外源化学物的毒作用表现.ppt

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1、1,第八章 外源化学物的毒作用表现,2,3,一、一般毒性,4,一、一般毒性,一般毒性是指外源化学物在一定剂量、一定接触时间和接触方式下对试验动物产生的综合毒效应。一般毒性与特殊毒性相对应 特殊毒性：致癌作用、致突变作用、致畸和生殖毒性。,分类：一次性大剂量染毒长时间低剂量重复染毒,5,一、一般毒性,重要性：化学品安全性评价和危险性评价的重要组成部分。目的：发现外源化学物毒作用的靶器官，为靶器官毒理研究提供基础。,6,一、一般毒性,靶器官 毒性,血液毒理学免疫毒理学生殖毒理学神经系统和行为毒理学呼吸毒理学肝脏毒理学肾脏毒理学心血管毒理学皮肤毒理学,7,一、一般毒性,接触毒物时间,急性毒性蓄积性（

2、重复剂）毒性亚慢性毒性慢性毒性,8,急性毒性概述,指机体（实验动物或人）一次或24h内多次接触外源化学物后在短期内(最长到14天)所产生的毒性效应。毒性效应包括一般行为、外观改变、大体形态变化以及死亡效应。,9,急性毒性概述,急性接触次数：一次或24h多次“一次”：经口和经注射途径染毒是指瞬间给予实验动物染毒，经呼吸道与皮肤染毒时，则指在一段规定的时间内使持续接触毒物的过程“多次”：当一次最大染毒剂量不能达到以充分了解该毒物急性毒性作用的目的，从而在24h内分次染毒。,10,急性毒性概述,中毒效应出现时间瞬间死亡：氰化钾、煤气等迟发毒效应和死亡：有机磷农药快速和剧烈的毒效应后恢复轻微症状恢复严

3、重中毒死亡（毒菇）714d中毒效应的强度：一般行为、外观、大体形态、死亡,11,急性毒性试验目的,试验目的：求出致死剂量以及LD50，通过LD50进行毒性分级评价外源性化学物的毒效应特征、靶器官、剂量-反应（效应）关系和对人体产生损害的危险性。为其它毒理试验研究提供接触剂量和观察指标选择的依据为毒理学机制研究提供线索,LD50：使受试动物半数死亡的毒物剂量LC50：使受试动物半数死亡的毒物浓度,12,急性毒性试验要点,实验动物的选择和要求毒性反应与人近似易于饲养、操作方便繁殖和生育能力强，能保障供给价格低易于获得,大鼠小鼠豚鼠家兔,13,急性毒性试验要点,年龄和体重通常要求选择刚成年动物进行试

4、验，而且须是未曾交配和受孕的动物。例如：大鼠180240g、小鼠1825g、家兔22.5kg、豚鼠200250g、狗1015kg。同一批试验动物体重变异范围不应超过该批动物平均体重的20。,14,急性毒性试验要点,性别除特殊要求外，一般急性毒性试验对动物性别要求为雌雄各半。如果在预试验时发现化学毒物(如农药)对雌、雄动物毒效应的敏感性有明显差异，则应单独分别求出雌性与雄性动物各自的LD50。如果试验是为致畸试验作准备，也可仅作雌性动物的LD50测试。,针对胚胎发育畸形情况,15,急性毒性试验要点,适应环境，减少环境和生理的变化对实验结果的影响筛选健康动物，发现异常者应放弃雌雄分笼饲养，防止交配

5、和受孕,16,急性毒性试验要点,禁食经消化道染毒时，要求试验前对动物禁食大鼠、小鼠隔夜禁食；或染毒前禁食4h大动物每日上午喂食前染毒染毒后继续禁食24h，但在禁食时要保障饮水,17,急性毒性试验要点,受试前了解受试物的理化性质和毒性资料受试物配制水溶液经口用蒸馏水或去离子水，注射用生理盐水；混悬液0.5%羧甲基纤维素钠、10%阿拉伯乳糖、植物油，临用前配制。,18,急性毒性试验要点,有利于不同化学物之间急性毒性大小的比较受试物的性质和途径评价程序的要求常见：经口、经呼吸道、经皮及经注射途径。,19,急性毒性试验要点,剂量选择化学结构及理化特性查阅文献（寻找经验）用少量动物，以较大的剂量间隔染毒

