組織穩(wěn)態(tài)因素控制下，保持休眠狀態(tài)。第60頁,共124頁，2024年2月25日，星期天2.促癌階段

促癌物作用于啟動(dòng)細(xì)胞上的特定受體而影響信息傳遞，可逆地增加或減弱基因表達(dá)，促進(jìn)已突變的啟動(dòng)細(xì)胞迅速分裂增殖，形成良性腫瘤。第61頁,共124頁，2024年2月25日，星期天

促癌物（promoterofcarcinoma）本身不具有致癌性，單獨(dú)作用不會(huì)誘發(fā)腫瘤，但當(dāng)它與致癌物共同作用，或在致癌物作用之后，反復(fù)作用于細(xì)胞，可促進(jìn)啟動(dòng)細(xì)胞分裂增殖而發(fā)展成為腫瘤。促癌物通常是非致突變物，不引起DNA結(jié)構(gòu)的改變，通過非遺傳機(jī)制發(fā)生作用，影響引發(fā)細(xì)胞的增殖，導(dǎo)致局部增殖并引起良性局灶性病理損害，如乳頭瘤、結(jié)節(jié)或息肉。這些病損很多會(huì)消退，僅少數(shù)細(xì)胞發(fā)生進(jìn)一步突變引成惡性腫瘤。第62頁,共124頁，2024年2月25日，星期天特點(diǎn)：歷時(shí)較長，早期有可逆性，晚期為不可逆的；對(duì)生理因素調(diào)節(jié)的敏感性，衰老、飲食和激素可影響促長作用。第63頁,共124頁，2024年2月25日，星期天常見的促癌物（1）12-鄰十四烷酰大戟二萜醇-13-乙酸酯

(12-O-tetradecanoyl-phorbol-13-acetate，TPA)：巴豆油中的脂環(huán)化合物，小鼠皮膚癌（2）苯巴比妥：肝臟腫瘤（3）雄激素和雌激素(內(nèi)源性促癌物)：靶器官、肝臟腫瘤（4）膽酸：結(jié)腸的癌前病變和惡變（5）無鉛汽油：大鼠腎小管癌第64頁,共124頁，2024年2月25日，星期天其他促癌物多肽激素鹵代烴類煤焦油中的酚類有機(jī)氯殺蟲劑多溴聯(lián)苯第65頁,共124頁，2024年2月25日，星期天

有些物質(zhì)具有啟動(dòng)和促癌的雙重作用，稱為完全致癌物(completecarcinogen)。完全致癌物的單獨(dú)作用即可誘發(fā)腫瘤。第66頁,共124頁，2024年2月25日，星期天3.進(jìn)展階段

在促癌階段中或之后，細(xì)胞在化學(xué)致癌物作用下出現(xiàn)復(fù)雜的基因改變(染色體的結(jié)構(gòu)變異、大段丟失、易位或嵌入)，細(xì)胞形態(tài)和行為發(fā)生變化,如生長加速、高度的侵犯性、轉(zhuǎn)移能力、對(duì)激素的反應(yīng)性改變以及生化、免疫性能改變等，從而獲得了惡性腫瘤細(xì)胞的特性。第67頁,共124頁，2024年2月25日，星期天在進(jìn)展階段起作用的化學(xué)物質(zhì)稱為進(jìn)展劑(progressor)。進(jìn)展劑可引起染色體畸變，但不一定具有引發(fā)活性。分化程度高低第68頁,共124頁，2024年2月25日，星期天

在引發(fā)階段主要是細(xì)胞原癌基因和腫瘤抑制基因的突變；在促長階段主要是遺傳外機(jī)制；在進(jìn)展階段主要是核型不穩(wěn)定性。正常細(xì)胞經(jīng)過遺傳學(xué)改變的積累才能轉(zhuǎn)變?yōu)榘┘?xì)胞。第69頁,共124頁，2024年2月25日，星期天第70頁,共124頁，2024年2月25日，星期天第71頁,共124頁，2024年2月25日，星期天

綜上所述，化學(xué)致癌過程是多階段、多因素、多基因參與的長期累積過程。第72頁,共124頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)藥物致癌作用危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

長期動(dòng)物致癌試驗(yàn)是檢測(cè)化學(xué)致癌物的經(jīng)典的方法，但耗費(fèi)人力、物力較大，時(shí)間較長。目前的策略：

