致癌作用3.26課件

1第八章外源化學物致癌作用（CarcinogenesisofXenobiotics)2掌握致癌作用概念及其機制熟悉致癌化學物分類熟悉致癌作用評價方法【目的要求】3化學致癌機制：與致癌作用有關(guān)的代謝；化學致癌作用的分子機制；化學致癌過程；非遺傳毒性機制化學致癌物分類：IARC按證據(jù)分類；根據(jù)機制分類；其他分類觀察致癌作用的基本方法：短期試驗、長期試驗、人群流行病學調(diào)查【內(nèi)容】5LeadingcausesofdeathPercentageofTotalDeaths,USHeartDiseasesCancerCerebrovascularDiseasesChronicObstructiveLungDiseasesAccidentsPneumonia&InfluenzaDiabetesMellitusSuicideHomicideHIVInfection6 1 N.America 369.9 N.America 277.5 2 Australia/N.Z. 312.7 Australia/N.Z. 254.0 3 W.Europe 294.8 N.Europe 234.5 4 Japan 270.9 S.America* 230.1 5 N.Europe 270.0 W.Europe 210.4 6 E.Europe 269.4 Micronesia/ 205.2

Polynesia 7 S.Europe 256.0 SouthernAfrica 187.8 8 S.America* 255.1 Melanesia 185.6 9 SouthernAfrica 247.4 S.America? 185.0 10 EasternAsia? 235.7 CentralAmerica 180.111China

171.7—591.4 Incidence/ Incidence/

Rank

Region 100,000

Region 100,000*TemperateSouthAmerica.?TropicalSouthAmerica.?OtherthanJapanorChina.Cancerincidencebyworldregion Males Females7單位:萬全球每年新增癌癥病例

世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究中心預(yù)測:2020年全世界癌癥發(fā)病率將比2003年增加50％，全球每年新增癌癥患者人數(shù)將達到1500萬人。

8單位:萬我國癌癥死亡人數(shù)不斷增加

其中殺傷力最強的是肺癌、胃癌和肝癌，分別占癌癥死亡人數(shù)的17.8％、10.4％和8.8％。101990年城市腫瘤死亡率128.03／10萬（占死因第1位，占死亡總數(shù)21.88％）。農(nóng)村112.36／10萬（占死因第2位，占死亡總數(shù)17.47％）。腫瘤總數(shù)人數(shù)由70年代70余萬人增加到90年代130萬。121995年我國城市主要惡性腫瘤死因順位為肺癌、肝癌、胃癌、結(jié)／腸癌、食管癌、乳腺癌、白血病。部分縣主要惡性腫瘤死因順位為肝癌、胃癌、食管癌、肺癌、結(jié)/直腸癌、白血病和乳腺癌。14WHO警告：今后20年將出現(xiàn)癌癥的世界性流行到2010年全球發(fā)病人數(shù)將增加29.6-45.3%

中國腫瘤年發(fā)病人數(shù)：240萬/年每年需要治療的腫瘤病人：500-800萬100萬人口城市每年需要治療：5000--25000人綜合醫(yī)院腫瘤病人住院比率：10-35%國家縣以上醫(yī)院腫瘤每年公費醫(yī)療費214億15

●病因?qū)W不清

●發(fā)病機理不詳

●發(fā)病率較高

●早期發(fā)現(xiàn)難

●治療效果不佳

●對人類危害嚴重16

惡性腫瘤主要危險因素

腫瘤的發(fā)病潛伏期較長，是多因素、多效應(yīng)、多階段、多基因致病。多數(shù)人類腫瘤是由環(huán)境因素與細胞遺傳物質(zhì)（宿主）之間復雜的相互作用引起的，而不是簡單的由遺傳易感性所致。

環(huán)境致癌因素包括生物、物理和化學因素以及社會環(huán)境因素，除少部分是以人們不自主方式接觸外（如環(huán)境污染、病毒的垂直傳播），多數(shù)是通過人們不良的生活行為方式而進入機體的。1718宿主因素----遺傳因素、免疫因素、內(nèi)分泌因素、年齡與性別因素和健康狀況環(huán)境因素----生物因素、物理因素、化學因素、體力活動和社會心理因素一般估計，80%～90%的人類腫瘤與環(huán)境有關(guān)，其中主要是化學因素腫瘤是可以預(yù)防的20二、物理因素

紫外線是引起人類皮膚癌的主要原因，氡及子體是肺癌的致病原因。電離輻射（X線、Y射線）可引起人類多種癌癥，如白血病、多發(fā)性骨髓瘤、惡性淋巴瘤、骨肉瘤、皮膚癌、肺癌、甲狀腺癌、乳腺癌、胃癌、胰腺癌、肝癌、喉癌、腦瘤、神經(jīng)母細胞瘤、腎臟細胞瘤及鼻竇癌等。

三、化學因素

WHO估計，人類惡性腫瘤80％～90％與環(huán)境因素有關(guān)，其中最主要的是環(huán)境中化學因素。環(huán)境中的化學致癌物可來自煙草、食品、藥物、飲用水、以及工業(yè)、交通和生活污染。21（一）吸煙

