《環(huán)境生物學(xué)》教材配套PPT教學(xué)電子課件,環(huán)境生物學(xué),環(huán)境,生物學(xué),教材,配套,PPT,教學(xué),電子,課件 第四章第四章 污染物的生物效應(yīng)檢測污染物的生物效應(yīng)檢測本章將討論以下內(nèi)容n生物測試及方式n一般毒性試驗(yàn)n生物的分子和細(xì)胞水平檢測n生物致突變、致畸和致癌效應(yīng)檢測n微宇宙法3.1 生物測試及方式n生物測試（Bioassay）的概念：q指系統(tǒng)地利用生物的反應(yīng)生物的反應(yīng)測定一種或多種污染物或環(huán)境因素單獨(dú)或聯(lián)合存在時(shí)所導(dǎo)致的影響或危害。q注釋1：所利用的生物反應(yīng)包括分子、細(xì)胞、組織、器官、個(gè)體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)各級(jí)水平上的反應(yīng)。q注釋2：生物測試不同于常規(guī)的物理、化學(xué)檢測。前者能夠測定污染物對(duì)生物機(jī)體的影響，而后者只能測定污染物的濃度。q例如：通過水污染的生物測試可獲得以下數(shù)據(jù)：各種環(huán)境因素如DO、pH、溫度、混濁度等對(duì)生命的有利以及不利的濃度或強(qiáng)度；污染物對(duì)受測生物的毒性；各種水生生物對(duì)污染物的相對(duì)敏感性；廢水所應(yīng)處理的程度；允許的污染物排放濃度等。生物測試的方式n短期生物測試（Short Term Bioassays）q主要用于測定LC50、IC50、EC50，用來快速估計(jì)污染物的毒性，評(píng)定幾種不同毒物或廢物對(duì)某種生物的相對(duì)毒性或評(píng)定不同生物對(duì)不同條件如溫度、pH的相對(duì)敏感性等。多數(shù)采用靜止式。n中期生物測試（Intermediate Term Bioassays）q時(shí)間為8d到90d，多數(shù)情況下為流動(dòng)式。n長期生物測試（Long Term Bioassays）q包括全部生活史的生物測試（Complete Lifecycle Bioassays）和部分生活史的生物測試（Partial Lifecycle Bioassays）q目的是要測定出在持續(xù)情況下不造成有害效應(yīng)的毒物最大濃度或最大允許毒物濃度（MATC）q只能采用流動(dòng)式，要保證試驗(yàn)的環(huán)境條件和自然界的季節(jié)變化相符合。n受試生物的選擇n影響生物測試結(jié)果的因素q受試生物q試驗(yàn)條件q實(shí)驗(yàn)室差異n生物測試的標(biāo)準(zhǔn)化3.2 一般毒性試驗(yàn)基本概念n毒物（Toxicant）的概念q毒物與非毒物之間不存在絕對(duì)的界限，通常一種物質(zhì)只有達(dá)到中毒劑量時(shí)才是毒物。n中毒（Intoxication）q中毒是各種毒性作用的綜合表現(xiàn)，包括急性中毒、亞急性中毒、慢性中毒。n毒性（Toxicity）q指一種物質(zhì)引起機(jī)體損傷的能力。n毒性作用或毒效應(yīng)（Toxic Effect）n效應(yīng)（Effect）q也稱為作用，指接觸一定劑量化學(xué)物后，使機(jī)體產(chǎn)生的生物學(xué)改變。效應(yīng)是對(duì)個(gè)體而言的，這種改變可用一定的計(jì)量單位表示。n反應(yīng)（Response）q指接觸一定劑量化學(xué)物后，產(chǎn)生某種效應(yīng)并達(dá)到一定強(qiáng)度的個(gè)體在群體中所占的比例。反應(yīng)是對(duì)群體而言的，用百分率或比值來表示，如發(fā)病率、死亡率等。n劑量效應(yīng)關(guān)系和劑量反應(yīng)關(guān)系q以劑量為橫坐標(biāo)，以表示效應(yīng)強(qiáng)度的計(jì)算單位或表示反應(yīng)的百分率或比值為縱坐標(biāo)繪制散點(diǎn)圖所得到的曲線，即為劑量效應(yīng)關(guān)系和劑量反應(yīng)關(guān)系曲線。q不同的化學(xué)物或同一化學(xué)物在不同條件下，其劑量與效應(yīng)或反應(yīng)的相關(guān)關(guān)系不同，可呈現(xiàn)不同類型的曲線。（見圖31，32，33，34）劑量效應(yīng)關(guān)系和劑量反應(yīng)關(guān)系曲線圖劑量10050反應(yīng)強(qiáng)度（）圖31劑量反應(yīng)曲線（直線型）劑量10050死亡率（）圖32 劑量反應(yīng)曲線（拋物線型）對(duì)數(shù)劑量10050死亡率（）圖33 劑量反應(yīng)曲線（S形線型）死亡率（概率單位）對(duì)數(shù)劑量10050圖34 劑量反應(yīng)曲線毒性試驗(yàn)常用參數(shù)n致死劑量或致死濃度致死劑量或致死濃度（Lethal Dose，Lethal Concentration）q絕對(duì)致死劑量或致死濃度（LD100、LC100）q半數(shù)致死劑量或濃度（LD50、LC50）q最小致死劑量或濃度（MLD、MLC）q最大耐受劑量或濃度（LD0、LC0）n最大無作用劑量（Maximum Noeffect Level）q每日容許攝入量（Acceptable Daily Intake）q最高容許濃度（Maximum Allowable Concentration）n毒作用帶q急性毒作用帶（Acutetoxic Effect Zone）q慢性毒作用帶（Chronic toxic Effect Zone）n半數(shù)效應(yīng)濃度（EC50）和半數(shù)抑制濃度（IC50）急性毒性試驗(yàn)（Acute Toxicity Test）n急性毒性試驗(yàn)（Acute Toxicity Test）q研究化學(xué)物質(zhì)大劑量一次染毒或24小時(shí)內(nèi)多次染毒動(dòng)物所引起的毒性的試驗(yàn)。q其目的是短期內(nèi)了解該物質(zhì)的毒性大小和特點(diǎn)，并為進(jìn)一步開展其他毒性試驗(yàn)提供設(shè)計(jì)依據(jù)。n急性毒性試驗(yàn)類型q哺乳動(dòng)物急性毒性試驗(yàn)q水生生物急性毒性試驗(yàn)q蚯蚓急性毒性試驗(yàn)動(dòng)物急性毒性試驗(yàn)（1）動(dòng)物急性毒性試驗(yàn)方法如下：n按試驗(yàn)要求選擇受試生物q常用成年大鼠或小鼠，雌雄動(dòng)物同時(shí)試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)動(dòng)物預(yù)先觀察幾天后標(biāo)記編號(hào)并隨機(jī)分組。