6、，找出1090%（0100%）的致死剂量范围，然后可设计正式试验的剂量和分组。,20,急性毒性试验要点,LD50计算可用来进行急性毒性分级获得信息有限仅是近似值，不准确不足以对化学物安全进行评价动物使用量多,局限性,21,急性毒性分级,22,蓄积毒性作用,基本概念：化学毒物进入机体后，经过生物转化以代谢产物或化学物原型排出体外。但是，当化学毒物反复多次给动物染毒，化学毒物进入机体的速度(或总量)超过代谢转化的速度和排泄的速度(或总量)时，化学毒物或其代谢产物就有可能在机体内逐渐增加并贮留，这种现象称为化学毒物的蓄积作用。,23,外源性化学物,排出体外,机体,直接,代谢物,储存库,血浆蛋白脂肪组

7、织肝脏肾脏骨骼,物质蓄积,功能蓄积,基本概念,基本概念：,能用化学方法测得体内存在该化学物的母体或其代谢物,测不出该化学物的原形或其代谢产物，却出现慢性毒性作用,24,研究目的,化学毒物的蓄积作用是形成慢性中毒的物质基础，因此研究化学毒物在机体内的蓄积性是评价化学毒物能否引起潜在慢性毒性的依据之一，也是卫生标准制订过程选择安全系数的主要依据。,25,1、了解外源化学物的蓄积毒性及其强弱；,2、评价外源化学物是否具能引起慢性毒性，为毒性试验提供参考；,研究目的,3、为制定外源化学物在食品中的限量的安全系数提供依据；,4、确定外源化学物能否用于食品，人类长期食用是否安全。,26,研究方法,蓄积系数

8、法将多次染毒使半数动物出现效应（或死亡）的蓄积剂量与一次染毒使半数动物出现相同效应（或死亡）的剂量的比值。K=,ED50（n）,ED 50（1）,27,研究方法,蓄积系数法K值越小，表示化学毒物的蓄积性越大K=1：化学毒在动物体内全部蓄积或每次染毒后毒效应是叠加的。K5：蓄积毒性极弱,28,研究方法,生物半减期法用毒物动力学原理描述化学毒物在机体内的蓄积作用。化学毒物在体内蓄积的速度和量与机体单位时间内吸收该物质的速度以及清除速度有关。即使化学毒物以相等的时间间距恒速地吸收入血液，该物质在一定剂量范围内在机体的蓄积量也不呈直线无限地增加，而是呈曲线形上升并有一定的极限。这是因为化学物质吸收进入

9、机体的同时体内也发生着代谢转化及清除的过程。当化学毒物的吸收过程与代谢转化清除的过程达到平衡时，其蓄积量基本上不再增加。,29,T 一种化学物以T 相等的时间间矩染毒，其在体内经过6个T 的接触就可以基本上达到蓄积的上限。T 短，达到蓄积极限所需要的时间短T 长，达到蓄积极限所需要的时间长,研究方法,生物半减期法,30,亚慢性毒性和慢性毒性,亚慢性毒性：指实验动物连续接触较长时间、较大剂量的外源化合物所引起的毒性效应。慢性毒性：指实验动物长期（甚至终生）反复接触低剂量的化学毒物所产生的毒性效应。,16个月,一般指2年,31,常年抽烟引起肺癌,饮用假酒导致失明,大鼠饮用三聚氰胺30天后产生组织坏

10、死现象,慢性毒性作用,急性毒性作用,亚慢性毒性作用,32,研究目的,研究受试物亚慢性毒性剂量-反应关系，提出安全限量参考值。观察受试物亚慢性毒性效应谱、毒作用特点和靶器官探索受试物的毒作用机制观察长期接触受试物所致毒性作用和可逆性观察不同动物对受试物的毒效应差异，为确定安全系数提供依据,33,研究设计,实验动物选择,亚慢性毒性试验 年龄：大鼠80100g 狗 812月 小鼠1015g数量：小动物20 大动物6性别：雌雄各半,慢性毒性试验年龄：大鼠 5070g 狗 8月 小鼠 初断乳数量：小动物40 大动物8性别：雌雄各半,34,研究设计,剂量选择和分组3个剂量组（高剂量、中剂量、低剂量）和一个