卷煙煙霧中包括了3800多種已知化學物。據(jù)15O多次流行病學調(diào)查報告均證實吸煙可致肺癌。吸煙與肺癌發(fā)病有劑量-反應(yīng)關(guān)系。吸卷煙可提高肺癌死亡率10倍以上。

吸煙年齡越早，數(shù)量越多，發(fā)生肺癌的機會越大。吸卷煙除導致肺癌外還可導致口腔、咽、喉、食管、胰腺、膀胱等多種癌癥。WHO估計，15％的癌癥可歸因于吸煙；每年全世界因吸煙導致癌癥死亡有150萬以上。231．食品生產(chǎn)、加工、保存與烹任過程受致癌物污染亞硝胺前體（亞硝酸鹽和二級胺）廣泛存在于自然界，特別在植物亞硝酸鹽很易由硝酸鹽形成。過多使用硝酸鹽肥料與土壤中缺鉬易造成植物中硝酸鹽的積累。蔬菜、水果儲存過久易存在高濃度亞硝酸。

食用色素中具致癌性的有二甲氨基偶氮苯（致肝、膽管、皮膚、膀跳癌）、鄰氨基偶氯甲苯（致肝、肺、膀膚癌、肉瘤）、堿基菊橙（致肝癌、白血病、網(wǎng)狀細胞肉瘤）等。24香料及調(diào)味劑中具致癌作用的有黃樟素（致肝、肺、食管癌）、單寧酸（致肝癌、肉瘤）及甘素等。

黃曲霉菌污染米、麥、高粱、玉米、花生、大豆，產(chǎn)生黃曲霉毒素（aflatoxins，AF）。其中B1致癌作用最強，在低劑量長時期作用下，幾乎可使全部動物致癌（肝臟）。

煙熏、炙烤及高溫烹煮食物時由于蛋白質(zhì)熱解，特別在燒焦的魚、肉中可產(chǎn)生有致突變和致癌性的多環(huán)有機化合物（如多環(huán)芳烴、雜環(huán)胺）。50g熏腸所含致癌物苯并（a）芘量相當于一包香煙煙霧中所含的量，或等于大工業(yè)中心居民在4一5晝夜期間所吸入污染空氣中的數(shù)量。油被連續(xù)和反復加熱及添加到未加熱的油中會促進致癌物及輔癌物生成。多次或長時間使用過熱油脂都有引起惡性腫瘤的危險。26（三）藥物因素國際腫瘤研究所（IARC）確認致癌物中，可誘發(fā)惡性腫瘤的藥物有多種。咪唑硫嘌呤、環(huán)抱霉素、環(huán)磷酚胺、已烯雌酚、左旋苯丙氨酸氮芥、8-甲氧基補骨脂素（加長波紫外輻射）、絕經(jīng)后的雌激素治療、非甾族雌激素、甾族雄激素、復方口服避孕藥、順序型口服避孕藥、人抗動情激素等。

（四）被污染的飲用水和含酒精飲料長期飲用含藻類毒素的宅溝水或井水，可致當?shù)馗伟┌l(fā)病率顯著升高。過多飲用含酒精的飲料可以致癌。27①過度攝入酒精本身可致癌，②一些酒精飲料在加工過程中被致癌物（亞硝胺、多環(huán)芳烴、霉菌毒素）污染。如黑啤酒含有多環(huán)芳烴。IARC對酒精致癌的評價：雖然實驗研究未顯示酒精本身有致癌性，但將含酒精的飲料作為一個整體，可歸入導致人類口腔癌、咽癌、喉癌、食管癌和肝癌等確認致癌物。

WHO（1997）和美國癌癥學會（1996）也確認酒精增加口腔、咽和食管等部位癌的危險性。長期飲酒可形成肝硬化繼而導致肝癌的發(fā)生。飲酒又吸煙者可增加某些惡性腫瘤的危險性。另外，飲酒與結(jié)腸直腸癌和乳腺癌發(fā)病可能相關(guān)。28（五）空氣污染物大城市空氣污染物，尤其是汽車尾氣排出的苯并（a）芘與肺癌密切有關(guān)。約有10％肺癌病例可由大氣污染（包括與吸煙的聯(lián)合作用）所引起。大氣中苯并（a）芘含量每增加一個單位（0.1μg/m3），肺癌死亡率將增加5％。

(六)職業(yè)因素職業(yè)腫瘤在全部惡性腫瘤中僅占2％一8％，男性較高。肺癌和膀膚癌受職業(yè)因素影響較大。澳大利亞資料顯示，腫瘤是職業(yè)接觸有害物質(zhì)致死的第一位死因，占57％。30原發(fā)性肝癌

primarycarcinomaoftheliver原發(fā)性肝癌是世界上流行最高的十種惡性腫瘤之一，每年約發(fā)病26萬例，其中42.5%發(fā)生在中國，并有上升趨勢。從全球范圍看，肝癌的發(fā)病呈明顯地區(qū)分布，以東南亞、南部非洲為高發(fā)區(qū)。而在我國，肝癌主要分布在東南沿海。而其中發(fā)病最高的地區(qū)（指肝癌死亡率高于30/10萬）有4個：廣西扶綏、江蘇啟東、廣東順德、福建同安。31江蘇啟東的研究飲水類型：飲用溝塘水的居民肝癌死亡率高出飲用井水居民的3-5倍。溝塘水中含有明顯較多的666、DDT

