动物毒理学：第六章 特殊毒性作用

第六章特殊毒性作用本章提纲第一节致突变作用及其评价

（一）概述——遗传学和遗传毒理学（二）致突变物的检测方法第二节生殖发育毒性试验（一）基本概念（二）生殖发育毒性试验及评价第三节致癌试验第一节致突变作用及其评价

（一）概述——遗传学和遗传毒理学

1.基本概念

2.遗传损伤的类型（二）致突变物的检测方法

1.细菌回复突变试验(Ames)试验

2.微核试验

3.小鼠精子畸形试验

4.显性致死试验

5.染色体畸变分析（一）概述1.基本概念遗传毒理学(genetictoxicology)

研究化学物及其他环境因素对生物体遗传物质的损害作用及其规律。是建立在100多年的遗传学实验技术的基础上；是遗传学实验技术在毒理学中的应用。遗传毒理学的研究意义我们只是人类基因库的“暂时保管者”。工业化、化学合成、电能、核能等科技成果给人类带来了好处，但也可能改变人类的基因库。有责任尽量防止遗传毒物诱发新的突变，防止产生新的遗传病。意义重大和深远。保护人类基因库，建立切实可行的检测方法和检测系统，制订合理的防护标准，并尽可能把健康配子的基因组传给后代。遗传毒理学的建立和发展1969年，诞生1973年，美国加州，国际环境诱变剂学会联合会（IAEMS）1976-1979年，S9肝微粒体活化系统的建立各种新的检测筛选技术的出现基本概念变异(variation)指同一物种的个体间和历代间的差异。突变(mutation)指遗传物质发生可遗传的变异，分为自发突变和诱发突变。致突变作用(mutagenesis)指外来因素引起生物体细胞核中的遗传物质发生改变的能力，即突变的发生及其过程，又称诱变作用。诱变剂(mutagen)指能引起突变的物质，又称致突变物或遗传毒物(genotoxicagent)。年事件作者1904发现X射线可以改变生殖细胞的遗传物质DeVries1927用X射线照射果蝇发现可以引起基因突变Muller1943发现芥子气可诱发基因和染色体畸变Averbach&Robson1951用X射线可诱发小鼠突变1966化学物可诱发小鼠突变Russed1969成立国际环境诱变剂学会Guttanach突变研究简史例：日本新型食品防腐剂AF21968年，日本上野制药公司合成出AF2高效杀菌的新型硝基类化合物当时称为：划时代食品防腐剂通过了大阪大学医学系病理学教研室的急、慢性毒性试验厚生省的批准，商品化，广泛应用了几年1973年的9月，第二次日本环境诱变剂会上，认为AF2有遗传毒性1974年8月证实了具有致癌性，禁止专家：即使禁止使用10年后，日本人的消化器官的癌症仍将大大增加，子孙的遗传病也将大大增加保护人类基因库特别关心处在生育年龄人群的基因库。因接触环境致突变物迅速提高突变率，会增加基因库的遗传负荷，相应增加下一代遗传疾病发生的危险性。要有长远观点：要制订优生优育的法规，加强环境致突变物的检测和管理。个人：有良好的自我保护意识。遗传毒理学基础基因(gene)：是DNA分子中最基本的完善的功能单位，是生物遗传信息的携带者，是决定蛋白质的一级结构。体细胞及生殖细胞的特征体细胞遗传损伤不会传给后代生殖细胞突变引起可遗传的遗传性疾病、先天性畸形及后代的其他异常人类的遗传病超过4,000种估计：100个新生儿中3-10个患有各种遗传病包括：

性染色体异常病：如特纳氏综合征：外貌象女性，个子低，120-140cm，先天性心脏病

常染色体异常病：如唐氏综合征

常染色体显性遗传病：如多指

常染色体隐性遗传病：如白化病，先天性聋哑

X伴性隐性遗传病：如甲型血友病，红绿色盲，进行性肌营养不良

X伴性显性遗传病：如抗维生素D佝偻病，10种此方式的遗传病

多基因遗传病：如糖尿病，高血压，腭裂，唇裂等引起高血压的原因有动物脂肪摄入过多，吸烟，喝酒，精神压力大等

例：遗传物质损伤与衰老、心血管病细胞衰老的突变学说：细胞在其代谢生长过程中，不断产生使DNA发生突变的物质，DNA修复酶活性降至最低点时就是细胞死亡时。高血压患者对化学诱变剂，如2-乙酰氨基芴等引起的DNA损伤比正常血压的人敏感得多。人类接触环境诱变剂会促成动脉粥样硬化斑块的形成。2.遗传损伤的类型碱基置换移码突变整码突变片断改变染色体分离异常非整倍体整倍体染色体畸变插入、复制倒位环状、无着丝微环断片、缺失、微小体易位辐射体断裂基因突变遗传损伤的类型（1）基因突变(genemutation)

又称点突变(pointmutation)是分子水平的损伤，指基因中DNA序列发生改变。在光学显微镜下无法见到，一般以生长发育、生化、形态等表型改变为基础进行检测。基因突变（1）——碱基置换碱基替换：指DNA分子中一个碱基被另一个不同的碱基所替换。

转换：嘌呤嘌呤，嘧啶嘧啶

颠换：嘌呤嘧啶

1)同义突变

同义突变(Synonymousmutation)：由于密码子具有兼并性，单个碱基置换后密码子所编码的是同一种氨基酸，表型不改变。正常

AGT

CAG

CAG

CAG

TTT

TTA

CGT

AAC

CCG…DNAMetGln

Gln

Gln

Phe

Leu

Arg

AsnPro

同义突变

AGT

CAG

CAG

CAG

TTT

TTG

CGT

AAC

CCG…DNA

MetGln

Gln

Gln

Phe

Leu

Arg

AsnPro亮氨酸2)错义突变

错义突变(Missensemutation)：DNA分子中的碱基置换后，形成新的密码子，从而导致所编码的氨基酸发生改变，产生活性降低、无活性或无功能的蛋白质。正常

AGT

CAG

CAG

CAG

TTT

TTA

CGT

AAC

CCG…DNAMetGln

Gln

Gln

Phe

Leu

Arg

AsnPro

错义突变

AGT

CAG

CAG

CAG

TTT

TCA

CGT

AAC

CCG…DNA

MetGln

Gln

Gln

Phe

Ser

Arg

AsnPro丝氨酸3)终止密码突变

(terminationcodonmutation)当DNA分子中的一个终止密码发生突变———使多肽链的合成继续进行下去，一直延长至下一个终止密码子时停止，产生延长的异常多肽链，称延长突变(elongationmutation)。4)抑制基因突变

(suppressorgenemutation)

Gene内部不同位置上的不同碱基发生了两次突变，其中一次抑制了另一次突变的遗传效应。

如血红蛋白病单纯ß6谷氨酸→缬氨酸，产生Hbs病，致死。同时ß6谷氨酸→缬氨酸+ß73天冬氨酸→天冬酰胺，产生HbHarlem，临床症状轻，原因是ß73突变抑制了ß6的突变效应。例：视网膜色素变性PRPF31基因突变例：视网膜色素变性PRPF31基因突变盲点例：视网膜色素变性PRPF31基因突变颠换：G突变成TGDF5导致的指（趾）关节粘连AlignmentofhumanGDF5,BMP2Green:conserveddisulfidebridgesinallfamilymembers;

Red:typeIreceptor-bindingsite;

Pink:thetypeIIreceptor-bindingregion;

Violet:residuesbindingboththetypeII-receptorandnoggin(NOG).

