化學(xué)毒物的毒性作用課時(shí)

化學(xué)毒物的毒性作用課時(shí)第1頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四一般毒性作用（generaltoxicity）毒性效應(yīng)一般毒性化學(xué)物的理化特性毒性大小和特征在體內(nèi)的蓄積和耐受特性毒作用的靶點(diǎn)和敏感指標(biāo)確定閾劑量和閾下劑量急性毒性試驗(yàn)蓄積毒性試驗(yàn)亞急性毒性試驗(yàn)亞慢性毒性試驗(yàn)慢性毒性試驗(yàn)特殊毒性生殖毒性、致突變、致癌和免疫毒性等第2頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)急性毒性作用及其評價(jià)一、概念急性毒性：機(jī)體一次或24h內(nèi)多次接觸外源化學(xué)物后所引起的快速劇烈的中毒效應(yīng)，包括一般行為、外觀及形態(tài)改變，甚至死亡效應(yīng)。第3頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四二、急性毒性試驗(yàn)的目的急性毒性試驗(yàn)是外源化學(xué)物毒性評價(jià)的第一步。1.確定化學(xué)物的LD50

或LC50

、毒效應(yīng)特征以及劑量-反應(yīng)關(guān)系。2.為后續(xù)毒性試驗(yàn)染毒劑量的設(shè)計(jì)和觀察指標(biāo)的選擇提供依據(jù)，為毒作用機(jī)制研究提供線索。第4頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四三、急性毒性試驗(yàn)的設(shè)計(jì)（一）實(shí)驗(yàn)動物的選擇（二）各組劑量值與組數(shù)的確定（三）各組動物數(shù)及實(shí)驗(yàn)動物分組（四）實(shí)驗(yàn)動物的喂養(yǎng)（五）實(shí)驗(yàn)動物的染毒方法（六）試驗(yàn)周期（七）毒性觀察第5頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（一）實(shí)驗(yàn)動物的選擇基本要求：①動物對化學(xué)物的毒性反應(yīng)與人基本一致；②操作方便、易于飼養(yǎng)管理、易于獲得且價(jià)格較低。此外，應(yīng)選用純品系的初成年動物，雌雄各半；要求選用兩種或兩種以上的實(shí)驗(yàn)動物，一種為嚙齒類，另一種為非嚙齒類。第6頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四品系指用計(jì)劃交配的方法獲得的起源于共同祖先的一群動物。同一品系的動物具有共同的遺傳來源、相似的外貌特征、獨(dú)特的生物學(xué)特性及穩(wěn)定的遺傳性能。第7頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（一）實(shí)驗(yàn)動物的選擇嚙齒類：大鼠、小鼠、兔子；非嚙齒類：貓、狗、豬、猴等。第8頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（二）各組劑量值與組數(shù)的確定研究受試物急性毒性→先測其LD50→尋找參考物質(zhì)→以LD50（參）為預(yù)期毒性中值→化學(xué)結(jié)構(gòu)與理化性質(zhì)→以4或1.6為劑量比值進(jìn)行分組和預(yù)實(shí)驗(yàn)→確定大致致死劑量范圍→正式試驗(yàn)的組數(shù)n與組距i→進(jìn)行正式急性試驗(yàn)。i=(logLD90－logLD10)/（n－1）或

i=(logLD100－logLD0)（n－1）第9頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（三）各組動物數(shù)及實(shí)驗(yàn)動物分組每組動物數(shù)：小鼠≥10只，大鼠6~8只，家兔4~6只；每組動物一般雌雄各半；采用隨機(jī)方法將動物分配于各組。第10頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（四）實(shí)驗(yàn)動物的飼養(yǎng)溫度：22±3℃；濕度：30%~70%；無對流風(fēng)；籠養(yǎng)數(shù)適宜；人工晝夜；常規(guī)飼料、自由飲水。第11頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（五）實(shí)驗(yàn)動物染毒方法灌胃；摻入飼料法；吞咽膠囊。（六）試驗(yàn)周期一般為2周。第12頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（七）毒性觀察1.中毒癥狀；2.體重；3.其他生理、生化指標(biāo)測定；4.死亡情況及LD50或LC50計(jì)算；5.病理解剖學(xué)和組織病理學(xué)檢查。第13頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四LD50的計(jì)算：LD50及其95%可信限的計(jì)算方法有：霍恩氏（Horn）法、簡化寇氏（Karber）法、直接回歸法等。1.霍恩氏法：限定使用4個(gè)劑量組，組距i固定，每組動物數(shù)相等（4只系列或5只系列），根據(jù)動物的死亡情況直接查表求出LD50及其95%可信限。2.簡化寇氏法：LD50=lg-1[Xm–i(∑p–0.5)]Sx50=i[（∑pq/n）?]LD50的95%可信限=lg-1（lgLD50±1.96×Sx50

）i——組距；Xm——最大劑量對數(shù)；p——各劑量組死亡率；q——各劑量組存活率；∑p——各劑量組死亡率之和；n——各組動物數(shù)；

Sx50——lgLD50的標(biāo)準(zhǔn)誤。第14頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四四、急性毒性的評價(jià)主要參數(shù)：LD50或LC50；其他參數(shù)：Zac、劑量-反應(yīng)關(guān)系曲線的斜率或LD84/LD16；中毒癥狀。第15頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四我國食品急性毒性分級標(biāo)準(zhǔn)急性毒性分級大鼠經(jīng)口LD50/（mg·kg-1）大致相當(dāng)于70kg體重人的致死劑量6級，極毒<1

稍嘗，<7滴5級，劇毒1~507滴~1茶匙4級，中等毒51~5011茶匙~35g3級，低毒501~500035~350g2級，實(shí)際無毒

5001~15000350~1050g1級，無毒>15000>1050g第16頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四一些化學(xué)品的急性毒性/LD50化學(xué)品動物染毒途徑LD50/（mg·kg-1）

乙醇小鼠經(jīng)口10000

氯化鈉小鼠腹腔4000

苯巴比妥鈉大鼠經(jīng)口250DDT大鼠經(jīng)口100

煙堿大鼠靜脈1

河豚毒素大鼠靜脈0.1TCDD豚鼠靜脈0.001

肉毒桿菌毒素大鼠靜脈0.00001第17頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)蓄積毒性作用及其評價(jià)一、基本概念如果一種外源化學(xué)物反復(fù)多次進(jìn)入機(jī)體而其前次進(jìn)入劑量尚未完全消除，則該化學(xué)物在體內(nèi)的總量將不斷增加并貯留，此現(xiàn)象稱為化學(xué)物的蓄積作用?；瘜W(xué)物的這種性質(zhì)稱為蓄積性。物質(zhì)容易蓄積的組織部位稱為貯存庫。第18頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四“蓄積”的含義：“物質(zhì)”的蓄積；“功能”的蓄積。第19頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四蓄積作用的意義：蓄積作用是外源化學(xué)物引起慢性中毒的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是制定食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)時(shí)選擇安全系數(shù)的一個(gè)依據(jù)。第20頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四蓄積性的決定因素：進(jìn)入機(jī)體的速度從機(jī)體消除的速度第21頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四二、蓄積毒性試驗(yàn)方法及其評價(jià)蓄積系數(shù)法；生物半減期法；蓄積率測定法；蓄積作用帶法。第22頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（一）蓄積系數(shù)法

蓄積系數(shù)K=ED50（n）ED50（1）LD50（n）LD50（1）或n——多次接觸受試物時(shí)產(chǎn)生預(yù)期效應(yīng)的染毒劑量之總和；