等化學致癌物；高發(fā)區(qū)溝塘水中產(chǎn)生毒素的藍綠藻的含量高。黃曲霉毒素：肝癌患者體內(nèi)AFB濃度明顯高于正常對照人群。感染乙肝病毒者發(fā)生肝癌的機會平均高出正常人6-50倍。寄生蟲感染、吸煙、大量飲酒等。

在這些研究的基礎(chǔ)上，很快提出了一些有效的辦法，包括在肝癌高發(fā)區(qū)實施“管水、管糧、防肝炎”等措施，使啟東等地的肝癌發(fā)病率有明顯下降。32

腫瘤（tumor)：又稱異生物(neoplasm)一種因細胞無限制地生長，發(fā)育而導致的異常組織團，不具有生理功能。毒理學中“癌”的概念是廣義的，包括：惡性腫瘤：癌（carcinoma上皮細胞起源）約占惡性腫瘤的85%惡性腫瘤：肉瘤（sarcoma間質(zhì)細胞起源）良性腫瘤：瘤（-oma）癌癥（cancer）：泛指惡性腫瘤33良性腫瘤（benigntumor）與惡性腫瘤（malignanttumor）的區(qū)別良性腫瘤：局部膨脹性生長，速度比較緩慢；常有較完整的包膜；壓迫鄰近組織器官，但不侵蝕破壞，不向遠處轉(zhuǎn)移，危害性較小。惡性腫瘤：表現(xiàn)為細胞的無休止和無序的分裂，有侵襲性（向周圍組織侵潤）和轉(zhuǎn)移性，危害性大。34癌與肉瘤的區(qū)別：

特點癌carcinoma肉瘤sarcoma起源上皮組織間葉組織發(fā)病率高（年長）低（年輕）肉眼特點灰白、干燥濕潤、軟鏡下特點巢狀彌漫分布網(wǎng)狀纖維染色細胞間陰性細胞間陽性轉(zhuǎn)移途徑多經(jīng)淋巴道多經(jīng)血道35良性腫瘤乳腺纖維腺瘤36惡性腫瘤肝癌肺鱗癌胃腺癌37

（1）無限增殖、永生性-Hela細胞（2）具有浸潤性和擴散性（3）能夠逃避免疫監(jiān)視癌細胞的特征38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，闡明其作用機理，然后采取措施加以防治研究化學致癌作用具有重要的作用39化學致癌物（chemicalcarcinogen)：指凡能引起動物和人類腫瘤、增加其發(fā)病率或死亡率的化學物化學致癌作用（chemicalcarcinogenesis)：指化學致癌物在體內(nèi)引起腫瘤的過程40

第一節(jié)化學致癌機制（mechanismsofchemicalcarcinogenesis)41化學致癌因素烷化劑：生物學作用類似X射線可致癌變、突變和畸變。如有機農(nóng)藥，硫芥，消毒劑、滅菌劑等可致造血器官腫瘤及肺癌等。多環(huán)芳香烴類化合物

3、4苯并芘，易致皮膚癌與肺癌氨基偶氮類為染料類（紡織品、食品、飲料）易誘發(fā)膀胱癌，肝癌亞硝胺類，與食管癌，胃癌和肝癌發(fā)生有關(guān)真菌毒素和植物毒素黃曲霉素（B1、B2），蘇鐵素，黃樟素等其它

金屬致癌劑（鉻、砷）---皮膚癌42致癌物作用的生物學特征致癌作用依賴于致癌物的劑量致癌作用的充分表達需要相當長的時間致癌物作用所引起的細胞變化可傳到子細胞（單克?。┲掳┳饔每杀环侵掳┮蜃铀揎椏墒拱屑毎拿舾行蕴岣?，致癌物質(zhì)的攝入代謝、分布發(fā)生改變細胞增生是細胞癌變過程中的重要階段43一、與致癌作用有關(guān)的代謝致癌物多數(shù)具有遺傳毒性，具有遺傳毒性的致癌物盡管化學結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不盡相同，但有一共同的特點，即皆為親電子劑大多數(shù)化學致癌物均為間接致癌物。它們必須經(jīng)過酶系統(tǒng)的代謝激活，形成終致癌物才能作用于細胞的遺傳物質(zhì)DNA，使細胞轉(zhuǎn)化為惡性細胞。44直接致癌物（directcarcinogen)

指本身直接具有致癌作用，在體內(nèi)不需要經(jīng)過代謝活化即可致癌的物質(zhì)間接致癌物（indirectcarcinogen)