SuperpositionwiththeBMP2–BRIAcomplexgreen：BMP2dimer;red：BRIAmolecules；

yellow：thecentralGDF5dimer.DifferencebetweenE491KandR438LEK:负电荷到正电荷RL:亲水性氨基酸变为疏水性氨基酸E491KperhapsdisruptthebindingofGDF5andNOGEvidence:ThedisabledfunctionofNOGresultedinamassiveoverproductionofcartilageandacompletelossofjointformationinthemouse.Ourhypothesises基因突变（2）——移码突变移码突变指发生一对或几对（3对除外）的碱基减少或增加，使得从受损点开始碱基序列完全改变。

如减少或增加的碱基对是3对，则基因产物的肽链中减少或增加一个氨基酸，后果与碱基置换相似，不包括在移码突变范畴。

DNA编码序列中插入（增加）或缺失一个或几个碱基，其下游阅读框发生改变，导致氨基酸顺序及蛋白质异常或无活性，称为移码突变。正常

AGT

CAG

CAG

CAG

TTT

TTA

CGT

AAC

CCG…DNAMetGln

Gln

Gln

Phe

Leu

Arg

AsnPro移码突变（一个碱基缺失)

AGT

CAG

CAG

CAG

TTT

TAC

GTA

ACC

CGT…DNA

MetGln

Gln

Gln

Phe

TyrValThr

Argloss1)移码突变(frameshiftmutation)2)整码突变(codonmutation)

是指DNA链的密码之间插入或缺失一个或几个密码子，导致肽链增加了或减少一个或几个氨基酸，但插入或缺失点以后的氨基酸序列不变，称整码突变或称密码子插入或缺失。如：AAGGACCCGGCG-------正常密码子顺序

AAGGACAAACCGGCG------插入

AAGGACGCG-----缺失例：导致耳聋的GJB2基因突变例：导致耳聋的GJB2基因突变先证者：235碱基处纯合缺失C；其母：（表型正常但携带致病基因）则含杂合缺失235碱基C。基因突变（3）——动态突变动态突变：邻近基因或位于基因序列中的三核苷酸重复拷贝数,在一代代传递过程中会发生明显的增加，如(CGG)n、(CAG)n等，从而使（导致）某些遗传病的发病。该突变可遗传并产生表型效应——引起疾病,多为神经系统疾病。代表疾病：Hutington舞蹈病(CAG)n、强直性肌营养不良，脆性X综合征(CCG)n。正常

AGT

CAG

CAG

CAG

TTT

TTA

CGT

AAC

CCG…DNAMetGln

Gln

Gln

Phe

Leu

Arg

AsnProAAs动态突变（CAG三核苷酸重复）

AGT

CAG

CAG

CAG

CAG

CAG

CAG

CAG

CAG

…DNA

MetGln

Gln

Gln

Gln

Gln

Gln

Gln

Gln

AAs

动态突变正常人：n=6~50多态受累个体：n>50copies多者几百~1000copies随着世代传递长度增加，发病年龄提前，病情加重。谷氨酰胺遗传损伤的类型（2）染色体畸变

(chromosomeaberration)是DNA受损后发生染色体断裂或染色单体断裂所致的染色体结构改变，可用光学显微镜观察。染色单体型畸变指畸变仅涉及复制染色体中两条染色单体中的一条。染色体型畸变指畸变涉及两条染色体。染色体畸变原因：多方面的母亲受孕年龄：过大，子代发生染色体病的可能性愈大，可能与母体卵子老化有关。放射线：人类染色体对辐射很敏感，孕妇接触放射线后，其子代发生染色体畸变的危险性增加。病毒感染：传染性单核细胞增多症、流行性腮腺炎、风疹和肝炎等病毒都可引起染色体断裂，造成胎儿染色体畸变。化学因素：许多化学药物、抗代谢药物和毒物都能导致染色体畸变。遗传因素：染色体异常的父母可遗传给下一代。例：对胎儿的影响美军在侵越战争时：使用落叶剂，2，4，5-T，是氯化苯基化合物，其中含有二噁英，是强致畸剂。在被此落叶剂污染区生活了2个月以上的4名孕妇，3人生产了畸形儿，出现了明显的染色体断裂、缺失等现象。染色体结构异常的类型缺失

染色体上丢失了一个片断重复

染色体片断在一套染色体中出现不止一次，如ABCDEABCDEde倒位

一个染色体片断被颠倒

如ABCDEFGABCEDFG易位

一个染色体片断的位置改变

如ABCDEABCIJFGHIJFGHDE

染色体缺失及环状染色体的形成图

染色体插入和重复示意图

染色体的臂间倒位

染色体相互易位示意图

abcdefga：染色单体断裂；b：三辐射体；c：染色体断片；d：双着丝点染色体；e：环状染色体；f,g：无着丝点断片遗传损伤的类型（3）染色体数目畸变（numericalaberration）又称染色体分离异常，染色体数目改变非整倍体

指增加或减少一条或几条染色体。如单体、三体。整倍体

指以染色体组为单位增减的染色体数目异常。如3n、4n。三体性个体唐氏综合征患者：核型是47,XX或XY,21，即21号染色体比正常人多一个。人群中发病率：1：700原因：卵子或精子发生的减数分裂过程中染色体的不分离，结果是21号染色体多了一条，多出的一条染色体破坏了正常基因组遗传物质间的平衡。患儿智力低下，颅面部畸形及特殊面容，肌张力低下，多并发先天性心脏病，患者白血病的发病率为普通人群的10-20倍。生活难以自理，一般认为平均寿命为40岁。