n預(yù)備試驗(yàn)和確定劑量組q選用少量動(dòng)物進(jìn)行預(yù)備試驗(yàn)，找出引起動(dòng)物90（或全部）死亡的劑量（即最高劑量組劑量）和引起動(dòng)物10死亡（或不死亡）的劑量（即最低劑量組劑量）。q在最高劑量組劑量和最低劑量組劑量的范圍內(nèi)，按等比級(jí)數(shù)插入若干個(gè)中間劑量（一般46組），從而確定正式試驗(yàn)的劑量組。n染毒方式和受試物的配制q一般用灌胃法和人工熏氣法。q受試物的配制：配制試驗(yàn)所需的最高劑量濃度溶液，然后依次稀釋到所需濃度。動(dòng)物急性毒性試驗(yàn)（2）n觀察指標(biāo)q中毒癥狀：一般觀察2448小時(shí)，最好觀察到絕大多數(shù)動(dòng)物出現(xiàn)典型中毒癥狀。q動(dòng)物死亡數(shù)目和死亡時(shí)間q病理檢查：對(duì)于試驗(yàn)時(shí)立即死亡的動(dòng)物，可解剖，分析死亡原因，看是技術(shù)事故還是中毒引起的死亡。n確定半數(shù)致死量（LD50）n試驗(yàn)結(jié)果qLD50值越小，毒性越大。q急性毒性試驗(yàn)結(jié)果只能粗略地表示某化學(xué)物質(zhì)的毒性，而不能全面反映其毒性。q由于動(dòng)物種屬、性別、染毒方式的不同，所表現(xiàn)的毒性也不一致，故表示LD50應(yīng)注釋明動(dòng)物種類和染毒方式。亞慢性毒性試驗(yàn)和慢性毒性試驗(yàn)n亞慢性毒性試驗(yàn)和慢性毒性試驗(yàn)n蓄積毒性試驗(yàn)q蓄積系數(shù)法（Cumulative Coefficient Method）：用來評(píng)價(jià)環(huán)境污染物蓄積作用的方法。q蓄積系數(shù)Kq生物半減期T3.3 生物的分子和細(xì)胞水平檢測n加合物的測定qDNA加合物的測定q蛋白加合物的測定n一般代謝酶的活性測定q乙酰膽堿酯酶q腺三磷酶n解毒系統(tǒng)酶類誘導(dǎo)作用的檢測q混合功能氧化酶的誘導(dǎo)作用q谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶n抗氧化防御系統(tǒng)檢測q過氧化氫酶q谷胱甘肽過氧化酶3.4 生物致突變、致畸和致癌效應(yīng)檢測3.4.1致突變?cè)囼?yàn)n基本概念q突變（Mutation）q基因突變（Gene Mutation）和染色體畸變（Chromosome Mutation）q致突變作用（Mutagenesis）和致突變物（Mutagen）n致突變?cè)囼?yàn)的目的q致突變?cè)囼?yàn)的目的是為了檢查受試物對(duì)機(jī)體遺傳過程有無影響的方法。n致突變?cè)囼?yàn)方法q基因突變?cè)囼?yàn)，例如Ames試驗(yàn)，下文以鼠傷寒沙門氏菌/哺乳動(dòng)物微粒體酶試驗(yàn)法為例介紹。q染色體畸變?cè)囼?yàn)qDNA損傷試驗(yàn)Ames試驗(yàn)nAmes試驗(yàn)原理q同一種微生物的營養(yǎng)缺陷型突變型菌株?duì)I養(yǎng)缺陷型突變型菌株與受試物接觸，若此化學(xué)物質(zhì)具有致突變性致突變性，可使突變型微生物再發(fā)生一次突變，重新成為野生型微生物野生型微生物。這種突變叫做回復(fù)突變回復(fù)突變。q注釋1：營養(yǎng)缺陷型突變型菌株?duì)I養(yǎng)缺陷型突變型菌株q注釋注釋2：野生型微生物：野生型微生物n鼠傷寒沙門氏菌/哺乳動(dòng)物微粒體酶試驗(yàn)法q方法原理：在動(dòng)物體外將待測物經(jīng)肝微粒體酶系活化后，檢測其所誘發(fā)的沙門氏菌回變菌落數(shù)，即由不能自行合成組氨酸的營養(yǎng)缺陷型突變菌株（his），回復(fù)為能自行合成組氨酸的（his）菌落數(shù)。q突變率誘發(fā)回復(fù)突變菌落數(shù)/自發(fā)回復(fù)突變的菌落數(shù)（對(duì)照）q當(dāng)突變率大于2.0時(shí)，為陽性結(jié)果。微核試驗(yàn)3.4.2 致畸效應(yīng)n概念q畸形（Malformation）、畸胎（Terate）q致畸作用（Teratogenesis）、致畸物（Teratogen）n致畸作用的毒理學(xué)特點(diǎn)q胚胎與致畸物接觸時(shí)因胚胎處于不同的發(fā)育階段而呈現(xiàn)不同的敏感性。q種屬差異較為明顯。n化學(xué)致畸作用機(jī)理q突變引起胚胎發(fā)育異常；q對(duì)細(xì)胞的生長分化較為重要的酶類受到抑制；q母體正常代謝過程被破壞；q細(xì)胞分裂過程的障礙n致畸試驗(yàn)q致畸試驗(yàn)的目的檢測環(huán)境污染物能否通過妊娠母體引起胚胎畸形。q一般試驗(yàn)動(dòng)物要求其對(duì)化學(xué)物質(zhì)的代謝過程與人相似，胎盤結(jié)構(gòu)也相似，還要求孕期短，產(chǎn)仔多，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，如家兔、大鼠、小鼠等。n致畸作用的評(píng)價(jià)q注意與自然變異區(qū)分；q注意種屬差異；q注意試驗(yàn)的閾劑量與人類實(shí)際可能攝入量之間的差別。3.4.3 致癌效應(yīng)n概念q化學(xué)致癌作用（Chemical Carcinogenesis）q化學(xué)致癌物（Chemical Carcinogen）n細(xì)胞癌變學(xué)說n癌變過程q引發(fā)階段q促進(jìn)階段q浸潤和轉(zhuǎn)移階段n致癌試驗(yàn)q致癌試驗(yàn)是檢驗(yàn)受試物及其代謝產(chǎn)物是否具有致癌效應(yīng)或誘發(fā)腫瘤作用的慢性毒性試驗(yàn)法。q短期篩檢方法q長期動(dòng)物誘癌試驗(yàn)3.5 微宇宙法n微宇宙（Microcosm）q是研究污染物在生物種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)和生物圈水平上的生物效應(yīng)的一種方法，又稱模型生態(tài)系統(tǒng)法（Model Ecosystem）q可分為自然微宇宙和人工微宇宙或分為水生微宇宙和陸生微宇宙。n標(biāo)準(zhǔn)化水生微宇宙（Standardized Aquatic Microcosm，SAM）q用于在實(shí)驗(yàn)室測定有毒物質(zhì)在多物種水平對(duì)淡水生態(tài)系統(tǒng)的影響。q試驗(yàn)時(shí)間64天，容器為4L的玻璃廣口瓶，試驗(yàn)生物包括10種藻、4種無脊椎動(dòng)物、1種細(xì)菌。對(duì)溫度、光照強(qiáng)度、pH值等理化參數(shù)均有具體要求。