指本身并不致癌，必須在體內(nèi)經(jīng)代謝轉(zhuǎn)化，其所形成的代謝產(chǎn)物才具有致癌作用的物質(zhì)45生物轉(zhuǎn)化酶系統(tǒng)的作用主要是解毒作用。但在某些情況下，也可催化生成活性代謝物，造成機體損傷，即代謝活化作用。酶系統(tǒng)可催化本身并不直接致癌的化學物產(chǎn)生活性致癌物，即終致癌物。

代謝酶代謝酶

前致癌物近致癌物終致癌物46

前致癌物（precarcinogens):

本身并不直接致癌，必須在體內(nèi)經(jīng)代謝轉(zhuǎn)化才具有致癌作用，尚未代謝活化的形式，即母體化合物近致癌物(proximatecsrcinogens):

指前致癌物經(jīng)代謝活化過程形成的中間產(chǎn)物，必須進一步代謝活化才具有致癌作用的物質(zhì)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)過代謝轉(zhuǎn)化最后產(chǎn)生的活性代謝產(chǎn)物的統(tǒng)稱47食品中的N-亞硝基化合物蛋白質(zhì)含量高同時又加亞硝酸鹽的食品，火腿粗鹽腌制的食品，如咸腌菜、咸魚發(fā)酵食品，啤酒霉變食品亞硝胺的體內(nèi)合成（胃中硝酸鹽還原酶）48N-亞硝基化合物致癌的流行病學證據(jù)智利胃癌高發(fā)可能與大量使用硝酸鹽肥料，從而造成土壤中硝酸鹽與亞硝酸鹽過高有關(guān)日本人愛吃咸魚和咸菜其胃癌高發(fā)，前者胺類特別是仲胺與叔胺較高，后者亞硝酸鹽與硝酸鹽含量也較多，有利于亞硝胺的合成我國林縣食管癌高發(fā)，也被認為與當?shù)厥称分衼喯醢窓z出率高(23.3％，另一低發(fā)區(qū)僅1.2％)有關(guān)49N-亞硝基化合物的致癌作用N-亞硝胺需經(jīng)代謝活化致癌，N-亞硝酰胺可直接致癌。N-亞硝胺只在代謝活躍的組織中致癌。N-亞硝基酰胺可任意分布在所有組織中，并以相等程度分布，因此能在許多不同的器官中引起腫瘤。N-亞硝基化合物及其前體在空氣、土壤、水、植物及多種飲食中廣泛存在，并且還可以在機體內(nèi)合成。因此其致癌作用較為重要，是目前公認的可以引起人類癌癥最重要的一類化合物。

50二、化學致癌作用的分子機制化學致癌機制分為：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51致癌作用是復雜的、多階段、多基因參與、長期累積的過程，涉及基因表達、細胞生理和生化等多種變化從本質(zhì)上說，腫瘤是一種遺傳物質(zhì)改變導致的疾病，即遺傳病大多數(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(jié)果52長時間：數(shù)年、十幾年、幾十年多因素：多種致癌因素多基因：原癌基因、腫瘤抑制基因、凋亡調(diào)控基因、DNA修復基因均可受累多階段：正常細胞細胞惡性轉(zhuǎn)化瘤細胞增生腫瘤形成血管新生侵襲和轉(zhuǎn)移53（一）DNA加合物許多致癌物是親電劑與生物大分子（如DNA)親核物結(jié)合形成加合物造成DNA損傷部分細胞惡性轉(zhuǎn)化腫瘤DNA加合物在化學致癌作用過程中起到關(guān)鍵作用，是引起腫瘤的直接原因之一54化學致癌物與DNA結(jié)合時，從結(jié)合位置看，鳥嘌呤N-7位最敏感，其次為鳥嘌呤O-6位及腺嘌呤N-3位和N-1位。化學致癌物與DNA結(jié)合，在機體內(nèi)一般是以終致癌物形式（烷基正離子）取代DNA堿基上特異位置的氫原子，以共價鍵結(jié)合，生成烷基化合物。如終致癌物CH3+與DNA作用，主要是烷化鳥嘌呤N-7和O-6位，分別生成N-7甲基鳥嘌呤、O-6-甲基鳥嘌呤等加合物使這些生物大分子烷基化，導致DNA突變?；瘜W致癌物誘導生成DNA加合物的數(shù)量與致癌性有密切關(guān)系。因此DNA加合物可作為人類接觸環(huán)境致癌物的生物學標記，具有重要應(yīng)用價值551.大多數(shù)致癌物同時也是致突變物2.許多致癌物的致突變和致癌性質(zhì)取決于它們是否能轉(zhuǎn)變?yōu)橛H電子的代謝產(chǎn)物3.DNA加合物的水平通常與致癌性和致突變性成正相關(guān)4.DNA和致癌物的相互作用可活化腫瘤基因支持這一觀點的實驗依據(jù)56BIOMARKERSMarkersofexposuretoordamagebyacarcinogenAflatoxinB1-DNAadduct Urine,liver Geneticdamagefromaflatoxin increasedriskforlivercancerPAH-DNAadduct Blood,lung GeneticdamagefromPAHsin placenta pollutedair,workplace,cigarette smoke.4-aminobiphenyl- blood ActiveorpassiveexposuretoHemoglobinadduct cigarettesmoke.Thymineglycol Urine Geneticdamagefromoxidising(oxidizedDNAbase) agents.Mutationinp53tumor breast,lung, Increasedriskforvariouscancers.suppressorgene. Liveretc. Patternofmutationmayreveal carcinogenwhichcausedamage.