唐氏综合征21染色体：3条太原地区的唐氏综合症的调查162例唐氏综合症患者母亲怀孕早期(前3个月)因感冒，牙疼，呕吐严重等原因服药者31例占19.1%，服药(抗生素，保胎安眠药，感冒药、中药等)；父母有吸烟饮酒史57例，占35.1%；城镇唐氏综合症的父母孕前3个月装修房屋的16例，9.8%；患儿父母长期接触化学有害物质的37例，22.8%避免措施35岁以上的高危孕妇：容易生出唐氏综合症患儿。调查的162例唐氏综合症患儿中母亲大于35岁的11例占6.8%(11/162)。孕早期的感染：尽量避免用药、长期吸烟、饮酒与有毒有害物质的直接接触，如：家装及化学污染(除草剂、杀虫剂等)。突变的后果体细胞突变良性肿瘤恶性转化细胞衰老已分化胚胎细胞受损未分化胚胎细胞受损动脉硬化癌变未知疾病老化流产与死胎功能或结构畸形胚胎综合症显性致死突变的后果生殖细胞突变显性致死隐性致死存活突变流产与死胎胚胎综合症功能和结构畸形生育功能障碍遗传性疾病基因负荷（二）致突变物的检测方法致突变物一般通过致突变试验检测。致突变试验中应注意：观察的效应终点类型试验配套遗传学终点遗传学终点指致突变试验中观察到的现象所反映的各种事件。国际环境致突变物致癌物防护委员会(ICPEMC)将其分为5类：DNA完整性改变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异常为什么要试验配套？外源化学物种类繁多、结构多样，致突变机制不同，作用的靶细胞不同。诱变物中，少数为直接作用，多数要经代谢后才有致突变作用，为间接作用。诱变物的致突变性有强弱之分，要通过在不同的检测系统检测。试验配套的原则原则：不同类型的遗传学终点原核细胞和真核细胞体内试验和体外试验体细胞和生殖细胞主要致突变试验Ames试验微核试验显性致死试验染色体畸变试验姐妹染色单体交换试验小鼠淋巴瘤试验程序外DNA合成试验果蝇伴性隐性致死试验精子畸形试验配套组合实例Ames试验

DNA碱基序列改变小鼠微核试验染色体完整改变和分离改变细菌DNA修复试验

DNA完整性姐妹染色单体交换试验（SCE）

染色体完整性改变和DNA重排或交换1.细菌回复突变试验(Ames)试验

AmesBN．等经十余年努力，于1975年建立并不断发展完善的沙门氏菌回复突变试验；

Ames试验是目前应用最广泛，与致癌相关度最好（约80％）的试验方法之一，现已被许多国家或组织推选为筛选致癌物的首选试验；比较快速、简便、敏感、经济；适用于测试混合物，反映多种污染物的综合效应。细菌回复突变试验(Ames)试验原理

正向突变

野生型细菌突变型细菌

（原养型）

回复突变

（组氨酸缺陷型）鼠伤寒沙门氏菌突变型菌株在无组氨酸的培养基上不能生长，在有组氨酸的培养基上才能正常生长，但如在无组氨酸的培养基中有致突变物存在时，则沙门氏菌突变型可回复为野生型，在无组氨酸培养基上也能生长；根据菌落形成数量，检查受试物是否为致突变物。某些致突变物需要代谢活化后才能使沙门氏菌突变型产生回复突变，代谢活化系统可以用多氯联苯(PCB)诱导的大鼠肝匀浆(S-9)制备的S-9混合液。检测食品添加剂、化妆品、兽药等的致突变性，由此推测其致癌性；检测水源水和饮用水的致突变性，探索较现行方法更加卫生安全的消毒措施；检测城市污水和工业废水的致突变性，结合化学分析，追踪污染源；检测土壤、污泥、工业废渣堆肥、废物灰烬的致突变性，以防止维系生命的土壤受致突变物污染后，通过农作物危害人类；Ames试验的应用检测气态污染物的致突变性，防止污染物经由大气，通过呼吸对人体发生潜在危害；检测农药在微生物降解前后的致突变性，了解农药在施用后代谢过程中对人类有无隐患；研究化合物结构与致变性的关系，为合成对环境无潜在危害的新化合物提供理论依据；筛选抗突变物，研究开发新的抗癌药等等。

Ames试验的应用不适用的受试物不适用于具有杀菌或抑菌作用的受试物；不适用于具有妨碍哺乳动物细胞复制系统的受试物。Ames试验设计菌株

组氨酸缺陷型鼠伤寒沙门氏菌

TA97、TA98、TA100、TA102各种移码型诱变剂：TA97、TA98引起碱基对置换的诱变剂：TA100检出其它测试菌株不能检出或极少检出的诱变剂（如甲醛、过氧化氢化合物等）：TA102Ames试验常用的标准菌株菌株检出突变类型TA97移码TA98移码TA1357移码TA1359移码TA100置换及移码TA102置换及移码TA104置换及移码TA1535置换Ames试验设计受试物最低剂量每皿0.1μg，最高剂量每皿5mg，设4~5个剂量方法平板掺入法Ames试验设计鼠伤寒沙门氏菌直杆菌，革兰氏阴性。产生内毒素，引起肠胃炎和败血症。对外界环境的抵抗力较强，分布广，许多家禽(鸡、鸭、鸽等)、家畜(猪、牛、羊、马、狗、猫等)、鼠类和飞鸟的肠道中储有这种细菌。感染主要通过受污染的食物传播。美国2008年花生酱感染：43个州发现沙门氏菌疫情，感染410人，3人死亡。Ames试验的注意事项质粒易丢失，故应尽可能减少传代；鼠伤寒沙门氏菌是条件致病菌，所以用过的器皿应放入石碳酸中或进行煮沸灭菌，培养基也应经煮沸后倒弃；肝匀浆的提取应重视无菌操作，并应做无菌测定，提取过程尽可能用冰浴保持低温。S-9混合液要在使用时随时配制。

Ames试验结果评定阳性诱发回变菌落数/自发回变菌落数≥2有剂量-反应关系或至少某一测试点有重复，并有统计学意义结果应是至少2次独立试验的重复结果阴性浓度达到5mg/皿为阴性者Ames试验的特点快速简便敏感检出率高有假阳性结果因微生物遗传信息较哺乳动物数量少、且结构简单，无免疫机能例：Ames试验检测喹赛多、喹乙醇受试物：喹乙醇菌种：TA97、TA98、TA100、TA102实验动物：雄Wistar大鼠5只，用于制备S9Ames试验所需大鼠肝S9制备雄性Wistar大鼠5只PCB溶于玉米油中500mg/kgb.w.剂量一次腹腔注射5d后断头处死，无菌取肝脏制备肝匀浆低温9000g离心取上清，低温保存备用PCB：多氯联苯S9无菌检查和活力测定结果（A）（B）（A）不加S9的，（B）加S9的Ames试验

剂量设计和分组：药物：喹乙醇25µg/皿设阴性、溶剂、阳性对照、+S9和−S9平行试验方法：标准平皿掺入法Ames试验结果

喹乙醇25µg/皿：TA97,TA98,TA100(±S9)TA102(+S9)TA102(−S9)阳性Ames试验结果(A)(B)(C)(D)(A)TA97阴性，(B)TA97阳性，(C)TA98阴性，(D)TA98阳性Ames试验结果(E)(F)(G)(H)(E)TA100阴性，(F)TA100阳性，(G)TA102阴性，(H)TA102阳性例：投加二氧化氯后水的Ames变化