n燒杯水生微宇宙（Mixed Flask Culture，MFC）q又稱燒杯混合培養(yǎng)，試驗(yàn)時(shí)間1214周，容器為1L的玻璃廣口瓶，試驗(yàn)生物包括4種藻、2種無脊椎動(dòng)物、一些細(xì)菌和原生動(dòng)物。對(duì)溫度、光照強(qiáng)度、pH值等理化參數(shù)均有具體要求。q與SAM不同的是通過加入來自生態(tài)系統(tǒng)浸出液來自生態(tài)系統(tǒng)浸出液提供給微宇宙中生物群落所需的基質(zhì)。n室外水生微宇宙（Outdoor Aquatic Microcosm）q又稱中宇宙（Mesocosm），試驗(yàn)單元6 m3，試驗(yàn)生物包括浮游植物、浮游動(dòng)物、魚類、大型水生植物和無脊椎動(dòng)物。n土壤核心微宇宙（Soil Core Microcosm，SCM）q該法采用野外環(huán)境的土壤核心，將其設(shè)置在環(huán)境條件控制的實(shí)驗(yàn)室中，試驗(yàn)生物因土壤核心采集場所不同而不同，可研究化學(xué)物質(zhì)和營養(yǎng)元素對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的影響及其環(huán)境歸趨。n模擬農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)q該系統(tǒng)模擬農(nóng)田條件，無陸生動(dòng)物，為同時(shí)測定農(nóng)藥在土壤、植物、水溶液和空氣中的殘留而設(shè)計(jì)，采用0.75 m3的矩形玻璃室，可打入足夠數(shù)量的空氣，通過玻璃室模擬微風(fēng)并能收集揮發(fā)的農(nóng)藥。第三章污染物的生物效應(yīng)檢測第三章污染物的生物效應(yīng)檢測第一節(jié)生物測試及方法第一節(jié)生物測試及方法一、什么是生物測試？一、什么是生物測試？生物測試生物測試指系統(tǒng)地利用生物的反應(yīng)測定一指系統(tǒng)地利用生物的反應(yīng)測定一種或多種污染物或環(huán)境因素單獨(dú)或聯(lián)合存種或多種污染物或環(huán)境因素單獨(dú)或聯(lián)合存在時(shí)，所導(dǎo)致的影響或危害。在時(shí)，所導(dǎo)致的影響或危害。為什么要進(jìn)行生物測試？為什么要進(jìn)行生物測試？二、生物測試的方式二、生物測試的方式w水污染的生物測試（毒性試驗(yàn)）水污染的生物測試（毒性試驗(yàn)）w大氣污染的生物測試（植物人工熏氣大氣污染的生物測試（植物人工熏氣）靜止式生物測試靜止式生物測試根據(jù)溶液、氣體給予方式分根據(jù)溶液、氣體給予方式分流動(dòng)式生物測試流動(dòng)式生物測試單物種生物測試單物種生物測試多物種生物測試多物種生物測試根據(jù)物種分根據(jù)物種分模擬生態(tài)系統(tǒng)生物測試模擬生態(tài)系統(tǒng)生物測試毒性試驗(yàn)毒性試驗(yàn)積累試驗(yàn)積累試驗(yàn)根據(jù)生物效應(yīng)根據(jù)生物效應(yīng)“三致三致”試驗(yàn)試驗(yàn)n短期生物測試短期生物測試n中期生物測試中期生物測試根據(jù)時(shí)間長短分根據(jù)時(shí)間長短分n長期生物測試長期生物測試（短期）短時(shí)間內(nèi)暴露于高濃度的污染物下（短期）短時(shí)間內(nèi)暴露于高濃度的污染物下（8天內(nèi)）天內(nèi)）8d90d算中期算中期（長期）受試生物整個(gè)生活史都暴露于低濃度（長期）受試生物整個(gè)生活史都暴露于低濃度的污染物下的污染物下生物測試的生物測試的主要內(nèi)容主要內(nèi)容1環(huán)境化學(xué)物的一般毒性和試驗(yàn)方法環(huán)境化學(xué)物的一般毒性和試驗(yàn)方法一、一、急性毒性試驗(yàn)，二、亞急性和亞慢性毒性試驗(yàn)，急性毒性試驗(yàn)，二、亞急性和亞慢性毒性試驗(yàn)，三、蓄積試驗(yàn)，四、慢性毒性試驗(yàn)三、蓄積試驗(yàn)，四、慢性毒性試驗(yàn) 2環(huán)境化學(xué)物的特殊毒性和試驗(yàn)方法環(huán)境化學(xué)物的特殊毒性和試驗(yàn)方法 一、環(huán)境化學(xué)物的致突變作用一、環(huán)境化學(xué)物的致突變作用環(huán)境有害因素引起環(huán)境有害因素引起DNA的損傷和的損傷和染色體畸變?nèi)旧w畸變 的過的過二、環(huán)境化學(xué)物的致癌作用二、環(huán)境化學(xué)物的致癌作用環(huán)境有害因素引起或增進(jìn)正常細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化并發(fā)展成環(huán)境有害因素引起或增進(jìn)正常細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化并發(fā)展成為腫瘤的過程。為腫瘤的過程。三、環(huán)境毒物的生殖毒性和發(fā)育毒性三、環(huán)境毒物的生殖毒性和發(fā)育毒性 環(huán)境有害因素造成對(duì)親代的生殖功能及對(duì)子代發(fā)育過程環(huán)境有害因素造成對(duì)親代的生殖功能及對(duì)子代發(fā)育過程的有害影響的作用稱為生殖毒性和發(fā)育毒性的有害影響的作用稱為生殖毒性和發(fā)育毒性。受試生物的選擇受試生物的選擇n受試生物對(duì)毒物具有受試生物對(duì)毒物具有敏感性敏感性n受試生物有廣泛的分布和受試生物有廣泛的分布和足夠的數(shù)量足夠的數(shù)量n受試生物是生態(tài)系統(tǒng)的受試生物是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成重要組成n受試生物在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)受試生物在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)易培養(yǎng)和繁殖易培養(yǎng)和繁殖n受試生物有豐富的生物學(xué)背景資料（受試生物有豐富的生物學(xué)背景資料（比較了解比較了解生生物的生活史、生長、發(fā)育、代謝）物的生活史、生長、發(fā)育、代謝）n受試生物對(duì)毒物的反應(yīng)受試生物對(duì)毒物的反應(yīng)有標(biāo)準(zhǔn)的測定方法有標(biāo)準(zhǔn)的測定方法或技或技術(shù)術(shù)n受試生物與人類食物鏈有聯(lián)系受試生物與人類食物鏈有聯(lián)系有經(jīng)濟(jì)價(jià)值有經(jīng)濟(jì)價(jià)值第二節(jié)一般毒性試驗(yàn)第二節(jié)一般毒性試驗(yàn)(acute toxicity)一、生物毒性一、生物毒性1毒物、中毒毒物、中毒2毒性作用毒性作用3效應(yīng)與反應(yīng)效應(yīng)與反應(yīng)4劑量效應(yīng)關(guān)系劑量效應(yīng)關(guān)系效應(yīng)與反應(yīng)效應(yīng)與反應(yīng)n效應(yīng)效應(yīng)（effect），），即生物學(xué)效應(yīng)即生物學(xué)效應(yīng)，指機(jī)體在接觸指機(jī)體在接觸一定劑量的化學(xué)物后引起的生物學(xué)改變。