Transcript 四、肿瘤的化学病因
Please look at some pictures…… Paterson Institute for Cancer Research, CRC Manchester, UK Any common ground in these pictures? Chimney! Finding of chemical carcinogen 1775 Pott 发现烟囱清扫工患阴囊癌 1895 Rehn发现染料工人患膀胱癌 1915 Yamagiwa, Ichikawa（山极、市川） 用煤焦油诱发兔耳皮肤癌 1973 Cesare Maltoni 证明氯乙烯可在老 鼠引起肝血管肉瘤（angiosarcoma）； 1974 John Creech发现氯乙烯引起人同样 的肝肿瘤 Causes of tumor entironment • chemical • physical • biological body • genetic • immunological • hormone Chemical carcinogen Summarization Injury and repair of DNA Common carcinogens and effect mechanism • origin • kinds • effect mechanism Summarization of chemical carcinogen 一、分类 根据对人类的作用分 • 肯定 defined carcinogen • 可疑 suspected carcinogen • 潜在 potential carcinogen 根据作用机理分 • 遗传毒 • 非遗传毒 根据对人类的作用分 肯定 确认 • 流行病学 一致结果 • 临床 • 科研 量-效关系 多种动物 多属动物 多个实验室 根据对人类的作用分 可疑 • 接触时间-发癌率关系 • 体外转化、动物实验证据充分 • 个别临床报告但无流行病学证据 根据对人类的作用分 潜在 • 结构与被肯定者相似 • 动物实验有某些阳性结果 • 无资料证明对人有致癌性 法国里昂IARC资料 International Agency for Research on Cancer 833种 • 1组 确认为人致癌物 75 • 2A组 可疑致癌物 59 • 2B组 潜在致癌物 227 法国里昂IARC资料 主席Dr John Higginson和Dr Calum Muir 致癌物5个特征 一组人或动物接触某种化合物后，其癌症发生 率超过对照组 接触该种化合物机会增加，其所引起的癌症也 增加 癌症发生率与该化合物的剂量有关 控制该化合物的接触即直接左右癌症的发生 动物诱癌产生与人类相似的肿瘤，同时该化合 物在动物体内代谢途径也发现于人体 法国里昂IARC资料 肯定 芳香胺 联苯胺 多环芳烃 苯并芘 砷 石棉 黄曲霉毒素 吸烟 氮芥 非那西丁 法国里昂IARC资料 可疑 亚硝胺 甲醛 DDT 糖精 法国里昂IARC资料 潜在 某些农药 某些激素和药物 美国NCI资料 致癌因素 受影响器官 职业 木材 皮革 镍 砷 鼻 鼻 膀胱 鼻 窦肺 皮肤 肺 肝 木工 制革 制鞋 冶炼 电解 矿冶 杀虫剂 化学 酿酒 石油化工 煤烟 焦油 苯 鼻咽肺皮 肺咽皮 矿 化 烟囱 骨髓 染料 油漆 皮鞋 根据作用机理分 遗传毒作用 • 直接作用 • 亲电子性，与DNA 直接作用 • 氮芥 烷化剂 • 间接作用 • 体内代谢→亲电子性 • 多环芳烃 芳香胺 • 无机金属 铬 镍（砷） 根据作用机理分 间接作用 前致癌物 precarcinogen 近致癌物 proximate carcinogen 