毒理学浓缩版复习纲要.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流毒理学浓缩版复习纲要.精品文档.07级临床一教班、二教班毒理学重点第一章 绪论1经典毒理学和现代毒理学的研究对象经典毒理学（传统毒理学）的研究对象：研究外源化学物对生物体损害作用。现代毒理学：所有外源因素（物理、化学、生物因素）对生物系统的损害作用、生物学机制、安全性评价与危险性评价的学科。2毒理学研究的三个领域：（但是考试的时候不会直接问毒理学研究的是哪三个领域？问法示例：问：工业和环境毒物除考虑对人的影响外，还要研究其对鱼类、鸟类、陆栖动物及植物等的影响这属于哪类毒理学范畴？正选：描述毒理学。）再三追问出题老师后：题目轮廓为根据毒理学实验

2、进行某些外源化学物的剂量设定-正选：属于管理毒理学的范畴。（1）描述毒理学-用以实验动物为受试对象的毒性实验，获得与各种染毒途径相联系的受试物毒性大小、受损系统和器官以及症状发生顺序和恢复过程等资料，可以为安全性评价提供依据，并且为毒作用机制提供线索。（2）机制毒理学-研究外源因素对生物系统损害作用的细胞、生化及分子机制。（3）管理毒理学-根据描述毒理学和机制毒理学的研究资料进行科学决策，以确保化学物、药品及食品进入市场足够安全。3 理论、建设、推测、观点，猜测的肯定性的大小（同老师交流后，没有这道题）4毒理学科未来的发展趋势：（1） 从高度综合到高度分化（2） 从整体动物实验到替代试验-3R

3、原则：优化（refinement）实验方法和技术, 减少（reduction）受试动物的数量和痛苦, 代替（replacement）整体动物实验方法（3） 从阈剂量到基准剂量-阈剂量没有准确值，只可由LOAEL或NOAEL得到近似最大无作用剂量值；且这些测定值受样本含量和组距大小的影响很大。几个参数：LOAEL（观察到有害作用的最小剂量）；NOAEL（未观察到有害作用剂量）BMD（基准计量法）应用于制定非致癌物的可接受水平时比传统方法更准确，推荐替代LOAEL和NOAEL。现用于包括生殖与发育毒性在内的各种危险度评定。（4） 从构效关系到定量构效关系（QSAR）：QSAR是根据药效基因图谱和3

4、D搜索与分子设计，确立了QSAR。这种QSAR研究，包括多个毒性终点以及致突变、致畸和致癌的QSAR研究，为开展环境中大量存在的混合化合物（复合暴露）的危险评定创造条件。（5） 从危险度评定到危险度管理：据描述和机制毒理学的研究资料（危险度评定的依据）进行科学决策，协助政府部门制定卫生标准、制订相关法规条例和管理措施并付诸实施，以确保化学物、药品、食品等进入市场足够安全，达到保护人民群众身心健康的目的。3R法，QSAR法已在4中阐明。毒性、毒效应将在第二章中解析。第二章 毒理学基本概念1毒性：毒性是化学物引起有害作用的固有能力。毒性是物质一种内在的、不变的性质。指化学物质能够造成机体损害的能力

5、。剂量相同时，对机体损害能力越强的化学物质，毒性越高。相对于同一损害指标，需要剂量越小的化学物质，其毒性越大。（必考）2毒效应：化学物对机体健康引起的有害作用称为毒效应。通过毒理学实验观察毒物的毒效应来了解认识毒物的毒性。（必考）3外源化学物：是在人类生活和生产环境中存在、可能与机体接触并进入机体，并呈现一定的生物学作用的化学物质。 4. 损害作用：指影响机体行为的生化改变，功能紊乱或病理损害，或降低对外界环境应激的反应能力。 非损害作用：机体发生的生物学变化在机体适应代偿能力范围之内，机体对其他不利因素的易感性也不增高。 便于理解的例子（fro PTT）：损害作用与非损害作用二者间无严格的界

6、限。比如乙醇诱导肝脏CYP2e1，因后者是多种亚硝胺类致癌物的活化酶，当同时接触亚硝胺时，前者为损害作用（增加机体对亚硝胺致癌作用的易感性），否则为非损害作用。5.毒效应谱毒物接触剂量/时间非损害作用损害作用机体的化学物负荷 亚临床改变 基因突变无病理意义的生理、生化改变 中毒 细胞增殖 死亡 致癌、致畸6毒作用的分类：（一）速发性或迟发型作用： 前者：KCN，H2S，等。后者：典型者如致癌物：B(a)P,石棉，等；潜伏期可长达10-20年。 与毒物吸收、分布及排泄速率不同及是否需要生物活化有关。也与所观察的反应有关，如矽尘引起呼吸道刺激症状为速发型作用，而肺纤维化则为迟发型作用。（二）局部作