57正確修復：受損的DNA完全回復原有的結(jié)構(gòu)與功能，不發(fā)生突變錯誤修復：經(jīng)修復的DNA部分仍可能在結(jié)構(gòu)和功能上存在缺陷，細胞雖能生存，但出現(xiàn)突變DNA損傷-----修復-----突變-----腫瘤（二）DNA修復與化學致癌58EnvironmentCarcinogenReactiveintermediatesDNAadductsGeneticDamageCANCERMetabolicactivationPhase1enzymes,P450MetabolicdetoxificationPhaseIIenzymes,GSTNAT,UGTReplicationCellcyclecontrolH-ras,p53,p21DNArepairXRCC1NormalDNAExcretionCELLDEATH59癌基因（oncogene)：指一類在自然或?qū)嶒灄l件下具有誘發(fā)惡性轉(zhuǎn)化的潛在基因癌基因是化學致癌物作用的靶分子在細胞癌變過程中發(fā)揮關(guān)健作用指導合成的蛋白質(zhì)能促成細胞惡性表型的形成（三）癌基因、原癌基因及抑癌基因60原癌基因癌基因突變致癌物癌變原癌基因與癌基因關(guān)系示意圖61原癌基因（proto-oncogene)：指機體內(nèi)正常細胞所具有的能致癌的遺傳信息，即癌基因的原型在正常情況下，原癌基因呈靜止狀態(tài)，對細胞無害且具有重要生物學功能，如生長因子、受體、信號分子、轉(zhuǎn)錄因子和細胞周期調(diào)節(jié)等62抑癌基因（anti-oncogene)：又稱為腫瘤抑制基因（tumorsuppressorgene)指對細胞生長、增殖和分化起負性調(diào)節(jié)基因主要作用是抑制細胞的過度增殖。丟失、滅活或突變時，往往會使細胞呈惡性生長。63關(guān)于抑癌基因存在的概念由來以久，人們最初從腫瘤細胞染色體特定部位的缺失推測它的存在。但最終確定其存在，必須分離到抑癌基因，并對其結(jié)構(gòu)與功能進行詳細的分析。1986-l987年國際上有3個實驗室成功地分離到第一個抑癌基因——視網(wǎng)膜母細胞瘤易感基因（retinoblastomasusceptibilitygene，Rb）的cDNA克隆．從而使抑癌基因研究進入了分子生物學時代。64抑癌基因失活腫瘤細胞增殖失控正常情況抑癌基因具有多種多樣的細胞功能，如P53遺傳毒性致癌物主要通過原癌基因突變從而激活為癌基因或/和抑癌基因突變從而失活引起致癌作用65癌基因激活，導致腫瘤的陽性增殖，原癌基因突變?yōu)榘┗蚝笸ǔ＿^度表達癌基因的兩個等位基因中的單個基因突變可以影響細胞表型66抑癌基因的產(chǎn)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的兩個等位基因都必須失活才能改變細胞的表型67正反饋負反饋原癌基因抑癌基因調(diào)控因子Ⅱ調(diào)控因子Ⅰ正常細胞停止分裂原癌基因和抑癌基因未變異時……正常增殖68正反饋異常負反饋異常原癌基因變異抑癌基因變異喪失正常調(diào)控作用喪失正常調(diào)控作用癌變細胞異常增殖原癌基因和抑癌基因變異時……繼續(xù)分裂697071基因

功能

與遺傳突變相關(guān)的腫瘤

TGF-β受體生長抑制不明E-cadherin細胞粘附家族性胃癌NF-1抑制ras信號傳遞I型神經(jīng)纖維瘤病和肉瘤APC抑制信號傳導家族性結(jié)腸多發(fā)性息肉瘤、結(jié)腸癌Rb調(diào)節(jié)細胞周期視網(wǎng)膜母細胞瘤、骨肉瘤p53調(diào)節(jié)細胞周期和DNA損傷所致的凋亡多種癌和肉瘤p16抑制細胞周期素依賴激酶，調(diào)節(jié)細胞周期惡性黑色素瘤WT-1核轉(zhuǎn)錄腎母細胞瘤BRCA-1DNA修復乳腺癌和卵巢癌主要抑癌基因和相關(guān)腫瘤72內(nèi)源性癌基因的發(fā)現(xiàn)：第一次證明膀胱癌DNA確實含有顯性作用的癌癥基因，被命名為癌基因。對ras基因的進一步研究：來自膀胱癌的ras基因可引起轉(zhuǎn)化，但來自正常細胞的ras基因不能引起轉(zhuǎn)化。在膀胱癌ras基因中，只發(fā)現(xiàn)了一個核苷酸的改變。令人興奮和驚訝之處：在細胞內(nèi)上萬個基因中只是一個基因發(fā)生一個核苷酸的點突變，竟然是使之惡性轉(zhuǎn)化為驅(qū)動力量。73癌基因和抑癌基因的發(fā)現(xiàn)使我們最終認識到腫瘤實質(zhì)上是一種遺傳病，即所有惡性腫瘤都是基因突變的結(jié)果。正是基于這種認識，我們對腫瘤的研究才開始走上了正確的道路。74環(huán)境因素遺傳因素體細胞基因組突變原癌基因激活抑癌基因失活