1——一次接觸受試物產(chǎn)生相同效應(yīng)的劑量；

ED——effectivedose；

LD——lethaldose。第23頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四蓄積系數(shù)分級標(biāo)準(zhǔn)蓄積系數(shù)K蓄積毒性分級<11~3~≥5高度毒性明顯毒性中等毒性輕度毒性第24頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四蓄積系數(shù)法類型：1.固定劑量法；2.定期遞增劑量法；3.20d試驗(yàn)法。第25頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四1.固定劑量法：測定LD50；試驗(yàn)組每日定時(shí)、“定量”對動物染毒（劑量：在1/20~1/5LD50選擇）；出現(xiàn)半數(shù)死亡或染毒劑量累計(jì)達(dá)到5LD50時(shí)，終止試驗(yàn)；計(jì)算K值，并進(jìn)行評價(jià)。第26頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四2.定期遞增劑量法：①測定LD50；②染毒：Ⅰ期（1~4天），劑量：1/10LD50；Ⅱ期（5~8天），劑量：1.5/10LD50；Ⅲ期（9~12天），劑量：2.25/10LD50；Ⅴ期（17~20天），劑量：5.0625/10LD50；Ⅳ期（13~16天），劑量：3.375/10LD50；③出現(xiàn)半數(shù)死亡或20天后終止試驗(yàn)：④計(jì)算K值，進(jìn)行評價(jià)。第27頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四3.20d試驗(yàn)法：①分組染毒：Ⅰ組，劑量：1/20LD50Ⅱ組，劑量：1/10LD50Ⅲ組，劑量：1/5LD50對照組Ⅳ組，劑量：1/2LD50②結(jié)果評價(jià)：如1/20LD50組出現(xiàn)動物死亡，且有劑量-反應(yīng)關(guān)系，則為強(qiáng)蓄積性；若僅有1/2LD50組動物有死亡，則為弱蓄積性。20d染毒Ⅰ組，劑量：1LD50Ⅱ組，劑量：2LD50Ⅲ組，劑量：4LD50對照組Ⅳ組，劑量：10LD50第28頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（二）生物半減期法原理：如果一種化學(xué)物每次進(jìn)入機(jī)體的時(shí)間間隔>t1/2，則在體內(nèi)蓄積的可能性?。粫r(shí)間間隔<t1/2，則容易蓄積；如二者相等也將蓄積。一般t1/2越長，化學(xué)物蓄積可能性越大。第29頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（三）蓄積率測定法蓄積率=對照組LD50－蓄積試驗(yàn)組LD50蓄積期間給予試驗(yàn)組動物受試物總量×100%蓄積試驗(yàn)組對照組蓄積量第30頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（四）蓄積作用帶法蓄積作用帶=LC50慢性閾濃度蓄積作用帶蓄積性分級≤1010~100~1000~弱中等明顯強(qiáng)第31頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四死亡指標(biāo)的缺陷：實(shí)例：用死亡指標(biāo)測定氯丁二烯的蓄積毒性為弱蓄積性，推論其慢性毒性弱。實(shí)際上動物長期低劑量接觸氯丁二烯能引起肝損害為主的慢性中毒。原因：氯丁二烯一次染毒是引起動物中樞麻痹而致死，但在蓄積毒性試驗(yàn)中氯丁二烯的靶器官為肝臟，其所引起的肝損害達(dá)不到致死的程度，而得出錯(cuò)誤的結(jié)論。若改用肝損傷為觀察指標(biāo)，可得出正確結(jié)論。第32頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四三、機(jī)體的耐受性：在一些情況下，某種外源化學(xué)物持續(xù)多次對機(jī)體染毒，但沒引起預(yù)期毒效應(yīng)，必須進(jìn)一步加大劑量才行，這種現(xiàn)象稱為機(jī)體對該化學(xué)物的耐受性或習(xí)慣性。第33頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)亞慢性、慢性毒作用及其評價(jià)一、基本概念與試驗(yàn)?zāi)康膩喡远拘宰饔茫涸囼?yàn)動物連續(xù)多日接觸較大劑量的外源化學(xué)物所出現(xiàn)的中毒效應(yīng)。亞慢性試驗(yàn)?zāi)康模?.確定亞慢性毒性的毒效應(yīng)特征及其閾劑量和最大無作用劑量，為確定是否需要進(jìn)行慢性試驗(yàn)，以及慢性試驗(yàn)和致癌試驗(yàn)的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。2.可了解受試物對成年動物生殖機(jī)能的影響和對子代的致畸作用。第34頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四一、基本概念與試驗(yàn)?zāi)康穆远拘宰饔茫菏乖囼?yàn)動物長期低劑量接觸外源化學(xué)物所引發(fā)的毒性效應(yīng)。慢性試驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^確定化學(xué)物的慢性毒性特征及其慢性閾劑量和最大無作用劑量，為最終評價(jià)受試物能否用于食品，及其安全限量的制定提供依據(jù)。第35頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四二、亞慢性毒性試驗(yàn)的設(shè)計(jì)（一）試驗(yàn)動物的選擇和喂飼環(huán)境對受試物的代謝接近人類；選擇敏感種屬品系，并兼顧慢性試驗(yàn)；剛斷乳的幼齡動物；品系一致，體重相近；其他要求。飼料營養(yǎng)平衡，環(huán)境穩(wěn)定適宜。第36頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（二）劑量選擇與劑量分組亞慢性試驗(yàn)應(yīng)設(shè)計(jì)3~4個(gè)染毒組和一個(gè)對照組（必要時(shí)設(shè)置溶劑對照組）；每組動物數(shù)大鼠20~40只，狗6~8只，雌雄各半。第37頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（三）染毒途徑一般采用喂飼法；每日應(yīng)定時(shí)染毒，以保持化學(xué)物每日相似的生物效應(yīng)。（四）試驗(yàn)周期一般占實(shí)驗(yàn)動物生命的1/10。第38頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（五）毒性觀察指標(biāo)1.一般性指標(biāo)（1）一般綜合性觀察指標(biāo)

①體重；②食物利用率；③中毒癥狀；④臟器系數(shù)或臟/體比值；（2）一般化驗(yàn)指標(biāo)血象和肝腎功能檢測。2.病理學(xué)檢查3.特異指標(biāo)第39頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四三、慢性毒性試驗(yàn)設(shè)計(jì)（一）動物選擇及飼養(yǎng)環(huán)境選擇剛斷乳，且生命期較短的動物；生物學(xué)特性清楚；品系明確一致；環(huán)境：嚴(yán)格穩(wěn)定適宜，營養(yǎng)：嚴(yán)格均衡合理。第40頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四實(shí)驗(yàn)動物品系類型：按遺傳學(xué)控制分類：近交系：全同胞兄妹或親子之間連續(xù)交配20代以上而培育的純品系動物。如津白Ⅰ、BABLC/c小鼠；F334大鼠等。雜交群（雜交1代，F(xiàn)1代）：兩個(gè)不同的近交系之間有目的進(jìn)行交配，所產(chǎn)生的第1代動物。封閉群：一個(gè)種群在5年以上不從外部引進(jìn)新血緣，僅由同一品系的動物在固定場所隨機(jī)交配繁殖的動物群。如昆明種小鼠、NIH小鼠、LACA小鼠、ICR小鼠；Wistar大鼠、SD大鼠等。根據(jù)實(shí)驗(yàn)動物遺傳的均一性排序，近交系>雜交群>封閉群。小資料第41頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（二）劑量選擇與分組最高劑量組：亞慢性閾劑量的1/5~1/2；輕微毒效應(yīng)劑量組：亞慢性閾劑量的1/20~1/10；預(yù)計(jì)閾劑量組：亞慢性閾劑量的1/50~1/20；預(yù)計(jì)最大無作用劑量組：亞慢性閾劑量的1/100或NOAEL的1/10或人群實(shí)際最大攝入量的10~50倍；對照組。一般每組動物大鼠40~60只；第42頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（三）染毒途徑一般采用喂飼法。（四）試驗(yàn)周期一般1~2年；若慢性試驗(yàn)與致癌試驗(yàn)結(jié)合進(jìn)行，應(yīng)終身染毒。第43頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（五）毒性觀察注意事項(xiàng)試驗(yàn)前應(yīng)檢查并剔除特殊個(gè)體；指標(biāo)觀察應(yīng)與對照組同步；檢查方法需準(zhǔn)確可靠；須定期動態(tài)觀察；詳盡檢查與保護(hù)動物兼顧。第44頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四四、亞慢性、慢性毒作用評價(jià)（一）亞慢性毒作用評價(jià)：亞慢性毒效應(yīng)資料分析敏感指標(biāo)或特異指標(biāo)毒效應(yīng)性質(zhì)亞慢性LOAEL和NOAEL為中毒早期診斷和接觸人群的生物學(xué)檢測提供依據(jù)≤100倍，放棄使用；100~300倍，進(jìn)行慢性試驗(yàn)；≥300倍，可考慮用于食品。NOAEL第45頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（二）慢性毒作用評價(jià)：慢性毒效應(yīng)資料分析敏感指標(biāo)慢性毒效應(yīng)性質(zhì)慢性LOAEL和NOAEL≤50倍，放棄使用；50~100倍，專家評議；≥100倍，存在致癌性，放棄使用；無致癌性NOAEL食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)第46頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四第七章化學(xué)毒物的生殖毒性第47頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四生殖過程一般是指從配子形成直到胎兒娩出的過程。廣義上，還包括新生兒期、哺乳期、直到性成熟的整個(gè)過程。

