第七章 特殊毒性及其试验与评价方法(3)

分化 程度 高
进入进展阶段的化学
物称为进展剂 (progressor)。进展剂 可引起染色体畸变， 但不一定具有引发活
低
性。
引发、促长及进展都可自发发生。有些化学 致癌物可同时具有引发、促长及进展的作用， 称为完全致癌物。
在引发阶段主要是细胞原癌基因和肿瘤
抑制基因的突变；
在促长阶段主要是遗传外机制； 在进展阶段主要是核型不稳定性。 正常细胞经过遗传学改变的积累才能转变为 癌细胞。
因组中。
原癌基因：正常细胞中的原癌基因表达并不引 起恶性病变，其表达受到严格控制，通常与机 体的生长和发育有关。原癌基因必须经过激活 才能导致细胞的恶性转化。原癌基因是一种显 性基因，当其两个等位基因之一发生突变，即 可被激活。
肿瘤抑制基因：即抗癌基因。抗癌基因可能是 编码抑制生殖、促进分化的基因，也可能是某些 基因的负控制调节基因，并是维持基因组织定性 的某些基因。
具有引发作用的化学物称为引发剂。引发剂 本身有致癌性，大多数是致突变物，没有可检测 的阈剂量，引发作用是不可逆的并且是累积性的。
但并非所有的引发细胞都将构成肿瘤，因其中大
多数将经历程序性细胞死亡(凋亡)。引发细胞不
具有生长自主性，因此不是肿瘤细胞。
（2）促长阶段
促长阶段是引发细胞增殖成为癌前病变或
良性肿瘤的过程。促长剂单独使用不具致癌性，
必须在引发剂后使用才发挥促长作用。 促长剂通常是非致突变物，影响引发细胞 的增殖，导致局部增殖并引起良性局灶性病理 损害，如乳头瘤、结节或息肉。这些病损很多
会消退，仅少数细胞发生进一步突变引成恶性
肿瘤。
特点：
来自百度文库
历时较长，早期有可逆性，晚期为
不可逆的；
对生理因素调节的敏感性，衰老、
结果报告：
应着重报告发现肿瘤的部位、数量、性质、癌前病 变，以及其他毒性效应； 应报告剂量-反应关系及统计学分析结果。 如在动物组织中观察到良性和恶性肿瘤，并有良性 肿瘤向恶性化进展的证据，在进行统计学分析之前 将良性和恶性肿瘤合并是适宜的，但仍希望分别对 良性和恶性肿瘤分别进行统计学处理。
三、致癌试验设计
1.哺乳动物致癌试验
哺乳动物致癌试验是鉴定化学致癌物的标准 体内试验。 哺乳动物致癌试验用来确定受试物对试验动 物的致癌性、剂量-反应关系及诱发肿瘤的靶器 官。
在下列情况下，一般应考虑进行致癌性评价：
①人体可能长期暴露于该化学物；
②该化学物或其代谢物的化学结构与已知致癌
物相似；
③反复染毒毒性试验提示该化学物可能产生癌 前病变。
肿瘤发生率(％)＝(实验结束时患肿瘤动
物总数/有效动物总数)×100％
式中，有效动物总数指最早发现肿瘤时存活动物
总数。
肿瘤潜伏期即从摄入受试物起到发现肿 瘤的时间，因为内脏肿瘤不易觉察，通 常将肿瘤引起该动物死亡的时间定为发 生肿瘤的时间。 肿瘤多发性指一个动物出现多个器官的 肿瘤或一个器官出现多个肿瘤。
月，大鼠为24个月；然而对于某些生命期较长
或自发肿瘤率低的动物品系，小鼠和仓鼠可持
续24个月，大鼠可持续30个月。
⑤染毒途径
尽可能模拟人体可能的暴露途径，主要途
径有经口、经皮和吸入三种，应根据受试物的
理化性质和接触方式选择确定。
受试物优先选择短期致癌试验阳性的化学
物质。
⑥观察指标
（1）一般观察：每天观察受试动物一次，主
（3）激素调控剂：主要改变内分泌系统平衡 及细胞正常分化，常起促长剂作用。
（4） 免疫抑制剂：主要对病毒诱导的恶性转
化起增强作用。
如硫唑嘌呤、6-巯基嘌呤等免疫抑制剂或
免疫血清，均能使动物和人发生白血病或淋巴 瘤，但很少发生实体肿瘤。
（5） 固态物质：物理状态是关键性因素，可能 涉及细胞毒性。如塑料、石棉等。 动物皮下包埋塑料后，经过较长的潜伏期， 可导致肉瘤形成。石棉在人和动物的胸膜表面 可引起胸膜间皮瘤。石棉和其它矿物粉尘，如 铀矿或赤铁矿粉尘，可增强吸烟致肺癌的作用。 （6）过氧化物酶体增殖剂：过氧化物酶体增殖 可导致细胞内氧自由基过量生成。 如降血脂药安妥明、降脂异丙酯、增塑剂 邻苯二甲酸酯和有机溶剂1，1，2-三氯乙烯。
生长、发育和寿命，即不产生任何毒性效应。