生物學(xué)一定劑量的化學(xué)物后引起的生物學(xué)改變。生物學(xué)效應(yīng)一般具有強(qiáng)度性質(zhì)，為量化效應(yīng)（效應(yīng)一般具有強(qiáng)度性質(zhì)，為量化效應(yīng)（graded effect）或稱計(jì)量資料或稱計(jì)量資料。n反應(yīng)反應(yīng)（response），），系指接觸一定劑量的化學(xué)系指接觸一定劑量的化學(xué)物后，表現(xiàn)出某種生物學(xué)效應(yīng)并達(dá)到一定強(qiáng)度的物后，表現(xiàn)出某種生物學(xué)效應(yīng)并達(dá)到一定強(qiáng)度的個(gè)體在群體中所占的比例個(gè)體在群體中所占的比例，生物學(xué)反應(yīng)常以生物學(xué)反應(yīng)常以“陽陽性性”、“陰性陰性”并以并以“陽性率陽性率”等表示，為質(zhì)化等表示，為質(zhì)化效應(yīng)（效應(yīng)（quantal effect）或稱計(jì)數(shù)資料?；蚍Q計(jì)數(shù)資料。二、毒性參數(shù)二、毒性參數(shù)1致死劑量致死劑量(Lethal Dose,LD或或lethal Concentration,LC)（絕對(duì)致死劑量（絕對(duì)致死劑量LD100，半數(shù)致死劑量半數(shù)致死劑量LD50）2最大耐受劑量最大耐受劑量(Maximum Tolerance Dose,LD0,MTD)3最小致死劑量最小致死劑量(Minimum Lethal Dose,MLD)4最大無作用劑量最大無作用劑量(Maximum No-Effect Level)5閾值閾值(threshold)亦亦最小有作用劑量最小有作用劑量6毒作用帶毒作用帶(chronic effect zone，Zch)急性毒作用帶，慢性毒作用帶急性毒作用帶，慢性毒作用帶一次染毒后引起受試生物死亡的濃度。一次染毒后引起受試生物死亡的濃度。絕對(duì)致死劑量絕對(duì)致死劑量LD100，半數(shù)致死劑量半數(shù)致死劑量LD50LD100：(Absolute Lethal Dose)一群動(dòng)物全部死亡一群動(dòng)物全部死亡的最低劑量的最低劑量LD50：(Median Lethal Dose)一群動(dòng)物一群動(dòng)物50%死死 亡的亡的最低劑量最低劑量EC50：半數(shù)效應(yīng)濃度半數(shù)效應(yīng)濃度(Median Effect Concentration)IC50：半數(shù)抑制濃度半數(shù)抑制濃度(Median Inhibition Concentration)最大耐受劑量最大耐受劑量(Maximum Tolerance Dose,LD0,MTD)使使一群動(dòng)物發(fā)生嚴(yán)重中毒，但全部存活無一死亡一群動(dòng)物發(fā)生嚴(yán)重中毒，但全部存活無一死亡的最高劑量。的最高劑量。最小致死劑量最小致死劑量(Minimum Lethal Dose,MLD)使中一群動(dòng)物中僅有個(gè)別死亡的最高劑量使中一群動(dòng)物中僅有個(gè)別死亡的最高劑量最大無作用劑量最大無作用劑量(Maximum No-Effect Level)化學(xué)物質(zhì)在一定的時(shí)間內(nèi)按一定的方式與機(jī)體化學(xué)物質(zhì)在一定的時(shí)間內(nèi)按一定的方式與機(jī)體接觸，按一定的檢測方法不能觀測到任何損害接觸，按一定的檢測方法不能觀測到任何損害作用的最高劑量。作用的最高劑量。閾值閾值(threshold)亦最小有作用劑量亦最小有作用劑量 在亞慢性與慢性毒性試驗(yàn)中，閾值是指在亞慢性與慢性毒性試驗(yàn)中，閾值是指在亞慢性或慢性染毒期間和染毒終止，在亞慢性或慢性染毒期間和染毒終止，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物開始出現(xiàn)某項(xiàng)觀察指標(biāo)或?qū)崒?shí)驗(yàn)動(dòng)物開始出現(xiàn)某項(xiàng)觀察指標(biāo)或?qū)嶒?yàn)動(dòng)物驗(yàn)動(dòng)物開始出現(xiàn)可察覺的輕微變化開始出現(xiàn)可察覺的輕微變化時(shí)時(shí)的最低染毒劑量。的最低染毒劑量。毒作用帶毒作用帶(chronic effect zone，Zch急性毒作用帶急性毒作用帶(acute effect zone，Zac):一般是指化合物一般是指化合物的毒性上限與毒性下限的比值，也就是引起實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的死的毒性上限與毒性下限的比值，也就是引起實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的死亡劑量與最低毒作用劑量之間的劑量范圍的寬窄。亡劑量與最低毒作用劑量之間的劑量范圍的寬窄。ZacZac=LD=LD5050/Limac/Limac 式中：式中：LDLD5050代表毒性上限，代表毒性上限，LimacLimac 急性閾劑量代表毒性下限急性閾劑量代表毒性下限。ZacZac值的大小可反映急性閾劑量距離值的大小可反映急性閾劑量距離LDLD5050的寬窄。的寬窄。ZacZac值值越大表明化合物引起急性死亡的越大表明化合物引起急性死亡的危險(xiǎn)性越小危險(xiǎn)性越小，反之表明引，反之表明引起急性死亡的危險(xiǎn)性越大。起急性死亡的危險(xiǎn)性越大。(chronic effect zone，Zch)慢性毒作用帶慢性毒作用帶=比值越大，引起慢性中毒的可能性愈大。n思考題：n設(shè)計(jì)一試驗(yàn)，說明某一品牌的洗潔精對(duì)小金魚的毒性。