终致癌物 ultimate carcinogen 根据作用机理分 非遗传毒作用 • 固态物质 金属（石棉）塑料片植入 • 激素 • 免疫抑制剂 削弱免疫功能 激活潜在致瘤病毒 • 促瘤物 单独不能致瘤如巴豆油 TPA • 其它协同致瘤物 二、来源 食物——食物中存在 制备烹调保存时产生 污染 • 亚硝胺类 • 食品添加剂 奶油黄 香料 烟熏糖精 • 贮存时被污染 黄曲霉毒素 • 饮酒 二、来源 硝酸盐 亚硝酸盐 二级胺 胃酸 亚硝胺 二、来源 大气污染 工业致瘤物 • 多环芳烃 • 联苯胺 • 甲醛 二、来源 吸烟 http://www.kingtown.net/forus/knowledge/shijiwuyanri.htm 二、来源 吸烟 丙酮 氨 砒霜 一氧化碳 DDT 氰化氢 萘 焦油 尼古丁 一种脱漆剂 用以生产地板清洁剂 剧毒品 有害气体 杀虫剂，一种有机氯农药 煤气中的毒素 樟脑丸中的致命成分 只配用来铺马路的一种臭味物质 杀虫剂 二、来源 吸烟 二、来源 药物 • 化疗药 甲基苄肼 环磷酰胺 马利兰 长 春新硷 6MP 溶肉瘤素 顺铂 阿霉素 氮芥 • 含非那西丁的镇痛药 • 乙底酚 雌激素 黄体酮 避孕药 • 抗生素 氯霉素 灭滴灵 • 抗甲状腺 丙基硫氧嘧啶 三、基本生物学和生化特点 致瘤作用与剂量关系 • 成正比 • 积累和协同 summation effect synergistic effect • 较长的潜伏期（人 5～30年） 三、基本生物学和生化特点 多阶段作用 • 激发 • 促进 癌变的两阶段学说 1942 Berenblun实验 实验 处理方法 1 2 3 4 5 iiiiiiiiiiiiii iooooooooo opppppppp i ppppp ppppi 癌肿 +(3/102) - (1/106) +(36/83) - 致癌物与促癌物的协同作用 致癌的二阶段学说 致癌物 促癌物 激发过程 促进过程 三、基本生物学和生化特点 体内代谢 • • • • • • 环氧化/羟化 氧化 还原 水解 结合 脱烷基化 激活 双重作用 解毒 三、基本生物学和生化特点 与体内代谢有关酶类 混合功能氧化酶系统 细胞色素P450, P448 • 10个家族100多个基因 • 存在于滑面内质网和线粒体中 • 对不同类型的化学致癌物有不同作用 三、基本生物学和生化特点 RT-PCR方法检测P4502E1 mRNA水平 • 胚胎鼻咽组织8例 100%阳性 • 鼻咽癌活检组织10例 80%阳性 • 鼻咽癌细胞系5株(CNE1,CNE2,HNE1,2,3) 体外恶性转化的鼻咽细胞系1株(7429) 100%阳性 • 经DNP处理的胚胎鼻咽组织 表达增加 三、基本生物学和生化特点 将人P4502E1基因导入 NIH3T3细胞 筛选出表达人P4502E1基因的细胞株 DNP诱导 人P4502E1基因表达增加 三、基本生物学和生化特点 多数有亲电子基团 • 能与细胞蛋白质及核酸的亲核基团共 价结合成为大分子加合物 （macromolecular adducts ） • 多数为G A T 7 6 G 3 C 四、化学致瘤物的检出 流行病学调查 长期整体动物测试 实验室检查 • 体外培养细胞转化 • Ames实验 • 染色体、DNA损伤 四、化学致瘤物的检出 • 体外培养细胞转化 接种细胞 受试物处理 培养 传代 建系 四、化学致瘤物的检出 • Ames试验（鼠伤寒沙门氏菌营养缺 陷型回复突变试验） 需组氨酸 缺陷型菌株 肝微粒体酶 受试物处理 回复突变 野生型菌株 不需组氨酸 四、化学致瘤物的检出 • Ames试验（鼠伤寒沙门氏菌营养缺陷 型回复突变试验） 接种缺陷型菌株 