細胞轉(zhuǎn)化單克隆增生質(zhì)異性75（四）基因表達調(diào)控異常原癌基因；抑癌基因；其他基因表達、轉(zhuǎn)錄、翻譯等過程的異常均引起基因表達異常，引發(fā)腫瘤76腫瘤發(fā)病機制學說中兩大學派：基因?qū)W說，即癌變是由于基因的改變基因外學說，即基因表達調(diào)控失常，基因本身不一定有改變

兩學說目前已走向統(tǒng)一77三、化學致癌過程腫瘤的發(fā)生是一個長期的、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)的復雜性引發(fā)階段（initiation)促長階段(promotion)進展階段(progression)78引發(fā)階段的主要特征不可逆需要通過細胞分裂加以固定劑量-反應(yīng)顯示沒有可測定的閾值，無可測定的最大反應(yīng)存在自發(fā)的引發(fā)作用對外源性化學物質(zhì)和其他化學因素敏感引發(fā)作用必須發(fā)生在促長作用之前，“純”引發(fā)作用在無促長時不導致腫瘤79促長階段的主要特征可逆促長劑通常是非致突變物，需要持續(xù)和反復暴露促長劑的有效性僅出現(xiàn)在引發(fā)作用之后促長細胞群（promotedcellpopulation)的存在取決于促長劑的持續(xù)存在80劑量-反應(yīng)顯示有可測定的閾值，有可測定的最大效應(yīng)對飲食和激素等因素敏感促長作用的相對效力取決于達對最大效應(yīng)的時間和劑量速率81進展階段的主要特征不可逆伴隨生長率和侵襲性的增加出現(xiàn)核型異常有可測定的和/或形態(tài)學可描述的細胞基因組的改變進展的早期階段對環(huán)境因素敏感82可見良性和/或惡性腫瘤促進展劑可促進細胞進入該階段，但可能不是引發(fā)劑可以發(fā)生自發(fā)的進展作用83激發(fā)劑導致癌基因(如ras)的突變激活，引起腫瘤癌前改變或增生病變促進劑則導致突變細胞克隆性擴增突變細胞克隆增生再經(jīng)過附加突變，最終形成惡性腫瘤84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(zhuǎn)移引發(fā)階段促長階段進展階段結(jié)腸癌的多階段模型85正常上皮引發(fā)細胞乳頭狀瘤鱗狀細胞癌紡綞狀細胞癌引發(fā)促長進展小鼠皮膚腫瘤進展模型DMBATPAH-RAS突變H-RAS復制P-53失活正常H-RAS基因丟失868788前致癌物終致癌物正常細胞致癌物-DNA加合物活化DNA修復修復DNA復制錯配修復失敗細胞死亡細胞含錯配堿基引發(fā)的細胞分化的細胞不分化的細胞促長進展轉(zhuǎn)移化學致癌機制癌基因激活抑癌基因失活基因表達調(diào)控異常細胞惡性轉(zhuǎn)化89四、非遺傳毒性致癌機制非突變致癌學說與體細胞突變學說并非相互排斥，而是相輔相成的持久增生致癌激素失調(diào)致癌免疫抑制致癌受體介導致癌90激素因素乳腺癌、子宮內(nèi)膜腺癌的發(fā)生發(fā)展可能與雌激素水平過高有關(guān)。切除卵巢或用雄激素治療，可使乳腺癌體積縮小，在治療時，測定乳腺癌雌激素受體和孕激素受體的水平，以鑒別腫瘤的激素依賴性。91