水样处理步骤水样→XAD树脂吸附→乙酸乙酯洗脱→K－D浓缩器浓缩→氮气吹干→DMSO→定容→致突变试验

菌株的选择试验选用灵敏度较高的带R因子的TA98和TA100菌株。这两种菌种对饮用水中复杂的混合物有较高的敏感性。因饮用水中多为直接致突物，故不加肝微粒体酶（S9）活化系统。每一受试物的剂量做两个平行样用溶剂DMSO作阴性对照TA100以叠氮化钠（NaN3）做阳性对照TA98以灭滴灵（MDI）为阳性对照。致突结果用突变率（MR）表示，

突变率MR＝（诱变菌落平均数／皿）/（空白对照菌落平均数／皿）

水样的Ames试验结果Ames试验结果细菌名称水样体积／L原水突变率出水突变率TA1002.0

1.5

1.0

0.5

3.15

2.78

1.87

1.551.46

1.40

1.20

1.04TA982.0

1.5

1.0

0.5

5.33

3.89

2.63

1.932.08

2.68

2.04

1.76二氧化氯对水样结果的分析TA100菌种：原水的4个水样中均出现阳性结果，其中有二个水样的突变率大于2。图1：剂量反应关系基本为直线，说明原水对TA100菌种有较强的致突变活性。出水的4个水样中突变率均小于2.0，从图1没有显示明显的线性关系，说明已基本不存在致突变活性。

对水样结果的分析TA98菌种：原水的4个水样中3个水样的突变率大于2。图2：剂量反应关系基本为直线，因此说明原水对TA98菌种也有较强的致突变活性。TA98菌种：出水的4个水样突变率均在2左右，剂量反应关系没有呈现明显的线性关系，说明出水中致突变活性已大大降低。结论Ames试验：被石油类物质污染的饮用水经过投加二氧化氯氧化后，致突变活性明显降低，Ames值由阳性转变为阴性。二氧化氯：对饮用水中石油类污染物具有较强的去除作用，可使水中有毒有害有致癌性的萘系物和苯系物氧化降解为毒性较小、无致癌作用的物质。

露华浓染发剂等五品牌检出

含致癌物间苯二胺央视曝光“一洗黑”事件2009年3月：广东，5批次染发剂样品均含有间苯二胺。“露华浓丽然染发剂[(黑色)美国]”；“生态1号莹翠营养蛋白染发霜”；“雪完美延采护发染发霜(自然黑)”；“欧威雅植物彩色焗油(自然黑)”；

“康臣3in1新彩丝护染霜”。间苯二胺是一种工业染料，是一种国际公认的“三致”物质——致癌、致突变、致畸。根据国家

《化妆品卫生规范》(2007年版)规定，间苯二胺在染发剂中是禁用的。例：特殊用途化妆品的Ames试验染发剂：长期使用、职业接触会导致多发性骨髓瘤、膀胱癌的发生；王润洁：报导2例因长期使用染发剂染发诱发再生障碍性贫血，分别死于脑出血和败血症；检验类型：2004-2006年，进口及国产染发、育发、美乳及健美四种；数量：237份；目的：研究其致突变的潜在危害性。国产及进口染发剂的Ames试验比较小心：氧化型的染发剂能引起Ames试验阳性的均为氧化型染发剂，其中绝大多数是彩色染发剂。2.微核试验微核(micronucleus)又称豪-杰氏小体(Ho-well-Jollybodies)

是染色体或染色单体的无着丝点断片或纺锤丝受损而丢失的整个染色体，在细胞有丝分裂后期滞留在细胞质中的颗粒。其大小为细胞直径的1/20~1/5，呈圆形或杏仁状，着色与细胞核一致。

微核试验即观察外源化学物能否使细胞产生微核的试验。观察的遗传学终点染色体完整性改变染色体分离改变微核试验的概念多染红细胞(polychromaticerythrocytes，PCE)是晚幼红细胞最后一次分裂时，排出主核而未成熟的红细胞（灰蓝色）正染红细胞(normochromaticerythrocytes，NCE)是排出主核后成熟的红细胞（粉红色）试验材料动物

小鼠7~12周龄，体重20~30g。药物环磷酰胺（阳性对照）、药物1/2-1/30LD50剂量环磷酰胺生理盐水溶液，2次腹腔注射，50mg/kg，间隔24h，第2次注射后6小时取材环磷酰胺水溶液，80~120mg/kg，经口染毒2次，间隔24h操作步骤（1）骨髓细胞液的制备在第2次给与受试物6h后，小鼠脱颈椎处死，取胸骨，用滤纸或纱布擦干血污和肌肉涂片在洁净的玻片滴小牛血清1滴，剪去骨骺，用止血钳将骨髓挤到血清中，混匀，推片，干燥固定将干燥的涂片置甲醇液中固定5~10min，取出晾干染色

固定好的图片用1∶10的吉姆萨-磷酸盐缓冲液（pH6.4）染色15~30min，蒸馏水冲洗，干燥镜检先用低、高倍镜粗检，选择细胞完整、分布均匀和染色好的区域，再以油镜检查计数

制片优劣判断标准细胞形态完好，嗜多染红细胞（PCE）呈灰蓝色，成熟的正染红细胞（NCE）呈粉红色或桔黄色。

操作步骤（2）计数每只动物计数1000个PCE，并计算含微核的PCE数，以千分率表示。在一个PCE中有2个或多个微核，仍按一个微核细胞计算。在计数PCE时，同时计数见到的NCE，求PCE/NCE。

操作步骤（3）结果分析与评价每组分别计算雌、雄动物微核PCE的均值，与对照组比较。正常PCE/NCE约为1（正常范围0.6~1.2），如比值小于0.1，表示PCE形成受到严重抑制；如比值小于0.05，表示受试物剂量过大，实验结果不可靠。PCENCE微核试验的不足有些化学物在骨髓中难以达到损害浓度在肝脏活化的中间产物可能在到达骨髓前消失骨髓中PCE处于动态平衡一般观察体细胞，其结果外推至其他组织应慎重机动车尾气对小鼠骨髓细胞

的致突变性研究

目的：探讨机动车尾气对小鼠骨髓细胞的致突变性。方法：健康昆明种小鼠40只随机分4组，雌雄各半。通过自制动式染毒装置将小鼠分别在新鲜空气、1：15、1：10、1：5不同浓度的机动车尾气中暴露，连续5天，每天1小时。测定小鼠骨髓嗜多染红细胞(PCE)中的微核率的变化。结果：染毒浓度与小鼠骨髓细胞微核率存在一定的剂量反应关系。结论：机动车尾气对小鼠骨髓细胞有致突变作用。结论骨髓细胞微核率：存在一定的剂量反应关系。表明：机动车尾气中存在着某种能致突变的污染物，具有较强的致突变作用。动物或人：长期在高浓度机动车尾气污染的大气环境中，将会导致不良的遗传学效应。小孩：在机动车多的地方要抱起来。3.小鼠精子畸形试验