7、用和全身作用-局部作用：对暴露部位直接的损害作用 ;全身作用-吸收和分布至靶器官或全身所产生的毒作用。 （三）可逆或不可逆作用-例子ppt 脂肪肝（可逆）肝硬化（不可逆）作用是否可逆，主要取决于受损组织的修复和再生能力(四) 超敏反应-机体对外源化学物的病理性免疫反应。外源性化学物可作为半抗原，与内源性蛋白质分子结合形成完全抗原，刺激免疫反应（五）特异质反应-由于机体遗传物质异常（基因多态性）而发生的对外来化学物的反应；如肌松药琥珀酰胆碱的降解酶是血清胆碱酯酶（ChE），人群中有极少数人缺乏此酶活性。又如：亚硝酸盐高铁血红蛋白NADH高铁血红蛋白还原酶（多态性）7选择性毒性的原因： 该器官的血

8、液供应；存在特殊的酶或生化途径；器官的功能和在体内的解剖位置；对特异性损伤的易感性；对损伤的修复能力；具有特殊的摄入系统；代谢毒物的能力和活化解毒系统平衡；毒物与特殊的生物大分子结合等。 8生物学标志及其分类 外源化学物通过生物学屏障进入组织或体液后对其外源化学物及其生物学后果的测定指标。分为：暴露标志-体内或排泄物中，原型/代谢物/反应产物 (如CO：碳氧血红蛋白；铅中毒：Delta ALA）效应标志-生化，生理，行为等方面。易感性标志-如暴露的化学物有关的代谢酶的多态性（亚硝胺类，CYP2E1;B(a)P, CYP1A1)。目的是发现和保护易感人群。9靶器官-是外源化学物发挥主要毒性效应的

9、器官。 如甲基汞脑，镉肾，CCl4肝。毒效应的强弱取决于毒物在靶器官的浓度，但毒物蓄积的器官未必是靶器官。如铅蓄积于骨，但骨并非靶器官；DDT蓄积于脂肪组织，但不对脂肪组织产生毒作用。 多种因素决定一个毒物的靶器官。10 量反应、质反应、毒物剂量效应关系（详见课件、课本22）（必考）知识点：质反应体现的是有或无的关系；剂量效应关系反应的是各个机体的差异性。如果曲线为水平走势，说明群体差异性很大，如果曲线波动趋势明显，说明群体差异性小。量反应：暴露一定剂量外源化学物后所引起的一个生物个体、器官或组织的生物学改变。（效应）质反应：指暴露某一化学物的群体中出现某种效应的个体在群体中所占比率，一般用百

10、分率或比值表示。如死亡率，肿瘤发生率等。其观察结果以“有”或“无”“异常”或“正常”来表示。（反应）剂效反应关系：反映化学物的毒效应性质；比较不同化学物毒性大小；反映各个体的机体易感性变异度；判断因果关系；安全性评价或危险性评价的依据。量反应与剂量效应关系、质反应与剂量效应关系二者的量-效曲线都可以为S型半对数图，但前者提示毒物的最大效能，后者反映群体对毒物反应的差异。（必考） 11毒理学研究方法:体外实验；体内实验；人体观察；流行病学研究。12毒性参数：LD100-绝对致死剂量，受个体间耐受性差异影响太大。LD50-半数致死剂量 。LD01-最小致死剂量。 LOAEL观察到有害作用的最低水平

11、，指引起某种可观察到的有害改变的最低剂量。NOAEL-未观察到有害作用水平，指未观察到有害作用的最高剂量。ADI-每日容许摄入量。BMD-基本计量法（绪论4.（3）指ED1、ED5或ED10的95%可信限下限值。）（课本P8）13急性毒作用带、慢性毒作用带（P31）毒作用带是化学毒作用特点的参数。急性毒作用带：急性毒作用带（Zac）-LD50/Limac。此值小，说明化学物质从产生轻微损伤到导致急性死亡的剂量效应窄；反之说明引起的急性毒性死亡的危险性小。慢性毒作用带(Zch)- Limac/Limch。此值大，说明从Lmac到Limch之间的剂量范围大，由轻微的慢性毒性实验到较为明显的急性毒性

