食品中化学物质的致癌作用及评价课件

化学致癌作用(chemicalcarcinogenesis)：2022/11/11“癌”：化学致癌物(chemicalcarcinogen)：是指化学物质引起或诱导正常细胞发生恶性转化并发展成为肿瘤的过程。凡是能引起生物体肿瘤，增加其发病率或死亡率的化学物。化学致癌:毒理学中的包括癌、肉瘤及良性肿瘤。是指化学致肿瘤作用。化学致癌作用(chemicalcarcinogenesis1775年由英国的Pott报导煤烟和煤焦油是清扫烟囱工人阴囊癌的主要病因。2022/11/12英国的Kennaway从焦油沥青中分馏出致癌物苯并（a）芘，2010年金浩茶油苯并芘含量超标。瑞典的Reher观察到，苯胺染料生产工人膀胱癌的发病率升高，发现主要与在其生产中同时存在的联苯胺及β-萘胺有关。34211961年，英国科学家发现黄曲霉素为十万只火鸡致死元凶。20世纪研究发现江苏启东肝癌高发元凶是黄曲霉素。1775年由英国的Pott报导煤烟和煤焦油是清扫烟囱工人阴囊第一节化学致癌过程➢肿瘤发生是一个长期的、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。2022/11/1➢:化学致癌过程至少可分为1引发（initiation）2

促长（promotion）3进展（progression）

细胞癌变的多阶段学说癌第一节化学致癌过程➢肿瘤发生是一个长期的、多阶段、多基DNA损伤损伤固定遗传性状改变

突变细胞在内、外因素的作用下，促进肿瘤细胞的分裂和增生突变细胞生长速度快侵袭性和转移能力强生理生化和免疫性状改变2022/11/141引发（initiation）2促长（promotion）3进展（progression）DNA损伤损伤固定突变细胞在内、外因素的作用下，促进2022/11/15人乳头状瘤病毒－宫颈癌、其他生殖器官癌症肝炎病毒－肝癌艾滋病毒－卡波西肉瘤病毒2022/10/235人乳头状瘤病毒－宫颈癌、其他生殖器官癌正常上皮结肠癌的多阶段模型上皮过度增殖早期腺瘤中期腺瘤晚期腺瘤原位癌浸润转移由抑癌基因APC丢失开始，癌基因Ras突变促进克隆的发展，导致腺瘤发生。抑癌基因DCC和p53缺失，促进结肠肿瘤从良性到恶性发展。2022/11/16引发阶段促长阶段进展阶段正常上皮结肠癌的多阶段模型上皮过度增殖早期腺瘤中期腺瘤晚期腺2022/11/171、引发阶段启动遗传毒性发生化学致癌第一步。致癌物直接作用于DNA，引起基因突变，使单个或少量细胞发生永久性的、不可逆的遗传性改变，成为突变细胞，或称“启动细胞”，诱发细胞突变的因素称为引发剂（启动剂）。启动细胞的表型可能正常，它必须通过克隆扩增才能形成损伤。在接触致癌物与发生细胞转化之间要有一个相当长的潜伏期，需要启动效应的遗传传递。3212022/10/2371、引发阶段启动遗传毒性发生致癌物直2.促长阶段（Promotion)3.进展阶段（Progression)DNA损伤损伤固定遗传性状改变

突变细胞在内、外因素的作用下，促进肿瘤细胞的分裂和增长突变细胞生长速度快侵袭性和转移能力强生化学和免疫性状改变2022/11/18引发阶段的主要特征➢不可逆➢需要通过细胞分裂加以固定➢剂量-反应显示没有可测定的阈值，无可测定的最大反应➢存在自发的引发作用➢对外源性化学物质和其他化学因素敏感➢引发作用必须发生在促长作用之前，“纯”引发作用在无促长时不导致肿瘤1.引发阶段（Initiation)2.促长阶段（Promotion)3.进展阶段（Progr优势克隆扩增2022/11/192、促长阶段促长剂或促癌剂外源性促长剂：TCDD苯巴比妥高盐高脂饮食糖精香烟烟雾内源性促长剂雌激素－乳腺癌胆酸－结肠癌与肝癌肺癌胰腺癌食道癌其它器官癌良性肿瘤表型变化恶性肿瘤细胞优势克隆扩增2022/10/2392、促长促癌剂的作用机理：①通过细胞毒性或激素作用刺激细胞增殖。如高脂肪饮食可使乳腺癌的发病率增高，原因是高脂肪饮食可使催乳素分泌增多，而催乳素对乳腺癌的发生有促进作用。②抑制细胞间的信息互通，从而解除细胞生长的接触抑制，使启动了的细胞能逃脱周围正常细胞的抑制，出现增殖失控。③免疫抑制。2022/11/110促癌剂的作用机理：2022/10/2310DNA损伤损伤固定遗传性状改变突变细胞2022/11/1111.引发阶段（Initiation)2.促长阶段（Promotion)3.进展阶段（Progression)生长速度快侵袭性和转移能力强生化学和免疫性状改变

突变细胞在内、外因素的作用下，促进肿瘤细胞的分裂和增长DNA损伤损伤固定突变细胞2022/10/23111.引发2022/11/112促长阶段的主要特征➢可逆性➢促长剂通常是非致突变物，需要持续和反复暴露➢促长剂的有效性仅出现在引发作用之后➢促长细胞群的存在取决于促长剂的持续存在➢内源性促长剂可起自发促长作用➢剂量-反应显示有可测定的阈值，有可测定的最大效应➢对饮食和激素等因素敏感➢促长作用的相对效力取决于达到最大效应的时间和剂量速率2.促长阶段（Promotion)2022/10/2312促长阶段的主要特征2.促长阶段（P引发剂与促癌剂对小鼠皮肤诱发肿瘤的阶段性

组别肿瘤

（1）IIIIIIIII+反复多次给予引发剂可诱发肿瘤（2）I－引发后无促癌剂则不能发生肿瘤（3）PPPPPPPP－无引发剂，仅有促癌剂也不发生肿瘤（4）IPPPPPPP+引发后，多次给予促癌剂则可发生肿瘤（5）IPPPP－引发后，促癌剂接触次数少不发生肿瘤（6）PPPPPI－先促癌剂，后引发剂也不发生肿瘤（7）IPPPPPP+引发后经过一定时间再给予促癌剂可发生肿瘤2022/11/113引发剂与促癌剂对小鼠皮肤诱发肿瘤的阶段性

组别3、进展阶段➢指在肿瘤形成过程中，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恶性肿瘤的生物学特征，如生长速度、侵袭性、转移能力、以及生理生化、免疫性能的改变等。➢当细胞开始失去维持核型稳定的能力并出现染色体畸变时，它们即进入进展期。核型不稳定性进一步促进肿瘤细胞的生长和恶性表型的发展，同时引起细胞代谢调节功能的改变，且逃避机体免疫监视等功能。2022/11/1143、进展阶段2022/10/2314DNA损伤损伤固定遗传性状改变突变细胞2022/11/1151.引发阶段（Initiation)2.促长阶段（Promotion)3.进展阶段（Progression)生长速度快侵袭性和转移能力强生化学和免疫性状改变

突变细胞在内、外因素的作用下，促进肿瘤细胞的分裂和增长DNA损伤损伤固定突变细胞2022/10/23151.引发2022/11/116进展阶段的主要特征➢不可逆➢伴随生长率和侵袭性的增加出现核型异常，核型不稳定性导致细胞基因组结构的形态学改变➢有可测定的和/或形态学可描述的细胞基因组的改变➢进展的早期阶段对环境因素敏感➢可见良性和/或恶性肿瘤➢促进剂可促进细胞进入该阶段，但可能不是引发剂➢可以发生自发的进展作用3.进展阶段（Progression)2022/10/2316进展阶段的主要特征3.进展阶段（Pr2022/11/1172022/10/2317前致癌物终致癌物活化正常细胞致癌物-DNA加合物DNA复制错配修复失败DNA修复细胞死亡细胞含错配碱基引发的细胞分化的细胞不分化的细胞转移促长进展化学致癌过程的主要阶段修复2022/11/118前致癌物终致癌物活化正常细胞致癌物-DNA加合物DNA复制错遗传易感性与化学致癌