精子畸形试验是检测受试化学毒物能否破坏哺乳动物精子正常形态的实验方法。适用范围适用于评价食品生产、加工、保藏、运输和销售过程中所涉及的可能对健康造成危害的化学、生物和物理因素的遗传毒性；检验对象：食品添加剂（含营养强化剂）、食品新资源及其成分、新资源食品、辐照食品、食品容器与包装材料、食品工具、设备、洗涤剂、消毒剂、农药残留、兽药残留、食品工业用微生物等。原理小鼠精子畸形受基因控制，具有高度遗传性，许多常染色体及X、Y性染色体基因直接或间接地决定精子形态。精子的畸形：主要是指形态的异常，已知精子的畸形是决定精子形成的基因发生突变的结果。因此形态的改变提示有关基因及其蛋白质产物的改变。

试验材料动物

小鼠6~8周龄，体重25~35g。药物环磷酰胺（阳性对照）、药物可采用LD50的1/2-1/10倍剂量剂量环磷酰胺40mg/kg腹腔注射，每天1次，连续5天操作步骤在第1次染毒后第7，28，70天，处死小鼠检查精子形态。各种致突变物作用于精子的不同发育阶段，可在接触某种致突变物后不同时间出现精子畸形。精子畸形：主要在头部，其次为尾部。畸形类型可分为胖头、无定形、双头、尾折叠、双尾、无钩、香蕉形等。正常人精子形态阅片注意事项分别记录异常类型，以便统计精子畸形率及精子畸形类型的构成比。判断双头、双尾畸形时，要注意与二条精子的部分重叠相鉴别，判断无定形时要与人为剪碎及折叠相鉴别。使用的小鼠要健康，以免感染、体温增高等可能导致精子畸形率增高的因素造成假阳性结果。

结果分析与评价计算精子畸形发射率，与阴性对照组比较，畸形率至少为阴性对照组的倍量或经统计有显著意义，并有剂量反应关系。一般阴性对照组的精子异常率为0.8％～3.4％。丙烯腈对大、小鼠精子形成影响的研究

丙烯腈(acrylonitrile,ACN)是制造腈纶纤维、丁腈橡胶和合成树脂等的重要有机合成单体，用途极广。随着石油化工、化纤工业的迅猛发展，接触ACN的人群日益增多。长期接触ACN工人中肿瘤，特别是肺癌发生的危险度增高。ACN对大鼠具有致癌作用昆明小鼠雄性230只，随机分为5组；ACN灌胃染毒，蒸馏水作溶剂，共染毒5d，剂量分别为0、6、12、24mg/kg，同时设阳性对照组。分别于染毒后1、2、3、4、5周处死动物，作精子畸形实验；阳性对照物选用环磷酰胺(CTX)，剂量为40mg/kg，于第5周后1次腹腔注射。

丙烯腈对大、小鼠精子形成影响的研究

Wistar雄性大鼠，雄性58只；平均体重(189.2±15.3)g，随机分为4组；蒸馏水作溶剂，ACN灌胃染毒，每天1次，每周5天，连续染毒13周。剂量分别为0、5、10、20mg/kg。

丙烯腈对大、小鼠精子形成影响的研究

试验结果（1）小鼠精子畸形率

2周后，24mg/kg组精子畸形率已明显高于对照组；

3周后，12mg/kg组也有影响；

5周后，12mg/kg与24mg/kg组精子畸形率明显高于对照组，差异均有非常显著性(P＜0.01)。畸形种类以头部畸形为主，主要有不定形、无钩和香蕉形。

试验结果（2）大鼠精子畸形率

20mg/kg时，附睾尾精子数明显低于对照组；

10mg/kg时，活精率就明显低于对照组，且有剂量-效应关系；所有实验组精子头部畸形率与尾部畸形率均明显高于对照组，并呈上升趋势。

结论ACN对睾丸有毒性，对精子发育的各阶段均有不同程度的影响，尤以精子细胞变态发育成精子这一阶段对ACN毒性最敏感。原因：可能是ACN和CEO对生精细胞中遗传物质有烷化作用，而精子细胞与成熟精子无DNA修复能力，即使轻度损伤，亦易表现出来。在对接触ACN的男工进行流行病学调查，评价其生殖毒性时，有一定的价值。

4.显性致死试验显性致死(dominantlethal)指哺乳动物生殖细胞染色体发生结构和数目改变，导致受精卵在着床前死亡和胚胎早期死亡。显性致死试验以胚胎死亡为观察终点，用于检测哺乳动物生殖细胞遗传性损伤。显性致死试验试验设计实验动物小鼠30~35g大鼠200~300g染毒

♂

一次、5~7d、30d交配

♂:♀=1:1或1:2同笼1周，第2周更换另一批，小鼠连续6~8批，大鼠8~12批检查受精情况涂片镜检或检查阴栓，以检查出阴栓的时间为妊娠第0天剖杀小鼠妊娠第14d，大鼠第16d检查着床数、早死胎、晚死胎、活胎数

显性致死试验结果分析

受孕雌性动物数受孕率=×100%

交配雌性动物总数着床胚胎总数平均着床数=

受孕雌性动物总数早期胚胎死亡数平均早期死亡胚胎数=

受孕雌性动物总数

显性致死试验结果评价阳性有剂量-反应关系至少在一个剂量水平上出现可重复的并具有统计学意义的增高阴性不具有剂量-反应关系在任何剂量水平上没有可重复的并具有统计学意义的增高5.染色体畸变分析染色体畸变分析(chromosomeaberrationanalysis)

是将观察细胞停留在分裂中期相，在显微镜下观察染色体畸变和染色体分离异常现象。第二节生殖发育毒性试验（一）基本概念（二）生殖发育毒性试验及评价■神话人物如独眼巨人、海妖等的原型可能来自严重畸形的婴儿独眼巨人■Hybridtheory(杂交理论)认为畸形是人和动物杂交的结果■并且这种杂交动物广泛存在于神话传说中，如人头马身怪物、人身牛头等埃及狮神人面像环境污染物的致畸作用如：二噁英四环素—牙胚发育异常造成牙齿色素沉着和发育不良链霉素和庆大霉素——听神经发育障碍形成先天性耳聋环境激素问题反应停事件甲基汞公害事件社会、政治和卫生领域带来了新的研究课题反应停(thalidomide)事件孕妇的理想选择？■1953年，联邦德国一家名为Chemie

Gruenenthal的制药公司研究人员发现，反应停具有一定的镇静安眠作用，而且对孕妇怀孕早期的妊娠呕吐疗效极佳■1957年10月1日该公司将反应停正式推向市场反应停便成了“孕妇的理想选择”（当时的广告用语），在欧洲、亚洲、非洲、澳洲和南美洲被医生大量处方给孕妇以治疗妊娠呕吐科学家们在研制反应停时，并没有料到这种药物会产生如此可怕的副作用令人恐怖的副作用到1960年，本地区畸形婴儿的出生率明显上升。四肢畸形（主要是双上肢的短肢畸形）腭裂盲儿或聋儿内脏畸形➢调查显示，孕妇怀孕时末次月经后第34～50天是反应停作用的敏感期