n三、三、急性毒性試驗(yàn)急性毒性試驗(yàn)（一）急性毒性試驗(yàn)的目的（一）急性毒性試驗(yàn)的目的（二）實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇（二）實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇（三）染毒途徑和方式（三）染毒途徑和方式（四）毒性反應(yīng)的觀察與檢查（四）毒性反應(yīng)的觀察與檢查（五）計(jì)算（五）計(jì)算LD50急性毒性的定義急性毒性的定義急性毒性急性毒性是指化學(xué)物大劑量一次染毒或是指化學(xué)物大劑量一次染毒或24小時(shí)內(nèi)多次染毒動(dòng)物后所引起的中毒小時(shí)內(nèi)多次染毒動(dòng)物后所引起的中毒效應(yīng)，甚至死亡效應(yīng)，甚至死亡。急性毒性試驗(yàn)的目的主要是探求化學(xué)物的致死劑量，以初步評(píng)估其對(duì)人類的可能毒害的危險(xiǎn)性。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇n動(dòng)物應(yīng)注明動(dòng)物應(yīng)注明來源及品系來源及品系 n動(dòng)物動(dòng)物年齡年齡一般選用初成年者一般選用初成年者n動(dòng)物動(dòng)物體重體重差異不應(yīng)超過平均體重的差異不應(yīng)超過平均體重的10%n動(dòng)物的需用動(dòng)物的需用數(shù)量數(shù)量每組不少于每組不少于3 35 5只只 n應(yīng)采用應(yīng)采用兩種兩種性別性別動(dòng)物動(dòng)物進(jìn)行試驗(yàn)進(jìn)行試驗(yàn) 染毒途徑和方式染毒途徑和方式n主要是主要是經(jīng)口、經(jīng)皮膚及經(jīng)呼吸道吸入經(jīng)口、經(jīng)皮膚及經(jīng)呼吸道吸入三種染毒途徑三種染毒途徑。1、經(jīng)口染毒、經(jīng)口染毒 灌胃灌胃 喂飼喂飼 吞咽吞咽膠囊膠囊 2 2、經(jīng)呼吸道染毒、經(jīng)呼吸道染毒 靜式吸入染毒靜式吸入染毒 動(dòng)式動(dòng)式吸入染毒吸入染毒 氣管注入氣管注入 3 3、經(jīng)皮膚染毒、經(jīng)皮膚染毒 4 4、其它途徑染毒、其它途徑染毒靜脈注射、肌肉注射、靜脈注射、肌肉注射、皮下注射及小動(dòng)物腹腔注射染毒。皮下注射及小動(dòng)物腹腔注射染毒。毒性反應(yīng)的觀察與檢查毒性反應(yīng)的觀察與檢查n觀察各組動(dòng)物發(fā)生的毒性反應(yīng)（全身觀察各組動(dòng)物發(fā)生的毒性反應(yīng)（全身的或局部的）情況，的或局部的）情況，n中毒癥狀的特點(diǎn)和出現(xiàn)時(shí)間，中毒癥狀的特點(diǎn)和出現(xiàn)時(shí)間，n中毒癥狀恢復(fù)時(shí)間，中毒癥狀恢復(fù)時(shí)間，n動(dòng)物發(fā)生中毒死亡的時(shí)間及死亡數(shù)，動(dòng)物發(fā)生中毒死亡的時(shí)間及死亡數(shù)，n急性毒性試驗(yàn)一般不作病理組織學(xué)和急性毒性試驗(yàn)一般不作病理組織學(xué)和化驗(yàn)檢查?；?yàn)檢查。LD50怎樣得來？怎樣得來？n試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法查文獻(xiàn)找出試生物的類似物的查文獻(xiàn)找出試生物的類似物的LD50以以3倍之差的三個(gè)劑量組進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)求受倍之差的三個(gè)劑量組進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)求受試生物全活全死的劑量（即確定最高劑量試生物全活全死的劑量（即確定最高劑量和最低劑量）和最低劑量）在全活全死劑量之間按等距設(shè)在全活全死劑量之間按等距設(shè)56個(gè)劑量個(gè)劑量組組選適宜的染毒方式染毒，觀察兩周內(nèi)的選適宜的染毒方式染毒，觀察兩周內(nèi)的死亡情況死亡情況計(jì)算計(jì)算LD50計(jì)算計(jì)算LD50n霍恩氏法n寇氏法M=Xk i(p 0.05)Sm=式中式中:m log LD50,Xk最高劑量組劑量對(duì)數(shù)最高劑量組劑量對(duì)數(shù)值值,p 死亡率死亡率(用小數(shù)表示用小數(shù)表示)，p 死亡率總死亡率總和和,q q 1 1p,ip,i 相鄰兩組劑量對(duì)數(shù)之差相鄰兩組劑量對(duì)數(shù)之差,n n 每組動(dòng)物數(shù)，每組動(dòng)物數(shù)，n直接回歸法直接回歸法w直接回歸法直接回歸法假定不同劑量下死亡率呈正態(tài)分布假定不同劑量下死亡率呈正態(tài)分布計(jì)算式：LgLD50=+(5-)/b 四亞急性、亞慢性和慢性毒性試驗(yàn)四亞急性、亞慢性和慢性毒性試驗(yàn) 基本概念基本概念 亞慢性毒性亞慢性毒性(也稱亞急性毒性也稱亞急性毒性)指機(jī)體在指機(jī)體在相當(dāng)于相當(dāng)于1/301/20左右生命期間，少量反復(fù)接左右生命期間，少量反復(fù)接觸某種有害化學(xué)和生物因素所引起的損害作觸某種有害化學(xué)和生物因素所引起的損害作用。用。五五 蓄積性毒性試驗(yàn)蓄積性毒性試驗(yàn)（一）定義（一）定義蓄積毒性蓄積毒性（cumulative toxicitycumulative toxicity）是指低于一次是指低于一次中毒劑量的外源化學(xué)物，反復(fù)與機(jī)體接觸一定時(shí)中毒劑量的外源化學(xué)物，反復(fù)與機(jī)體接觸一定時(shí)間后致使機(jī)體出現(xiàn)的中毒作用。間后致使機(jī)體出現(xiàn)的中毒作用。n蓄積作用蓄積作用(cumulation)化學(xué)物反復(fù)多次染毒動(dòng)物，而且化學(xué)物進(jìn)入機(jī)化學(xué)物反復(fù)多次染毒動(dòng)物，而且化學(xué)物進(jìn)入機(jī)體的速度或總量超過代謝轉(zhuǎn)化的速度與排出機(jī)體體的速度或總量超過代謝轉(zhuǎn)化的速度與排出機(jī)體的速度或總量時(shí)，化學(xué)物或其代謝產(chǎn)物就可能在的速度或總量時(shí)，化學(xué)物或其代謝產(chǎn)物就可能在機(jī)體內(nèi)逐漸增加并貯留某些部位。這種現(xiàn)象就稱機(jī)體內(nèi)逐漸增加并貯留某些部位。這種現(xiàn)象就稱為化學(xué)物的為化學(xué)物的蓄積作用。蓄積作用。（二）評(píng)價(jià)毒物蓄積性的方法（二）評(píng)價(jià)毒物蓄積性的方法1、蓄積系數(shù)法、蓄積系數(shù)法 a、固定劑量法、固定劑量法b、遞增劑量法遞增劑量法2、生物半減期法、生物半減期法 生物半減期（biological half time，簡稱，簡稱T1/2）指進(jìn)入）指進(jìn)入機(jī)體的外來化學(xué)物質(zhì)通過機(jī)體的生物轉(zhuǎn)運(yùn)和轉(zhuǎn)化作用過機(jī)體的外來化學(xué)物質(zhì)通過機(jī)體的生物轉(zhuǎn)運(yùn)和轉(zhuǎn)化作用過程而被消除一半所需要的時(shí)間。