11、阴性（溶剂）对照组。高-引起明显毒性并且不发生死亡（或小于10%）；中-产生轻微的中毒效应；低-无中毒反应，相当于未观察到有害作用剂量设一个中间剂量组，最好是相当于观察到有害作用的最低剂量。,35,研究设计,染毒方式尽量选择和人类接触途径相似的方式。一般采用口染毒方式。染毒时间亚慢性毒性染毒13个月；慢性毒性染毒6个月2年。,36,研究观察,染毒方式,外观生长发育行为功能毒性体征,最终体重脏器湿重脏/体比,亚慢性、慢性毒性试验过程,活杀解剖,器官/组织,大体尸解,固定/染色显微镜检查,生物体液血液学血清-化学-生化学尿分析,生物学标志酶内源性成分胆汁尿,脏器系数,37,研究观察,染毒方式一般毒

12、性指标动物体重和进食量：反映动物健康状况最基本的灵敏指标之一食物利用率：比较食物利用率，有助于了解化学物的毒性效应中毒症状：有助于判断化学毒物损害机体的部位和程度实验室检查生理、生化指标检查有助于进一步认识和研究毒作用靶器官、毒物体内代谢、独立机制。,38,研究观察,染毒方式解剖病理组织学检查为进一步研究毒作用的靶器官提供线索和方向1、脏器系数减小，表明脏器可能出现萎缩、退化等2、病理组织学：从组织和细胞水平深入研究毒性作用性质、程度、靶器官和靶细胞；3、电镜超微结构：从亚细胞水平、分子水平揭示毒作用的本质。其他指标可逆性观察,39,研究要点,长期毒性试验由于消耗时间长，人力、物力、财力消耗很

13、大。所以对试验质量的控制是试验成功的先决条件。,要点：1、重视试验项目管理，排除外部因素的干扰；2、重视试验合理性，准确设计剂量；3、控制试验环境；对不同试验动物的不同环境因素把控；4、检测条件的控制。,40,研究结果,对生物膜的损害：膜通透性、流动性、和膜表面电荷对细胞钙稳态的影响：破坏正常生命活动所需的由第一信使刺激而产生的短暂的钙瞬变，危及细胞器和功能和骨架的结构，最终激活不可逆的细胞分解代谢。,41,研究结果,机体内生物大分子的氧化损伤：化学毒物在机体内代谢（主要是氧化还原反应）产生自由基脂质过氧化损伤：细胞器和细胞膜结构破坏 引起细胞毒性 对DNA的影响（氧化和加合）,42,研究结果

14、,蛋白质氧化损伤：引起蛋白质凝集、交联、降解、断裂，出现生理功能受损核酸的氧化损伤：DNA断裂，缺失突变 启动修复系统，如修复功能受 损，引起突变 活化癌基因,43,本节重点,什么是一般毒性作用？按照时间长短，可分为哪几种？蓄积性、急性、亚慢性、慢性毒性的特点是什么？,44,二、致突变作用,一、基本概念二、突变类型三、突变的发生与机制四、致突变试验与致突变作用评定,45,基本概念,遗传物质发生变化引起遗传信息的改变，并产生新的表型效应。突变发生原因分为：自发突变：在自然条件下发生的突变，其发生过程长、发生频率低，对物种的进化有重要作用。诱发突变：人为或受各种因素诱发产生的突变，发生过程短、频率

15、高，可能会对物种的生存产生危害。,46,突变类型,47,突变类型,基因突变：是指基因在结构上发生了碱基对组成和排列序列的改变。1碱基置换 指DNA序列上的某一碱基被其他碱基所取代。转换：嘌呤与嘌呤碱基、嘧啶与嘧啶碱基之间的置换颠换：嘌呤与嘧啶碱基之间的置换2移码突变 指发生一对或几对（三对除外）的碱基发生增加或减少，以致从受损点开始碱基序列完全改变，形成错误的密码，并转译成为不正常的氨基酸。,3个相邻的碱基（1个密码子）决定一个氨基酸,48,突变类型,3缺失或插入 指DNA链中增加或减少的碱基对为一个或几个密码子，此时基因产物多肽链中会增加或减少一个或几个氨基酸，此部位之后的氨基酸序列无改变。