➢在此时间段以外服用反应停，一般不会导致胎儿的出生缺陷

支付巨额赔偿金■1970年4月10日，案件的控辩双方于法庭外达成了和解，Chemie

Gruenenthal

公司同意向控方支付总额1.1亿德国马克的赔偿金反应停对于接受大剂量化学治疗后又复发的骨髓瘤患者有效多发性骨髓瘤：一种浆细胞癌，主要发生在骨髓中的白细胞类型癌。随着癌的生长，正常骨组织被破坏，引起疼痛和正常细胞外生。在美国大约有40,000到50,000个多发性骨髓瘤病人，每年的新发作病例为14,000例，使其成为排名第二的常见血癌。估计2001年大约有11,200个多发性骨髓瘤病人死亡。传统化学治疗方法对该病无效。四环素牙先天性水俣（yǔ

）病患者服用过量维生素引起的畸形➢维生素A每日服用5万单位（相当于浓缩A丸剂2丸、或浓缩鱼肝油滴剂30滴），连续3个月，会使胎儿骨骼畸形、并趾、腭裂、眼与脑畸形、肾及中枢神经损害。WHO对16个国家畸形发生率的分析新生儿数：426932人畸形儿数：7385人总发生率：1.73%1965年日本新生儿的畸形发生率为6％1984年上升为14％，20年内增长了1倍多。

四肢26%神经管17%泌尿生殖系统14%颜面9%消化系统8%心血管系统4%多发性畸形22%神经管畸形患儿发病率神经管畸形(neuraltubedefect简称NTD)主要包括：脊柱裂和无脑儿，是常见的严重的出生缺陷。全世界每年大约有40万个病例。美国每年约4000个新出生的神经管畸形儿中有2500个存活的脊柱裂，其每年的医疗和手术花费超过了2亿美元。

中国的神经管畸形患儿中国：每年7～8万个神经管畸形儿出生。全国29个省、市和自治区的945所医院的监测结果，发生率在0.66‰~10.56‰之间，平均数为2.7‰。趋势：从北到南，从东到西逐渐减弱，农村发病率高于城市。发生率呈下降趋势：1988年2.5‰，1992年1.8‰，1998年1.3‰。神经管发病率高：北方地区或南方的贫困地区原因：叶酸含量丰富的食物如绿叶蔬菜、青豆和水果类较少，特别在冬季，某些地区仍以储存的大白菜或腌制的咸菜为主要蔬菜。中国人炒煮的烹饪方式将使蔬菜中的叶酸损失很大。人们习惯于新年和春节期间结婚，新婚夫妻会在短时间内怀孕，孕妇怀孕初期正是吃不到绿色蔬菜的冬末春初季。而在中国70％的人口生活在农村，大多数的新婚夫妇生活在丈夫家里。此时新嫁娘是置身于一种新的生活和社会环境中，甚至经济上也依靠夫家，在这种情况下她自己来选择食物的品种是非常有限的。这些因素说明在北方农村和南方的贫困地区，从饮食中获得足量的叶酸似乎不太可能。补充叶酸。怎么预防呢？➢畸形

：指出生前因素引起发育生物体的严重的解剖学上形态结构的缺陷(异常)❖对发育、生长、生理功能、生育力和（或）寿命可产生有害影响❖可以存活也可能不能存活➢致畸性和致畸作用：均指在妊娠期（出生前）接触外源性理化因素引起后代结构畸形的特性或作用➢致畸作用所表现的形态结构异常，在出生后立即可被发现（一）基本概念例：导致胎儿畸形42℃水浴处理早孕小鼠10min，会使胚胎全脑细胞数和脑乙酰胆碱酯酶活力显著低于37℃激素：甲状腺素、黄体酮、雄激素等均可导致胎儿畸形➢致畸物：凡在一定剂量下，能通过母体对胚胎或胎儿正常发育过程造成干扰，使子代出生后具有畸形的化学物称为致畸物或致畸原。

➢畸胎：具有畸形的胚胎或胎仔（一）基本概念➢胚胎毒性：通常是指外源性理化因素造成的孕体着床前后直到器官形成期结束的所有的毒性。❑表现为：胚胎期染毒而出现畸胎、生长迟缓、着床数减少和吸收胎，也偶有晚死胎。胚胎-胎儿毒性基本概念➢胎儿毒性

：指器官形成期结束后的因素引发的任何毒性表现❖包括死亡、体重降低、骨化迟缓、功能缺陷以及结构异常，甚至肿瘤❖在实验动物发育毒性试验中，通常不去区分胎儿与胚胎，所以使用胚胎-胎儿毒性更恰当基本概念生殖毒性(reproductiontoxicity)

指化学物对生殖系统产生的不良效应。生育力和一般生殖行为致畸形对怀孕后期和哺乳的影响基本概念➢发育毒性：指出生前经父体和/或母体接触外源性理化因素引起的在子代到达成体之前内出现的有害作用。包括：①结构畸形②生长迟缓③功能障碍④死亡基本概念➢出生缺陷：是指婴儿出生前即已形成的发育障碍包括：■形态结构异常：畸形■功能缺陷：如智力低下，代谢和行为的异常基本概念致畸作用因素两者的交互作用遗传因素环境因素物理因素化学因素生物因素弓行体：猫风疹病毒巨细胞病毒单纯疱疹病毒

紫外线X线热辐射龋齿：口腔和舌癌放射性：白血病和皮肤癌（广岛、长崎）遗传因素和畸形的关系先天性心脏畸形 35先天性巨结肠 80脊柱裂 60无脑儿 60先天性髋关节脱位 70腭裂 76先天性幽门狭窄 75遗传度（%）畸形类型致畸毒性特点

1.有作用敏感期

器官形成期对致畸原特别敏感。不同器官有它特定的敏感期。掌握不同器官的特别敏感期，可以分别深入观察受试物对不同器官的作用和致畸机理。

2.致畸作用存在显著的种属差异和个体差异

3.剂量—效应（反应）关系复杂

相同剂量染毒时期不同，或着不同剂量引起的畸形类型和畸形发生率有很大差异。致畸作用带0100发生率（%）致畸率死亡率致畸作用带剂量小大发育毒性机制（1）1.基因突变和染色体畸变