致突變?cè)囼?yàn)初篩短期致癌試驗(yàn)必要時(shí)長期致癌試驗(yàn)最后根據(jù)結(jié)果，推測(cè)對(duì)人類致癌的危險(xiǎn)性。第73頁,共124頁，2024年2月25日，星期天現(xiàn)有策略存在的問題：①致突變?cè)囼?yàn)的敏感度(真陽性)和特異度(真陰性)都只有50％~60％左右。②長期動(dòng)物喂飼試驗(yàn)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，實(shí)驗(yàn)結(jié)果陽性率太高(多于50％)?？赡芘c測(cè)試所用的高劑量、最大耐受劑量有關(guān)。③由于種屬差異，且實(shí)驗(yàn)動(dòng)物數(shù)與人群數(shù)目相比畢竟很少，要將動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果推導(dǎo)到人群也是十分困難的。第74頁,共124頁，2024年2月25日，星期天一、篩檢致癌物的致突變?cè)囼?yàn)假陽性假陰性比率較高(50％~60％)(1)細(xì)菌回復(fù)突變?cè)囼?yàn)（如Ames試驗(yàn)）(2)哺乳動(dòng)物細(xì)胞正向突變?cè)囼?yàn)(3)果蠅伴性隱性致死試驗(yàn)(4)小鼠特異基因試驗(yàn)(5)染色體畸變?cè)囼?yàn)(6)微核試驗(yàn)第75頁,共124頁，2024年2月25日，星期天一、篩檢致癌物的致突變?cè)囼?yàn)(7)姐妹染色單體互換(SCE)試驗(yàn)(8)顯性致死試驗(yàn)(9)小鼠可遺傳易位試驗(yàn)(10)細(xì)菌DNA修復(fù)試驗(yàn)(11)程序外DNA合成試驗(yàn)(12)精子畸形試驗(yàn)第76頁,共124頁，2024年2月25日，星期天二、短期致癌試驗(yàn)(一)

哺乳動(dòng)物培養(yǎng)細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化試驗(yàn)（二）動(dòng)物短期致癌試驗(yàn)第77頁,共124頁，2024年2月25日，星期天細(xì)胞轉(zhuǎn)化試驗(yàn)細(xì)胞轉(zhuǎn)化是指受試物與正常細(xì)胞在體外接觸，如有致癌作用，可使正常細(xì)胞形態(tài)、功能發(fā)生變化，發(fā)生與癌細(xì)胞相似的過程。細(xì)胞轉(zhuǎn)化試驗(yàn)的目的是了解體外培養(yǎng)細(xì)胞接觸受試物后，細(xì)胞生長是否發(fā)生癌變，其觀察內(nèi)容包括生長自控能力、細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞生長能力、生化表型以及移植于動(dòng)物體內(nèi)形成腫瘤的能力等。第78頁,共124頁，2024年2月25日，星期天有三類細(xì)胞可應(yīng)用于細(xì)胞轉(zhuǎn)化試驗(yàn)：①原代細(xì)胞，如敘利亞倉鼠胚胎細(xì)胞（SHE細(xì)胞）、人類成纖維細(xì)胞、小鼠皮膚或大鼠支氣管上皮細(xì)胞等；②細(xì)胞系，常用細(xì)胞系BALBA/C-3T3，C3H10T1/2和BHK-21；③病毒感染細(xì)胞，如RLV/RE細(xì)胞（勞舍爾白血病病毒感染的Fisher大鼠胚胎細(xì)胞）和SA7/SHE細(xì)胞（猿猴腺病毒感染的SHE細(xì)胞）。第79頁,共124頁，2024年2月25日，星期天(一)哺乳動(dòng)物培養(yǎng)細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化試驗(yàn)受試藥物在加S9與不加S9的平行條件下，與哺乳動(dòng)物培養(yǎng)細(xì)胞接觸一段時(shí)間（如24時(shí)）。哺乳動(dòng)物培養(yǎng)細(xì)胞：如敘利亞地鼠胚胎細(xì)胞、人成纖維細(xì)胞、小鼠或大鼠支氣管上皮細(xì)胞等第80頁,共124頁，2024年2月25日，星期天觀察:細(xì)胞的形態(tài)生長能力生化表型移植于動(dòng)物體內(nèi)能形成腫瘤的能力判斷正常細(xì)胞是否發(fā)生了因核型改變所致的惡性轉(zhuǎn)化。第81頁,共124頁，2024年2月25日，星期天惡性轉(zhuǎn)化細(xì)胞的特征：（1）細(xì)胞形態(tài)的變化惡性轉(zhuǎn)化細(xì)胞偏大且大小不等。核大而畸形，染色質(zhì)深染而粗糙，核漿比例倒置，核膜粗厚、核仁增生而肥大。核仁和胞漿均由于RNA增多而偏酸性，故呈嗜堿性染色而偏藍(lán)。核分裂多見。第82頁,共124頁，2024年2月25日，星期天惡性轉(zhuǎn)化細(xì)胞的特征：（2）細(xì)胞生長自控能力喪失生長自控能力：表現(xiàn)為接觸抑制接觸抑制：在液體培養(yǎng)基中的細(xì)胞貼壁后，正?？寺閱螌蛹?xì)胞且細(xì)胞排列有序；而轉(zhuǎn)化克隆為多層細(xì)胞且排列紊亂。第83頁,共124頁，2024年2月25日，星期天第84頁,共124頁，2024年2月25日，星期天惡性轉(zhuǎn)化細(xì)胞的特征：（3）生化表型的改變對(duì)植物凝集素反應(yīng)異常糖酵解方式改變形成新的特異抗原（4）惡性轉(zhuǎn)化后的細(xì)胞移植于動(dòng)物體內(nèi)有形成腫瘤的能力第85頁,共124頁，2024年2月25日，星期天第86頁,共124頁，2024年2月25日，星期天（二）動(dòng)物短期致癌試驗(yàn)1.小鼠肺腫瘤誘發(fā)試驗(yàn)2.大鼠肝臟轉(zhuǎn)變?cè)钫T發(fā)試驗(yàn)3.小鼠皮膚腫瘤誘發(fā)試驗(yàn)4.雌性大鼠乳腺癌誘發(fā)試驗(yàn)第87頁,共124頁，2024年2月25日，星期天小鼠肺腫瘤誘發(fā)試驗(yàn)動(dòng)物：