16、4片段突变 指基因中某些小片段核苷酸序列发生改变，这种改变有时可跨越两个或数个基因，涉及数以千计的核苷酸。,49,突变类型,染色体畸变：1、染色体结构畸变染色体或染色单体断裂，造成染色体或染色单体缺失或引起各种重排，出现染色体结构异常。2、染色体数目畸变基因中染色体数目的改变。体细胞二倍体（2n）；生殖细胞单倍体。正常体细胞染色体数目2n为标准，分整倍性畸变和非整倍性畸变。整倍性畸变指染色体数目的异常是以染色体组为单位的增减，非整倍性畸变系指比二倍体多或少一条或多条染色体。,50,非整倍体 非整倍体指细胞丢失或增加一条或几条染色体。缺失一条染色体时称为单体，增加一条染色体时称为三体。染色体数目

17、的改变会导致基因平衡的失调，可能影响细胞的生存或造成形态及功能上的异常。如21三体导致先天愚型(Down氏综合征)。整倍体 整倍体指染色体数目的异常是以染色体组为单位的增减，如形成三倍体、四倍体等。在人体，3n为69条染色体，4n为92条染色体。在肿瘤细胞及人类自然流产的胎儿细胞中可有三倍体细胞的存在。发生于生殖细胞的整倍体改变，几乎都是致死性的。,51,突变类型,52,作用机制,直接以DNA为靶点的诱变 DNA加合物形成 碱基类似物取代：如 5溴脱氧尿嘧啶核苷能取代胸 腺嘧啶，2氨基嘌呤(2-AP）能取代鸟嘌呤 烷化剂的影响：甲基化乙基化高碳烷基化 致突变物改变或破坏碱基的化学结构化学物破坏

18、 或改变碱基的结构，有时还引起链断裂。平面大分子嵌入DNA链 DNA蛋白质交联物 二聚体的形成,53,作用机制,不以DNA为靶的间接诱变（纺锤体抑制、对酶促过程的作用）化学物的间接诱变可能是通过对纺锤体作用或干扰与DNA合成和修复有关的酶系统。1、纺锤体抑制：一些化学物能作用于纺锤体，中心粒或其他核内细胞器，从而干扰有丝分裂过程。2、对酶促过程的作用：对DNA合成和复制有关的酶系统作用也可间接影响遗传物质。,54,突变后果,1、体细胞突变的后果、最受注意的是致癌问题；、胚胎体细胞突变可能导致畸胎；、致突变物透过胎盘作用于胚胎体细胞导致流产。2、生殖细胞突变的后果、致死性影响：可能是显性致死或隐

19、性致死。、非致死性影响：出现显性或隐性遗传性疾病（含先天 性畸形）。、将使基因库的遗传负荷增加。,55,试验与评价,试验目的：研究外源化学物引起人体的突变并通过生殖细胞传递给后代的可能性；基于对体细胞突变与肿瘤发生关系的认识，也可用于预测化学物潜在的致癌性。试验分类：基因突变试验 染色体损伤试验 非整倍体试验 其他反映DNA损伤试验,56,试验与评价,回复突变试验 1 细菌回复突变试验 假如有致突变物存在，则营养缺陷型的细菌回复突变成原养型（失去合成某种（或某些）对该菌株生长必不可少的物质的能力），因而能在营养缺乏的培养基上生长形成菌落，根据此判断受试物是否致突变物。如鼠伤寒沙门氏菌组氨酸营养

20、缺陷型菌株。,营养缺陷型相应的菌株,57,哺乳动物细胞正向突变试验 1 细菌回复突变试验 由于抗药性是对正常基因座诱发的突变性状，所以称为正向突变试验。试验基于突变集落数，计算突变频率以评价受试物的致突变性。,试验与评价,58,果蝇伴性隐性致死试验试验原理：是利用隐性基因在伴性遗传中的交叉特征检出各类点突变的试验。隐性基因在伴性遗传中的交叉遗传特征，即雄蝇的X染色体传给F1代雌蝇，又通过F1代传给F2代雄蝇。X染色的隐性突变基因在F1代雌蝇为杂合体，不能表达，而在F2代雄蝇为半合体，能表达出来。如果雄蝇接着受试物后X染色体出现隐性致死性突变，结果其F2代雄蝇数目较少雌蝇少一半。据此推断致死突变