单核苷酸多态性2022/11/119肿瘤个体的遗传易感性特定基因的遗传多态性遗传易感性与化学致癌

第二节化学致癌机制

化学致癌作用：多因素、多基因参与的多阶段过程。2022/11/120➢非突变致癌学说：即对DNA以外靶分子作用的非遗传毒性机制➢体细胞突变致癌学说：即造成DNA损伤而引发肿瘤的遗传毒性机制第二节化学致癌机制化学致癌作用：多因素、多基因参与的一、体细胞突变学说1、致癌物代谢活化后生成的DNA加合物诱导基因突变；2022/11/1216、癌基因突变及抑癌基因突变和缺失在肿瘤细胞中普遍存在，且突变的基因型可以通过细胞分裂传递给子代细胞。5、肿瘤细胞来源于单细胞克隆；4、许多肿瘤组织中发生染色体畸变和基因组不稳定性；3、DNA修复缺陷可以导致肿瘤发生；2、大多数致癌物在致突变实验中呈阳性；体细胞突变学说的依据：一、体细胞突变学说1、致癌物代谢活化后生成的DNA加合物诱导人们接触的大多数致癌物是，必须通过酶系统的代谢活化，形成终致癌物才能发挥其致癌作用。体内正常的生物转化酶的作用：在某些情况下，生物转化酶也可作用于外来化合物，产生代谢活化作用，如无活性的间接致癌物，可以在体内生物转化酶系统的作用下，经代谢活化转变为终致癌物。2022/11/122人们接触的大多数致癌物是，必须通过酶系统的代谢活化，形成终致2022/11/12022/11/11间接致癌物活化2一是解毒（水解、还原、氧化反应）二是使外来化合物的极性增加（结合反应），容易排出体外。3间接致癌物转变为终致癌物（一）与致癌作用有关的代谢2022/10/232022/10/231间接致癌物活化2一（1）代谢以氧化过程为主，所形成的终致癌物具有亲电子性，能与DNA、RNA、蛋白质结合，导致损伤效应，引起突变，诱发肿瘤。2022/11/124化学致癌物的代谢特点:（3）人和动物对化学致癌物的代谢在种属、品系、家族和个体上的差异与遗传因素决定的代谢酶多态性有关，致癌物代谢酶的活性因人而异，个体间的差异可达30-100倍，个别甚至达1000倍。（2）致癌物的代谢活化可在多种组织、器官中进行，虽有组织特异性，但以肝脏为主。（1）代谢以氧化过程为主，所形成的终致癌物具有亲电子性，能与DNA加合物（DNAadduct）

化学致癌物在体内生物转化酶系统作用下，经代谢活化，产生具有致癌作用的终致癌物，后者含有亲电子结构，能与体内的生物大分子如DNA上的亲核基团发生共价结合，导致DNA的突变，引起DNA损伤。2022/11/125致癌物与DNA大分子的结合具有位点特异性，不同位点的加合物有不同的生物学效应，绝大多数化学致癌物加合物形成位点与基因突变位点密切联系。DNA加合物（DNAadduct）2022/10/实验依据1.大多数致癌物同时也是致突变物2022/11/1264.DNA和致癌物的相互作用可活化肿瘤基因3.DNA加合物的水平通常与致癌性和致突变性成正相关2.许多致癌物的致突变和致癌性质取决于它们是否能转变为亲电子的代谢产物实验依据2022/10/23264.DNA和致癌物的相互作亲电性化合物DNA,RNA,蛋白质亲核基团加合物碱基突变、缺失、插入、交联基因结构改变肿瘤细胞、血液、尿共价结合2022/11/127亲电性化合物DNA,RNA,蛋白质加合物碱基突变、缺失、（二）DNA修复与化学致癌➢正确修复：受损的DNA完全回复到原有的结构与功能，不发生突变。

2022/11/128化学致癌物能否引发肿瘤既取决于它们对机体生物大分子尤其是DNA的损伤，也取决于机体对损伤DNA的修复能力。➢错误修复：经修复的DNA部分仍可能在结构和功能上存在缺陷，细胞虽能生存，但出现突变。

DNA损伤-----修复-----突变-----肿瘤（二）DNA修复与化学致癌➢正确修复：受损的DNA完全回复到DNA受化学致癌物作用而损伤后，可能通过糖基化酶排除损伤的碱基或切除化学损伤周围的一段碱基，从而迅速修复，接着由DNA聚合酶催化正常序列的合成。2022/11/129DNA修复机制十分复杂，由一些DNA损伤修复基因调控，涉及一些酶系统，如甲基转移酶、糖基转移酶、以及各种类型的损伤特异修复酶。2022/10/2329DNA修复机制十分复杂，由一些DNADNA损伤修复存在不均一性和可诱导性即表达基因优先于静止基因，调控基因优先于功能基因。2022/11/130个体器官细胞不均一可诱导性DNA损伤修复的能力DNA损伤修复存在不均一性和可诱导性即表达基因优先于静止基因（三）癌基因、原癌基因及抑癌基因DNA上原（前）癌基因、抑癌基因很可能是化学致癌物的靶分子。2022/11/131（三）癌基因、原癌基因及抑癌基因DNA上原（前）癌基因、抑癌

➢癌基因（oncogene）：一类在自然或实验条件下能引起细胞恶性转化及癌变的基因。2022/11/132细胞生长因子细胞生长因子受体核转录因子转录调节蛋白癌基因表达促进细胞有丝分裂参与细胞周期的调控➢癌基因（oncogene）：一类在自然或实验条件下能❑癌基因是化学致癌物作用的靶分子2022/11/133❑指导合成的蛋白质能促成细胞恶性表型的形成❑在细胞癌变过程中发挥关健作用❑癌基因是化学致癌物作用的靶分子2022/10/2333❑原癌基因癌基因突变致癌物癌变原癌基因与癌基因关系示意图2022/11/134原癌基因癌基因突变致癌物癌变原癌基因与癌基因关系示意图202原癌基因（proto-oncogene）：指机体内正常细胞所具有的能致癌的遗传信息，即癌基因的原型.2022/11/135❑在正常情况下，呈静止状态，对细胞无害且具有重要生物学功能，如生长因子、受体、信号分子、转录因子和细胞周期调节等，癌基因是化学致癌物作用的靶分子。普遍存在于正常动物细胞的基因组内，在进化过程中高度保守，它们在细胞中行使正常的生物学功能，对细胞增殖、分化和信息传递的调控起重要作用。原癌基因（proto-oncogene）：指机体内正常细胞原癌基因癌基因突变致癌物癌变原癌基因与癌基因关系示意图2022/11/136原癌基因癌基因突变致癌物癌变原癌基因与癌基因关系示意图202化学、物理或生物等致癌因素作用于细胞后，引起原癌基因突变并使之激活，转变成癌基因后才会导致细胞癌变。2022/11/137化学、物理或生物等致癌因素作用于细胞后，引起原癌基因突变并使➢抑癌基因（anti-oncogene）：又称肿瘤抑制基因（tumorsuppressorgenes）、肿瘤易感基因（tumorsusceptibilitygene)，指对细胞生长、增殖和分化起负性调节的基因，即抑癌作用。2022/11/138➢由于含化学致癌因素的作用，抑癌基因发生纯合子缺失或失活，可引起细胞的恶性转化而致癌。➢正常细胞分裂生长的负性调节因子，其编码的蛋白质能够降低或抑制细胞分裂活性。➢抑癌基因（anti-oncogene）：又称肿瘤抑制基因（抑癌基因失活肿瘤细胞增殖失控➢