細胞癌變的免疫監(jiān)視

機體免疫活化性細胞（T細胞、NK細胞、K細胞和巨噬細胞等）有識別腫瘤細胞的作用，在早期殺滅異常細胞，當機體免疫功能低下或受抑制時，腫瘤的發(fā)生率高。

92外源化學物與人體接觸包括各種途徑非遺傳毒性化學物直接或間接誘導有絲分裂、促進細胞過度增殖終致癌物直接致癌物絕大多數(shù)經(jīng)代謝解毒少數(shù)經(jīng)代謝活化作用于生物大分子引發(fā)細胞逃避宿主的免疫監(jiān)視DNA加合物形成、癌基因與抑癌基因的改變癌前病變促癌物DNA損傷修復多階段致癌理論圖解腫瘤排泄93第二節(jié)化學致癌物的分類94直接致癌物（directcarcinogen)間接致癌物（indirectcarcinogen)前致癌物（precarcinogens):近致癌物(proximatecsrcinogens)終致癌物(ultimatecarcinogens)一、根據(jù)致癌物在體內(nèi)發(fā)揮作用的方式分類95二、按致癌物的作用機理分類分類舉例1.遺傳毒性致癌物不依賴活化的有機物烷化劑不依賴活化的無機物鎳、鎘依賴活化的前致癌物多環(huán)芳烴、亞硝胺、芳基胺96分類舉例2.非遺傳毒性致癌物促長劑有機氯農(nóng)藥、糖精激素調(diào)節(jié)劑雌激素、氨基三唑過氧化物酶體增殖劑袪脂乙脂、二乙已基磷苯二甲酸酯細胞毒性劑氨基三乙酸免疫抑制劑環(huán)孢菌素A、硫唑嘌呤固態(tài)物質(zhì)塑料、石棉3.未分類其它物質(zhì)乙醇、二惡烷97三、根據(jù)對人和動物的致癌性分類國際癌癥研究中心（IARCInternationalAgencyforResearchonCancer）根據(jù)對人類研究資料、動物資料和遺傳毒理學資料，將致癌因素分為98對人類是致癌物（I類）87種對人類很可能是致癌物（IIA類）63種對人類可能是致癌物（IIB類）234種現(xiàn)有證據(jù)不能對人類致癌性進行分類（III類）493種對人類可能是非致癌物（IV類）

1種

2002年IARC共評價878種99四、根據(jù)對人和動物致癌性的其他分類確定致癌物（provedcarcinogen）指人和動物都有充分、明確的證據(jù)，表明對人有致癌性100潛在致癌物（potentialcarcinogen）指在人群中尚無充分資料說明人有致癌性，但有充分的動物致突變資料的化學物質(zhì)可疑致癌物（suspectedcarcinogen）指僅有個別臨床報告，但在人群流行病學調(diào)查中未得到確切肯定的因果關(guān)系；或僅在多種動物、特別是與人類血緣相似的靈長目動物致癌試驗陽性的化學物101四、根據(jù)化學物的結(jié)構(gòu)或類型分類1.烷化劑環(huán)磷酰胺

造血器官腫瘤2.多環(huán)芳烴類3、4苯并芘

皮膚癌、肺癌3.芳香胺類聯(lián)苯胺

膀胱癌4.氨基偶氮奶油黃

膀胱癌、肝癌5.亞硝胺類N-亞硝胺

食管癌、胃癌和肝癌6.植物毒素黃曲霉素B1

肝癌7.金屬致癌物砷

皮膚癌102IARC確認為人致癌物的有：

4氨基聯(lián)苯、砷及砷化合物、石棉、苯、聯(lián)苯胺、鈹及鈹化合物、N，N一雙（2一氧乙基）－2一萘胺、雙氯甲醚與工業(yè)品氯甲甲醚、鎘及鎘化合物、鉻（VI）化合物、環(huán)氧乙烷、β萘胺、氧化乙烯、芥子氣、鎳及其化合物、氧及其衰變物、二氧化硅（結(jié)晶型）、頁巖油、煤煙灰、含多環(huán)芳烴煙灰、強無機酸、含石棉纖維滑石粉、氯乙烯、煤焦油瀝青、煤焦油。未處理和略處理的礦物油、木塵。103確認致癌的生產(chǎn)過程有：鋁生產(chǎn)、金胺制造、靴鞋制造和修理、煤氣制造、焦炭生產(chǎn)、家具制造、接觸氧的地下赤鐵礦開采、鑄鐵和鑄鋼、異丙醇制造、品紅制造、油漆工、橡膠行業(yè)、含硫酸的強無機酸酸霧。

我國規(guī)定了八種職業(yè)性腫瘤：石棉所致肺癌、間皮瘤；聯(lián)苯胺所致膀胱癌；苯所致白血??；氯甲醚所致肺癌；砷所致肺癌、皮膚癌；氯乙烯所致肝血管肉瘤；焦爐工肺癌；鉻酸鹽制造工肺癌。104第三節(jié)觀察化學毒物致癌作用的

基本方法105糖精鈉的致癌作用

糖精鈉，是最古老的甜味劑。于1878年被美國科學家發(fā)現(xiàn)。其甜度為蔗糖的300倍到500倍，1958年，F(xiàn)DA開始對食品添加劑的使用進行管理，當時糖精已經(jīng)能夠在美國廣泛使用了，因此它被列入最早的675種“公認安全”（GRAS）的食品原料名單之中。1972年，美國FDA根據(jù)一項長期大鼠喂養(yǎng)實驗的結(jié)果決定取消糖精的“公認安全”資格。1977年，加拿大的一項多代大鼠喂養(yǎng)實驗發(fā)現(xiàn)，大量的糖精可導致雄性大鼠膀胱癌。為此，美國FDA提議禁止使用糖精，但這項決定遭到國會反對，并通過一項議案延緩禁用。1061991年，美國FDA根據(jù)一些研究結(jié)果撤回了禁止糖精使用的提議。但由于上述原因，在美國使用糖精仍需在標簽上注明“使用本產(chǎn)品可能對健康有害，本產(chǎn)品含有可以導致實驗動物癌癥的糖精”。2000年5月，美國國立環(huán)境衛(wèi)生科學研究所（NIEHS）在第九期全國致癌物質(zhì)毒物學報告（NTRC）中正式已經(jīng)使用達百年的糖精（Saccharin）排除在致癌物名單外。美國FDA則建議糖精攝取量，小孩每天不超過五百毫克，大人不超過一千毫克。我國政府也采取壓減糖精政策，并規(guī)定不允許在嬰兒食品中使用。目前JECFA規(guī)定糖精的ADI值為每日0-5mg/kg體重。