生殖毒性雄性生殖毒性雌性生殖毒性子代毒性（發(fā)育毒性）胚胎毒性娩出后毒性第48頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)雄性生殖毒性

一、雄性生殖細(xì)胞的發(fā)生過程

下丘腦

垂體前葉

睪丸GnRHFSH、LH精子雄激素－－第49頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四二、常見的雄性生殖毒物棉酚；CS2、SO2；鉛、鎘、汞、錳等；甲胺磷、對硫磷、DDT、林丹等農(nóng)藥。第50頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四三、雄性生殖毒性的檢測方法（一）精子生成分析1.精子計(jì)數(shù)2.精子形態(tài)觀察3.精子狀態(tài)分析（二）精子穿透試驗(yàn)檢測精子在體外能否成功穿透去透明帶的金黃地鼠卵子而受精的試驗(yàn)。第51頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四三、雄性生殖毒性的檢測方法（三）睪丸中標(biāo)志酶活性的測定指標(biāo)：乳酸脫氫酶x、山梨醇脫氫酶、6-磷酸葡萄糖脫氫酶；意義：是外源化學(xué)物對睪丸損傷的早期指標(biāo)。（四）體外試驗(yàn)測定內(nèi)容：支持細(xì)胞中乳酸含量和乳酸脫氫酶活性的變化；間質(zhì)細(xì)胞分泌的雄激素含量；支持細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞的數(shù)目和形態(tài)學(xué)變化。第52頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四三、雄性生殖毒性的檢測方法（五）雄性激素檢測指標(biāo)：FSG、LH、雄激素的含量。（六）顯性致死試驗(yàn)方法：給予雄性動物某種受試物，然后將其與未經(jīng)染毒的雌性動物交配，觀察胚胎早期死亡情況，以評價(jià)受試物是否對雄性動物的生殖功能有損傷的試驗(yàn)。第53頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四三、雄性生殖毒性的檢測方法（七）雄性生殖細(xì)胞的遺傳毒性試驗(yàn)

——單細(xì)胞凝膠電泳試驗(yàn)（彗星試驗(yàn)）－－－－－＋＋＋＋＋－－－－－＋＋＋＋＋正常細(xì)胞電泳圖受損細(xì)胞電泳圖第54頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四三、雄性生殖毒性的檢測方法（八）病理學(xué)檢查1.大體檢查睪丸、附睪、前列腺及精囊的重量和形態(tài)；2.病理組織學(xué)檢查。第55頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四L：隱睪鼠的睪丸和附睪；R：正常鼠的睪丸和附睪。第56頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四A：正常雄性仔鼠的睪丸和附睪;B：尿道下裂仔鼠的睪丸和附睪。

(HE×200）第57頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四外源化學(xué)物第58頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)雌性生殖毒性一、雌性生殖細(xì)胞的發(fā)生過程

下丘腦

垂體前葉

卵巢GnRHFSH、LH卵泡發(fā)育、排卵、黃體生成黃體進(jìn)一步發(fā)育，孕酮、雌激素↑受精－－黃體退化、卵子重新生成未受精第59頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四二、常見的雌性生殖毒物鎘；CS2；雙環(huán)氧-4-乙烯環(huán)己烯、多氯聯(lián)苯；苯及其同系物；林丹、開篷等有機(jī)氯農(nóng)藥。第60頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四三、雌性生殖毒性的檢測方法雌性生殖毒性的檢測方法動物試驗(yàn)體外試驗(yàn)其他輔助試驗(yàn)一代或多代繁殖試驗(yàn)和致畸試驗(yàn)三段生殖試驗(yàn)妊娠前期及初期器官形成期圍產(chǎn)期及授乳期第61頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)致畸試驗(yàn)胚胎毒性作用：外源化學(xué)物對母體子宮內(nèi)發(fā)育的胚胎或胎兒產(chǎn)生的毒性作用。胚胎毒性的表現(xiàn)：

胚胎死亡；生長發(fā)育遲緩；胎兒先天缺陷和畸形；功能發(fā)育不全。第62頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四致畸作用：致畸物：能引起妊娠的人或?qū)嶒?yàn)動物產(chǎn)生畸胎的外源化學(xué)物。試驗(yàn)原理：一般通過觀察妊娠母體在胎兒器官形成期接觸受試物后胚胎及胎兒的發(fā)育狀況來評價(jià)某種外源化學(xué)物有無致畸作用。第63頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四動物致畸試驗(yàn)設(shè)計(jì)：1.動物選擇遵循動物選擇的一般原則；妊娠期短而且一致；產(chǎn)仔數(shù)多；胎盤結(jié)構(gòu)與人類接近；自發(fā)畸形率低;選用嚙齒類和非嚙齒類兩種實(shí)驗(yàn)動物。第64頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四2.動物交配處理將雌雄動物同籠交配，然后將懷孕的母體按隨機(jī)分配原則分組。3.劑量分組動物致畸試驗(yàn)設(shè)計(jì)：高劑量組中間劑量組低劑量組陽性對照：維生素A、乙酰水楊酸、敵枯雙、五氯酚鈉陰性對照（溶劑對照）第65頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四動物致畸試驗(yàn)設(shè)計(jì)：4.動物染毒雌鼠妊娠的第7~15天染毒，常用灌胃方式。5.動物剖解應(yīng)在預(yù)期分娩前1~2天處死母鼠，暴露子宮和卵巢，進(jìn)行胎仔檢查。6.胎仔檢查外觀畸形、內(nèi)臟畸形、骨骼畸形。第66頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四7.結(jié)果判定（1）平均著床數(shù)（%）=懷孕母鼠數(shù)交配母鼠數(shù)×100%（2）平均活胎率（%）=活產(chǎn)胎的總數(shù)懷孕母鼠數(shù)×100%（3）著床后死亡率（%）=吸收胎數(shù)+死胎數(shù)著床數(shù)×100%（4）畸胎出現(xiàn)率（%）=出現(xiàn)畸形胎仔總數(shù)活產(chǎn)胎的總數(shù)×100%第67頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四7.結(jié)果判定（6）母體畸胎出現(xiàn)率（%）=出現(xiàn)畸胎的母鼠數(shù)妊娠母體總數(shù)×100%（5）活胎仔平均畸形出現(xiàn)率（%）=畸形總數(shù)活胎的總數(shù)×100%

判定標(biāo)準(zhǔn)：試驗(yàn)組結(jié)果與對照組存在顯著性差異，而且畸形的出現(xiàn)具有劑量-效應(yīng)關(guān)系，可判定外源化學(xué)物對受試動物有致畸作用。第68頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四