正常情况抑癌基因具有多种多样的细胞功能，如P53

2022/11/139抑癌基因失活肿瘤细胞增殖失控➢正常情况抑癌基因具有多种多样➢癌基因激活，导致肿瘤的阳性增殖，原癌基因突变为癌基因后通常过度表达2022/11/140➢抑癌基因的两个等位基因都必须失活才能改变细胞的表型➢抑癌基因的产物能阻断肿瘤的细胞生长，抑癌基因突变后丧失其功能➢癌基因的两个等位基因中单个基因突变可以影响细胞表型➢癌基因激活，导致肿瘤的阳性增殖，原癌基因突变为癌基因后通常2022/11/1412022/10/23412022/11/142甲胎蛋白(AFP)：筛查原发性肝细胞性肝癌的

癌胚抗原(CEA)：筛查胰腺癌，结肠癌，肺癌，乳腺癌等

前列腺特异型抗原(T-PSA)：男性前列腺癌、前列腺疾病

游离前列腺特异型抗原(F-PSA)：男性前列腺癌、前列腺疾病

糖类抗原(CA19-9)：筛查胰腺、胆道、肠道及甲状腺等器官肿瘤

糖类抗原(CA-50)：筛查胰腺、胃、肺等器官的肿瘤

糖类抗原(CA24-2)：筛查胰腺癌、结/直肠癌

糖类抗原(CA72-4)：筛查胃癌、直肠癌

细胞角蛋白(CYFRA21-1)：筛查非小细胞癌、N母细胞瘤

NSE(神经元特异性烯醇化酶)：筛查小细胞肺癌、肾脏神经母细胞瘤

鼻咽癌EB病毒抗体：检查鼻咽癌

2022/10/2342甲胎蛋白(AFP)：筛查原发性肝细胞2022/11/1432022/10/2343（四）基因表达调控异常与肿瘤发生➢原癌基因、抑癌基因或其他基因表达、转录、翻译等过程的异常均引起基因表达异常，引发肿瘤。➢基因表达的调控是一个多水平的过程，包括基因组、转录、转录后、翻译及翻译后等复杂过程。2022/11/144（四）基因表达调控异常与肿瘤发生➢原癌基因、抑癌基因或其他基

1、基因学说：即癌变是由于基因的改变；

2、基因外学说：即基因表达调控失常，基因本身不一定有改变。2022/11/145两大学派已逐渐在癌基因发病的理论中趋向统一，目前认为，肿瘤的发生是由于多层次上异常所致，仅从单一方面去认识与解释都将是局限的。肿瘤发病机制学说的两大学派：1、基因学说：即癌变是由于基因的改变；2022/10二、非遗传毒性致癌机制一些外源的化合物如免疫抑制剂、激素、苯巴比妥和促癌剂（如佛波酯）等，是通过非遗传机制而产生致癌作用，称为非遗传因子。2022/11/146非遗传因子非遗传毒性致癌机制涉及因素很多，包括：细胞间隙连接通讯、信号转导系统、纺锤丝系统、DNA修复系统以及基因表达调控系统等。非遗传因子并不改变DNA序列，即对遗传物质没有影响，但能改变或抑制某些与细胞增殖和分化有关的基因。它们可作用于转录和翻译等过程，促进基因型已发生改变的细胞，即含有突变或原癌基因已激活成为癌基因的细胞增生，从而使这些改变或启动的细胞克隆增生。二、非遗传毒性致癌机制一些外源的化合物如免疫抑制剂、激素、苯➢表观遗传调控失常致癌➢细胞异常持久增生致癌➢内分泌激素失调致癌➢免疫功能抑制致癌➢过氧化物酶体增殖剂激活致癌2022/11/147❖非突变致癌学说的主要研究方向➢表观遗传调控失常致癌2022/10/2347❖非突变致癌外源化学物与人体接触包括各种途径非遗传毒性化学物直接或间接诱导有丝分裂、促进细胞过度增殖引发细胞绝大多数经代谢解毒排泄少数经代谢活化终致癌物作用于生物大分子DNA加合物形成、癌基因与抑癌基因的改变直接致癌物癌前病变肿瘤逃避宿主的免疫监视促癌物DNA损伤修复多阶段致癌理论图解2022/11/148外源化学物与人体接触包括各种途径非遗传毒性化学物直接或化学致癌多基因、多因素参与的多阶段理论化学致癌物癌基因抑癌基因DNA修复基因代谢酶基因凋亡基因抗凋亡基因外源性因素

理化生物因素、营养等内源性因素遗传、免疫、激素、精神等生物体

引起癌基因、抑癌基因等发生点突变、扩增、易位、重排、缺失等使癌基因活化，抑癌基因失活，导致细胞的增殖、分化、凋亡异常引起肿瘤。

2022/11/149化学致癌多基因、多因素参与的多阶段理论化学致癌物癌基因抑癌基第三节化学致癌物的分类2022/11/150第三节化学致癌物的分类2022/10/2350一、根据动物试验和流行病学调查资料情况分类

国际癌症研究所（IARC）分类：Ⅰ组：明确的人类致癌物，117种

人类流行病学及动物致癌实验均有充分证据的致癌物Ⅱ组：对人类有致癌能力或致癌能力不确定物ⅡA特定条件下致癌作用，74种ⅡB致癌作用不明确，287种Ⅲ组：无致癌性物质，503不能致癌的物质；Ⅳ组：暂定非致癌物，1种可能没有致癌性的物质，己内酰胺。2022/11/151一、根据动物试验和流行病学调查资料情况分类国际癌症研究所（

肝、子宫口服避孕药

非那西丁卷烟烟幕口腔、咽喉、食管、肝酒精饮料肾、膀胱宫颈、阴道、乳腺己烯雌酚肺、口腔、咽喉、食管、膀胱、胰、肾致癌物及靶器官肝、口服避孕药二、根据化学致癌作用模式分类1、遗传毒性致癌物（genotoxiccarcinogen）：指进入细胞后与DNA发生共价结合，引起机体遗传物质改变，导致癌变的化学物质。2022/11/153二、根据化学致癌作用模式分类1、遗传毒性致癌物（gen（1）直接致癌物（2）间接致癌物2022/11/154代谢酶代谢酶前致癌物近致癌物终致癌物（3）无机致癌物

通过选择性改变DNA复制的保真性，导致DNA的改变，如金属镍、铬或它们的盐类等。（1）直接致癌物2022/10/2354代谢酶代谢酶前致癌物2、非遗传毒性致癌物（epigenotoxiccarcinogen）：指不作用于机体遗传物质的化学致癌物。2022/11/1552、非遗传毒性致癌物（epigenotoxiccarcin（1）促长剂：如苯巴比妥、二丁基羟基甲苯等。（2）内分泌调控剂：如乙烯雌酚、雌二醇等。（3）免疫抑制剂：主要对病毒诱导的恶性转化起增殖作用，如嘌呤同类物。（4）细胞毒剂：可能引起细胞死亡，导致细胞增殖活跃及癌症发展。如次氮基三乙酸、氯仿等。（5）过氧化物酶体增殖剂：如邻苯二甲酸乙基已酯。（6）固态物质：物理状态是关键因素，可能涉及到细胞毒性。如塑料、石棉。2022/11/1562022/10/23563、其他：助致癌物：本身既不具有引发作用，也不具有促长作用，但可以促进引发作用和增强促长作用，即能促进或增强全部致癌过程。如乙醇、二氧化硫等。2022/11/1573、其他：2022/10/2357三、按化学致癌物的化学结构分类2022/11/1581、烷化剂