107化學致癌物判斷的證據(jù)1.人群流行病學調(diào)查：必須具備兩項以上由不同研究者在不同地點、不同對象中以不同調(diào)查方法獲得的結(jié)論相符的證據(jù)2.動物實驗證據(jù)：至少有兩項按現(xiàn)行常規(guī)設(shè)計進行，符合GLP，在不同物種動物所得結(jié)果一致的動物致癌物鑒定資料108短期試驗動物長期致癌試驗人類流行病學調(diào)查常用的致癌物判斷方法109一、短期試驗（一）致突變試驗–以致突變?yōu)橛^察終點化學物致突變性與致癌性關(guān)系對致癌物篩查無法檢測非遺傳毒性的致癌物（假陰性）和具有遺傳毒性的非致癌物（假陽性）一組試驗檢測假陽性假陰性致突變致突變和致癌致癌89.7%87.0%10.3%13.0%致癌性誘變劑非致癌性誘變劑致癌性非誘變劑非致癌性非誘變劑C+M+C-M-1111970年前后，B.Ames分析了化合物的突變性和致癌性之間的關(guān)系化合物的突變性和致癌性之間有很大的相關(guān)性，提示了致癌作用的最終靶分子是DNA。遺傳物質(zhì)的損傷和基因結(jié)構(gòu)的改變是細胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化的必要前提。1121.體外短期篩選試驗Ames試驗大腸桿菌回復突變試驗大腸桿菌DNA修復試驗果蠅伴性隱性致死試驗哺乳類細胞體外染色體分析113哺乳類細胞體外SCE試驗V79細胞體外HTRP突變試驗嚙齒動物骨髓細胞染色體分析（或微核試驗）嚙齒動物顯性致死試驗114（二）細胞轉(zhuǎn)化試驗–以惡性變的細胞為終點細胞轉(zhuǎn)化試驗：指受試物與正常細胞在體外接觸，如有致癌作用，可使正常細胞形態(tài)、功能發(fā)生變化，發(fā)生與癌細胞相似的過程不以致突變?yōu)橛^察終點，可以彌補致突變試驗的不足：可檢測遺傳毒性致癌物和非遺傳毒性致癌物惡性轉(zhuǎn)化細胞的特征：形態(tài)、核及核仁、核分裂現(xiàn)象、接觸抑制、細胞排列115116（三）哺乳動物體內(nèi)短期致癌試驗嚙齒動物肝臟轉(zhuǎn)變灶誘發(fā)試驗小鼠肺腫瘤誘發(fā)試驗小鼠皮膚腫瘤誘發(fā)試驗SD雌性大鼠乳腺癌誘發(fā)試驗117二、哺乳動物長期致癌試驗（一）動物選擇選擇敏感動物：誘發(fā)腫瘤的易感性年齡：斷乳或斷乳不久動物性別：雌雄各半動物數(shù)：一般每組動物數(shù)為雌雄各50只118（二）劑量設(shè)計3個染毒組：無作用劑量組閾劑量組發(fā)生腫瘤劑量組1個對照組（必要時別設(shè)一個溶劑組）（三）期限：長期或終生：大鼠：2年；小鼠：1.5年119致癌試驗常用的指標：腫瘤發(fā)生率：最重要指標多發(fā)性：是指一個動物出現(xiàn)多個腫瘤或一個器官出現(xiàn)多個腫瘤潛伏期：通常用各組第一個腫瘤出現(xiàn)的時間為該組潛伏期（四）結(jié)果觀察，分析和評定120兩種動物兩種性別三個劑量組，其中一個接近最大耐受量每組動物數(shù)至少50只哺乳動物長期致癌試驗設(shè)計最低要求121三、人群流行病學調(diào)查是確定人類致癌物的唯一方法利用腫瘤生物標記進行調(diào)查觀察指標多為化學致癌作用的結(jié)果，對三早及預(yù)防不利122

腫瘤標志物（tumormarker)定義：腫瘤標志或腫瘤標記物，是腫瘤組織產(chǎn)生的、可以反映腫瘤自身存在的化學物質(zhì)。這類物質(zhì)可以是大分子蛋白質(zhì)(包括肽類、激素和酶)，也可以是小分子脂類和氨基酸衍生物。理想的腫瘤標志應(yīng)該是腫瘤組織所特有的而不存在于正常組織的化學物質(zhì)，然而迄今為止尚未發(fā)現(xiàn)有這種化學物質(zhì)。 因而腫瘤標志通常是指與相