生殖毒性雄性生殖毒性雌性生殖毒性發(fā)育毒性胚胎毒性娩出后毒性胚胎死亡生長發(fā)育遲緩胎兒先天缺陷和畸形功能發(fā)育不全第七章化學(xué)毒物的生殖毒性第69頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四第八章化學(xué)毒物的致突變作用第70頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)概述一、基本概念遺傳是生物保持其種族特性的根本；變異是生物物種推陳出新的來源。第71頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四一、基本概念突變：遺傳物質(zhì)發(fā)生的可改變生殖細(xì)胞或體細(xì)胞中的遺傳信息，并產(chǎn)生新的表型效應(yīng)的改變。突變類型：自發(fā)突變和誘發(fā)突變。致突變作用：外源化學(xué)物及其他環(huán)境因素引起核內(nèi)遺傳物質(zhì)發(fā)生變化，并且這種改變隨細(xì)胞分裂過程而傳遞的過程。第72頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四一、基本概念突變基因突變?nèi)旧w畸變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)異常染色體數(shù)目異常光鏡觀察。根據(jù)表型判斷；第73頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四二、遺傳學(xué)基礎(chǔ)（一）DNA-基因-基因組；（二）染色質(zhì)與染色體1.“舒展以復(fù)制，濃縮以分離”；2.染色體與基因密切關(guān)聯(lián)。（三）體細(xì)胞與生殖細(xì)胞第74頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四二、遺傳學(xué)基礎(chǔ)（四）細(xì)胞周期與細(xì)胞分裂細(xì)胞周期間期G1期G2期S期有絲分裂期（M期）前期中期后期末期第75頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四有絲分裂（mitosis）第76頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四減數(shù)分裂（meiosis）第77頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)化學(xué)毒物的致突變類型一、基因突變基因突變：組成一個(gè)染色體的一個(gè)或幾個(gè)基因中DNA序列發(fā)生的變化，又稱點(diǎn)突變。突變類型：堿基置換、移碼和大段損傷。第78頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四一、基因突變（一）堿基置換堿基置換：某一堿基配對性能改變或脫落所致的突變。突變類型：轉(zhuǎn)換和顛換。突變的后果：同義密碼、錯(cuò)義密碼或終止密碼。第79頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四一、基因突變（二）移碼移碼：DNA中增加或減少了一對或不等于3的倍數(shù)的幾個(gè)堿基對所造成的突變。GCUGCUGCUAlaAlaAlaUGC

UG⑴GCUAGCAlaSerCysDNARNA蛋白質(zhì)⑵GCUCUGCUG

CUAlaLeuLeu第80頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四一、基因突變（三）大段損傷大段損傷：DNA鏈大段缺失或插入，這種損傷有時(shí)可跨越兩個(gè)甚至數(shù)個(gè)基因。突變類型：基因Aab小缺失：插入：重排：baab第81頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四二、染色體結(jié)構(gòu)異常

突變原因：染色體或染色單體斷裂，當(dāng)斷端不發(fā)生重接或錯(cuò)誤重接。檢查方法：光鏡檢查相應(yīng)細(xì)胞有絲分裂中期的染色體。染色體化學(xué)斷裂劑擬紫外線斷裂劑：擬放射性斷裂劑：復(fù)制后復(fù)制后復(fù)制前第82頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四染色體結(jié)構(gòu)異常類型：斷裂、倒位、缺失、重復(fù)、易位、環(huán)狀染色體等。三、染色體數(shù)目異常染色體數(shù)目異常整倍性畸變：例如23或69條染色體；非整倍性畸變：例如45或47條染色體。第83頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)化學(xué)毒物致突變作用的機(jī)理及后果一、以DNA為靶的損傷機(jī)理（一）DNA加合物及交聯(lián)分子的形成許多化學(xué)誘變劑或其活性產(chǎn)物是親電子劑，極易與核酸或蛋白質(zhì)等大分子的親核位點(diǎn)發(fā)生共價(jià)結(jié)合，形成加合物或交聯(lián)分子。例1.黃曲霉毒素B和苯并（a）芘經(jīng)代謝活化形成環(huán)氧化物，然后與DNA共價(jià)結(jié)合生成加合物，從而誘發(fā)突變。例2.烷化劑的誘變作用。

第84頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四烷化劑的誘變作用：烷化劑：是一些可與大分子親核部位共價(jià)結(jié)合的親電子劑，通過提供烷基與DNA共價(jià)結(jié)合而誘發(fā)突變。如，硫酸二甲酯、甲基磺酸乙酯、乙基磺酸乙酯。例如，鳥嘌呤的O-6位被烷化常引起堿基錯(cuò)配，由原來的G:C轉(zhuǎn)換為A:T。第85頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四烷化劑的誘變作用：烷化劑既可以是單功能的，也可是多功能的。前者與DNA中一個(gè)親核基團(tuán)共價(jià)結(jié)合；后者有兩個(gè)或更多活性基團(tuán)，每一分子可與DNA的兩個(gè)或多個(gè)部位結(jié)合，也稱交聯(lián)劑（crosslinker）。交聯(lián)劑可使DNA鏈內(nèi)、鏈間或DNA與蛋白質(zhì)之間發(fā)生交聯(lián)，而引發(fā)突變。第86頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（二）堿基類似物的替代原理：一些堿基類似物可在DNA復(fù)制時(shí)摻入并與互補(bǔ)鏈上的堿基配對，這些類似物摻入后常常發(fā)生酮式和烯醇式的互變異構(gòu)，在復(fù)制子代DNA時(shí)引起配對性質(zhì)的改變，從而造成堿基替代突變。堿基類似物：5-溴尿嘧啶（BU）、2-氨基嘌呤（2-aminopurine,AP）。第87頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四5-溴尿嘧啶（BU）的替代：5-BU（酮式）:A；5-BU（烯醇式）:G；A?T摻入A?BU復(fù)制A?TG?BU＋復(fù)制G?CA?T＋T?A＋G?BU第88頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（三）嵌入劑的誘變作用一些平面分子能以靜電吸附形式嵌入DNA單鏈堿基之間或DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的相鄰核苷酸之間，稱為嵌入劑。例如吖啶橙、原黃素、吖黃素等吖啶類染料分子。若嵌入到新合成的互補(bǔ)鏈中，將使之失去一個(gè)堿基；嵌入到模板鏈的兩堿基之間，就會使互補(bǔ)鏈插入一個(gè)多余的堿基。這些改變將引起移碼突變。第89頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四嵌入劑的結(jié)構(gòu)：NCCCCCCCCCCCCCNH2NH2原黃素NCCCCCCCCCCCCCN(CH3)2(CH3)2N吖啶橙第90頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四CCNHNCHHCNNNH2C腺嘌呤OCHC-CH3CHNNHOC胸腺嘧啶第91頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（四）堿基的損傷一些誘變劑可以修飾堿基的化學(xué)結(jié)構(gòu)，改變其配對性質(zhì)而引發(fā)突變。例如，亞硝酸、羥胺、N-甲基-N′-硝基-N-亞硝基胍。含有NH2的堿基（A、G、C）都可以被亞硝酸損傷發(fā)生氧化脫氨反應(yīng)，使氨基變?yōu)橥斐蓧A基轉(zhuǎn)換突變。第92頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四亞硝酸引發(fā)的突變機(jī)制：胞嘧啶HCCNNHCOCNH2糖基HNO2HCCNNHCOCO糖基尿嘧啶