中剂量组：介于高、低剂量之间（高剂量的 1/3~1/4），如有可能按受试物的毒物动力学性质
来确定。
对照组除不给受试物外，其他条件均与试验组相
同。
同时应设阴性(溶剂或赋形剂)对照组。必要 时可设阳性对照组，阳性致癌物最好与受试物的
化学结构相近。
④试验期限
一般情况下，试验期限小鼠和仓鼠应为18个
（1）哺乳动物长期致癌试验
又称哺乳动物终生试验，是目前公认的确证动物
致癌物的经典方法。
化学致癌的最大特点是潜伏期长，在啮齿类动物
进行1~2年的试验即相当于人类大半生的时间。
如果采用流行病学调查方法确证一种新化学物的 致癌性，一般需要人类接触受试物20年后才能进 行。
①实验动物 物种和品系：要求用两种实验动物，常规 选用大鼠和小鼠，也可用仓鼠。在选择品 系时应选择较敏感、自发肿瘤率低、生活 力强及寿命较长的品系。
组3，对人类的致癌性尚不能确定。指对人类致
癌性证据不充分，对实验动物致癌性也不充分或
有限。或人类致癌性证据不充分，对实验动物致 癌性证据足够，但有强有力的证据表明动物致癌 机制不适用人体。 组4，对人类可能是非致癌物。指证据指示对人 类和动物不具有致癌性。
二、致癌作用的发生过程
人类或动物的正常细胞如何在化学致癌物的作用 下，逐步转化成癌细胞。
癌作用的代谢物和不需代谢活化的致癌物）。
前致癌物
活化
正常细胞
修复 DNA结合
引发的细胞
促长
终致癌物
致癌物-DNA加 合物
DNA复制 错配修复失败 DNA修复
分化的肿瘤
进展
不分化的癌
转移
细胞死亡
细胞含错 配碱基
2.无机致癌物
放射性元素和重金属。有些可能是亲电子 剂，但有些是通过选择性改变DNA复制保真性，
动物种属的选择，应考虑受试物可能作用
的靶器官。
大鼠 肝癌
小鼠
呼吸道和肺肿瘤
膀胱癌 大鼠和小鼠
金黄仓鼠、狗或猴 靶器官无法估计
性别：应使用同等数量的雌雄两种性别的 动物。
年龄：使用刚离乳的动物，以保证有足够
长的染毒和发生癌症的时间，而且幼年动
物解毒酶及免疫系统尚未完善，对致癌作
用比较敏感。
②动物数量
饮食和激素可影响促长作用。
（3）进展阶段
进展阶段是从引发细胞群(癌前病变、良性
肿瘤)转变成恶性肿瘤的过程。
在促进之中或之后，细胞表现出不可逆的遗
传学改变，其标志为遗传不稳定性增加和恶性变
化，在形态上或功能代谢和行为方面逐渐表现出 肿瘤的特征，如生长速度、侵袭性、转移能力及 生化、免疫性能改变。
使细胞由促长阶段
（3）病理检查
动物自然死亡或处死后必须及时进行病
理检查，包括肉眼和组织切片检查。组织
切片检查应包括已出现肿瘤或可疑肿瘤的
器官和肉眼检查有明显病变的器官，应注
意观察癌前病变。通过病理检查确定肿瘤
的性质和靶器官。
⑦结果分析 统计各种肿瘤的数量(包括良性和恶性
肿瘤)及任何少见的肿瘤、患肿瘤的动物数、
每只动物的肿瘤数及肿瘤潜伏期。
亚胺类；芥子气和氮芥；活性卤代烃类等。
（2）前致癌物：
多数有机致癌物本身并不致癌，需代谢活化
才具有致癌活性，称为间接致癌物。间接致癌 物的原型称为前致癌物。前致癌物经代谢活化 形成的中间间代谢产物——近致癌物（半致癌 物），有一定致癌作用但必须再一次激活——
终致癌物（前致癌物经代谢活动形成的具有致
为避免假阴性，每组实验动物较一般毒性试验 多。 每组至少有雌雄各50只动物，希望在出现第一 个肿瘤时，每组还有不少于25只动物。
③剂量设置
致癌试验一般设三个试验组。 高剂量组：最大耐受剂量(MTD)是由亚慢性毒性试
验来确定的，此剂量应使动物体重减轻不超过对照
组的10％，并且不引起死亡及导致缩短寿命的中毒 症状或病理损伤。 低剂量组：一般不低于高剂量的10％。最好相当于 或低于人类实际接触的剂量，应不影响动物的正常
癌的发展。
（1）促癌剂：本身无致癌性，在给以遗传毒
性致癌物之后再给以促长剂可增强遗传毒性致
癌物的致癌作用，也可促进“自发性”转化细 胞发展成癌。 如苯巴比妥对大鼠肝癌有促进作用；色氨 酸和糖精对膀胱癌有促癌作用。 （2）细胞毒物：可能引起细胞死亡，导致细 胞增殖活跃及癌发展。 如氮川三乙酸使锌进入肾脏，由于锌的毒 性，造成细胞死亡，结果引起增生和肾肿瘤。