程而被消除一半所需要的時(shí)間。3、蓄積率測定法、蓄積率測定法 蓄積率蓄積率=（對(duì)照組（對(duì)照組LD50-蓄積組蓄積組LD50）/蓄積組預(yù)給受試物蓄積組預(yù)給受試物的總劑量的總劑量 100%蓄積系數(shù)法蓄積系數(shù)法（一）蓄積系數(shù)法（一）蓄積系數(shù)法蓄積系數(shù)蓄積系數(shù)(cumulative(cumulative coe-fficient,Kcumcoe-fficient,Kcum)KcumKcum=Kcum越小，表示受試物的蓄積毒性越大。蓄積毒性分級(jí) Kcum 蓄積毒性強(qiáng)度 1 高度蓄積 1 明顯蓄積 3 中等蓄積 5 輕度蓄積 蓄積系數(shù)蓄積系數(shù)KcumKcum)的的測定測定n對(duì)受試動(dòng)物按1/101/20 ED50（1）的固定劑量，連續(xù)每天進(jìn)行染毒一次，n當(dāng)染毒劑量累計(jì)達(dá)到相當(dāng)5倍ED50（1）以上時(shí)，若受試動(dòng)物中出現(xiàn)某種毒性效應(yīng)或死亡動(dòng)物數(shù)未超過半數(shù)，此時(shí)的蓄積系數(shù)已大于5，表明該受試物的蓄積毒性作用不明顯。n如果染毒過程中受試物中相繼出現(xiàn)某種毒性效應(yīng)或死亡的動(dòng)物數(shù)累計(jì)達(dá)到50%，此時(shí)算出受試物累計(jì)的染毒總劑量，計(jì)算出受試物的蓄積毒性系數(shù)。第三節(jié)特殊毒性試驗(yàn)第三節(jié)特殊毒性試驗(yàn)一、環(huán)境有害因素致突變作用一、環(huán)境有害因素致突變作用（一）基本概念（一）基本概念 生物的個(gè)體和各代之間存在著種種差異，我們生物的個(gè)體和各代之間存在著種種差異，我們通常稱之為通常稱之為變異（variation）?；谌旧w和）?；谌旧w和基因的變異才能夠遺傳，而遺傳變異稱為基因的變異才能夠遺傳，而遺傳變異稱為突變（mutation）（二）突變的類型（二）突變的類型一一)基因突變基因突變 1、堿基置換、堿基置換2、移碼突變、移碼突變 3、大段損傷、大段損傷 二）染色體畸變二）染色體畸變 1、染色體結(jié)構(gòu)異常、染色體結(jié)構(gòu)異常（1）裂隙和斷裂（）裂隙和斷裂（2）無著絲粒斷片和缺失（）無著絲粒斷片和缺失（3）環(huán)狀染色體（環(huán)狀染色體（4）倒位（）倒位（5）插入和重復(fù)（）插入和重復(fù)（6）易）易位位染色單體型畸變?nèi)旧珕误w型畸變（二）突變的類型（二）突變的類型2、染色體數(shù)目異常、染色體數(shù)目異常n整倍性畸變整倍性畸變n非整倍性畸變非整倍性畸變:(1)不分離不分離(2)染色體遺失染色體遺失（3）染色體橋）染色體橋(chromosome bridge)的影響的影響（4）核內(nèi)再復(fù)制）核內(nèi)再復(fù)制（三）（三）致突變的分子機(jī)制致突變的分子機(jī)制一）、一）、DNA的損傷的損傷1、直接以DNA為靶的誘變 2、不以DNA為靶的間接誘變 二）、染色體畸變二）、染色體畸變（1）紡錘體抑制（2）對(duì)酶促過程的作用三）、三）、DNA損傷的修復(fù)損傷的修復(fù)1、復(fù)制前的修復(fù)、復(fù)制前的修復(fù)(1)光復(fù)活光復(fù)活(2)“適應(yīng)性適應(yīng)性”反應(yīng)反應(yīng)(3)切除修復(fù)切除修復(fù)(4)SOS終止終止2、與復(fù)制有關(guān)的修復(fù)、與復(fù)制有關(guān)的修復(fù)3、SOS修復(fù)修復(fù)（四）（四）突變的后果突變的后果一）、體細(xì)胞突變的后果一）、體細(xì)胞突變的后果致癌問題致癌問題胚胎體細(xì)胞突變可能導(dǎo)致畸胎胚胎體細(xì)胞突變可能導(dǎo)致畸胎致突變物透過胎盤作用于胚胎體細(xì)胞所致，而不致突變物透過胎盤作用于胚胎體細(xì)胞所致，而不完全是親代生殖細(xì)胞突變的后果完全是親代生殖細(xì)胞突變的后果二）、生殖細(xì)胞突變的后果二）、生殖細(xì)胞突變的后果生殖細(xì)胞突變?yōu)榉侵滤佬?，則可能出現(xiàn)顯性或隱生殖細(xì)胞突變?yōu)榉侵滤佬?，則可能出現(xiàn)顯性或隱性遺傳病，包括先天性畸形性遺傳病，包括先天性畸形（五）（五）致突變性評(píng)價(jià)方法致突變性評(píng)價(jià)方法遺傳學(xué)終點(diǎn)遺傳學(xué)終點(diǎn)nAmes試驗(yàn)、試驗(yàn)、n微核試驗(yàn)、微核試驗(yàn)、n枯草桿菌枯草桿菌DNA修復(fù)試驗(yàn)修復(fù)試驗(yàn)nSCE試驗(yàn)試驗(yàn)（六）、重要的致突變?cè)囼?yàn)（六）、重要的致突變?cè)囼?yàn)1、細(xì)菌回復(fù)突變?cè)囼?yàn)、細(xì)菌回復(fù)突變?cè)囼?yàn)2、哺乳動(dòng)物細(xì)胞正向突變?cè)囼?yàn)、哺乳動(dòng)物細(xì)胞正向突變?cè)囼?yàn)3、果蠅伴性隱性致死試驗(yàn)、果蠅伴性隱性致死試驗(yàn) 4、小鼠特異基因座試驗(yàn)、小鼠特異基因座試驗(yàn)5、染色體分析、染色體分析 6、微核試驗(yàn)、微核試驗(yàn)7、姐妹染色單體交換（、姐妹染色單體交換（SCE）試驗(yàn)）試驗(yàn)8、顯性致死試驗(yàn)、顯性致死試驗(yàn)9、小鼠可遺傳易位試驗(yàn)、小鼠可遺傳易位試驗(yàn)10、細(xì)菌、細(xì)菌DNA修復(fù)試驗(yàn)修復(fù)試驗(yàn) 11、程序外、程序外DNA合成試驗(yàn)合成試驗(yàn)12、精子畸形試驗(yàn)、精子畸形試驗(yàn)二、環(huán)境有害因素的致癌作用二、環(huán)境有害因素的致癌作用（一）基本概念（一）基本概念n 致癌作致癌作用(carcinogenesis)是指環(huán)境有害因是指環(huán)境有害因素引起或增進(jìn)正常細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化并發(fā)展成素引起或增進(jìn)正常細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化并發(fā)展成為腫瘤的過程。為腫瘤的過程。