將引發(fā)C?G→T?A的轉(zhuǎn)換。第93頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四二、不以DNA為靶的損傷機(jī)理（一）對DNA合成或修復(fù)酶系統(tǒng)的作用例如，誘變劑可對DNA聚合酶、錯(cuò)配修復(fù)酶等與DNA合成或修復(fù)相關(guān)的酶系統(tǒng)作用，形成加合物，可以間接導(dǎo)致DNA損傷，從而引發(fā)基因突變或染色體畸變。第94頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（二）對紡錘體的毒作用1.與微管蛋白二聚體結(jié)合微管蛋白二聚體是構(gòu)成紡錘纖維的材料。秋水仙堿、鬼臼素等能與該蛋白的特定位點(diǎn)結(jié)合，抑制微管的組裝，從而引起細(xì)胞分裂完全抑制。2.與微管上的-SH結(jié)合鉛、鋅、汞、砷等可與微管蛋白上的-SH結(jié)合，而引起細(xì)胞分裂的部分抑制。第95頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（二）對紡錘體的毒作用3.破壞已組裝好的微管細(xì)胞中，微管經(jīng)常與游離的二聚體處于聚合與解聚的平衡狀態(tài)。微管結(jié)合蛋白（MAP）可使二聚體聚合，維持微管的結(jié)構(gòu)與功能。灰黃霉素、秋水仙堿等能與MAP結(jié)合，導(dǎo)致組裝好的微管解聚。第96頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（二）對紡錘體的毒作用4.妨礙中心粒移動中心體是一種與微管裝配和細(xì)胞分裂密切相關(guān)的細(xì)胞器，一般由一對相互垂直排列的中心粒和周圍的無定形物質(zhì)構(gòu)成。秋水仙堿能防礙有絲分裂早期兩對中心粒的分離和移向兩極，從而造成染色體數(shù)目的異常。第97頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四三、突變的后果化學(xué)誘變劑引起的突變后果體細(xì)胞突變生殖細(xì)胞突變基因突變?nèi)旧w畸變遺傳易感性改變、遺傳性疾病、致死性突變。染色體病、死胎、自發(fā)流產(chǎn)等。不影響下一代，產(chǎn)生腫瘤、畸形、動脈粥樣硬化、糖尿病、衰老等后果。影響人類基因庫質(zhì)量第98頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四三、突變的后果遺傳?。簜€(gè)體生殖細(xì)胞或受精卵的遺傳物質(zhì)發(fā)生突變所引起的疾病，通常具有垂直傳遞和終生性的特征?；驇欤喝巳荷臣?xì)胞內(nèi)所具有的能遺傳給下一代的全部基因的總和。（基因組：個(gè)體所具有的全部基因）。第99頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四第四節(jié)化學(xué)毒物致突變作用的研究方法一、常用的致突變試驗(yàn)（一）細(xì)菌回復(fù)突變試驗(yàn)細(xì)菌回復(fù)突變試驗(yàn)是以營養(yǎng)缺陷型的突變體菌株為對象，觀察受試物能否引起其發(fā)生回復(fù)突變的方法。又稱Ames試驗(yàn)。常用菌株:

組氨酸營養(yǎng)缺陷型鼠傷寒沙門氏菌和色氨酸營養(yǎng)缺陷型大腸桿菌。第100頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四野生型：生物群體中觀察到的最高頻率的表型，或具有這種表型的系統(tǒng)、生物和基因(即正常型)。正向突變：改變野生型性狀的突變?；貜?fù)突變：突變體經(jīng)過第二次突變又完全地或部分地恢復(fù)為原來的基因型和表型。第101頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（一）細(xì)菌回復(fù)突變試驗(yàn)鼠傷寒沙門氏菌野生型（His+）組氨酸缺陷型突變株（His－）受試物（直接或前突變物）±代謝活化系統(tǒng)第102頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四代謝活化系統(tǒng)：S9混合液（10%）的組分：

磷酸鹽緩沖液

KCl溶液

MgCl2

溶液葡萄糖-6-磷酸鈉溶液

NADP+溶液

肝S9液

肝S9液：多氯聯(lián)苯誘導(dǎo)的大鼠肝組織勻漿，經(jīng)9000g離心得到的上清液，主要成分為肝細(xì)胞微粒體。第103頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（一）細(xì)菌回復(fù)突變試驗(yàn)試驗(yàn)方法：點(diǎn)試驗(yàn)法平板摻入法測試菌株±S9，缺乏組氨酸測試菌株+受試物±

S9，缺乏組氨酸

一般先用點(diǎn)試驗(yàn)法作預(yù)實(shí)驗(yàn)，平板摻入法是標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法。受試物點(diǎn)于濾紙片上第104頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（二）小鼠淋巴瘤細(xì)胞tk基因突變實(shí)驗(yàn)原理：哺乳動物基因突變試驗(yàn)主要采用嚙齒類動物或人的培養(yǎng)細(xì)胞進(jìn)行正向突變試驗(yàn)。常用的方法有：小鼠淋巴瘤（L5178Y）細(xì)胞胸苷激酶位點(diǎn)（tk）突變檢測；中國倉鼠卵巢（CHO）細(xì)胞及中國倉鼠肺（V79）細(xì)胞次黃嘌呤鳥嘌呤轉(zhuǎn)磷酸核糖基酶位點(diǎn)（hgprt）突變檢測。第105頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（二）小鼠淋巴瘤細(xì)胞tk基因突變實(shí)驗(yàn)dUMPdTMPDNA甲基化胸苷+PidTMPDNA胸苷激酶（TK）5-溴脫氧尿嘧啶核苷（BrdU）三氟胸苷（TFT）細(xì)胞死亡第106頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（二）小鼠淋巴瘤細(xì)胞tk基因突變實(shí)驗(yàn)小鼠淋巴瘤細(xì)胞（tk基因）受試物±代謝活化系統(tǒng)嘧啶類似物存在下的存活情況第107頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（三）微核試驗(yàn)微核是染色體的無著絲粒片段或整條染色體在細(xì)胞分裂后期，不能進(jìn)入子代細(xì)胞核中，而在子代細(xì)胞的間期胞漿內(nèi)形成的游離團(tuán)塊物質(zhì)，它與細(xì)胞核著色一致但體積小。微核試驗(yàn)用于檢測染色體斷裂劑及非整倍體誘變劑。第108頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四小鼠骨髓多染紅細(xì)胞微核試驗(yàn)原理：當(dāng)成紅細(xì)胞發(fā)展為紅細(xì)胞時(shí)，主核排出，成為多染紅細(xì)胞，然后成為正染紅細(xì)胞進(jìn)入外周血中。在主核排出時(shí)，微核可留在胞漿中，并維持一定時(shí)間。觀察并計(jì)數(shù)多染紅細(xì)胞中的微核，可反映染色體斷裂劑和紡錘體的損傷情況。第109頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四小鼠骨髓多染紅細(xì)胞微核試驗(yàn)原理：骨髓血液成紅細(xì)胞多染紅細(xì)胞正染紅細(xì)胞小鼠受試物第110頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（四）染色體畸變試驗(yàn)制備中期分裂相染色體標(biāo)本，光鏡下可直接觀察染色體的數(shù)目和形態(tài)的改變。染色體畸變試驗(yàn)也稱為細(xì)胞遺傳學(xué)試驗(yàn)。染色體畸變試驗(yàn)可進(jìn)行體內(nèi)試驗(yàn)，也可進(jìn)行體外試驗(yàn)；可進(jìn)行體細(xì)胞的分析，也可進(jìn)行生殖細(xì)胞的分析。第111頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（五）程序外DNA合成試驗(yàn)原理：正常細(xì)胞一般僅在間期的S期進(jìn)行DNA的復(fù)制合成，稱為“程序性DNA合成”。當(dāng)DNA受損后，DNA的修復(fù)合成可發(fā)生在S期以外的其他時(shí)期，稱為“程序外DNA合成”。第112頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（五）程序外DNA合成試驗(yàn)方法：用無精氨酸的培養(yǎng)基將細(xì)胞阻斷于G1期，并用藥物（羥基脲）將正常的DNA半保留復(fù)制阻斷。然后用受試物處理細(xì)胞，并在加有[3H]-胸苷的培養(yǎng)液中培養(yǎng)。如果受試物損傷了DNA，并啟動了DNA損傷修復(fù)合成，[3H]-胸苷就會摻入到DNA鏈中，利用放射自顯影測定DNA的放射活性，即可了解受試物對DNA鏈的損傷情況。第113頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（六）果蠅伴性隱性致死試驗(yàn)原理：利用果蠅的眼色性狀是由X染色體上的基因決定，并與X染色體的遺傳相關(guān)聯(lián)的特征來觀察X染色體上基因的突變情況。主要用于雄性生殖細(xì)胞遺傳損傷的分析。B：棒眼，b：圓眼；Bb：腎形眼。

W：紅眼，w：杏眼。第114頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（六）果蠅伴性隱性致死試驗(yàn)×P：♂XWY（紅色圓眼）b♀XwXw（杏色棒眼）BF1：×XWXwbBXw

YBF2：XwY（杏棒）XwXw（杏棒）XwXWY（紅圓）XWXw（紅腎）XWYXw

精子卵子bBbBBbBBBB第115頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四二、致突變試驗(yàn)注意事項(xiàng)：（一）體外試驗(yàn)的活化系統(tǒng)大鼠肝原代細(xì)胞；②