12、重度之间剂量范围宽，故发生慢性毒性的危险性大。反之，发生慢性毒性的危险性小。第三章 外源化学物在体内的生物转运与生物转化1. ADME-机体对于外源化学物的处置包括吸收（absorption）、分布（distribution）、代谢（metabolism）和排泄（excretion）四过程。又称（ADME过程）每个过程都会受到多种因素影响，进而改变外源化学物在作用部位的存在数量、时间和继发的反应。其中吸收、分布、排泄具有共性，均为外源化学物穿越生物膜的过程，其本身结构性质不发生改变，故称生物转运。而代谢则是外源化学物转化为新的化学物的过程，产物结构形式发生改变，为生物转化过程。2. 外源化学物

13、质通过通过生物膜的方式及其特点，简单扩散影响因素 I 被动转运 ：（1）简单扩散（2）滤过 II特殊转运：（1）主动转运（2）易化扩散3）膜动转运-(a)吞噬作用(b)胞饮作用(c)胞吐作用。转运特点详见（课本P39-40） 简单扩散的影响因素：1）经简单扩散的外源化学物必须有脂溶性。脂水分配系数越大，越易溶解于脂肪，经简单扩散的速度就越快。不过生物膜包含脂相和水相，因此脂溶性极高，全部溶于脂肪的物质，也难以通过简单扩散的方式进行跨膜转运。 （2）外源化学物质的解离状态对生物膜的转运的影响。解离程度越高，极性越大，越难通过生物膜脂相进行扩散。所以，非解离态的外源化学物易于转运。如弱有机酸、弱有

14、机碱。3经胃肠道、呼吸道、皮肤吸收的主要部位，方式，影响因素（一）胃肠道吸收主要部位及方式：以小肠为主，其次是胃。多数是简单扩散，部分物质是主动转运（如左旋多巴、Pt、天冬酰苯丙氨酸甲酯），少数是胞饮、滤过（铬、镉、锰、铅）、吞噬作用吸收。胃肠道吸收影响因素：弱有机酸和弱有机碱，只有分子态才可吸收。所以胃肠道pH起决定作用。胃和十二指肠腔内为酸性环境，利于弱酸如苯甲酸吸收。小肠腔内pH达6以上，利于弱碱性物质（如苯胺）的吸收。胃肠蠕动、排空速度和肠道菌从也对外来化合物的吸收有影响。（二）呼吸道吸收的主要部位：(1)直径 5 微米：沉积于鼻咽部(2)直径在25微米：沉降于气管、支气管区域。被咳出

15、或吞咽进胃肠道(3)直径在1微米以下：可达肺泡并被吸收入血.呼吸道吸收的影响因素：气体和蒸气的吸收主要取决于（1）脂溶性和浓度（简单扩散）。(2)血/气分配系数(mg/L:mg/L)乙烯：0.14，乙醇：1300，苯：6.85(3)肺通气量(4)气溶胶：雾经肺的吸收与气体和蒸气相似(5)烟和粉尘的颗粒直径大小与其到达呼吸道的部位有密切关系。（三）皮肤吸收的方式：（1）穿透-角质层-被动扩散（2）吸收-表皮深部和真皮层-静脉和淋巴皮肤吸收的影响因素：脂溶性较好的物质易吸收，而高脂溶性或高水溶性物质，经皮吸收困难。增加皮肤通透性的因素-酸碱、二甲基亚砜，芥子气等。潮湿皮肤使角质层结合水的能力增加3

16、-5倍，通透性增加2-3倍。皮肤炎性反应也可增加外源化学物的吸收。4贮存库有哪些？答：血浆蛋白、肝脏、肾脏、脂肪组织、骨髓。5生物转化主要反应类型和六大结合反应答：（1）一相反应:包括氧化，还原和水解反应。重点：细胞色素P450酶系，在一相反应中居于首位，分布广泛，以肝细胞内质网微粒体中含量最高。由3种成分构成，即血红蛋白类（细胞色素P450和细胞色素b5）和黄素蛋白（NADPH-细胞色素P450还原酶）、磷脂。（注：P450为催化作用的活性中心）.胞液中的醇脱氢酶和醛脱氢酶与甲醇和乙醇的代谢有关,乙醛脱氢酶具遗传多态性。亚洲人中有大约一半的人因点突变而缺乏此酶活性：红晕综合症。 （2）二相反