受试物1处理 受试物2处理 无组氨酸培养基 + - 四、化学致瘤物的检出 • 染色体、DNA损伤 • SCE（姐妹染色体互换） • MN（微核） • Comet（彗星试验） • 32P-后标记和气相-质谱仪分析 • ELISA 四、化学致瘤物的检出 • 染色体、DNA损伤 • SCE（姐妹染色体互换） BrdU/IdU • MN（微核） 四、化学致瘤物的检出 • 染色体、DNA损伤 • Comet 照后CNE-2Z出现明显的彗星形状 四、化学致瘤物的检出 • 染色体、DNA损伤 • Comet 未处理细胞呈球形 照后CNE-2Z出现明显的彗星形状 五、预防 取消、取代尚在使用的合成致瘤物 控制、少接触工业生成的致瘤物 控制环境污染 定期检测 完善检测方法 加强高危人群监护 早诊断 研究药物（如免疫抑制剂）的致瘤量并 加以控制 Injury and repair of DNA Common carcinogens and effect mechanism 一、芳香烃 如苯并芘 苯 蒽 苯蒽 C C 苯并芘 二甲基苯蒽 一、芳香烃 如苯并芘 1 O 8 环氧化酶 水化酶 O 7 N N R OH O OH OH N N OH O+ N O OH OH OH OH 二、芳香胺 如2-乙酰氨基芴 -NH-CO-CH3 羟化酶 -NH-CO-CH3 OH -N-CO-CH3 OH 排泄 -N-CO-CH3 O-SO3 -N-CO-CH3 磺基转移酶 + -N-CO-CH3 R 三、亚硝胺 如二烷基亚硝胺 R-C NNO 2 R-C R-C N-NO R-C R-C NNH 2 R-C 羟化酶 R-C N-NO R-C 水解酶 OH R-C-N-NO R-COH 排泄 R-C-N ≡ N-OH- R-C-N+ ≡ N-OH- 叠氮烷 R 三、亚硝胺 如二烷基亚硝胺 致癌特点 • • • • • • • 为间接致癌物 水、脂双溶 分布广泛 不稳定 致癌活性强 少量多次或一次冲击 经胎盘 器官特异性 对其它致癌物有协同作用 三、亚硝胺 如二烷基亚硝胺 致癌例子 • 二亚硝基哌嗪诱癌试验 • 食管癌亚硝胺病因与癌变机理 • 胃癌与亚硝酰胺的关系 二亚硝基哌嗪诱癌试验 SD大鼠二亚硝基哌嗪诱癌试验 3月后 约65%患鼻咽癌 二亚硝基哌嗪诱癌试验 人胚鼻咽上皮二亚硝基哌嗪诱癌试验 人胚鼻咽 上皮接种 二亚硝基 哌嗪 发现浸润性癌 食管癌亚硝胺病因与癌变机理 食管癌与亚硝胺暴露 高发（林县） 粮食中亚硝胺 井水中亚硝胺* 亚硝酸盐 酸菜中硝酸盐亚硝酸盐 膳食中亚硝胺* 胃液中亚硝胺* 高 高 高 高 高 高 低发（范县） 低 较高 较低 *与食管上皮病变、食管癌发生、死亡正相关 食管癌亚硝胺病因与癌变机理 NMBzA诱癌 （甲苄～） 人胎食管上皮 NMBzA 8个月后 肿瘤 无肿瘤 食管癌亚硝胺病因与癌变机理 癌变机理 • 对食管上皮DNA作用 • DNA损伤 • 抑制DNA聚合酶 • 形成加合物 食管癌亚硝胺病因与癌变机理 癌变机理 • 癌基因变化 • EGFr，c-myc扩增 • H-ras突变 • Rb，P53丢失 突变 四、黄曲霉毒素 AFB1 O O O 结合物 O O -OCH3 O O O O O HO + O O O 排出 -OCH3 O O O -OCH3 O O O HO O R O -OCH3 共同点 体内代谢活化产生亲电子基团 与DNA结合形成加合物 • 细胞核DNA • 线粒体DNA 多数为G R 小结 致瘤物接触 摄取 代谢 活化 终致癌物 与生物大分子作用 与RNA 蛋白质作用 与DNA作用 突变 细胞转化 基因表达 恶性细胞演变 调控失常 增殖 肿瘤 活化癌基因 或潜在病毒 协同致瘤物 促瘤物