S9混合液。S9混合液的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：S9可活化大多數(shù)前致突變物；缺點(diǎn)：①對通過其他方式活化的前致突變物，S9不適用；②S9中的親核物質(zhì)可能會影響試驗(yàn)的敏感性。第116頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四二、致突變試驗(yàn)注意事項(xiàng)：（二）陽性和陰性對照組的設(shè)立陽性對照是用某種已知能產(chǎn)生陽性反應(yīng)的物質(zhì)作對照。目的：驗(yàn)證試驗(yàn)方法的可靠性；驗(yàn)證試驗(yàn)的重復(fù)性；驗(yàn)證完成技術(shù)和鑒定致突變物的能力。陰性對照，為空白對照或溶劑對照。目的：獲得試驗(yàn)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。第117頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四Ames試驗(yàn)使用的誘變劑：

誘變劑S9TA97aTA98TA100TA102柔紅霉素－－+－++疊氮鈉－±－++++－2，4，7-三硝基芴酮－++++++++++4-硝基喹啉-N-氧化物－±+++++++++甲基磺酸甲酯－+－+++++++敵克松－++++++++++++2-乙酰氨基芴+++++++++++黃曲霉毒素B1+++++甲基硝基亞硝基胍－－+++第118頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四二、致突變試驗(yàn)注意事項(xiàng)：（三）致突變試驗(yàn)結(jié)果的判定結(jié)果判定檢查試驗(yàn)的質(zhì)量控制情況試驗(yàn)組效應(yīng)比陰性對照顯著增加；具有劑量－反應(yīng)關(guān)系；可疑效應(yīng)是否具有重復(fù)性。程序與操作的正確性；體外試驗(yàn)的條件與體內(nèi)試驗(yàn)的近似性；盲法觀察；資料的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析；體內(nèi)、體外試驗(yàn)陰性結(jié)果的分析。第119頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四外源化學(xué)物的致癌作用第120頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)概述第121頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四一、癌癥發(fā)病情況癌癥是一種全身性疾病。癌不但可以惡性膨脹，還能擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移，嚴(yán)重威脅人類健康和生命。“癌癥正在成為人類第一殺手”。全世界每年因癌癥死亡的人數(shù)高達(dá)1000多萬人。世界衛(wèi)生組織（WHO）發(fā)表的資料指出，根據(jù)目前癌癥的發(fā)病趨勢，2020年全世界癌癥發(fā)病率將比現(xiàn)在增加50％，全球每年新增癌癥患者人數(shù)將達(dá)到1500萬人。第122頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四一、癌癥發(fā)病情況目前全世界發(fā)病率最高的癌癥是肺癌，每年新增患者為120萬人；其次是乳腺癌，每年新增大約100萬名患者；隨后依次是腸癌(94萬人)、胃癌(87萬人)、肝癌(56萬人)、宮頸癌(47萬人)、食道癌(41萬人)等。其中殺傷力最強(qiáng)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％。第123頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四一、癌癥發(fā)病情況人類癌癥有80%～90%由環(huán)境因素引起?；瘜W(xué)因素是人類腫瘤的主要病因，在環(huán)境因素引起的腫瘤中，其中80%以上為化學(xué)因素所致。第124頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四二、研究致癌物的歷史1775年——英國Pott陰囊癌（煤焦油）1895年——德國Rehn膀胱癌（染料廠）1915年——日本山極和市川試驗(yàn)性皮膚癌（煤焦油）1922年——英國Kennway動物皮膚癌（多環(huán)芳烴）1954年——英國Case職業(yè)性膀胱癌（β-萘胺和聯(lián)苯胺）第125頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四三、相關(guān)基礎(chǔ)概念癌（cancer,carcinoma）：指組織或細(xì)胞擺脫了體內(nèi)平衡，相對自主生長，不斷分裂而形成的危害機(jī)體的新生物。在毒理學(xué)中，“癌”的含義應(yīng)包括上皮的惡性變(癌)、間質(zhì)的惡性變(肉瘤)及良性腫瘤。

第126頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四三、相關(guān)基礎(chǔ)概念化學(xué)致癌作用(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)展成腫瘤的作用?；瘜W(xué)致癌物(chemicalcarcinogen)：是指具有化學(xué)致癌作用的化學(xué)物質(zhì)。第127頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)化學(xué)致癌物的分類第128頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四一、按致癌作用機(jī)制分類（一）遺傳毒性致癌物(genotoxiccarcinogens)（二）非遺傳毒性致癌物(non-genotoxiccarcinogens)第129頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四1.直接致癌物

(directcarcinogen)2.間接致癌物

(indirectcarcinogen)3.無機(jī)致癌物這類化學(xué)物質(zhì)進(jìn)入機(jī)體后，不需體內(nèi)代謝活化，其原型就可與遺傳物質(zhì)（主要是DNA）作用而誘導(dǎo)細(xì)胞癌變。這類化學(xué)致癌物為親電子劑，可與細(xì)胞大分子的親核中心發(fā)生共價(jià)結(jié)合。大多數(shù)有機(jī)致癌物本身不具有與細(xì)胞大分子的親核中心發(fā)生共價(jià)結(jié)合的能力，進(jìn)入機(jī)體后需經(jīng)過代謝活化生成親電子的活性代謝物，而作用于細(xì)胞大分子發(fā)揮致癌作用。此類致癌物稱為間接致癌物。有些無機(jī)元素由于其放射性而致癌，如氡、鈾、釙、鐳等。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，如金屬鎳、鉻。（一）遺傳毒性致癌物

(genotoxiccarcinogens)遺傳毒性致癌物進(jìn)入細(xì)胞后作用于遺傳物質(zhì)（主要是DNA），通過引起細(xì)胞基因的改變而發(fā)揮致癌作用。第130頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（二）非遺傳毒性致癌物

(non-genotoxiccarcinogens)這類物質(zhì)不直接作用于遺傳物質(zhì)。1.促長劑2.內(nèi)分泌調(diào)控劑3.細(xì)胞毒劑4.過氧化物酶體增殖劑5.免疫抑制劑6.固態(tài)物質(zhì)7.助癌物第131頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（二）非遺傳毒性致癌物

(non-genotoxiccarcinogens)1.促長劑（promoter）促長劑本身不能誘發(fā)腫瘤，只有作用于引發(fā)細(xì)胞才表現(xiàn)其致癌活性；通常是非致突變物，不與DNA發(fā)生反應(yīng)；促長劑通常具有閾劑量。引發(fā)細(xì)胞：在引發(fā)劑的作用下發(fā)生了不可逆的遺傳性改變，但其表型可能正常，不具有自主生長性，因此不是腫瘤細(xì)胞。第132頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（二）非遺傳毒性致癌物

(non-genotoxiccarcinogens)2.內(nèi)分泌調(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。雌激素：乙烯雌酚、雌二醇雄激素：睪酮抗甲狀腺物質(zhì)：硫脲、某些磺胺類藥物第133頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（二）非遺傳毒性致癌物

(non-genotoxiccarcinogens)3.細(xì)胞毒劑具有細(xì)胞毒性的化學(xué)物，可通過引起細(xì)胞死亡，導(dǎo)致細(xì)胞代償性增生而引發(fā)腫瘤。一些氯代烴類促癌劑的作用機(jī)理可能與細(xì)胞毒性作用有關(guān)。第134頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（二）非遺傳毒性致癌物

4.過氧化物酶體增殖劑(peroxisomeproliferator)有一類化合物可引起肝臟過氧化物酶體增殖，稱之為過氧化物酶體增殖劑。已發(fā)現(xiàn)的過氧化物酶體增殖劑有降血脂藥物安妥明、增塑劑二-（2-乙基己基）鄰苯甲酸酯和有機(jī)溶劑1,1,2-三氯乙烯。有關(guān)過氧化物酶體增殖劑致癌機(jī)制尚未完全闡明，目前理論有：①引起氧化物酶體增多，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)氧自由基過量生成，造成DNA氧化損傷，而啟動致癌過程；②通過短期“暴發(fā)”的DNA修復(fù)合成增強(qiáng)，導(dǎo)致細(xì)胞增殖；③通過激活受體介導(dǎo)的促有絲分裂作用。第135頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（二）非遺傳毒性致癌物