n化學(xué)致癌化學(xué)致癌(chemical carcinogenesis)是指化是指化學(xué)物質(zhì)引起或增進(jìn)正常細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化并發(fā)學(xué)物質(zhì)引起或增進(jìn)正常細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化并發(fā)展成為腫瘤的過程。具有這類作用的化學(xué)物質(zhì)展成為腫瘤的過程。具有這類作用的化學(xué)物質(zhì)稱為稱為化學(xué)致癌物化學(xué)致癌物 n癌基因癌基因（oncogene)致癌的概念，即攜帶致癌致癌的概念，即攜帶致癌遺傳信息的基因就是癌基因遺傳信息的基因就是癌基因n正常細(xì)胞中也存在著在核酸水平及蛋白質(zhì)產(chǎn)物正常細(xì)胞中也存在著在核酸水平及蛋白質(zhì)產(chǎn)物水平與病毒癌基因高度相似的水平與病毒癌基因高度相似的DNA序列，稱為序列，稱為原癌基因原癌基因n腫瘤抑制基因（腫瘤抑制基因（tumorsuppressor gene或或onco-suppressor gene），或稱），或稱抗癌基因抗癌基因（antioncogene），腫瘤抑制基因可抑制腫瘤），腫瘤抑制基因可抑制腫瘤細(xì)胞的腫瘤性狀的表達(dá)，只有當(dāng)它自己不能表細(xì)胞的腫瘤性狀的表達(dá)，只有當(dāng)它自己不能表達(dá)或其基因產(chǎn)物去活化才容許腫瘤性狀的表達(dá)。達(dá)或其基因產(chǎn)物去活化才容許腫瘤性狀的表達(dá)。（二）致癌物的分類（二）致癌物的分類n1類，對(duì)人致癌性證據(jù)充分；類，對(duì)人致癌性證據(jù)充分；n2類，類，A組對(duì)人致癌性證據(jù)有限，但對(duì)動(dòng)物致組對(duì)人致癌性證據(jù)有限，但對(duì)動(dòng)物致癌性證據(jù)充分，癌性證據(jù)充分，B組人致癌性證據(jù)有限，對(duì)動(dòng)組人致癌性證據(jù)有限，對(duì)動(dòng)物致癌性證據(jù)也不充分；物致癌性證據(jù)也不充分；n3類，現(xiàn)有證據(jù)未能對(duì)人類致癌性進(jìn)行分級(jí)評(píng)類，現(xiàn)有證據(jù)未能對(duì)人類致癌性進(jìn)行分級(jí)評(píng)價(jià)；價(jià)；n4類，對(duì)人可能是非致癌物類，對(duì)人可能是非致癌物 1、遺傳毒性致癌物、遺傳毒性致癌物(1)直接致癌物：直接致癌物：其化學(xué)結(jié)構(gòu)的固有特性是不需要代謝活化即具其化學(xué)結(jié)構(gòu)的固有特性是不需要代謝活化即具有親電子活性，能與親核分子有親電子活性，能與親核分子(包括包括DNA)共價(jià)結(jié)合形成加合物共價(jià)結(jié)合形成加合物(adduct)。(2)間接致癌物：間接致癌物：致癌物往往不能在接觸的局部致癌，而在其發(fā)致癌物往往不能在接觸的局部致癌，而在其發(fā)生代謝活化的組織中致癌。前致癌物可分為天然和人工合成兩生代謝活化的組織中致癌。前致癌物可分為天然和人工合成兩大類大類（3）無機(jī)致癌物：）無機(jī)致癌物：鈷、鐳、氡可能由于其放射性而致癌。鎳、鉻、鉛、鈹及其某些鹽類均可在一定條件下致癌，其中鎳和鈦的致癌性最強(qiáng) 2、非遺傳毒性致癌物、非遺傳毒性致癌物（1）促癌劑：）促癌劑：單獨(dú)不致癌，卻可促進(jìn)亞致癌劑量單獨(dú)不致癌，卻可促進(jìn)亞致癌劑量的致癌物與機(jī)體接觸啟動(dòng)后致癌。的致癌物與機(jī)體接觸啟動(dòng)后致癌。DDTDDT、多鹵聯(lián)多鹵聯(lián)苯、氯丹、苯、氯丹、TCDDTCDD是肝癌促進(jìn)劑是肝癌促進(jìn)劑 （2）細(xì)胞毒物）細(xì)胞毒物：慢性刺激可以致癌，目前認(rèn)為導(dǎo)慢性刺激可以致癌，目前認(rèn)為導(dǎo)致細(xì)胞死亡的物質(zhì)可引起代償性增生，以致發(fā)生致細(xì)胞死亡的物質(zhì)可引起代償性增生，以致發(fā)生腫瘤腫瘤。在尿液中氮川三乙酸 還與鈣絡(luò)合，使鈣由腎盂和膀胱的移行上皮滲出，以致刺激細(xì)胞增殖，并形成腫瘤。（3）激素：）激素：一般認(rèn)為需要長期在體內(nèi)維持高水平激素才能在內(nèi)分泌敏感器官中誘發(fā)腫瘤。（4）免疫抑制劑：）免疫抑制劑：環(huán)孢素環(huán)孢素A A是近年器官移植中是近年器官移植中使用的免疫抑制劑，曾認(rèn)為不致癌。但現(xiàn)已使用的免疫抑制劑，曾認(rèn)為不致癌。但現(xiàn)已查明，使用過該藥患者的淋巴瘤的發(fā)生率增查明，使用過該藥患者的淋巴瘤的發(fā)生率增高高（5）固態(tài)物質(zhì)：）固態(tài)物質(zhì)：皮下包埋塑料后，經(jīng)過較長的皮下包埋塑料后，經(jīng)過較長的潛伏期，可導(dǎo)致肉瘤形成潛伏期，可導(dǎo)致肉瘤形成，石棉和其他礦物粉塵，如鈾礦或赤鐵礦粉塵，可增強(qiáng)吸煙致肺癌的作用。（6）過氧化物酶體增生劑）過氧化物酶體增生劑：肝過氧化物酶體及H202增多，可導(dǎo)致活性氧增多，發(fā)生信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)作用，造成 DNA損傷并啟動(dòng)致癌過程。如降血脂藥物 3、暫未確定遺傳毒性的致癌物、暫未確定遺傳毒性的致癌物n鹵代烴類為遺傳毒性致癌劑，另一些為鹵代烴類為遺傳毒性致癌劑，另一些為促癌劑。還有一些則致癌方式尚未完全促癌劑。還有一些則致癌方式尚未完全闡明，例如四氯化碳、氯仿、某些多氯闡明，例如四氯化碳、氯仿、某些多氯烷烴和烯烴等烷烴和烯烴等（三）環(huán)境有害因素的致癌過程（三）環(huán)境有害因素的致癌過程一）、化學(xué)致癌物的特征一）、化學(xué)致癌物的特征：*多數(shù)致癌物具有遺傳毒性，即皆為多數(shù)致癌物具有遺傳毒性，即皆為親電子劑親電子劑(electrophilicelectrophilic reagent).reagent).*細(xì)胞中的大分子化合物都具有細(xì)胞中的大分子化合物都具有親核基團(tuán)親核基團(tuán)(nucleophilicnucleophilic group)group)，即富含電子的部位即富含電子的部位.*DNA、RNA和蛋白質(zhì)等大分子化合物的親核和蛋白質(zhì)等大分子化合物的親核基團(tuán)就是致癌物的結(jié)合位置。基團(tuán)就是致癌物的結(jié)合位置。二）、其它致癌因素的特點(diǎn)二）、其它致癌因素的特點(diǎn)1、物理因素、物理因素（1）電離輻射）電離輻射：指指X、射線、和帶亞原子微粒射線、和帶亞原子微粒(粒子、質(zhì)子、中子或粒子、質(zhì)子、中子或粒子粒子)輻射輻射。