2.干扰DNA合成和有丝分裂有些药物（如抗癌药物和抗菌素）通过干扰RNA转录和翻译，引起畸形。发育毒性机制（2）3.干扰营养化学物质引起母体的维生素、无机盐、蛋白质、嘌呤和嘧啶等生物合成原料营养不良或低血糖都可以引起畸形。如：EDTA引起妊娠母体内无机微量元素代谢紊乱食品匮乏使低体重婴儿出生率增加4.细胞毒性作用(膜损伤)5.性激素代谢干扰6.诱导氧自由基（活性氧）发育毒性机制（3）7.非特异性发育毒性非特异性发育毒性是指化合物对所有胚胎细胞生命基本功能的干扰现象。如：线粒体功能等。作用特点是，胚胎的全部组织受到损伤，引起胚胎生长缓慢，甚至死亡。

8.干扰母体和胎盘的正常结构和功能化学物质引起的母体营养缺乏或营养代谢失调，或者影响子宫和胎盘的正常结构，血液循环障碍，影响由胎盘到胎儿的营养物质转运，均可以引起胎儿畸形、生长缓慢甚至死亡。发育各阶段发育毒性作用的特点（1）着床前期（2）器官形成期（3）胎儿期（4）围生期和出生后的发育期（1）着床前期发育毒性

❖从受精算起，到完成着床之前（人类为11-12天，啮齿类动物为前6天）。❖通常是未分化细胞受化学毒物损伤而致胚泡死亡，即着床前丢失

。❖也有着床前接触毒物导致畸形的例子，如环氧己烷、甲基亚硝脲（农肥水）等。（2）器官形成期（胚胎发育期）➢在致畸作用中，对致畸物最敏感的阶段是器官发生期，一般称为危险期(criticalperiod)或关键期。➢自受精日计算：人是3-8周；大鼠约为9～17天；小鼠约为7.5～16天；家兔为11～20天。➢在器官发生期中，致畸物与胚胎接触可能造成形态结构异常；也有可能发生胚胎死亡、生长迟缓。（3）胎儿期

➢器官形成结束后（以硬颚闭合为标志）即进入胎儿期(人类从56-58天起)，直到分娩。❑特点：以组织分化、生长和生理学的成熟为主。➢最容易表现的发育毒性是生长迟缓、特异的功能障碍（如神经、内分泌以及免疫系统机能的改变）、经胎盘致癌和偶见死胎。➢胎仔或胎儿对胚胎致死作用的易感性虽较胚胎为低，但仍有一定数目的死产胎发生。（4）围生期和出生后的发育期

➢主要表现：发育免疫毒性、神经行为发育异常和儿童期肿瘤发育免疫毒性

➢妊娠期或围生期接触某些外源性化学物，会严重影响出生后T细胞、B细胞和吞噬细胞的发育、迁移、归巢和功能发育神经毒性

❖表现为对感觉、运动、自主和认知的影响。❖妊娠期饮酒：造成乙醇综合症胎儿。❖妊娠期安定暴露：对F1代大鼠有一定的发育及神经行为毒性，表现为早期生理发育和神经行为发育滞后等表现。（4）围生期和出生后的发育期

儿童期肿瘤➢围生期是一生中对致癌物最敏感的时期，许多儿童期高发的肿瘤（急性淋巴细胞性白血病、神经母细胞瘤、骶骨前畸胎瘤、胚性腺瘤等）都可能与出生前因素有关。➢因为这一时期细胞增殖快，药物代谢酶的个体发生不全，免疫监视功能低。（4）围生期和出生后的发育期

人类胚胎的致畸敏感期器官发生前期器官发生期

（胚胎期）胎儿期1364521211109873820

中枢神经系统心耳眼上肢下肢唇牙腭致畸敏感度高致畸敏感度低外生殖器（二）生殖发育毒性试验及评价1.三段生殖毒性试验（1）一般生殖毒性试验（2）致畸试验（3）围产期试验2.繁殖试验3.体外试验分别在3个不同阶段给予受试物。I段试验：即一般生殖毒性试验，在妊娠（shēn

）前期及初期给予受试物；II段试验：即致畸试验，在器官形成期给予；III段试验：即围产期试验，在围产期及授乳期给予。I、II段试验与传统的繁殖试验和传统的致畸基本相似，III段试验是观察化合物对胎儿出生后发育的影响。1.三段生殖毒性试验大鼠（1）一般生殖毒性试验目的：评价化学物对配子成熟、交配行为、受孕能力、胚胎着床前和着床的影响方法动物初成年、未交配、健康有生育能力的雌雄大鼠各20只/组剂量高剂量有轻度毒性反应低剂量稍高于药效剂量中剂量按对等比级差处理雌鼠染毒14d，雄鼠60d受孕后20d处死检查项目黄体数、着床数、吸收胎、死胎数、畸胎数、活胎数受精率、妊娠率、着床前、后的死亡率（1）一般生殖毒性试验

着床前死亡率=×100%

着床后死亡率=×100%

吸收胎着床数黄体数—着床数黄体数（1）一般生殖毒性试验结果评定（2）致畸试验致畸试验(teratologytest)

评价外源化学物的胚胎-胎儿毒性和致畸性所进行的试验。目的确定受试物是否有致畸作用确定受试物诱发何种畸形即出现畸形的主要器官确定最大无致畸作用剂量和致畸阈剂量剂量原则：既求出NOEL和MEL，又保持母体生育能力，避免大批流产和过多胚胎死亡。最高剂量引起母体轻度中毒中间剂量母体出现某些较轻的中毒症状，与高低剂量等比最低剂量不应观察到任何中毒症状对照组阳性、阴性或溶剂对照（2）致畸试验接毒受孕动物在器官发生期（大鼠7~16d，小鼠6~15d），雄性动物不给受试物处死大鼠受孕后19~20d，即自然分娩前1~2d。注意：各剂量组与对照组动物处死时间应一致，因胎仔在临床出生前发育极为迅速，特别是骨骼。动物数每组至少存活20只怀孕动物。（2）致畸试验检查项目子宫活产胎仔、死胎、吸收胎卵巢黄体数活产胎仔性别、逐只称重，并按窝计算平均体重胎仔畸形检查外观畸形脑露、无尾、短肢等内脏及软组织畸形骨骼畸形（2）致畸试验检查项目胎仔内脏检查

胎仔用固定液固定2周以上，肉眼和解剖镜观察。胎仔骨骼检查

胎仔用80%酒精固定、KOH溶液处理、透明、染色后观察。（2）致畸试验结果评定计算畸胎总数和畸形总数：畸形总数活产胎仔平均畸形出现数=

活产仔总数

出现畸形的胎仔总数畸胎出现率=×100%

活产仔总数（2）致畸试验出现畸胎的母体数母体畸胎出现率=×100%

妊娠母体数雌鼠LD50

致畸指数=

最小致畸剂量结果评定（2）致畸试验致畸指数＜10无致畸作用10~100有致畸作用＞100有强致畸作用（2）致畸试验评价（3）围产期毒性试验目的评价在孕后期至断奶之间受试物时对孕鼠/哺乳鼠和胎儿/新生儿潜在的不良影响。动物大鼠接毒时间孕期6~20d剂量同一般生殖毒性试验观察指标（大鼠产后28d处死孕鼠）母鼠体重、受孕率、孕期、产仔数、死亡率仔鼠外观畸性，幼仔出生、4d、21d存活率、生长指数仔鼠生理发育指标出牙、张耳、睁眼、睾丸下降、阴道张开行为反射指标平面翻正、运动状况、触须定位、空中翻正、视觉定向、负趋地性、悬崖回避（3）围产期毒性试验2.繁殖试验繁殖试验(reproductionstudy)