(non-genotoxiccarcinogens)5.免疫抑制劑主要對病毒誘導(dǎo)的惡性轉(zhuǎn)化起增強(qiáng)作用。硫唑嘌呤、6-巰基嘌呤等免疫抑制劑或免疫血清均能使動物和人發(fā)生白血病或淋巴瘤，但很少發(fā)生實(shí)體腫瘤。第136頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（二）非遺傳毒性致癌物

(non-genotoxiccarcinogens)6.固態(tài)物質(zhì)一些惰性物質(zhì)及金屬薄片可在嚙齒類動物體內(nèi)的種植部位引發(fā)肉瘤，物理特性及表面積很大程度上決定了植入物的致癌能力。如塑料、石棉等。暴露于石棉纖維會引起惡性間皮瘤或呼吸系腫瘤，而其主要取決于石棉的晶體結(jié)構(gòu)而非其組分。第137頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四（二）非遺傳毒性致癌物

(non-genotoxiccarcinogens)7.助癌物(cocarcinogen)指其單獨(dú)接觸無致癌性，但在接觸致癌物之前或同時(shí)接觸可增加腫瘤發(fā)生的一類化合物。芘在苯并（a）芘致皮膚腫瘤中起助癌作用，香煙煙霧中的兒茶酚和其他酚類化合物可能兼具促長劑和助癌物的作用。

助癌作用的機(jī)制可涉及增強(qiáng)致癌物的吸收，增強(qiáng)間接致癌物的代謝活化或抑制致癌物的代謝解毒，耗竭內(nèi)源性結(jié)合反應(yīng)底物（如谷胱甘肽等），抑制DNA修復(fù)，促進(jìn)細(xì)胞增殖等。第138頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四二、按致癌作用證據(jù)分類（IARC分類）世界衛(wèi)生組織下屬機(jī)構(gòu)國際癌癥研究所（internationalagencyforresearchoncancer，IARC）根據(jù)對人類和對實(shí)驗(yàn)動物致癌性資料，以及其他有關(guān)的資料進(jìn)行綜合評價(jià)將環(huán)境致癌因素分為四組：組1，對人類是致癌物。組2，對人類是很可能或可能致癌物。組2A，對人類很可能（probably）是致癌物。組2B，對人類是可能(possible)致癌物。組3，現(xiàn)有的證據(jù)不能對人類致癌性進(jìn)行分類。組4，對人類可能是非致癌物。第139頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四組1（對人類是致癌物）組2（A對人類很可能是致癌物）（B對人類是可能致癌物）組3（現(xiàn)有的證據(jù)不能對人類致癌性進(jìn)行分類）組4（對人類可能是非致癌物）人類致癌證據(jù)動物致癌證據(jù)充分有限充分有限不充分不足有限沒有沒有IARC分類第140頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四組1（對人類是致癌物）組2（A對人類很可能是致癌物）（B對人類是可能致癌物）組3（現(xiàn)有的證據(jù)不能對人類致癌性進(jìn)行分類）組4（對人類可能是非致癌物）人類致癌證據(jù)動物致癌證據(jù)充分有限充分有限不充分不足充分不足不足不足有限沒有沒有IARC分類102種

68種245種516種

1種第141頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)化學(xué)致癌物的作用機(jī)制第142頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四化學(xué)致癌物的作用機(jī)制一、體細(xì)胞突變學(xué)說二、癌基因?qū)W說三、親電子劑學(xué)說四、癌變多階段學(xué)說五、表觀遺傳機(jī)制學(xué)說第143頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四一、二、三、引發(fā)階段促長階段進(jìn)展階段癌變多階段學(xué)說

——多因素、多基因參與的多階段過程第144頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四一、引發(fā)階段引發(fā)階段指化學(xué)物或其活性代謝物與DNA作用，導(dǎo)致體細(xì)胞突變成引發(fā)細(xì)胞的階段。引發(fā)劑（initiator）：指具有引發(fā)作用的化學(xué)物。引發(fā)劑大多數(shù)是致突變物，沒有可檢測的閾劑量。引發(fā)細(xì)胞（initiatedcell）：在引發(fā)劑的作用下發(fā)生了不可逆的遺傳性改變，但其表型可能正常，不具有自主生長性，因此不是腫瘤細(xì)胞。引發(fā)劑作用的靶：主要是原癌基因和腫瘤抑制基因。第145頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四一、引發(fā)階段癌基因（oncogene）是一類能引起細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化及癌變的基因。癌基因通常是以原癌基因（pro-oncogene）的形式普遍存在于正常動物細(xì)胞的基因組內(nèi)，原癌基因在進(jìn)化過程中高度保守，具有正常的生物學(xué)功能，對細(xì)胞增殖、分化和信息傳遞的調(diào)控起重要作用。只有當(dāng)其受到物理、化學(xué)或生物等致癌因素作用而激活變?yōu)榛罨陌┗蚝蟛棚@示其致癌活性。原癌基因是一種顯性基因，當(dāng)其兩個(gè)等位基因之一發(fā)生突變，即可被激活。第146頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四一、引發(fā)階段腫瘤抑制基因也稱抑癌基因或抗癌基因，其作用方式與癌基因相反，它們在正常細(xì)胞中起著抑制細(xì)胞增殖和促進(jìn)分化的作用，在環(huán)境致癌因素作用下，腫瘤抑制基因失活而引起細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化。抑癌基因?qū)匐[性基因，必須一對等位基因丟失或突變后失活，才能對細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化起作用。在化學(xué)致癌過程中癌基因和腫瘤抑制基因往往起協(xié)同作用。第147頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四二、促長階段促長階段指引發(fā)細(xì)胞增殖成為癌前病變或良性腫瘤的過程。促長劑（promoter）：指具有促長作用的化學(xué)物。促長劑本身不能誘發(fā)腫瘤，只有作用于引發(fā)細(xì)胞才表現(xiàn)其致癌活性；通常是非致突變物，不與DNA發(fā)生反應(yīng)；促長劑通常具有閾劑量。第148頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四二、促長階段惡性腫瘤的發(fā)生是一個(gè)逐漸演變的過程，人體上某些器官的一些良性病容易出現(xiàn)細(xì)胞異常增生，具有惡性變化傾向，這些異常增生具有癌變傾向的病變稱為癌前病變。屬于癌前病變的疾病乳腺病直腸的家族性乳頭狀腺瘤慢性胃潰瘍肝硬化皮膚的黑痣等慢性胃潰瘍惡變肝硬化第149頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四二、促長階段良性腫瘤是指機(jī)體內(nèi)某些組織的細(xì)胞發(fā)生異常增殖，呈膨脹性生長，似吹氣球樣逐漸膨大，生長比較緩慢。由于瘤體不斷增大，可擠壓周圍組織，但并不侵入鄰近的正常組織內(nèi)，瘤體多呈球形、結(jié)節(jié)狀。周圍常形成包膜，因此與正常組織分界明顯，用手觸摸，推之可移動，手術(shù)時(shí)容易切除干凈，摘除不轉(zhuǎn)移，很少有復(fù)發(fā)。第150頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四二、促長階段促長階段的特點(diǎn)：促長階段歷時(shí)較長，早期有可逆性，晚期為不可逆的，因此在促長階段（特別是在早期）持續(xù)給以促長劑是必需的。2.促長階段的另一個(gè)特點(diǎn)是對生理因素調(diào)節(jié)的敏感性，衰老、飲食和激素可影響促長作用，許多影響因素本身就是促長劑。第151頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四二、促長階段促長劑的可能作用機(jī)制：干擾細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑改變細(xì)胞周期控制促進(jìn)引發(fā)細(xì)胞的增殖抑制細(xì)胞凋亡抑制細(xì)胞間通訊免疫抑制等第152頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四三、演進(jìn)階段演進(jìn)階段指從癌前病變或良性腫瘤轉(zhuǎn)變成惡性腫瘤的過程。如生長加快、侵襲、轉(zhuǎn)移、抗藥性等。進(jìn)展劑（progressor）：指使細(xì)胞由促長階段進(jìn)入進(jìn)展階段的化學(xué)物。進(jìn)展劑具有引起染色體畸變的特性。完全致癌物（completecarcinogen）：指同時(shí)具有引發(fā)、促長及進(jìn)展作用的化學(xué)物。第153頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四三、演進(jìn)階段進(jìn)展階段關(guān)鍵的分子特性：染色體的不穩(wěn)定性主要表現(xiàn)：染色體發(fā)生斷裂染色體斷片易位非整倍體等第154頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四前致癌物終致癌物分化的腫瘤引發(fā)的細(xì)胞細(xì)胞含錯(cuò)配堿基細(xì)胞死亡不分化的癌致癌物-DNA加合物正常細(xì)胞活化轉(zhuǎn)移DNA結(jié)合DNA修復(fù)DNA修復(fù)失敗促長進(jìn)展癌變多階段學(xué)說第155頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四第四節(jié)化學(xué)致癌作用的評價(jià)方法第156頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四一、短期試驗(yàn)（一）致突變試驗(yàn)（二）哺乳動物細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化試驗(yàn)（三）哺乳動物短期致癌試驗(yàn)（四）轉(zhuǎn)基因動物致癌檢測模型第157頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四一、短期試驗(yàn)（一）致突變試驗(yàn)用于致癌物篩選的致突變試驗(yàn)如下：1.基因突變試驗(yàn)：鼠傷寒沙門菌回復(fù)突變試驗(yàn)（Ames試驗(yàn)）、培養(yǎng)哺乳動物細(xì)胞胸苷激酶位點(diǎn)（tk）或次黃嘌呤鳥嘌呤轉(zhuǎn)磷酸核糖基酶位點(diǎn)（hgprt）正向突變試驗(yàn)2.染色體畸變試驗(yàn)：體外細(xì)胞系細(xì)胞遺傳學(xué)試驗(yàn)、小鼠骨髓微核試驗(yàn)、大鼠骨髓染色體畸變試驗(yàn)3.原發(fā)性DNA損傷：DNA加合物、鏈斷裂、彗星試驗(yàn)、DNA修復(fù)誘導(dǎo)（細(xì)菌SOS反應(yīng)，大鼠肝UDS誘導(dǎo)）、姐妹染色單體交換試驗(yàn)第158頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四一、短期試驗(yàn)（一）致突變試驗(yàn)預(yù)測致癌性的理想的致突變試驗(yàn)應(yīng)能靈敏地預(yù)測出受試物的致癌性，也能特異地預(yù)測出受試物的非致癌性，即要有高的靈敏性、特異性。第159頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四一、短期試驗(yàn)（二）哺乳動物細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化試驗(yàn)本試驗(yàn)以細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化為觀察終點(diǎn)，在細(xì)胞生物學(xué)水平上研究腫瘤的發(fā)生與發(fā)展。細(xì)胞轉(zhuǎn)化指培養(yǎng)細(xì)胞在有害因素作用下發(fā)生一系列與腫瘤形成有關(guān)的細(xì)胞形態(tài)學(xué)及生物學(xué)特性的改變。第160頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四一、短期試驗(yàn)（二）細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化試驗(yàn)細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化的判定：