21、的存在。,试验与评价,59,染色体分析 观察染色体形态结构和数目变化称为染色体分析。（1）染色体畸变分析 主要观察染色体的结构畸变和数目畸变（2）微核试验 能检察出断裂剂和有丝分裂毒物（3）姐妹染色体交换试验 现在以广泛用于筛选食品中化学物致突变。,试验与评价,60,试验与评价,多种配伍试验组合 对于化学物致突变试验采用多种实验组合。（1）配伍试验组合 体细胞和生殖细胞 体内试验和体外试验 等（2）遗传学终点 DNA完整性的改变 DNA重排或交换 DNA碱基序列改变 染色体完整性改变 染色体分离改变,61,美国EPA毒物处提出了一个三阶段的试验方案。第一阶段测试化学物的遗传毒性，包括体外哺乳动

22、物细胞基因突变试验、体内骨髓染色体损伤试验；第二阶段测试对生殖细胞的致突变作用；第三阶段为哺乳动物生殖细胞致突变性标准试验。,试验与评价,62,三、生殖发育毒性,一、基本概念二、生殖毒性与发育毒性三、发育毒性与致畸作用的原理及机制四、生殖与发育毒性的试验及评价,63,基本概念,有些化学毒物虽然不致畸，但却可以引起一系列的与其他生殖有关的损伤，毒物不仅可以通过母体发生作用，也可以通过损伤父方的精子而损伤后代。化学毒物可使生殖与发育各环节遭到损害，而表现出生殖和发育毒性。,64,基本概念,历史 反应停(沙利度胺;酞胺哌啶酮)1957 61,65,基本概念,66,生殖与发育毒性,生殖过程 生殖细胞的

23、发生形成 交配 受精 合子形成 着床 胚胎形成及发育 分娩 哺乳生殖毒性：对雄性和雌性生殖功能或能力的损害和对后代的有害影响。发生时期：生殖毒性既可发生于生殖细胞、受精卵、胚胎形成期、妊娠期分娩和哺乳期毒性表现：表现为外源化学物对生殖过程的影响,67,生殖与发育毒性,发育毒性：出生前后接触外源性理化因素引起的在子代的寿命期内出现的任何对发育有害的表现。,发育生物体死亡,生长改变,结构异常（畸形）,功能缺陷,68,生殖与发育毒性,发育生物体死亡指受精卵未发育即死亡，或胚泡未着床即死亡，或着床后生长发育到一定阶段死亡。早期死亡被吸收或自子宫排出(即自然流产)，晚期死亡成为死胎。生长改变：即生长迟缓

24、。能引起胚胎死亡和畸形的毒物多数能引起生长迟缓。一般认为胎儿的生长发育指标比正常对照的均值低2个标准差时，即可定为生长迟缓。豚鼠胸骨及枕骨骨化迟缓及低出生体重等是生长迟缓的较敏感指标。生长迟缓造成的局部发育不全可视为畸形，如脑小畸形和眼小畸形等。,69,生殖与发育毒性,功能缺陷包括器官系统、生化、免疫等功能的变化。功能缺陷往往要在出生后经过相当时间才能诊断。如听力或视力异常、行为发育迟缓等。结构异常指胎儿形态结构异常，即畸形。致畸性是指化学物在胚胎发育期间引起永久的结构与功能异常的性质。致畸物是指出生前接触，诱发永久的结构与功能异常的物质。,70,生殖与发育毒性,生殖与发育毒性的特点：生殖发育

25、器官或生殖发育过程较机体其他系统或功能对某些化学物的毒作用更为敏感。损害作用不仅表现在暴露化学物质的机体本身，还可能影响后代。,71,作用原理及机制,发育各阶段的发育毒性作用特点：1、着床前期：分化前期，从受精到完成着床之前的一段时间。这段时间很少发生特性致畸效应，通常是未分化细胞受毒物 损伤而导致胚泡死亡。2、器官形成期：着床后孕体即进入器官形成期，直到硬腭闭合。人：38周 小鼠、大鼠：615d 家兔：1518d 这段时间容易受致畸物的作用诱发器官结构缺陷。3、胎儿期：器官形成结束后即进入胎儿期，直到分娩。这段时间接触发育毒物很可能对生长和功能成熟产生效应。4、围生期和出生后的发育期：研究较