推薦使用A系小鼠6~8周齡體重15~20克雌雄各半每組至少50只第88頁,共124頁，2024年2月25日，星期天小鼠肺腫瘤誘發(fā)試驗(yàn)劑量及分組：一般設(shè)高、中、低三個(gè)劑量組。最高劑量：每周給藥三次，連續(xù)8周的最大耐受劑量。另設(shè)陰性對(duì)照組。給藥途徑：一般采用腹腔注射（藥物）或灌胃（食品）的途徑。觀察時(shí)間：30~35周或更短些。第89頁,共124頁，2024年2月25日，星期天小鼠肺腫瘤誘發(fā)試驗(yàn)大體解剖檢查：試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，處死動(dòng)物，取出肺臟，在解剖鏡下觀察肺表面。腫瘤為灰白色半透明、邊緣整齊的圓形突起，0.1~0.3mm大小，大多為肺腺瘤或乳頭狀腺瘤，一部分可能發(fā)展為癌。必要時(shí)做病理組織學(xué)檢查。第90頁,共124頁，2024年2月25日，星期天結(jié)果判斷：符合下列情況可判為陽性：（1）實(shí)驗(yàn)組肺腫瘤的均數(shù)比對(duì)照組顯著增加（2）有劑量效應(yīng)關(guān)系（3）陰性對(duì)照組肺腫瘤的平均數(shù)與文獻(xiàn)報(bào)道的同齡未染毒小鼠肺腫瘤發(fā)生率大體相符第91頁,共124頁，2024年2月25日，星期天大鼠肝轉(zhuǎn)化灶誘發(fā)試驗(yàn)對(duì)大鼠進(jìn)行肝大部切除術(shù)后，給以受試物，一般可在8～14周結(jié)束實(shí)驗(yàn)，觀察肝轉(zhuǎn)化灶生成。肝轉(zhuǎn)化灶是癌前病變，有γ-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶活性升高，G6P酶和ATP酶活性降低，以及鐵攝取能力降低。轉(zhuǎn)化灶可用組織化學(xué)或免疫化學(xué)方法鑒定。此試驗(yàn)也可設(shè)計(jì)為檢測(cè)受試物的引發(fā)活性或促長活性。典型的引發(fā)劑為二乙基亞硝胺(DEN)，促長劑為苯巴比妥(PB)。第92頁,共124頁，2024年2月25日，星期天小鼠皮膚腫瘤誘發(fā)試驗(yàn)