氮介、环磷酰胺2、多环芳烃

萘、苯并（a）芘3、芳胺

苯胺4、氨基偶氮染料5、亚硝胺类化合物

二甲基亚硝胺6、黄曲霉素7、植物毒素

原蕨苷、莽草酸、千里光碱、马兜铃酸

三、按化学致癌物的化学结构分类2022/10/23581、烷四、根据对人和动物致癌性的其他分类➢确定致癌物：指人和动物都有充分明确的证据，表明该化学物质对人有致癌性。➢可疑致癌物：指仅有个别临床报告，但在人群流行病学调查中未得到确切肯定的因果关系；或仅在多种动物、特别是与人类血缘相似的灵长类动物致癌试验阳性的化学物。➢潜在致癌物：指在人群中尚无充分资料说明人有致癌性，但有充分的动物致突变资料的化学物质。2022/11/159四、根据对人和动物致癌性的其他分类➢确定致癌物：指人和动物都主要环境致癌因素➢化学致癌物：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B1➢物理因素：如紫外线、石棉、氡➢致病菌和病毒：如幽门螺旋菌、人乳头状瘤病毒、人乙肝和丙肝病毒➢某些生活方式：如吸烟、过度暴露于阳光、过度脂肪摄入等2022/11/160主要环境致癌因素➢化学致癌物：如香烟烟雾中的化学致癌物2第四节化学致癌物筛查的基本方法化学致癌物的判别包括两方面的证据：人群流行病学调查：必须具备两项以上不同研究者在不同地点、不同对象中以不同调查方法获得的结论相符的证据。动物实验：至少有两项按现行常规设计进行，符合GLP，在不同物种动物中所得结果一致的动物致癌物鉴定资料。2022/11/161第四节化学致癌物筛查的基本方法化学致癌物的判别包括两方面的（一）遗传毒性试验➢依据：化学物致突变性与致癌性紧密相关。➢局限性：无法检出非遗传毒物的致癌性（假阴性）和具有遗传毒性的非致癌物（假阳性）。2022/11/162一、短期试验（一）遗传毒性试验2022/10/2362一、短期试验致癌物筛选试验主要包括：➢基因突变试验：包括用微生物、昆虫、哺乳类动物细胞及啮齿类动物进行体外或体内试验，其中以Ames最常用。➢染色体畸变分析：微核试验。➢直接观察化学物对DNA的损伤：SCE试验。2022/11/163致癌物筛选试验主要包括：2022/10/2363（二）细胞恶性转化试验细胞恶性转化试验：是指受试物与正常细胞在体外接触，如有致癌作用，可使正常细胞形态、功能发生变化，发生与癌细胞相似的过程。体外培养细胞观察内容：细胞生长自控能力、增殖速度、细胞形态、生化表型以及移植于动物体内形成肿瘤的能力等。2022/11/164（二）细胞恶性转化试验细胞恶性转化试验：是指受试物与正常细胞原代细胞：如SHE细胞、人类成纤维细胞、小鼠皮肤或大鼠支气管上皮细胞等；细胞系：BALB/C-3T3，C3H10T1/2，BHK-21；病毒感染细胞：如RLV/RE细胞（劳舍尔白血病病毒感染的Fisher大鼠胚胎细胞）和SA7/SHE细胞（猿猴腺病毒感染的SHE细胞）。2022/11/165原代细胞：如SHE细胞、人类成纤维细胞、小鼠皮肤或大鼠支气管

（一）哺乳动物短期致癌试验➢小鼠肺肿瘤诱发试验➢大鼠肝转变灶诱发试验➢小鼠皮肤肿瘤诱发试验➢雌性大鼠乳腺癌诱发试验2022/11/166二、动物致癌试验（一）哺乳动物短期致癌试验2022/10/2366二、动物（二）哺乳动物长期致癌试验➢化学致癌物最大的特点是有一个较长的潜伏期，对于一个新化学物的致癌性评价，不可能也不容许等到数十年后才取得人肿瘤流行病调查资料方作出判断。动物致癌试验只需相对较短的时间，对动物进行终生染毒，即可取得资料。➢可严格控制受试物进入机体的途径、剂量及动物的生活环境，从而排除其他因素对试验结果的干扰。2022/11/167（二）哺乳动物长期致癌试验➢化学致癌物最大的特点是有一个较长（一）动物选择种属：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。品系：①已知对相似化学结构的物质敏感。②肿瘤自发率低。③代谢转化速率和方式与人相似。性别：一般是雌雄各半，特殊情况用单性。年龄：一般用刚断乳或断乳不久的幼年动物，因为此时动物的感受性高，同时也可以使试验接触时间更长。动物数量：每剂量组不少于雌雄各50只，希望在出现第一个肿瘤时，每组还有不少于25只动物。当对照组肿瘤自发率较高，而染毒组肿瘤发生率较低时，所需动物数增加。2022/11/168（一）动物选择2022/10/23682022/11/1692022/10/2369

（二）剂量设计

3个染毒剂量组➢低剂量组——无作用剂量组，不产生任何毒性效应➢中剂量组——阈剂量组➢高剂量组——发生肿瘤剂量组

1个对照组（必要时另设一个溶剂对照组）注：为使染毒组肿瘤的发生率显著高于阴性对照组，在设计剂量时应考虑使用尽可能大的量，使试验不至于漏检具有阳性致癌作用的物质。2022/11/170（二）剂量设计2022/10/2370（三）染毒途径经胃肠道、皮肤、呼吸道、注射等途径染毒，前提是尽量按人类实际接触情况选用适宜的染毒途径。2022/11/171（三）染毒途径经胃肠道、皮肤、呼吸道、注射等途径染毒，前提是（四）实验期限与染毒时间染毒时间一般要求染毒至实验结束甚至终身染毒。但也有人认为，为了减少中途非肿瘤性死亡，建议在9-10个月后停止染毒。试验的观察期限要长，原则上要求长期甚至终生观察，一般小鼠1.5年，大鼠2年，可能时分别延长至2年和2.5年。2022/11/172（四）实验期限与染毒时间染毒时间一般要求染毒至实验结束甚至终一般毒性实验所观察的一些指标，如摄食、活动、体重。观察皮肤及全身浅表部位有无肿瘤，并记录发生的部位、数目、性质、大小。病理学检查必不可少。可从肉眼开始，逐一检查每一器官，然后进一步作病理切片。其范围至少包括已出现的肿瘤或可疑肿瘤以及肉眼观察有明显病变和怀疑有某些病变的器官。2022/11/173（五）结果观察一般毒性实验所观察的一些指标，如摄食、活动、体重。2022/1、肿瘤的发生率：肿瘤的发生率=×100%计算时须注意：先计算全部肿瘤的发生率，然后将良性与恶性分开，还应注意统计不同器官组织肿瘤的发生率。当染毒组肿瘤的发生率显著大于对照组，并呈现剂量-反应关系，以及发生与对照组自发肿瘤类型不同的肿瘤等，均认为是阳性。2022/11/174实验结束时患肿瘤动物的总数

有效动物总数（最早出现肿瘤时存活动物总数）（六）结果评定1、肿瘤的发生率：2022/10/2374实验结束时患肿瘤动2、多发性：肿瘤的多发性是化学物致癌的又一个特征，这包括一个器官出现多个肿瘤或多个器官出现肿瘤。故要计算各组的平均肿瘤数。当染毒组与对照组存在差异，并有剂量-多发性关系，则认为是阳性。2022/11/1752、多发性：2022/10/23753、潜伏期：动物从接触受试物起至出现第一个肿瘤的天数，这包括不同染毒时间剖杀的濒死或已死动物的肿瘤发生时间，要求剖杀时要仔细，以防漏检。致癌指数＝肿瘤发生率（％）/潜伏期（天）×100