17、应：结合作用，是外源化学物原有的或经过一相反应后引入或暴露出的羟基、氨基、羧基、巯基、羰基、和环氧基等与内源性辅助因子之间发生的生物结合反应。二相反应主要在肝脏进行，其次是肾脏，也可在肺、肠、脾脑中进行。 六大结合反应：1、葡萄糖醛酸结合(体内最重要的结合反应)2、硫酸基结合3、谷胱甘肽结合4、甲基化反应5、乙酰化反应6、氨基酸结合生物转化前后毒物水溶性和毒性的变化：多数外源性化学物代谢后毒性降低，少数毒物如氯乙烯和B(a)P本身不直接发生毒效应，而是依赖代谢过程使其成为具有细胞毒性、遗传毒性或致癌性的活性形式（自由基或亲电子剂）。要点记忆：1.多数外源化学物代谢后毒性降低，但少数毒性反而增加

18、，称为代谢活化。如硫磷、氯乙烯、苯丙芘。2.溶解度变化：多数二相反应使外源化学物的水溶性增加，排泄加快，除甲基化或乙酰化反应使结合物水溶性降低。（必考） 6代谢活化和代谢灭活 此知识点须知:一相反应一般为代谢活化，将外源化学物的毒性集团暴露，以便二相反应的进行。在二相反应中的六大结合反应中：(1)硫酸基结合反应-硫酸基转移酶有时使外源性化学物毒性增强活化为细胞毒性和致突变物。（必考）（2）乙酰化作用-多为代谢灭活，但有时为代谢活化。见课本（P58）。老师说此观点过时。其余4种的二相结合反应均为代谢灭活。第四章 1.终毒物概念：是指直接与内源性靶分子（受体、酶、DNA、脂质等）反应或引起机体生物

19、学微环境的改变、导致机体结构和功能紊乱并表现毒物毒性的物质。2.常见的终毒物：亲电子剂、自由基、亲核物、氧化还原性反应物3.亲电子剂的概念：指含有一个缺电子原子的分子，可与亲核物中的富电子原子共享电子对而发生反应。亲核剂概念：对原子核有显著结构上的亲和力4.自由基的概念及其特点（讲课列举的重要的自由基），来源概念：自由基是在其外层轨道中含有一个活多个不成对电子的分子或分子片段。化学物通过接受一个电子、丢失一个电子或共价键均裂而形成自由基。特点：a.具有顺磁性 b.化学性质十分活泼 c.半衰期极短 d.作用半径短来源: a.生物系统产生：胞浆小分子的自氧化；某些胞浆蛋白质；膜酶；过氧化酶体；线粒

20、体电子传递；微粒体（P-450）电子传递；细胞呼吸 b.外源化学物的氧化还原代谢产生重要的自由基：超氧阴离子自由基（02-） 羟基自由基（HO.）：作用极强、寿命极短、作用直径很小，能与任何生物分子起反应5.机体的解毒作用，自由基的清除，超氧阴离子的清除 a. 无功能基团毒物的解毒：两相反应，I相反应：氧化、还原、水解；II相反应：结合b. 亲核物的解毒：亲核功能基团的结合反应 c亲电子剂的解毒：与巯基亲核物谷胱甘肽结合d自由基的解毒：超氧阴离子自由基：SOD羟基自由基：阻止其前体生成过氧亚硝基：谷胱甘肽过氧化物酶还原成亚硝酸盐6. 毒物的靶分子有哪些：所有内源分子都是毒物的潜在靶分子，生物大

21、分子（如核酸和蛋白质），也涉及一些小分子（如膜脂质），但辅酶A和吡哆醛等辅因子则很少被涉及。 7. 毒物与靶分子的反应类型 ：非价结合、共价结合、去氢反应、电子转移、酶促反应8.三种原发性代谢紊乱相互关系 三种原发性代谢紊乱：ATP耗竭、Ca2+蓄积、ROS/RNS生成情况相互影响：a.ATP耗竭使内质网质膜Ca2+泵的燃料丧失，引起胞浆Ca2+升高 b.胞内高钙促进ROS和RNS的形成，而ROS和RNS加剧细胞内高钙 c. ROS和RNS消耗ATP储备9.线粒体损伤后果及其决定方案：坏死和凋亡10.机体损伤修复的机制有哪些及其修复障碍引起的后果损伤修复机制：分子修复、细胞修复、组织修复修复障