26、多的是发育免疫毒性、神经行为发育异常、儿童期肿瘤,72,作用原理及机制,影响致畸作用的因素：,73,作用原理及机制,母体毒性与发育毒性：母体毒性：指化学毒物对孕母产生的损伤作用，变现为增重减慢、功能异常、出现临床症状甚至死亡。母体因素对发育毒性的影响：1、遗传学：孕母的遗传结构是孕体发育结果的决定因素。2、疾病：疾病导致母体变化或直接经胎盘的感染对孕体产生不利的影响。3、营养：微量元素、蛋白质等缺乏产生的影响。4、应激：生理学应激反映可诱发母体发育毒性。噪声、母体情绪等。5、对胎盘的毒性：对胎盘的毒性可能会促进对孕体的有害效应。,74,作用原理及机制,母体毒性与发育毒性：母体毒性与胚胎毒性的关

27、系：胚胎毒性作用：指外源化学物对母体子宫内发育的胚胎或胎儿产生的毒性作用。表现：胚胎死亡、生长发育迟缓、胎儿先天缺陷和畸形、功能发育不全。1、具有胚胎毒性，但无母体毒性。2、出现胚胎毒性也出现母体毒性。3、具有母体毒性，但不具有致畸作用。4、一定剂量下，既无母体毒性，也不表现胚胎毒性。,75,试验与评价,试验目的：揭示化学品/药品对哺乳动物生殖发育的任何有害影响，并将研究的结果与有可以得到的其他药理学和毒理学资料联系起来，推测对人可能造成的生殖危险。动物毒性试验 流行病学研究 危险度评定 确认人类致畸物标准,76,试验与评价,动物毒性试验：其优点在于容易控制试验条件、动物数量、年龄、状态以及选

28、择合适的检测标准。动物选择：1、哺乳动物 2、动力学、毒效学及其有关参数与人接近 3、生育力强、孕期短、廉价、易获取、操作方便等。,77,试验与评价,动物毒性试验：三段生殖毒性试验：动物生命周期划分,78,A.从交配前到受孕（成年雄性和雌性生殖功能、配子的发育和成熟、交配行为、受精）。B.从受孕到着床（成年雌性生殖功能、着床前发育、着床）。C.从着床到硬腭闭合（成年雌性生殖功能、胚胎发育、主要器官形成）。D.从硬腭闭合到妊娠终止（成年雌性生殖功能、胎仔发育和生长、器官发育和生长）。E.从出生到离乳（成年雌性生殖功能、幼仔对宫外生活的适应性、离乳前发育和生长）。F.从离乳到性成熟（离乳后发育和生

29、长、独立生活的适应能力、达到性成熟的情况）。,79,1、生育力与早期胚胎发育毒性实验（I段）：A-B2、胚胎胎体发育毒性试验（II段）：C-D3、出生前后发育毒性试验（III段）：C-F,试验与评价,80,试验与评价,动物毒性试验：一代和多代生殖试验：一代生殖试验：亲代（F0）动物直接暴露受试物，子一代 在母体子宫内以及经哺乳暴露受试物。二代生殖试验：仅对两代动物成体进行染毒，F0代直接暴露受试物；F1代既有直接暴露，也有通过母体暴露；F2代在子宫和经哺乳暴露受试物。,81,试验与评价,流行病学研究：研究疾病与健康在人群中分布及其影响因素，以研究防制疾病及促进健康的策略和措施的学科。,82,试

30、验与评价,危险度评定：1、致畸指数：即母体LD50/胎仔最小致畸作用剂量。一般认为比值在10以下者，不具致畸作用，10100具致畸作用，100以上致畸作用强烈。2、致畸物分级标准：1级，已确定人类母体接触后可引起子代先天性缺陷；2A级，对动物试验结果肯定致畸，但对人类致畸作用尚未确定因果关系；2B级，动物试验结果肯定致畸。但无人类致畸资料；3级，尚无结论性肯定致畸证据或资料不足；4级，动物试验阴性，人群中调查结果未发现致畸。,83,试验与评价,确认人类致畸物的标准：1、一种特殊的缺陷或集中缺陷并发的综合症频率突然增加；2、缺陷的增加与某种已知的环境改变巧合；3、已知在妊娠的特殊阶段接触环境的改