当潜伏期缩短，且存在剂量-潜伏期关系时，也视为阳性。2022/11/1763、潜伏期：2022/10/2376（七）阳性结果的确定任何一项指标与对照组相比出现差异并存在剂量-反应关系，即使没有统计学意义，但是超出历史性对照范围，均视为阳性。2022/11/177（七）阳性结果的确定2022/10/2377（八）阴性结果的确定实验设计的最低要求:二种种属二种性别至少三个剂量水平,其中一个接近最大耐受量每组动物至少50只肿瘤发生率与对照组比较无差异。2022/11/178（八）阴性结果的确定2022/10/2378作为致癌作用模型的转基因和基因敲除小鼠1．转癌基因小鼠：与转录启动子连接的癌基因转入后可直接在某些特定的组织中高效表达，这类转基因动物是研究化学物致癌作用的敏感体系。2．肿瘤抑制基因敲除小鼠：去除抑癌基因。2022/11/179作为致癌作用模型的转基因和基因敲除小鼠1．转癌基因小鼠：与转三、人群流行病学观察肿瘤流行病调查的结果判断应遵循的原则：1、证明接触者的发癌率高于对照组，或肿瘤病例中接触者的比例显著超过非肿瘤病例的配对对照2、肿瘤接触者死亡年龄明显比非接触者提前3、最好存在剂量-反应关系4、能排除共存的其它因素作用的可能性5、有动物致癌或细胞恶性转化试验支持6、所得的结论能够重复2022/11/180三、人群流行病学观察肿瘤流行病调查的结果判断应遵循的原则：2致癌物的确定和评价动物致癌物的确定：两种或两种以上种系的动物阳性；一种种属但经两次或多次独立试验为阳性；一种种属一次试验阳性，但发生率高，多个部位发生，出现罕见类型肿瘤、诱发肿瘤的时间短。2022/11/181致癌物的确定和评价动物致癌物的确定：2022/10/2381人类致癌物的确定：能够重复的肿瘤流行病学调查结果；有剂量－反应关系；动物致癌试验阳性。2022/11/182人类致癌物的确定：2022/10/2382第五节阻断化学致癌过程的一些途径一、控制致癌物的接触对于已经明确鉴定出一些人类致癌物或致癌因素，应相应的采取预防措施，使人类避免或减少与之接触。如吸烟。2022/11/183第五节阻断化学致癌过程的一些途径一、控制致癌物的接触20二、高危人群的检出与保护1、常染色体显性遗传肿瘤（如视网膜瘤）家族成员杂合子。2、常显有高度肿瘤好发倾向的疾病（如家族性肠道多发性息肉）的杂合子。3、常隐有高度肿瘤好发倾向的疾病（如着色性干皮病、共济失调性毛细血管扩张症、先天性全血细胞减少症等）的病人及其杂合子。4、有某些染色体异常的病人（如Down综合症）。5、某些I相酶（如芳烃羟化酶）活性特别高或II相酶（如谷胱甘肽转硫酶）活性特别低的人。6、抗氧化损伤能力（如超氧歧化酶或过氧化物酶）活性特别低的人。7、某些有修复缺陷的人。8、患有某些肿瘤经药物或手术治疗后的缓解期的病人。9、高癌家族成员。10、某些致癌物有大量接触的人。2022/11/184二、高危人群的检出与保护1、常染色体显性遗传肿瘤（如视网膜瘤三、化学预防化学预防肿瘤药物的作用机制：①防止致癌物的生成②使有致癌活性的物质灭活③保护靶细胞，阻止致癌物作用于靶分子④修复靶分子的损伤，阻止癌变表型的表达⑤阻止癌变的发展2022/11/185三、化学预防化学预防肿瘤药物的作用机制：2022/10/232022/11/1862022/10/2386化学预防的措施1、阻止摄入，降低吸收量2、阻止致癌物在体内的生成3、致癌物的体外灭活4、阻断致癌物对靶分子的作用5、调节基因表达与DNA修复功能2022/11/187化学预防的措施1、阻止摄入，降低吸收量2022/10/238思考题判断一个化学物质是否具有致癌性，如何设计实验？2022/11/188思考题判断一个化学物质是否具有致癌性，如何设计实验？2022第一节化学致癌过程➢肿瘤发生是一个长期的、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。2022/11/1➢:化学致癌过程至少可分为1引发（initiation）2

促长（promotion）3进展（progression）

细胞癌变的多阶段学说癌第一节化学致癌过程➢肿瘤发生是一个长期的、多阶段、多基前致癌物终致癌物活化正常细胞致癌物-DNA加合物DNA复制错配修复失败DNA修复细胞死亡细胞含错配碱基引发的细胞分化的细胞不分化的细胞转移促长进展化学致癌过程的主要阶段修复2022/11/190前致癌物终致癌物活化正常细胞致癌物-DNA加合物DNA复制错亲电性化合物DNA,RNA,蛋白质亲核基团加合物碱基突变、缺失、插入、交联基因结构改变肿瘤细胞、血液、尿共价结合2022/11/191亲电性化合物DNA,RNA,蛋白质加合物碱基突变、缺失、DNA受化学致癌物作用而损伤后，可能通过糖基化酶排除损伤的碱基或切除化学损伤周围的一段碱基，从而迅速修复，接着由DNA聚合酶催化正常序列的合成。2022/11/192DNA修复机制十分复杂，由一些DNA损伤修复基因调控，涉及一些酶系统，如甲基转移酶、糖基转移酶、以及各种类型的损伤特异修复酶。2022/10/2392DNA修复机制十分复杂，由一些DNA原癌基因癌基因突变致癌物癌变原癌基因与癌基因关系示意图2022/11/193原癌基因癌基因突变致癌物癌变原癌基因与癌基因关系示意图202抑癌基因失活肿瘤细胞增殖失控➢

正常情况抑癌基因具有多种多样的细胞功能，如P53

2022/11/194抑癌基因失活肿瘤细胞增殖失控➢正常情况抑癌基因具有多种多样二、非遗传毒性致癌机制一些外源的化合物如免疫抑制剂、激素、苯巴比妥和促癌剂（如佛波酯）等，是通过非遗传机制而产生致癌作用，称为非遗传因子。2022/11/195非遗传因子非遗传毒性致癌机制涉及因素很多，包括：细胞间隙连接通讯、信号转导系统、纺锤丝系统、DNA修复系统以及基因表达调控系统等。非遗传因子并不改变DNA序列，即对遗传物质没有影响，但能改变或抑制某些与细胞增殖和分化有关的基因。它们可作用于转录和翻译等过程，促进基因型已发生改变的细胞，即含有突变或原癌基因已激活成为癌基因的细胞增生，从而使这些改变或启动的细胞克隆增生。二、非遗传毒性致癌机制一些外源的化合物如免疫抑制剂、激素、苯（一）动物选择种属：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。品系：①已知对相似化学结构的物质敏感。②肿瘤自发率低。③代谢转化速率和方式与人相似。性别：一般是雌雄各半，特殊情况用单性。年龄：一般用刚断乳或断乳不久的幼年动物，因为此时动物的感受性高，同时也可以使试验接触时间更长。动物数量：每剂量组不少于雌雄各50只，希望在出现第一个肿瘤时，每组还有不少于25只动物。当对照组肿瘤自发率较高，而染毒组肿瘤发生率较低时，所需动物数增加。2022/11/196（一）动物选择2022/10/2396化学致癌作用(chemicalcarcinogenesis)：2022/11/197“癌”：化学致癌物(chemicalcarcinogen)：是指化学物质引起或诱导正常细胞发生恶性转化并发展成为肿瘤的过程。凡是能引起生物体肿瘤，增加其发病率或死亡率的化学物。化学致癌:毒理学中的包括癌、肉瘤及良性肿瘤。是指化学致肿瘤作用。化学致癌作用(chemicalcarcinogenesis1775年由英国的Pott报导煤烟和煤焦油是清扫烟囱工人阴囊癌的主要病因。2022/11/198英国的Kennaway从焦油沥青中分馏出致癌物苯并（a）芘，2010年金浩茶油苯并芘含量超标。瑞典的Reher观察到，苯胺染料生产工人膀胱癌的发病率升高，发现主要与在其生产中同时存在的联苯胺及β-萘胺有关。34211961年，英国科学家发现黄曲霉素为十万只火鸡致死元凶。20世纪研究发现江苏启东肝癌高发元凶是黄曲霉素。1775年由英国的Pott报导煤烟和煤焦油是清扫烟囱工人阴囊第一节化学致癌过程➢肿瘤发生是一个长期的、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。2022/11/1➢:化学致癌过程至少可分为1引发（initiation）2