22、碍引起的后果：炎症、坏死、纤维化、致癌第五章 毒作用影响因素该章节首先要大线条掌握，还需要理解一些典型例子：比如化学结构、高温高湿、水溶性、 年龄等对毒作用的影响影响毒作用的四大因素：1.化学因素 2.机体因素 3.环境因素 4.联合作用1.化学物质本身的因素对毒作用的影响:化学结构，理化性质，纯度和稳定性。化学结构：a.取代基的影响 苯: 麻醉作用和抑制造血功能。 甲基取代（甲苯、二甲苯)：麻醉作用,抑制造血功能; 氨基取代：形成高铁血红蛋白； 硝基（硝基苯）或卤素（卤代苯）取代：肝毒性; 烷烃：氢被卤素取代，肝毒性增加，且取代愈多，毒性愈大。b. 异构体和立体异构的影响 六六六：六氯环己烷

23、，有七种同分异构体。 -六六六急性毒性强；-六六六致癌性强； 、-六六六兴奋中枢神经系统作用强； 、-六六六则抑制中枢神经系统。 基团的位置：如带两个基团苯环的毒性：对位邻位间位；对氨基酚 分子对称的不对称的； 反应停：S(-)镜像物比R(+)镜像物胚胎毒性更强。c. 同系物的碳原子数和结构理化性质：脂水分配系数 脂水分配系数 大，脂溶性强，易吸收、蓄积、 小，水溶性强，不易透膜吸收，易排泄 同系物中，水溶性越大,毒性愈大 、 砒霜(As2O3)雄黄(As2S3) 一氧化铅金属铅硫酸铅碳酸铅 气态化学物水溶性影响在呼吸道的吸收部位 NH3易溶于水，损害上呼吸道 NO2不易溶解，深入到肺泡，引起

24、肺水肿。 2.机体因素：a.遗传因素：种间差异、个体间差异 b.非遗传因素：健康状况、营养、年龄、性别年龄：生物转运的差异；药物代谢酶系统；神经系统3.环境因素：气象条件、季节及昼夜节律、动物笼养形式、外源化合物的接触特征和赋形剂气象条件： 气温 高温：血管扩张，血液循环和呼吸加快，胃酸分泌减少，多汗，少尿。 气湿 增加机体体温调节负荷 高温高湿：皮肤吸收增加，黏附时间延长 助溶剂： 溶剂或助剂、生物体、化学物之间的相互作用，化学物在溶剂或助剂中的浓度影响毒效应：浓稀 要求所选溶剂或助剂无毒、不与受试化学物发生反应、不影响受试化学物的毒性、受试化学物在溶剂或助剂中稳定。4.联合作用：同时或先后

25、接触两种或两种以上外源化学物对机体产生的总毒性效应。五大联合作用要理解清楚 非交互作用：a.相加作用： 相同的方式，相同的机制，作用于相同的靶标； 简单相似作用（剂量相加） PCB与二恶英，刺激性气体b.独立作用 各化学物毒性效应不同，但互不影响； 总效应是每个化合物的反应的总和 简单不同作用（反应相加） 交互作用：a.协同作用：马拉硫磷与苯硫磷联合染毒，毒性明显增加。 b.加强作用：促癌物，本身不致癌，但能够加强致癌物的致癌效应。苯巴比妥，乙烯雌酚。 c. 拮抗作用：阿托品、氯磷定对有机磷农药第六章 外源化学物的一般毒性作用1. 一般毒性包括哪些，概念：一般毒性作用也称基础毒性，是全身各系统

26、对外源化学物的毒作用反应，与特殊毒性（致畸、致突变、致癌）相对而言。包括：急性毒性、重复剂量毒性、亚慢性毒性、慢性毒性。2.各研究实验的染毒时间急性毒性实验：一次或24小时内多次短期重复剂量实验：28d 亚慢性毒性实验： 90d 慢性毒性：终生3.各研究实验的研究目的急性：a.测定毒物的致死剂量以及其他急性毒性参数，以LD50为主，进行毒性分级。 b.初步评价毒物对机体的毒效应特征、靶器官、剂量-反应（效应）关系 c.为试验研究以及其他毒理试验提供接触剂量设计及观察指标选择依据。 d.提供毒理学机制研究的初步线索。短期重复剂量、亚慢性、慢性：a.观察长期接触受试物的毒性效应谱、毒作用特点和毒作

27、用靶器官。了解其毒性机制。 b.观察长期接触受试物毒性作用的可逆性。 c.研究重复接触受试物毒性作用的剂量反应（效应）关系，确定NOAEL和LOAEL,为制定安全限量提供参考。 d.确定不同动物物种对受试物的毒效应的差异，为将研究结果外推到人提供依据。4.实验设计中：动物选择的大原则及其各实验对动物种属、年龄、性别的要求 急性毒性试验动物选择的原则：a.急性毒性反应与人近似 b.易于饲养、操作方便c.繁殖力较强，数量较大 d.价格较低，易于获得 各实验对动物种属、年龄、性别的要求急性毒性：大鼠；雌雄兼用亚慢性：一般选择两种试验动物：啮齿类、非啮齿类 最好的选择：大鼠和犬；经皮：兔或豚鼠雌雄各半