于小鼠皮膚局部連續(xù)涂抹受試物，以觀察皮膚乳頭瘤和癌的發(fā)生，一般20周可結(jié)束實(shí)驗(yàn)，較敏感的小鼠為SENCAR小鼠。此試驗(yàn)也可設(shè)計(jì)為檢測(cè)受試物的引發(fā)活性或促長活性。典型的引發(fā)劑為致癌性多環(huán)芳烴，促長劑為TPA（12-鄰十四烷酰大戟二萜醇-13乙酸酯）。第93頁,共124頁，2024年2月25日，星期天雌性大鼠乳腺癌誘發(fā)試驗(yàn)一般可用SD大鼠(或Wistar大鼠)，實(shí)驗(yàn)周期為6個(gè)月。多環(huán)烴芳香胺、氯烷、亞硝基脲等能在9個(gè)月以內(nèi)誘發(fā)乳腺癌。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)得到陽性結(jié)果的意義與長期動(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。第94頁,共124頁，2024年2月25日，星期天三、動(dòng)物長期致癌試驗(yàn)

短期篩檢試驗(yàn)陽性的受試物，若有重要使用價(jià)值，應(yīng)進(jìn)行哺乳動(dòng)物長期致癌試驗(yàn)。大多數(shù)已知的人類致癌物都能誘發(fā)動(dòng)物腫瘤，因此，通過動(dòng)物長期致癌試驗(yàn)可以對(duì)化學(xué)物的致癌性作出充分估計(jì)。第95頁,共124頁，2024年2月25日，星期天

三、動(dòng)物長期致癌試驗(yàn)

腫瘤的發(fā)病過程緩慢，距初次接觸化學(xué)致癌物至最終形成惡性腫瘤，有5~30年的潛伏期。用嚙齒類動(dòng)物進(jìn)行1~2年的誘癌試驗(yàn)，相當(dāng)于人類大半生時(shí)間，故又稱哺乳動(dòng)物終生致癌試驗(yàn)，是鑒定動(dòng)物致癌物的經(jīng)典方法，結(jié)果比較可靠。第96頁,共124頁，2024年2月25日，星期天三、動(dòng)物長期致癌試驗(yàn)1．試驗(yàn)動(dòng)物的選擇（１）種屬：選用兩種嚙齒類動(dòng)物，可選大鼠、小鼠、金黃地鼠等。嚙齒類動(dòng)物的優(yōu)點(diǎn)：對(duì)致癌物敏感性高，壽命相對(duì)較短、對(duì)其生理和病理特征了解較多，“自發(fā)腫瘤率”資料較全，飼養(yǎng)費(fèi)用較低等。第97頁,共124頁，2024年2月25日，星期天1．試驗(yàn)動(dòng)物的選擇（２）品系：同一種屬不同品系的動(dòng)物對(duì)化學(xué)致癌物的反應(yīng)也相當(dāng)不同。要選擇敏感、自發(fā)腫瘤率低，生活力強(qiáng)的品系。第98頁,共124頁，2024年2月25日，星期天（２）品系：純系動(dòng)物的優(yōu)點(diǎn)：自然壽命和自發(fā)腫瘤率較恒定，免疫性狀相同，試驗(yàn)容易重復(fù)，便于結(jié)果比較。雜交系動(dòng)物的優(yōu)點(diǎn)：抗感染力較強(qiáng)，遺傳特性比純系動(dòng)物復(fù)雜而更具有代表性。雜交一代動(dòng)物，可兼具二者的優(yōu)點(diǎn)。第99頁,共124頁，2024年2月25日，星期天２、動(dòng)物年齡

選用剛斷奶的幼年動(dòng)物，不遲于出生后7~9周。幼年動(dòng)物肝藥酶和免疫系統(tǒng)的發(fā)育還不完善，對(duì)受試物較敏感。使致癌性較弱，潛伏期較長的致癌物有充分發(fā)揮作用的時(shí)間。第100頁,共124頁，2024年2月25日，星期天３、動(dòng)物數(shù)量

每組至少雌雄各50只動(dòng)物。動(dòng)物數(shù)量應(yīng)足夠體現(xiàn)陽性反應(yīng)，以免樣本太小而不能全面反映總體情況。每組動(dòng)物數(shù)在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，應(yīng)能滿足統(tǒng)計(jì)分析的需要。第101頁,共124頁，2024年2月25日，星期天４、動(dòng)物性別

同等數(shù)量的雌、雄兩性動(dòng)物，以接近人類實(shí)際情況。第102頁,共124頁，2024年2月25日，星期天５、給藥途徑口服：喂飼法或灌胃。喂飼法：將化合物混合在飼料或飲水中。揮發(fā)性或化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定的化合物不宜采用。灌胃：準(zhǔn)確控制劑量。第103頁,共124頁，2024年2月25日，星期天６、劑量選擇和分組