促长（promotion）3进展（progression）

细胞癌变的多阶段学说癌第一节化学致癌过程➢肿瘤发生是一个长期的、多阶段、多基DNA损伤损伤固定遗传性状改变

突变细胞在内、外因素的作用下，促进肿瘤细胞的分裂和增生突变细胞生长速度快侵袭性和转移能力强生理生化和免疫性状改变2022/11/11001引发（initiation）2促长（promotion）3进展（progression）DNA损伤损伤固定突变细胞在内、外因素的作用下，促进2022/11/1101人乳头状瘤病毒－宫颈癌、其他生殖器官癌症肝炎病毒－肝癌艾滋病毒－卡波西肉瘤病毒2022/10/235人乳头状瘤病毒－宫颈癌、其他生殖器官癌正常上皮结肠癌的多阶段模型上皮过度增殖早期腺瘤中期腺瘤晚期腺瘤原位癌浸润转移由抑癌基因APC丢失开始，癌基因Ras突变促进克隆的发展，导致腺瘤发生。抑癌基因DCC和p53缺失，促进结肠肿瘤从良性到恶性发展。2022/11/1102引发阶段促长阶段进展阶段正常上皮结肠癌的多阶段模型上皮过度增殖早期腺瘤中期腺瘤晚期腺2022/11/11031、引发阶段启动遗传毒性发生化学致癌第一步。致癌物直接作用于DNA，引起基因突变，使单个或少量细胞发生永久性的、不可逆的遗传性改变，成为突变细胞，或称“启动细胞”，诱发细胞突变的因素称为引发剂（启动剂）。启动细胞的表型可能正常，它必须通过克隆扩增才能形成损伤。在接触致癌物与发生细胞转化之间要有一个相当长的潜伏期，需要启动效应的遗传传递。3212022/10/2371、引发阶段启动遗传毒性发生致癌物直2.促长阶段（Promotion)3.进展阶段（Progression)DNA损伤损伤固定遗传性状改变

突变细胞在内、外因素的作用下，促进肿瘤细胞的分裂和增长突变细胞生长速度快侵袭性和转移能力强生化学和免疫性状改变2022/11/1104引发阶段的主要特征➢不可逆➢需要通过细胞分裂加以固定➢剂量-反应显示没有可测定的阈值，无可测定的最大反应➢存在自发的引发作用➢对外源性化学物质和其他化学因素敏感➢引发作用必须发生在促长作用之前，“纯”引发作用在无促长时不导致肿瘤1.引发阶段（Initiation)2.促长阶段（Promotion)3.进展阶段（Progr优势克隆扩增2022/11/11052、促长阶段促长剂或促癌剂外源性促长剂：TCDD苯巴比妥高盐高脂饮食糖精香烟烟雾内源性促长剂雌激素－乳腺癌胆酸－结肠癌与肝癌肺癌胰腺癌食道癌其它器官癌良性肿瘤表型变化恶性肿瘤细胞优势克隆扩增2022/10/2392、促长促癌剂的作用机理：①通过细胞毒性或激素作用刺激细胞增殖。如高脂肪饮食可使乳腺癌的发病率增高，原因是高脂肪饮食可使催乳素分泌增多，而催乳素对乳腺癌的发生有促进作用。②抑制细胞间的信息互通，从而解除细胞生长的接触抑制，使启动了的细胞能逃脱周围正常细胞的抑制，出现增殖失控。③免疫抑制。2022/11/1106促癌剂的作用机理：2022/10/2310DNA损伤损伤固定遗传性状改变突变细胞2022/11/11071.引发阶段（Initiation)2.促长阶段（Promotion)3.进展阶段（Progression)生长速度快侵袭性和转移能力强生化学和免疫性状改变

突变细胞在内、外因素的作用下，促进肿瘤细胞的分裂和增长DNA损伤损伤固定突变细胞2022/10/23111.引发2022/11/1108促长阶段的主要特征➢可逆性➢促长剂通常是非致突变物，需要持续和反复暴露➢促长剂的有效性仅出现在引发作用之后➢促长细胞群的存在取决于促长剂的持续存在➢内源性促长剂可起自发促长作用➢剂量-反应显示有可测定的阈值，有可测定的最大效应➢对饮食和激素等因素敏感➢促长作用的相对效力取决于达到最大效应的时间和剂量速率2.促长阶段（Promotion)2022/10/2312促长阶段的主要特征2.促长阶段（P引发剂与促癌剂对小鼠皮肤诱发肿瘤的阶段性

组别肿瘤

（1）IIIIIIIII+反复多次给予引发剂可诱发肿瘤（2）I－引发后无促癌剂则不能发生肿瘤（3）PPPPPPPP－无引发剂，仅有促癌剂也不发生肿瘤（4）IPPPPPPP+引发后，多次给予促癌剂则可发生肿瘤（5）IPPPP－引发后，促癌剂接触次数少不发生肿瘤（6）PPPPPI－先促癌剂，后引发剂也不发生肿瘤（7）IPPPPPP+引发后经过一定时间再给予促癌剂可发生肿瘤2022/11/1109引发剂与促癌剂对小鼠皮肤诱发肿瘤的阶段性

组别3、进展阶段➢指在肿瘤形成过程中，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恶性肿瘤的生物学特征，如生长速度、侵袭性、转移能力、以及生理生化、免疫性能的改变等。➢当细胞开始失去维持核型稳定的能力并出现染色体畸变时，它们即进入进展期。核型不稳定性进一步促进肿瘤细胞的生长和恶性表型的发展，同时引起细胞代谢调节功能的改变，且逃避机体免疫监视等功能。2022/11/11103、进展阶段2022/10/2314DNA损伤损伤固定遗传性状改变突变细胞2022/11/11111.引发阶段（Initiation)2.促长阶段（Promotion)3.进展阶段（Progression)生长速度快侵袭性和转移能力强生化学和免疫性状改变

突变细胞在内、外因素的作用下，促进肿瘤细胞的分裂和增长DNA损伤损伤固定突变细胞2022/10/23151.引发2022/11/1112进展阶段的主要特征➢不可逆➢伴随生长率和侵袭性的增加出现核型异常，核型不稳定性导致细胞基因组结构的形态学改变➢有可测定的和/或形态学可描述的细胞基因组的改变➢进展的早期阶段对环境因素敏感➢可见良性和/或恶性肿瘤➢促进剂可促进细胞进入该阶段，但可能不是引发剂➢可以发生自发的进展作用3.进展阶段（Progression)2022/10/2316进展阶段的主要特征3.进展阶段（Pr2022/11/11132022/10/2317前致癌物终致癌物活化正常细胞致癌物-DNA加合物DNA复制错配修复失败DNA修复细胞死亡细胞含错配碱基引发的细胞分化的细胞不分化的细胞转移促长进展化学致癌过程的主要阶段修复2022/11/1114前致癌物终致癌物活化正常细胞致癌物-DNA加合物DNA复制错遗传易感性与化学致癌