機(jī)理：直接損傷了DNA螺旋，使其解螺旋或使單鏈、雙鏈斷裂影響復(fù)制，造成突變，亦有認(rèn)為是基因表達(dá)失調(diào)，還有認(rèn)為是輻射只是活化了致癌病毒或化學(xué)物所致。（2）紫外線）紫外線：紫外線可引起皮膚鱗狀細(xì)胞癌、基底細(xì)胞癌和惡性黑色素瘤。其作用機(jī)理可能是細(xì)胞內(nèi)DNA吸收了光子，使相鄰兩個(gè)胸腺嘧啶形成二聚體，防礙了DNA的復(fù)制，故發(fā)生突變。（3）熱輻射）熱輻射：“炕癌”發(fā)病率很高，對(duì)皮膚長期進(jìn)行熱輻射,將皮膚燒傷后進(jìn)行干蒸餾，發(fā)現(xiàn)有致癌物多環(huán)碳?xì)浠衔?，說明熱輻射與癌變有關(guān)。（4）纖維狀異物）纖維狀異物：與致癌有關(guān)的主要是石棉纖維，與致癌有關(guān)的主要是石棉纖維，易引起肺癌或胸膜間皮瘤。釋放二氧化硅發(fā)揮毒易引起肺癌或胸膜間皮瘤。釋放二氧化硅發(fā)揮毒性作用性作用.（5）慢性刺激）慢性刺激：慢性刺激可促進(jìn)細(xì)胞增生慢性刺激可促進(jìn)細(xì)胞增生,在潰瘍、在潰瘍、炎癥、結(jié)石的基礎(chǔ)上常會(huì)發(fā)生癌變炎癥、結(jié)石的基礎(chǔ)上常會(huì)發(fā)生癌變，（6）創(chuàng)傷）創(chuàng)傷 長期接觸電磁輻射如微波、次聲等也可長期接觸電磁輻射如微波、次聲等也可促進(jìn)腫瘤發(fā)生率增高。促進(jìn)腫瘤發(fā)生率增高。2、生物因素、生物因素（1）病毒）病毒 DNADNA病毒的致癌機(jī)理是病毒進(jìn)入宿主后，其病毒的致癌機(jī)理是病毒進(jìn)入宿主后，其DNADNA整合到細(xì)胞整合到細(xì)胞DNADNA中去，導(dǎo)致細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化中去，導(dǎo)致細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化。而而RNARNA病毒，則通過逆轉(zhuǎn)錄合成病毒，則通過逆轉(zhuǎn)錄合成DNADNA并將其整合到細(xì)胞并將其整合到細(xì)胞DNADNA上上去，在通過上述過程使細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化去，在通過上述過程使細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化。（2）寄生蟲）寄生蟲：其機(jī)理可能是蟲體和蟲卵的生物作用，其機(jī)理可能是蟲體和蟲卵的生物作用，或是其分泌物的化學(xué)作用或是其分泌物的化學(xué)作用（3）微生物毒素）微生物毒素 三）、致癌作用的階段性三）、致癌作用的階段性認(rèn)為化學(xué)致癌過程可分為認(rèn)為化學(xué)致癌過程可分為n啟動(dòng)階段（啟動(dòng)階段（initiating stage)：啟動(dòng)劑對(duì)細(xì)胞的作用是致突變作用，為不可逆過程。n促癌階段（促癌階段（promoting stage)：促癌劑作用于細(xì)胞膜，與細(xì)胞膜的蛋白激酶受體發(fā)生可逆的結(jié)合，產(chǎn)生多種效應(yīng)性。其中最重要的效應(yīng)是抑制細(xì)胞間通訊(cellular communication)，解除細(xì)胞生長的接觸抑制，啟動(dòng)細(xì)胞增殖程序,因而失控。進(jìn)展（進(jìn)展（progression)過程過程：良性向惡性逐漸轉(zhuǎn)變的過程。完全致癌物n有些致癌物當(dāng)劑量足夠時(shí)，既有啟動(dòng)作用又具有促癌作用,稱為完全致癌物(complete carcinogen)。四）四）多階段致癌過程中的遺傳學(xué)改變多階段致癌過程中的遺傳學(xué)改變 1、遺傳學(xué)改變、遺傳學(xué)改變致癌物引起細(xì)胞的遺傳學(xué)改變包括基因突變、基因致癌物引起細(xì)胞的遺傳學(xué)改變包括基因突變、基因擴(kuò)增、染色體重排和非整倍性擴(kuò)增、染色體重排和非整倍性。n已經(jīng)觀察到點(diǎn)突變和染色體重排在某些腫瘤中使原癌基因(prooncogene)激活和腫瘤抑制基因(tumour suppressor)失活；n2、非遺傳學(xué)的改變、非遺傳學(xué)的改變有細(xì)胞增殖，基因表達(dá)的改變?nèi)鏒NA甲基化等。五）致癌作用的某些生物學(xué)特征五）致癌作用的某些生物學(xué)特征 1、致癌作用依賴于劑量、致癌作用依賴于劑量大劑量的致癌因素可增加腫大劑量的致癌因素可增加腫瘤發(fā)生，縮短潛伏期瘤發(fā)生，縮短潛伏期 2、致癌作用的表達(dá)需要時(shí)間、致癌作用的表達(dá)需要時(shí)間有一個(gè)最低限度的有一個(gè)最低限度的潛伏潛伏期期 3、致癌作用的癌變細(xì)胞傳代、致癌作用的癌變細(xì)胞傳代暴露于小劑量化學(xué)致癌物的細(xì)胞，經(jīng)過數(shù)代相傳，仍存在著惡性變的的危險(xiǎn) 4、致癌物可被非致癌因子所修飾、致癌物可被非致癌因子所修飾有些物質(zhì)可通過改變化學(xué)致癌物的攝入、分布、代謝或通過靶組織的敏感性，增強(qiáng)致癌作用 5、細(xì)胞增生是細(xì)胞癌變過程的重要階段、細(xì)胞增生是細(xì)胞癌變過程的重要階段誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，也能阻止腫瘤形成 六）致癌性的評(píng)價(jià)方法六）致癌性的評(píng)價(jià)方法1、構(gòu)效關(guān)系分析 找出該系物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)中與致癌性關(guān)系最密切的結(jié)構(gòu)成份，2、短期致癌物篩選試驗(yàn) 3、惡性轉(zhuǎn)化試驗(yàn)揭示體外培養(yǎng)細(xì)胞接觸受試物后，細(xì)胞生長自控能力的喪失 4、哺乳動(dòng)物長期致癌試驗(yàn) 5、哺乳動(dòng)物短期致癌試驗(yàn)、哺乳動(dòng)物短期致癌試驗(yàn) 6、促癌劑的檢測、促癌劑的檢測 三、環(huán)境化學(xué)物的生殖發(fā)育毒性及評(píng)價(jià)三、環(huán)境化學(xué)物的生殖發(fā)育毒性及評(píng)價(jià)生化效應(yīng)生化效應(yīng) 生長因子及其受體的改變生長因子及其受體的改變激素及其受體的改變激素及其受體的改變酶活性的改變酶活性的改變n生物測試與常規(guī)的物理、化學(xué)檢測有何不同？n表示毒性的常用參數(shù)有哪些？能否解釋其含義？n何謂Ames試驗(yàn)？它的原理是什么？在學(xué)習(xí)了本章內(nèi)容之后，請(qǐng)思考以下問題：