31、变，产生有特征性缺陷的综合症；4、缺少妊娠时引起特征性缺陷婴儿产生的其他普通因子。,84,四、致癌作用,人类癌症相关的环境因素：全球每年新发癌症患者总数约为840万，且中国占全球比例的20%；每年全世界约有700万人死于癌症。国际癌症研究所1970年左右指出，8090的人类癌症和环境因素有关，其中主要是化学因素，约占90以上。,85,四、致癌作用,人类癌症相关的环境因素：1981年Doll and Peto报告的归因于环境因素的癌死亡百分比：烟草 30%污染 2%酒精3%工业产品 1%饮食35%药品和医学处置 1%食品添加剂1%地球物理因素 3%职业 4%生殖和性行为 7%感染 10%其中化学

32、因素约占77。,86,87,基本概念,化学致癌指化学物质引起正常细胞发生恶性转化并发展成肿瘤的过程。化学致癌物指凡能引起动物和人类肿瘤、增加其发病率或死亡率的化学物。（黄曲霉毒素、苯并【a】芘、亚硝胺）化学致癌作用指化学致癌物在体内引起肿瘤的过程。,88,基本概念,黄曲霉毒素主要存在于霉变的花生、谷物、果仁和大米等食物中。花生油中黄曲霉素不可能完全去干净，但黄曲霉素是随着时间而产生的，油接触空气时间越长，产生的可能性越高。（橄榄油、棕果油、山茶油等果实油）苯并【a】芘工业锅炉和家用炉灶燃煤、工业生产、交通、垃圾焚烧和森林失火、烹调、烟草烟气。（熏制食物）亚硝胺食物、化妆品、啤酒、香烟中都含有亚

33、硝胺。在熏腊食品中，含有大量的亚硝胺类物质。当熏腊食品与酒共同摄入时，亚硝胺对人体健康的危害就会成倍增加。,89,致癌机制,遗传机制理论由于外来致癌因素引起细胞基因的改变或外来基因整合到细胞基因引起的。遗传外机制理论癌变的发生是非基因改变引起的。形成的学说有：体细胞突变学说癌基因学说亲电子剂学说癌变的阶段学说表观遗传机制学说,90,致癌机制,癌基因：指一类在自然或实验条件下具有诱发恶性转化的潜在基因。原癌基因：机体内正常细胞所具有的能致癌的遗传信息。抑癌基因（肿瘤抑制基因）：正常细胞分裂生长的负性调节因子。,91,致癌机制,癌变的阶段学说：一般认为，化学致癌作用是一个长期的，多因素、多基因参与

34、的多阶段过程。目前公认的阶段学说认为至少包括3个阶段1、引发阶段2、促长阶段3、进展阶段,92,致癌机制,引发阶段（启动阶段）：致癌物不可逆的将正常细胞转变成肿瘤细胞的过程，将具有发展 成肿瘤潜能的突变细胞，称为“引发细胞”（启动细胞）引发细胞不具有生长自主性，不是肿瘤细胞,外源化学物,启动细胞,肿瘤,93,致癌机制,促长阶段：促长阶段是引发细胞增殖成为癌前细胞或良性肿瘤的过程。历时较长，早期可逆性的，晚期为不可逆的。,引发剂,促长剂,具有引发作用的化学物质,具有促长作用的化学物质,只有引发没有促长时不导致肿瘤；促长必须在引发之后。,94,致癌机制,进展阶段是良性肿瘤转变成恶性肿瘤的过程。细胞

35、表现出不可逆的遗传学改变。在该阶段可观察到恶性肿瘤的许多特征，如生长率增加、侵袭、转移等。核型不稳定性导致细胞基因组结构的形态学改变。,95,化学致癌作用模式分类：遗传毒性致癌物指进入细胞后与DNA共价结合，引起机体遗传物质改变，导致癌变的化学物质。直接致癌物：体内不需要经过代谢活化即可致癌 间接致癌物：在体内经过代谢，其产物具致癌作用 无机致癌物：亲电子机，或通过选择性改变DNA复制保真性，导致 DNA改变,致癌物分类,96,化学致癌作用模式分类：表观遗传毒性致癌物不作用于机体遗传物质的化学致癌物。促长剂 内分泌调控剂 免疫抑制剂 细胞毒剂 过氧化物酶体增殖剂 固态物质,致癌物分类,97,林