单核苷酸多态性2022/11/1115肿瘤个体的遗传易感性特定基因的遗传多态性遗传易感性与化学致癌

第二节化学致癌机制

化学致癌作用：多因素、多基因参与的多阶段过程。2022/11/1116➢非突变致癌学说：即对DNA以外靶分子作用的非遗传毒性机制➢体细胞突变致癌学说：即造成DNA损伤而引发肿瘤的遗传毒性机制第二节化学致癌机制化学致癌作用：多因素、多基因参与的一、体细胞突变学说1、致癌物代谢活化后生成的DNA加合物诱导基因突变；2022/11/11176、癌基因突变及抑癌基因突变和缺失在肿瘤细胞中普遍存在，且突变的基因型可以通过细胞分裂传递给子代细胞。5、肿瘤细胞来源于单细胞克隆；4、许多肿瘤组织中发生染色体畸变和基因组不稳定性；3、DNA修复缺陷可以导致肿瘤发生；2、大多数致癌物在致突变实验中呈阳性；体细胞突变学说的依据：一、体细胞突变学说1、致癌物代谢活化后生成的DNA加合物诱导人们接触的大多数致癌物是，必须通过酶系统的代谢活化，形成终致癌物才能发挥其致癌作用。体内正常的生物转化酶的作用：在某些情况下，生物转化酶也可作用于外来化合物，产生代谢活化作用，如无活性的间接致癌物，可以在体内生物转化酶系统的作用下，经代谢活化转变为终致癌物。2022/11/1118人们接触的大多数致癌物是，必须通过酶系统的代谢活化，形成终致2022/11/12022/11/11间接致癌物活化2一是解毒（水解、还原、氧化反应）二是使外来化合物的极性增加（结合反应），容易排出体外。3间接致癌物转变为终致癌物（一）与致癌作用有关的代谢2022/10/232022/10/231间接致癌物活化2一（1）代谢以氧化过程为主，所形成的终致癌物具有亲电子性，能与DNA、RNA、蛋白质结合，导致损伤效应，引起突变，诱发肿瘤。2022/11/1120化学致癌物的代谢特点:（3）人和动物对化学致癌物的代谢在种属、品系、家族和个体上的差异与遗传因素决定的代谢酶多态性有关，致癌物代谢酶的活性因人而异，个体间的差异可达30-100倍，个别甚至达1000倍。（2）致癌物的代谢活化可在多种组织、器官中进行，虽有组织特异性，但以肝脏为主。（1）代谢以氧化过程为主，所形成的终致癌物具有亲电子性，能与DNA加合物（DNAadduct）

化学致癌物在体内生物转化酶系统作用下，经代谢活化，产生具有致癌作用的终致癌物，后者含有亲电子结构，能与体内的生物大分子如DNA上的亲核基团发生共价结合，导致DNA的突变，引起DNA损伤。2022/11/1121致癌物与DNA大分子的结合具有位点特异性，不同位点的加合物有不同的生物学效应，绝大多数化学致癌物加合物形成位点与基因突变位点密切联系。DNA加合物（DNAadduct）2022/10/实验依据1.大多数致癌物同时也是致突变物2022/11/11224.DNA和致癌物的相互作用可活化肿瘤基因3.DNA加合物的水平通常与致癌性和致突变性成正相关2.许多致癌物的致突变和致癌性质取决于它们是否能转变为亲电子的代谢产物实验依据2022/10/23264.DNA和致癌物的相互作亲电性化合物DNA,RNA,蛋白质亲核基团加合物碱基突变、缺失、插入、交联基因结构改变肿瘤细胞、血液、尿共价结合2022/11/1123亲电性化合物DNA,RNA,蛋白质加合物碱基突变、缺失、（二）DNA修复与化学致癌➢正确修复：受损的DNA完全回复到原有的结构与功能，不发生突变。

2022/11/1124化学致癌物能否引发肿瘤既取决于它们对机体生物大分子尤其是DNA的损伤，也取决于机体对损伤DNA的修复能力。➢错误修复：经修复的DNA部分仍可能在结构和功能上存在缺陷，细胞虽能生存，但出现突变。

DNA损伤-----修复-----突变-----肿瘤（二）DNA修复与化学致癌➢正确修复：受损的DNA完全回复到DNA受化学致癌物作用而损伤后，可能通过糖基化酶排除损伤的碱基或切除化学损伤周围的一段碱基，从而迅速修复，接着由DNA聚合酶催化正常序列的合成。2022/11/1125DNA修复机制十分复杂，由一些DNA损伤修复基因调控，涉及一些酶系统，如甲基转移酶、糖基转移酶、以及各种类型的损伤特异修复酶。2022/10/2329DNA修复机制十分复杂，由一些DNADNA损伤修复存在不均一性和可诱导性即表达基因优先于静止基因，调控基因优先于功能基因。2022/11/1126个体器官细胞不均一可诱导性DNA损伤修复的能力DNA损伤修复存在不均一性和可诱导性即表达基因优先于静止基因（三）癌基因、原癌基因及抑癌基因DNA上原（前）癌基因、抑癌基因很可能是化学致癌物的靶分子。2022/11/1127（三）癌基因、原癌基因及抑癌基因DNA上原（前）癌基因、抑癌

➢癌基因（oncogene）：一类在自然或实验条件下能引起细胞恶性转化及癌变的基因。2022/11/1128细胞生长因子细胞生长因子受体核转录因子转录调节蛋白癌基因表达促进细胞有丝分裂参与细胞周期的调控➢癌基因（oncogene）：一类在自然或实验条件下能❑癌基因是化学致癌物作用的靶分子2022/11/1129❑指导合成的蛋白质能促成细胞恶性表型的形成❑在细胞癌变过程中发挥关健作用❑癌基因是化学致癌物作用的靶分子2022/10/2333❑原癌基因癌基因突变致癌物癌变原癌基因与癌基因关系示意图2022/11/1130原癌基因癌基因突变致癌物癌变原癌基因与癌基因关系示意图202原癌基因（proto-oncogene）：指机体内正常细胞所具有的能致癌的遗传信息，即癌基因的原型.2022/11/1131❑在正常情况下，呈静止状态，对细胞无害且具有重要生物学功能，如生长因子、受体、信号分子、转录因子和细胞周期调节等，癌基因是化学致癌物作用的靶分子。普遍存在于正常动物细胞的基因组内，在进化过程中高度保守，它们在细胞中行使正常的生物学功能，对细胞增殖、分化和信息传递的调控起重要作用。原癌基因（proto-oncogene）：指机体内正常细胞原癌基因癌基因突变致癌物癌变原癌基因与癌基因关系示意图2022/11/1132原癌基因癌基因突变致癌物癌变原癌基因与癌基因关系示意图202化学、物理或生物等致癌因素作用于细胞后，引起原癌基因突变并使之激活，转变成癌基因后才会导致细胞癌变。2022/11/1133化学、物理或生物等致癌因素作用于细胞后，引起原癌基因突变并使➢抑癌基因（anti-oncogene）：又称肿瘤抑制基因（tumorsuppressorgenes）、肿瘤易感基因（tumorsusceptibilitygene)，指对细胞生长、增殖和分化起负性调节的基因，即抑癌作用。2022/11/1134➢由于含化学致癌因素的作用，抑癌基因发生纯合子缺失或失活，可引起细胞的恶性转化而致癌。➢正常细胞分裂生长的负性调节因子，其编码的蛋白质能够降低或抑制细胞分裂活性。➢抑癌基因（anti-oncogene）：又称肿瘤抑制基因（抑癌基因失活肿瘤细胞增殖失控➢