28、，大鼠6-8周龄5.亚急性、亚慢性慢性实验中：剂量设计及其理想的剂量设计、观察指标3个剂量组 和1个阴性（溶剂）对照组 阴性对照组 低剂量组：NOAEL（未观察到有害剂量） 中剂量组： LOAEL（观察到有害作用的最低剂量） 高剂量组：明显毒性或少量动物死亡（少于10）观察指标：（1）一般观察： （2）实验室检测项目： 血液学指标： 血液生化学指标： （3）系统尸解和病理组织学检查： （4）可逆性观察 （5）指标观察时间 （6）特异性指标及其他6.LD50的毒理学意义和局限性毒理学意义 LD50标准化毒物毒作用强度，评价和比较毒物对机体毒性的大小。 计算药物的治疗指数，药效剂量和毒性剂量的距离

29、。 为后续的重复给药毒理学试验剂量的选择提供参考。 通过比较不同途径的LD50值，获得生物利用度的信息。 试验结果可用来推测人类的致死剂量以及中毒后的体征，为临床毒副反应提供监测参考。LD50的局限性 评价新药或化学物时，LD50值给予有效的信息较少，实用性有限 LD50的波动性很大，影响因素多 LD50受物种差异影响大 消耗动物数量大7.皮肤刺激和眼刺激（什么情况下不需要做皮肤刺激或眼刺激，皮肤刺激=眼刺激？）强酸及强碱性物质可免除眼刺激试验8.重要概念：蓄积毒性、物质蓄积、损伤蓄积、食物利用率、脏器系数 蓄积作用：外源化学物连续地、反复地进入机体，而且吸收速度或总量超过代谢转化排出的速度或

30、总量时，化学物质就有可能在体内逐渐增加并贮留。 当机体反复多次接触化学毒物后，用分析方法在体内测出物质的原型或其代谢产物：物质蓄积 机体内不能测出其原型或代谢产物出现了慢性毒性作用：损伤蓄积 食物利用率：即动物每食入100g饲料所增长的体重克数（g体重 /100g饲料）。可以鉴别动物体重降低是由于进食减少，还是受试物毒作用。 脏器系数：指某个脏器的湿重与单位体重的比值，通常是每100g体重中某脏器所占的质量，表示为脏器质量（g）/体重（100g）。 适用于实质性脏器，增大，病变可能为增生、充血、水肿等；减小，可能发育不良或萎缩等变化。第七章 外源化学物致突变作用1.突变、自发突变、诱发突变，致

31、突变作用，基因库，遗传负荷的概念 突变:遗传结构本身的变化及其引起的变异称为突变。突变实际上是遗传物质的一种可遗传 的变异。 自发突变：在普遍存在的未知因素的作用下，自然条件下发生的改变；发生过程长，频率低，与物种进化有关。 诱发突变：人为地造成地突变；发生过程短，频率高，即可被人类利用，也可能对人类产生危害。致突变作用：外来因素，特别是化学因子引起细胞核中的遗传物质发生改变的能力，而且此种改变可随同细胞分裂过程而传递。基因库：某物种在特定时期的处于生育年龄的群体所含有的基因总和。 遗传负荷：一种物种中每一个携带的可遗传给下一代的有害基因的平均水平。2.突变类型： 基因突变（种类及其后果） a

32、.碱基置换 后果：同义突变、错义突变、无义突变 b.移码突变 后果：致死性突变 染色体畸变（典型类型，与基因突变的区别，从受损程度和是否观察到区分）类型：缺失，重复，倒位，易位 染色体数目的变化（种类）：非整倍体和多倍体 3.突变的机制：以 DNA 为靶（大线条）， 以细胞分裂过程为靶（纺锤体损伤可能的机制）DNA：碱基损伤，DNA链受损细胞分裂：靶位：有丝分裂或减数分裂成分。如纺锤体、微管蛋白、极体、着丝粒等纺锤体损伤可能的机制：与微管蛋白二聚体结合 ;与微管上的巯基结合 ;已组装好的微管的破坏 ;中心粒移动受阻第七章 四突变的后果：生殖细胞突变的后果，体细胞突变的后果 体细胞：癌变生殖细胞