1.形態(tài)學(xué)變化

2.凋亡敏感性降低

3.錨著獨(dú)立性生長

4.血清抗性試驗(yàn)

5.刀豆蛋白A凝集試驗(yàn)

6.動物體內(nèi)成瘤性第161頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四一、短期試驗(yàn)（二）細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化試驗(yàn)1.形態(tài)學(xué)變化正常細(xì)胞呈單層生長，排列有序。而轉(zhuǎn)化細(xì)胞呈多層生長，極性消失，其中，惡性轉(zhuǎn)化的上皮細(xì)胞群中會出現(xiàn)紡錘形的成纖維樣細(xì)胞；而成纖維細(xì)胞則呈紡錘形或上皮細(xì)胞樣改變，并形成轉(zhuǎn)化灶。第162頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四第163頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四一、短期試驗(yàn)（二）細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化試驗(yàn)2.凋亡敏感性降低凋亡敏感性降低在人細(xì)胞轉(zhuǎn)化中起重要作用。常用細(xì)胞凋亡的檢測方法：常規(guī)的瓊脂糖凝膠電泳流式細(xì)胞儀檢測細(xì)胞凋亡（AnnexinV/PI雙染法）脫氧核糖核苷酸末端轉(zhuǎn)移酶介導(dǎo)的缺口末端標(biāo)記法（TUNEL法）

第164頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四一、短期試驗(yàn)（二）細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化試驗(yàn)3.錨著獨(dú)立性生長轉(zhuǎn)化細(xì)胞對血清及細(xì)胞間通訊的依賴性降低，具有在低密度條件下在半固體瓊脂中形成集落的能力，即錨著獨(dú)立性生長，它是癌前轉(zhuǎn)化的特征，是體外檢測細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化的重要指標(biāo)。但并不能反映其裸鼠成瘤性。

第165頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四一、短期試驗(yàn)（二）細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化試驗(yàn)4.血清抗性試驗(yàn)血清作為上皮細(xì)胞的一種終末分化誘導(dǎo)劑，高濃度時(shí)可抑制人類上皮細(xì)胞生長及誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞分化，惡性轉(zhuǎn)化細(xì)胞對血清的生長抑制作用具有抗性。第166頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四一、短期試驗(yàn)（二）細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化試驗(yàn)5.刀豆蛋白A凝集試驗(yàn)ConA凝集試驗(yàn)：惡性細(xì)胞膜表面的ConA受體增加，在ConA溶液中將出現(xiàn)凝集時(shí)間提前和凝集度加強(qiáng)現(xiàn)象。

第167頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四一、短期試驗(yàn)（二）細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化試驗(yàn)6.動物體內(nèi)成瘤性判定細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化的最終最可靠指標(biāo)是動物體內(nèi)成瘤性。一般均采用皮下注射的方法，腫瘤體積需達(dá)1cm3以上方能判定為陽性。并要結(jié)合病理檢測。但由于存在種屬差異，裸鼠皮下的成瘤性作為人類細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化的最后標(biāo)準(zhǔn)是否可行，尚有異議。第168頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四一、短期試驗(yàn)（三）哺乳動物短期致癌試驗(yàn)在哺乳動物致癌試驗(yàn)中，會發(fā)現(xiàn)受試化合物對某些特定組織的致瘤作用比對其他組織更為明顯，據(jù)此建立了比常規(guī)動物致癌試驗(yàn)時(shí)間更短，更敏感的哺乳動物短期致癌試驗(yàn)，又稱為有限體內(nèi)試驗(yàn)。在這些試驗(yàn)中僅觀察特定靶器官的腫瘤發(fā)生情況，試驗(yàn)期限一般在數(shù)周到數(shù)月。第169頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四常用的短期致癌試驗(yàn)有：

小鼠皮膚腫瘤誘發(fā)試驗(yàn)20周小鼠肺腫瘤誘發(fā)試驗(yàn)30周大鼠肝轉(zhuǎn)化灶誘發(fā)試驗(yàn)8-14周雌性大鼠乳腺癌誘發(fā)試驗(yàn)6個(gè)月此四個(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。哺乳動物短期致癌試驗(yàn)得到陽性結(jié)果時(shí)，其意義與長期動物致癌試驗(yàn)相似。但由于其僅觀察特定器官，試驗(yàn)期較短，若得到陰性結(jié)果，并不能排除受試物的致癌性。一、短期試驗(yàn)（三）哺乳動物短期致癌試驗(yàn)第170頁，共187頁，2023年，2月20日，星期四一、短期試驗(yàn)（四）轉(zhuǎn)基因動物致癌檢測模型

隨著致癌作用靶基因的明確和轉(zhuǎn)基因動物技術(shù)的發(fā)展，用特定基因改造動物模型進(jìn)行試驗(yàn)，使對外來化合物的致癌性檢測更為快速和敏感。目前已建立的檢測模型或研究模型有：

1.過量表達(dá)癌基因的轉(zhuǎn)基因動物模型