是评价化学物对亲代生殖和后代的发育与生殖影响的试验。试验内容一代繁殖试验多代繁殖试验（两代、三代）多代繁殖试验可弥补三段生殖毒性试验中未能观察生殖毒性在子代表现的不足。整个生命期内接触受试物，更符合生物长期低剂量接触的情况。一代繁殖试验示意图两代繁殖试验示意图第一代第二代观察指标观察指标观察指标观察指标分别计算出生后第4、7、14、21天的存活率出生存活率出生后第4天幼仔存活率哺乳存活率出生后第21天幼仔存活率F1代的雌雄配子，连续接触受试物在F0代的子宫内→F1代出生→发育期受试物对性细胞的早期损害，一般在F1代均能表现出来较3代繁殖试验节约时间和经费两代繁殖试验的优点3.体外试验大鼠的全胚胎培养法胚胎细胞微团培养法胚胎干细胞培养法生精细胞与间质细胞共培养法用途：

研究致畸作用机理初步筛选化学致癌物第三节致癌试验一、与致癌作用有关的代谢二、化学致癌作用的机制三、化学致癌过程四、非遗传毒性致癌机制五、化学致癌物及其分类六、对化合物的致癌性评价试验毒理学中“癌”的概念是广义的包括：

➢上皮细胞的恶性病变（癌）➢间质细胞的恶性病变（肉瘤）➢良性肿瘤肿瘤是一类严重影响人类健康和生命的疾病➢恶性肿瘤已成为人类死亡的第一位或第二位原因，每年全世界约有700万人死于癌症➢我国恶性肿瘤在各种死因中排列第二位，城市已排列首位化学致癌历史1775年珀西瓦尔·波特（percival

pott）

早年曾干过扫烟囱活计的男人患上阴囊癌。波特提出了发病与特殊因素或环境有密切关系的癌种。1875年德国褐煤干馏工人中（沥青铀矿），肺癌发病率高1919年有人用煤焦油涂抹兔子耳朵，日久诱发出上皮癌。1930年从煤焦油中提炼出特殊致癌成分3-4苯并芘，动物实验可引起皮肤癌、肉瘤等。世界范围内生产合成染料——膀胱癌高发

皮肤癌和白血病在手表指针上涂抹发冷光的镭的妇女，因为常常舔刷毛，经诊断患有舌癌。20世纪50年代早期吸烟人群的肺癌发病率日渐上升，比不抽烟的人群高上20至30倍。

1950-2005年间我国肿瘤死亡率趋势36.9115.34123.92135.59114.2346.1219451960197519902005年份020406080100120140160肿瘤死亡率（1/10万）1950-2001年间我国肿瘤死亡人数占总死亡人数的构成比变化趋势5.178.5918.8420.5722.3924.930153045607590105构成比（％）195719631975198219912001年份恶性肿瘤其他死因主要致癌因素物理因素

如；电离辐射。经常接触X射线的医务人员中，白血病、皮肤癌、甲状腺癌的发病率均高于不接触X射线的医务人员。国外388名15岁以下儿童患中枢神经系统肿瘤发病率与其父亲从事电离辐射有关。化学因素

化学致癌物是一类可以使正常细胞转化为肿瘤细胞，发展为癌的化学物。生物因素乙型肝炎病毒——肝癌乳头状瘤病毒——食管癌、人类宫颈癌

EB病毒——鼻咽癌和恶性淋巴瘤

T系淋巴系病毒I型——T细胞白血病淋巴瘤

HIV——多发性人类肿瘤➢肿瘤发生过程是宿主与环境之间发生复杂的、动态的相互作用过程重要的宿主因素----遗传构成和健康状况主要的环境因素----食物、环境污染、职业和生活方式（如饮食习惯、吸烟等）一般估计，80%～90%的人类肿瘤与环境有关，其中主要是化学因素➢要降低肿瘤的发生率，首先必须识别、鉴定化学致癌因素和有害的生活方式，阐明其作用机理，然后采取措施加以防治研究化学致癌作用具有重要的作用肿瘤是可以预防的❖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。如黄曲霉毒素、苯并芘

❖化学致癌作用：指化学致癌物在体内引起肿瘤的过程❖致癌物多数具有遗传毒性❖具有遗传毒性的致癌物尽管化学结构和性质不尽相同，但有一共同的特点，即皆为亲电子剂➢直接致癌物：指本身直接具有致癌作用，在体内不需要经过代谢活化即可致癌的物质。这类物质绝大多数是合成的有机物。包括有内酯类如β-丙烯内酯等；烯化环氧化物如1，2，3，4-丁二烯环氧化物；亚胺类；硫酸酯类；芥子气和氮芥；活性卤代烃类等等。➢间接致癌物：指本身并不致癌，必须在体内经代谢转化，其所形成的代谢产物才具有致癌作用的物质。如亚硝胺类，多环芳烃

一、与致癌作用有关的代谢前致癌物近致癌物终致癌物代谢酶代谢酶➢前致癌物:本身并不直接致癌，必须在体内经代谢转化才具有致癌作用，尚未代谢活化的形式，即母体化合物。如亚硝胺类，多环芳烃➢近致癌物:指前致癌物经代谢活化过程形成的中间产物，必须进一步代谢活化才具有致癌作用的物质。➢终致癌物:不需代谢活化的直接致癌物和间接致癌物经过代谢转化最后产生的活性代谢产物的统称。化学致癌机制分为：

➢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➢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二、化学致癌作用的机制➢致癌作用是复杂的、多阶段、多基因参与、长期累积的过程，涉及基因表达、细胞生理和生化等多种变化。➢从本质上说，肿瘤是一种遗传物质改变导致的疾病，即遗传病。➢大多数环境因素的致癌作用都是通过影响遗传基因起作用的，肿瘤是细胞中多种基因突变累积的结果。（一）DNA加合物亲电性化合物DNA,RNA,蛋白质亲核基团加合物基因突变结构改变肿瘤细胞，血液，尿等共价结合❖DNA加合物在化学致癌作用过程中起到关键作用，是引起肿瘤的直接原因之一支持这一观点的实验依据：1.大多数致癌物同时也是致突变物

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3.DNA加合物的水平通常与致癌性和致突变性成正相关

4.DNA和致癌物的相互作用可活化肿瘤基因（二）DNA修复与化学致癌➢正确修复：受损的DNA完全回复原有的结构与功能，不发生突变➢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