33、：突变可以传给下一代：显性突变-纯合或杂合表型均异常；隐性突变-纯合表型异常；杂合表型正常，为携带者五损伤修复：损伤耐受 修复（哪几种） DNA损伤修复：损伤耐受机制和修复机制。损伤耐受机制-部分修复DNA损伤。修复机制-完全修复，可分为直接修复和切除修复。直接修复针对较小的DNA损伤。切除修复则针对较大范围的损伤。DNA损伤的修复分为-直接修复切除修复-核苷酸切除修复;碱基切除修复错配修复 ；双链断裂修复； 交联修复；呼救性修复（SOS repair）六评价：遗传学终点（哪些） ，成组配套的原则，Ames试验原理，微核的形成及其微核实验的遗传学终点1.遗传学终点:（书本）将致突变试验的观察终

34、点称为遗传学终点（课件）试验观察到的项目反映的各种事件的统称遗传学终点有4点：1）DNA碱基序列改变；(基因突变）2）染色体完整性改变；（染色体畸变）3）染色体分离改变（染色体组的畸变）4）DNA的原始损伤2.成套项目选择原则1）同时反映基因突变、染色体畸变、染色体分离异常及原发性DNA损伤等每一类型的遗传学终点2）物种：动物、细胞；原核生物、真核细胞；细菌、动物细胞、人体细胞3）体内、体外试验配合4）体细胞、生殖细胞3.细菌回复突变试验(Ames试验)鼠伤寒沙门氏菌原养型 正向突变 组氨酸营养缺陷型突变株(his+) 回复突变 (his-)受试物4.微核实验微核试验(Micronucleus

35、 test，MNT)目的：是观察受试物能否产生微核的试验。检出DNA断裂剂和非整倍体诱变剂。原理：染色体或染色单体的无着丝点断片或纺锤丝受损伤而丢失的整个染色体，在细胞分裂后期遗留在细胞质中，末期之后，单独形成一个或几个规则的次核，比主核小，故称微核。光学显微镜下可见。微核来源有二：断片或无着丝粒染色体在细胞分裂后期不能定向移动，而遗留在细胞质中；有丝分裂毒物的作用使个别染色体或带着丝粒的染色体环和断片在细胞分裂后期被留在细胞质中。第八章 外源化学物致癌作用一.化学致癌中的“癌”，发生原因中环境因素和化学致癌中的“癌” ，发生原因中环境因素、化学因素的重要性 化学致癌作用(chemical c

36、arcinogenesis)：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“癌”包括良性和恶性肿瘤。在引起肿瘤发生的原因中有80来自环境因素，人类肿瘤90%与环境因素有关，环境因素包括化学因素、物理因素、生物因素（病毒）等，而其中最主要的是化学因素。二.化学致癌三阶段，各个阶段的特点 1.引发阶段-启动阶段，第一步骤，化学致癌物对靶细胞DNA产生损伤作用经细胞分裂增固定下成为突变细胞特点：化学致癌物不可逆地将正常细胞肿瘤细胞起始步骤引发剂或启动剂 相对迅速的过程2. 促长阶段-第二阶段，促进引发形成肿瘤细胞分裂生长特点：促癌物的作用长期、慢性引发物和促癌物单独作用均不能引起肿瘤

37、引发必须发生在促长之前引发作用是不可逆改变，促长在早期阶段促长剂：具有促长作用的化学物质，称为促长剂。最经典的促癌剂是佛波酯，它通过激活蛋白激酶刺激细胞增生而起作用。3.进展阶段-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标志：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引发 促长 进展1.不可逆性 1.在基因表达和细胞水平上有可逆性 1.不可逆性2.经引发的“干细胞”在形态 2.持续给以促长剂才可维持促长细胞 2.核型不稳定性导致细胞基学上无法识别 群 因组结构的形态学改变 3.对外源性化学物及其他化学 3.对衰老、饮食和激素因子敏感 3

38、.在进展阶段早期，已改变因子敏感 的细胞对环境因子敏感4.引发细胞可能自发（内源性） 4.内源性促长剂可起“自发”促长作用 4.在进展阶段可以观察到良 启动 性或恶性肿瘤5.需经细胞分裂“固定突变” 5.剂量-反应关系显示有可测量阈值和最 5.进展剂使已促长的细胞进大作用 入此期6.剂量-反应关系良好，但很难 6.已能否有效地扩大引发细胞群来确定促确定阈值 长剂的相对强度7.引发剂的强度以经一定的促长阶段后发生的癌前病变来定量三. 化学致癌机制：突变学说和非致癌机制（大线条）体细胞突变学说的证据 体细胞突变学说研究证据（P163）1.DNA加合物诱导基因突变2.大多数致癌物在致突变实验中(+)