為了觀察劑量—反應(yīng)關(guān)系，至少設(shè)高、中、低3個(gè)劑量組。高劑量大，可以縮短出現(xiàn)腫瘤的潛伏期，消除動(dòng)物易感性的個(gè)體差異。劑量亦不能過大，以免出現(xiàn)慢性毒性，使動(dòng)物壽命縮短，以致大部分動(dòng)物在腫瘤潛伏期之前死亡。第104頁,共124頁，2024年2月25日，星期天６、劑量選擇和分組設(shè)立高劑量的原則：最大耐受量(與對(duì)照組相比，動(dòng)物體重增長抑制不超過10％，無中毒死亡動(dòng)物，一般狀況變化不大。)一般先進(jìn)行短期預(yù)試驗(yàn)，同時(shí)參考長期毒性試驗(yàn)結(jié)果確定高劑量。第105頁,共124頁，2024年2月25日，星期天６、劑量選擇和分組低劑量：臨床擬用劑量的１~３倍。中間劑量：與高低劑量成等比級(jí)數(shù)關(guān)系。另設(shè)空白對(duì)照組和溶媒或賦形劑對(duì)照組。第106頁,共124頁，2024年2月25日，星期天６、劑量選擇和分組陽性對(duì)照組：必要時(shí)可設(shè)。選用與受試物結(jié)構(gòu)相近的已知致癌物作陽性對(duì)照物。意義：檢測(cè)動(dòng)物的敏感性，以及試驗(yàn)設(shè)計(jì)、設(shè)備和操作過程的合理性，以便評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果的可靠性和比較受試物致癌性的相對(duì)強(qiáng)度。第107頁,共124頁，2024年2月25日，星期天７、試驗(yàn)期限動(dòng)物正常壽命的大部分時(shí)間或終生大鼠：兩年以上（平均壽命2~2.5年）小鼠：一年半以上（平均壽命1.5~2年）。當(dāng)給藥組與陰性對(duì)照組之間腫瘤發(fā)生率已有明顯差別時(shí)，可提早結(jié)束試驗(yàn)。第108頁,共124頁，2024年2月25日，星期天有觀點(diǎn)認(rèn)為：為減少中途非腫瘤死亡，應(yīng)在9-12月后停止給藥支持：使得動(dòng)物由中毒或亞中毒狀態(tài)恢復(fù)，存活時(shí)間較長和存活動(dòng)物較多；反對(duì)：雖對(duì)完全致癌物無較大影響，對(duì)于促癌劑可能出現(xiàn)可逆反應(yīng)，導(dǎo)致腫瘤發(fā)生率下降第109頁,共124頁，2024年2月25日，星期天8、動(dòng)物飼養(yǎng)恒溫、恒濕

大、小鼠：23.3±1.1℃、40±5%飼料中不能含有亞硝胺、黃曲霉素和殺蟲劑等可能的致癌物質(zhì)自然存在于動(dòng)物飼料中的各種酶的誘導(dǎo)劑和抑制劑可能影響動(dòng)物腫瘤的發(fā)生或其他一些參數(shù)的變化第110頁,共124頁，2024年2月25日，星期天9、觀察與檢查（1）一般觀察：

每天觀察動(dòng)物1~2次，外表、活動(dòng)、攝食狀況等。定期稱量體重。全身淺表部位有無腫塊，以及腫塊出現(xiàn)的時(shí)間、部位、大小、數(shù)目、質(zhì)地、發(fā)展速度及動(dòng)物死亡時(shí)間等。第111頁,共124頁，2024年2月25日，星期天（1）一般觀察：

疑為白血病時(shí)，作血液檢查。試驗(yàn)中途死亡或?yàn)l死的動(dòng)物，應(yīng)及時(shí)解剖檢查，防止組織自溶。對(duì)全身各組織器官逐一取樣，特別是有腫塊或有病變的部位，留待病理組織學(xué)檢查。第112頁,共124頁，2024年2月25日，星期天（2）解剖和病理組織學(xué)檢察

試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，處死動(dòng)物。大體解剖，肉眼觀察各組織器官，逐一取樣留作標(biāo)本，特別是已出現(xiàn)腫塊或懷疑有病變的部位。病理組織學(xué)檢查（光鏡及電鏡）。第11