正常情况抑癌基因具有多种多样的细胞功能，如P53

2022/11/1135抑癌基因失活肿瘤细胞增殖失控➢正常情况抑癌基因具有多种多样➢癌基因激活，导致肿瘤的阳性增殖，原癌基因突变为癌基因后通常过度表达2022/11/1136➢抑癌基因的两个等位基因都必须失活才能改变细胞的表型➢抑癌基因的产物能阻断肿瘤的细胞生长，抑癌基因突变后丧失其功能➢癌基因的两个等位基因中单个基因突变可以影响细胞表型➢癌基因激活，导致肿瘤的阳性增殖，原癌基因突变为癌基因后通常2022/11/11372022/10/23412022/11/1138甲胎蛋白(AFP)：筛查原发性肝细胞性肝癌的

癌胚抗原(CEA)：筛查胰腺癌，结肠癌，肺癌，乳腺癌等

前列腺特异型抗原(T-PSA)：男性前列腺癌、前列腺疾病

游离前列腺特异型抗原(F-PSA)：男性前列腺癌、前列腺疾病

糖类抗原(CA19-9)：筛查胰腺、胆道、肠道及甲状腺等器官肿瘤

糖类抗原(CA-50)：筛查胰腺、胃、肺等器官的肿瘤

糖类抗原(CA24-2)：筛查胰腺癌、结/直肠癌

糖类抗原(CA72-4)：筛查胃癌、直肠癌

细胞角蛋白(CYFRA21-1)：筛查非小细胞癌、N母细胞瘤

NSE(神经元特异性烯醇化酶)：筛查小细胞肺癌、肾脏神经母细胞瘤

鼻咽癌EB病毒抗体：检查鼻咽癌

2022/10/2342甲胎蛋白(AFP)：筛查原发性肝细胞2022/11/11392022/10/2343（四）基因表达调控异常与肿瘤发生➢原癌基因、抑癌基因或其他基因表达、转录、翻译等过程的异常均引起基因表达异常，引发肿瘤。➢基因表达的调控是一个多水平的过程，包括基因组、转录、转录后、翻译及翻译后等复杂过程。2022/11/1140（四）基因表达调控异常与肿瘤发生➢原癌基因、抑癌基因或其他基

1、基因学说：即癌变是由于基因的改变；

2、基因外学说：即基因表达调控失常，基因本身不一定有改变。2022/11/1141两大学派已逐渐在癌基因发病的理论中趋向统一，目前认为，肿瘤的发生是由于多层次上异常所致，仅从单一方面去认识与解释都将是局限的。肿瘤发病机制学说的两大学派：1、基因学说：即癌变是由于基因的改变；2022/10二、非遗传毒性致癌机制一些外源的化合物如免疫抑制剂、激素、苯巴比妥和促癌剂（如佛波酯）等，是通过非遗传机制而产生致癌作用，称为非遗传因子。2022/11/1142非遗传因子非遗传毒性致癌机制涉及因素很多，包括：细胞间隙连接通讯、信号转导系统、纺锤丝系统、DNA修复系统以及基因表达调控系统等。非遗传因子并不改变DNA序列，即对遗传物质没有影响，但能改变或抑制某些与细胞增殖和分化有关的基因。它们可作用于转录和翻译等过程，促进基因型已发生改变的细胞，即含有突变或原癌基因已激活成为癌基因的细胞增生，从而使这些改变或启动的细胞克隆增生。二、非遗传毒性致癌机制一些外源的化合物如免疫抑制剂、激素、苯➢表观遗传调控失常致癌➢细胞异常持久增生致癌➢内分泌激素失调致癌➢免疫功能抑制致癌➢过氧化物酶体增殖剂激活致癌2022/11/1143❖非突变致癌学说的主要研究方向➢表观遗传调控失常致癌2022/10/2347❖非突变致癌外源化学物与人体接触包括各种途径非遗传毒性化学物直接或间接诱导有丝分裂、促进细胞过度增殖引发细胞绝大多数经代谢解毒排泄少数经代谢活化终致癌物作用于生物大分子DNA加合物形成、癌基因与抑癌基因的改变直接致癌物癌前病变肿瘤逃避宿主的免疫监视促癌物DNA损伤修复多阶段致癌理论图解2022/11/1144外源化学物与人体接触包括各种途径非遗传毒性化学物直接或化学致癌多基因、多因素参与的多阶段理论化学致癌物癌基因抑癌基因DNA修复基因代谢酶基因凋亡基因抗凋亡基因外源性因素

理化生物因素、营养等内源性因素遗传、免疫、激素、精神等生物体

引起癌基因、抑癌基因等发生点突变、扩增、易位、重排、缺失等使癌基因活化，抑癌基因失活，导致细胞的增殖、分化、凋亡异常引起肿瘤。

2022/11/1145化学致癌多基因、多因素参与的多阶段理论化学致癌物癌基因抑癌基第三节化学致癌物的分类2022/11/1146第三节化学致癌物的分类2022/10/2350一、根据动物试验和流行病学调查资料情况分类

国际癌症研究所（IARC）分类：Ⅰ组：明确的人类致癌物，117种

人类流行病学及动物致癌实验均有充分证据的致癌物Ⅱ组：对人类有致癌能力或致癌能力不确定物ⅡA特定条件下致癌作用，74种ⅡB致癌作用不明确，287种Ⅲ组：无致癌性物质，503不能致癌的物质；Ⅳ组：暂定非致癌物，1种可能没有致癌性的物质，己内酰胺。2022/11/1147一、根据动物试验和流行病学调查资料情况分类国际癌症研究所（

肝、子宫口服避孕药

非那西丁卷烟烟幕口腔、咽喉、食管、肝酒精饮料肾、膀胱宫颈、阴道、乳腺己烯雌酚肺、口腔、咽喉、食管、膀胱、胰、肾致癌物及靶器官肝、口服避孕药二、根据化学致癌作用模式分类1、遗传毒性致癌物（genotoxiccarcinogen）：指进入细胞后与DNA发生共价结合，引起机体遗传物质改变，导致癌变的化学物质。2022/11/1149二、根据化学致癌作用模式分类1、遗传毒性致癌物（gen（1）直接致癌物（2）间接致癌物2022/11/1150代谢酶代谢酶前致癌物近致癌物终致癌物（3）无机致癌物

通过选择性改变DNA复制的保真性，导致DNA的改变，如金属镍、铬或它们的盐类等。（1）直接致癌物2022/10/2354代谢酶代谢酶前致癌物2、非遗传毒性致癌物（epigenotoxiccarcinogen）：指不作用于机体遗传物质的化学致癌物。2022/11/11512、非遗传毒性致癌物（epigenotoxiccarcin（1）促长剂：如苯巴比妥、二丁基羟基甲苯等。（2）内分泌调控剂：如乙烯雌酚、雌二醇等。（3）免疫抑制剂：主要对病毒诱导的恶性转化起增殖作用，如嘌呤同类物。（4）细胞毒剂：可能引起细胞死亡，导致细胞增殖活跃及癌症发展。如次氮基三乙酸、氯仿等。（5）过氧化物酶体增殖剂：如邻苯二甲酸乙基已酯。（6）固态物质：物理状态是关键因素，可能涉及到细胞毒性。如塑料、石棉。2022/11/11522022/10/23563、其他：助致癌物：本身既不具有引发作用，也不具有促长作用，但可以促进引发作用和增强促长作用，即能促进或增强全部致癌过程。如乙醇、二氧化硫等。2022/11/11533、其他：2022/10/2357