39、3. DNA修复缺陷4.染色体畸变/基因组不稳定性5.肿瘤细胞来源于单细胞克隆6.癌基因突变,抑癌基因突变或缺失非突变致癌机制（P164）1.表观遗传调控失常2.细胞增生异常3.免疫抑制4.内分泌激素失衡5.过氧化酶增殖剂激活受体四.化学致癌的分子事件（大线条） 基因突变端粒调控与细胞永生化 -“端粒假说”细胞周期调控紊乱-重要因子功能障碍细胞凋亡-干扰正常调亡过程五.化学致癌物的分类：依据动物和人群的资料 大线条 依据致癌机制：大线条 依据对人类和动物致癌作用：IARC（International Agency for Research on Cancer 国际癌症研究所）组1：对人类是致癌

40、物 对人类致癌性证据充分组2：对人类是很可能或可能致癌物2A，对人类很可能是致癌物，对人类致癌性证据有限，对实验动物致癌性证据充分2B，对人类是可能致癌物，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组3：现有的证据不能对人类致癌性进行分类组4：对人类可能是非致癌物美国EPA的分类方法：A, B1, B2, C, D, E依据致癌机制：1.遗传毒性致癌物：进入细胞后与DNA共价结合，引起机体遗传物质改变，导致癌变的化学物质。遗传毒理学试验可检测该类致癌物。1）直接致癌物（Direct carcinogen）本身具有直接致癌作用，在体内不

41、需要代谢活化即可致癌：各种烷化剂（多为亲电子反应物），内酯类，烯化环氧化物，活性卤代烃类等2）简接致癌物（Indirect carcinogen）本身并不直接致癌，必须在体内经代谢转化，其所形成的代谢产物才具致癌作用：多环芳烃、芳香胺类化合物等3）无机致癌物（Inorganic carcinogen）可能是亲电子剂，或通过选择性改变DNA复制保真性，导致DNA改变：镍、铬、镉、钛、砷等2.表观遗传毒性致癌物：不作用于机体遗传物质的化学致癌物1）促长剂 增强致癌物的致癌作用 如佛波酯及其衍生物、苯巴比妥等2）内分泌调控剂 改变内分泌系统平衡及细胞正常分化，起促长剂作用 如乙烯雌酚、雌二醇、硫脲3

42、）免疫抑制剂 对病毒诱导的恶性转化起增强作用，如嘌呤同型物4）细胞毒剂 引起细胞死亡，导致细胞增殖活跃及癌发展如次氮基三乙酸及氯仿5）过氧化物酶体增殖剂 导致细胞内氧自由基过量生成如氯贝丁酯，邻苯二甲酸乙基己酯6）固态物质 可能涉及细胞毒性 如塑料、石棉等3. 未分类 如二噁烷、美舍吡伦助致癌物：不具有引发作用和促长作用，但促进引发作用和增强促长作用如乙醇、二氧化硫六.化学致癌的评价：确定致癌的基本方法（短期实验（初筛），哺乳动物致癌实验，流行病学资料），初筛需要哪些实验，长期致癌实验：动物种属、年龄，性别、数量、剂量设计 染毒时间，观察指标（一）化学致癌物筛查的基本方法：人群流行病学调查、动

43、物试验结果是评价化学物致癌危险性的两类主要证据。但是艰巨、耗时、复杂。目前通常先进行化学物构效分析、致突变组合试验、细胞恶性转化试验等对化学物的致癌性进行初步的筛查。定量构效关系（QSAR）：利用理论计算和统计分析工具来研究化合物结构与其生物学效应之间的定量关系，从有害物质的化学结构特点来评估化合物潜在的致癌危险性 (二)哺乳动物致癌实验1.哺乳动物短期致癌试验短期，非终生，靶器官为单个，发展迅速常用试验：小鼠肺肿瘤诱发试验，小鼠皮肤肿瘤诱发试验，雌性大鼠乳腺癌诱发试验和大鼠肝转变灶试验方法：给予受试物后，多次持续给予促长剂，在20-30周左右观察局部(如肺、肝、皮肤和乳腺等)组织有无肿瘤意义：阳性结果意义与长期动物致癌试验相当；阴性的意义较差（试验期短，检查器官有限）2.哺乳动物长期致癌试验经典方法，哺乳动物终生试验与化学致癌的长期性特点一致，易于控制条件大鼠致癌试验，试验期为2年，相当于人类大半生的时间局限性：结果外推至