在体内如何逐步发展成可见肿瘤，并转移到机体 其他组织。 肿瘤的发生是一个长期的、多阶段、多基因改变 累积的过程，具有多基因控制和多因素调节的复 杂性。
上一内容
下一内容
回主目录
返回 返回
癌细胞的生物学特点： 1、持续性增殖，分化不良，体外培养无接触性抑
制。永生性。
2、浸润性生长：可侵入其他组织，并发生转移
第三节 致癌作用及其试验与评价方法
一、致癌作用的概念 二、致癌作用的发生过程 三、致癌试验设计 四、致癌作用评价
上一内容
下一内容
回主目录
返回 返回
一、致癌作用的概念
致癌作用是指环境有害因素引起或增进 正常细胞发生恶性转化并发展为肿瘤的过程。 化学致癌(chemical carcinogenesis)是指化 学物质引起正常细胞发生恶性转化并发展成 肿瘤的过程，具有这种作用的化学物质称为 化学致癌物(chemical carcinogen)。
癌症的发生80~90％由环境因素引起， 包括物理因素、生物因素和化学因素。 其中主要是化学因素。 在环境因素引起的肿瘤中，80％以上 由化学因素引起。
致癌物可分为三大类：遗传毒性致癌物、 无机致癌物和非遗传毒性致癌物。
1、遗传毒性致癌物
（1）直接致癌物：不需代谢活化直接与亲 核分子共价结合形成加合物。这类化合物为 亲电子剂，大多数为合成有机物。 内酯类，如β-丙烯内酯等；烯化环氧化物；
上一内容
下一内容
回主目录
返回 返回
上一内容
下一内容
回主目录
返回 返回
二、致癌作用的发生过程
尚未彻底阐明，大体可分为遗传机制学说和非 遗传机制学说。
1、化学致癌的多阶段学说
（1）启动阶段：化学致癌的第一阶段，致癌 物对靶细胞DNA产生损伤作用，经细胞分裂 增殖固定下来，造成单个或少量细胞发生永久 性、不可逆的遗传性改变。
（7）助癌物：本身无致癌性，在致癌物之前或
同时应用助癌物可显著增加癌症的发生。
助癌作用的机制可涉及增加致癌物的吸收、
增加活化的致癌物的比例、耗尽内源性结合反
应底物、抑制DNA修复、促进DNA损伤固定为 突变等。
（二）按致癌作用证据分类
组1，对人类是致癌物。对人类致癌性证据充分者属于本组。 对人的致癌性证据尚不充分，但对实验动物的致癌证据足够， 并且具有可通过相关致癌机制对人体发挥作用的强有力证据， 可归为此类。 组2，对人类是很可能或可能致癌物。又分为两组，即组2A 和组2B。 组2A，对人类很可能(probably)是致癌物。指对人类致癌性 证据有限，对实验动物致癌性证据充分。 组2B，对人类是可能(possible)致癌物，指对人类致癌性证 据有限，对实验动物致癌性证据并不充分；或指对人类致癌 性证据不足，对实验动物致癌性证据充分。
要观察其外表、活动、摄食情况等。在实验
最初三个月每周称体重一次，以后每两周称
体重一次。经饲料或饮水给以受试物时，应
记录食物消耗量或饮水量，以计算受试物的 摄入量。观察时要注意有无肿瘤出现、肿瘤 出现时间及死亡时间。
（2）肿瘤发生情况：记录肉眼可见或 可触及肿瘤出现的时间、部位、大小、 外形、发展状况并记录动物死亡时间。
导致DNA的改变。
铀、镭、氡等可能由于其放射性致癌。 镍、铬、钛、锰等金属及其盐类可在一定条件 下致癌。
3. 非 遗 传 毒 性 致 癌 物 (non-genotoxic
carcinogens)
非遗传毒性致癌物不与DNA反应，可
能间接地影响DNA并改变基因组导致细胞
癌变，或者通过促长作用、增强作用导致
3、过分旺盛地合成核酸和氨基酸
4、强烈的有氧酵解：在供氧充分时，仍能将葡萄 糖转化为乳酸，大量的乳酸使pH下降，影响细胞 酶活力，破坏内稳态的维持。 5、可将上述特征遗传给子代细胞。
癌细胞大小不等。胞浆着蓝色，边缘有少许细小紫红色 颗粒，含空泡。核型不规则，染色质粗点状排列。核仁 明显，多少不一，有空泡，此外可见裸核细胞。右上瘤 细胞有血小板附着。
上一内容
下一内容
回主目录
返回 返回
2、化学致癌的癌基因学说
调控细胞增殖和分化的基因发生异常 ，可导致细胞持续增殖，不能及时分化和 凋亡，形成肿瘤。与细胞恶性转化有关的 基因主要有癌基因和肿瘤抑制基因。
癌基因：能引起细胞恶性转化及癌变的基因。
通常以原癌基因的形式存在正常动物细胞的基