36、县食管癌,中国食管癌死亡的占全部癌死亡的23.5%河南省林县人口20%死于食管癌原因可能是以下几点：喜欢吃腌菜农民挖池塘蓄积雨水来饮用新鲜水果和蔬菜摄入很少当地居民喜欢吃烫的食物,98,致癌物筛查方法,短期试验动物致癌试验人类流行病学调查,99,致癌物筛查方法,短期试验致突变试验主要是对致癌物的筛选，依据是化学物的致突变性与致癌性的联系。大多数化学致癌物具有致突变性，而大多数非致癌物无致突变性。意义是检出基因遗传毒性的致癌物。,100,致癌物筛查方法,哺乳动物诱癌试验 长期致癌试验（终身试验）短期致癌试验 化学致癌物的最大特点是有一个较长的潜伏期，利用用人类流行病学调查可知，一般需要人类接触受

37、试物20年后才能进行。利用大鼠致癌试验，试验期为2年，相当于人类大半生的时间。,公认的经典方法,101,致癌物筛查方法,哺乳动物诱癌试验 长期致癌试验（终身试验）短期致癌试验优点：1、可严格控制试验条件 2、缩短试验周期缺点：试验结果外推至人尚存在不确定性,102,致癌物筛查方法,哺乳动物诱癌试验 长期致癌试验（终身试验）短期致癌试验动物选择：寿命相对较短、易获得、费用低。对肿瘤的感受性，特别是对受检物有特定的靶器官尤为重要。（一般用大鼠、小鼠）,103,致癌物筛查方法,哺乳动物诱癌试验 长期致癌试验（终身试验）短期致癌试验动物选择：品系：选用较敏感、自发肿瘤率低、生命力强和寿命较长的品系。年

38、龄：刚离乳的动物，保证有足够长的染毒和发生癌症的时间。性别：雌雄各半。数量：每组试验雌雄各50只，出现肿瘤时，每组存活动物不少于25只。,104,致癌物筛查方法,哺乳动物诱癌试验 长期致癌试验（终身试验）短期致癌试验剂量设置：高剂量组 剂量设置：3个剂量组 中剂量组 低剂量组,阴性对照组,105,致癌物筛查方法,哺乳动物诱癌试验 长期致癌试验（终身试验）短期致癌试验染毒方式：途径：经胃肠道、皮肤、呼吸道、注射等。染毒时间：从试验开始至试验结束反复多次染毒。,尽量按人类实际接触情况选择适宜的染毒方式,106,致癌物筛查方法,哺乳动物诱癌试验观察指标：1、一般观察：主要是一般状况（外边、活动、摄食

39、情况等）和毒性反应。对死亡动物需及时解剖检查。2、肿瘤发生情况：对每一肉眼可见及可触及的肿瘤，应记录出现时间、部位、大小、性状和动物死亡时间。3、病理检查：试验过程中死亡或濒临死亡的，对其进行系统尸检和组织病理学检查，确定肿瘤的性质和靶器官。,107,致癌物筛查方法,哺乳动物诱癌试验结果分析：,最早出现肿瘤时存活动物总数,108,致癌物筛查方法,哺乳动物诱癌试验肿瘤潜伏期：从摄入受试物起到发现肿瘤的时间，可将各组第一个动物出现肿瘤的时间作为该组的潜伏期。内脏肿瘤以动物死亡时间定为发生肿瘤的时间。致癌指数=肿瘤发生率（%）/潜伏期（天）100%,109,已鉴定人类主要致癌因素,化学致癌物质：如香烟烟雾中的化学致癌物饮食中的污染物：如黄曲霉毒素物理因素：紫外线、石棉致病菌和病毒：如幽门螺旋菌、乙肝、丙肝病毒某些生活方式：如吸烟、过度暴露于阳光、过度脂肪摄入等,110,本章重点,名词解释LD50 LC50 急性毒性 慢性毒性 亚慢性毒性简答题：简述急性毒性试验的目的,