致癌物質:它是什麼,它們是什麼?
最近審查:23.04.2024
腫瘤的出現是致癌因素與機體相互作用的結果。根據世界組織(WHO)估計,癌症與環境因素有80-90%相關。致癌物質一直影響人體一生。
造成腫瘤的特定藥物的表現最初起源於職業病理學領域。他們逐漸發展並經歷了重大的演變。最初,在R.Virkhov關於刺激在癌症發展中的作用的觀點期間,各種慢性損傷(包括機械和化學)因素都歸因於它們。但是,自二十世紀初以來。隨著實驗腫瘤學,化學,物理學,病毒學的發展以及系統性流行病學研究的興起,出現了關於致癌劑的明確具體想法。
世界衛生組織專家委員會對致癌物的概念給出了下列定義:“致癌物是能夠引起或加速腫瘤發生的物質,無論其作用機製或作用的特異性程度如何。致癌物是由於它們的物理或化學特性,可能在遺傳儀器的那些對體細胞進行體內平衡控制的那些部分造成不可逆轉的變化或損傷的物質“(WHO,1979)。
現在已經確定腫瘤會引起化學,物理或生物致癌物質。
化學致癌物
在二十世紀初期開始的動物實驗誘導腫瘤的實驗研究開始於各種動物。K. Yamaghiva和K. Ichikawa(K. Yamagiwa和K. Ichikawa,1918年)導致發現了大量各種結構的化學化合物,統稱為致細菌或致癌物質。
這個問題的傑出研究人員之一是E. Kennaway,他在20世紀30年代單挑出來。奔馳(a)芘 - 現在已知的第一種化學環境致癌物。同年,T.吉田和R. Kinosita發現了一組致癌性氨基偶氮化合物,而W. Heuper首先顯示了芳香胺的致癌性。在20世紀50年代。P. Magee和J. Barnes,其次是G. Druckrey等人。揭示了一組致癌性N-亞硝基化合物。同時,顯示了某些金屬的致癌性,揭示了單個天然化合物(黃曲霉毒素)和藥物的致癌性質。這些實驗研究證實了人類腫瘤發生的流行病學觀察結果。
目前,所有已知的化學致癌物根據化學結構分為不同的類別。
- 多環芳烴(PAHs)。
- 芳香族偶氮化合物。
- 芳香族氨基化合物。
- 亞硝基化合物和硝酸鹽。
- 金屬,準金屬和無機鹽。
根據身體作用的性質,化學致癌物分為三組:
- 主要在應用部位引起腫瘤的致癌物;
- 具有遠處選擇性作用的致癌物,在一個或另一個器官中引起腫瘤;
- 多種作用的致癌物質,引發不同形態結構和各器官中腫瘤的發展。
世界衛生組織的專門機構 - 國際癌症研究機構(法國里昂)對致癌因素信息進行綜合和分析。該機構發表的70多卷數據顯示,約有1 000名可疑致癌物質,僅有75種物質,生產危害和其他因素已被證明可導致人類患癌症。最可靠的證據是多年來在許多國家進行的大量人群的流行病學觀察結果,這些結果表明與生產環境中的物質接觸導致惡性腫瘤的形成。然而,人類癌症發生過程中數百種其他物質致癌的證據並非直接的,而是間接的。例如,亞硝胺或苯並(a)芘等化學物質會在許多動物物種中引起癌症。在它們的影響下,在人造環境中培養的正常人類細胞可以變成惡性細胞。儘管這些證據不具有統計學意義的人們觀察數據的支持,但這種化合物的致癌風險是毋庸置疑的。
國際癌症研究機構對所研究致癌性因素進行了詳細分類。按照這種分類,所有化學品分為三類。第一類 - 是這樣的物質,對人類致癌和動物(石棉,苯,聯苯胺,氯化鉻,氯化乙烯等)。第二類是可能的致癌物。此類別中依次細分成子組A(致癌物極有可能發生),提供數百物質,致癌為兩種或更多種(黃曲霉毒素,苯並(a)芘,鈹等人)和子組B的(致癌物質低度可能性的動物),對同種動物(阿黴素,氯酚,鎘等)具有致癌性。第三類是由於缺乏數據而無法分類的致癌物,物質或化合物類群。
這份物質清單是目前最令人信服的國際文件,其中載有關於致癌物質的數據及其對人類致癌風險的證據程度。
無論結構和物理化學性質如何,所有化學致癌物質都有許多共同的作用特徵。首先,所有致癌物的特點是潛伏期長。有必要區分真實的或生物學的和臨床的潛伏期。細胞的惡性不是從與致癌物接觸的那一刻開始的。在體內化學致癌物經歷生物轉化過程,從而導致致癌的代謝物,其中,滲透進入細胞,以使深損傷,固定在其遺傳設備,引起細胞惡性腫瘤的形成。
真正的或生物的潛伏期是在惡性細胞不受控制地增殖之前在體內形成致癌代謝物的一段時間。通常使用臨床潛伏期的概念,這比生物期長很多。它是從臨床檢測腫瘤前從接觸致癌劑開始計算的。
致癌物作用的第二個顯著規律是劑量 - 時效關係:物質單劑量越高,潛伏期越短,腫瘤發生率越高。
致癌物作用的另一個規律特徵是在癌症發展之前的階段性形態學變化。這些階段包括瀰漫性不均勻增生,局灶性增生,良性和惡性腫瘤。
化學致癌物根據其性質分為兩組。絕大多數致癌化合物都有人為起源,它們在環境中的外觀與人類活動有關。目前,已知許多技術操作,其中例如可以形成最常見的致癌物質多環芳烴。這主要是與燃料和其他有機材料的燃燒和熱處理有關的過程。
第二類 - 天然致癌物,與生產或其他人類活動無關。這些包括一些植物(生物鹼)或黴菌(黴菌毒素)的重要活性產物。因此,黃曲霉毒素是寄生在各種食品和飼料上的相應微觀黴菌的代謝產物。
以前認為產生黃曲霉毒素的真菌只在熱帶和亞熱帶國家才是常見的。根據現代的觀點,這些真菌的潛在風險,因此食品的黃曲霉毒素污染幾乎無處不在,除了與寒冷的氣候,如北歐,加拿大等國家。
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物理致癌物
這些包括以下致癌物質:
- 各種類型的電離輻射(X射線,γ射線,原子原子粒子 - 質子,中子,α,β粒子等);
- 紫外線輻射;
- 組織機械損傷。
應當指出的是,即使化學致癌物的發現,在1902年E. Friebe(E. Frieben)之前描述人類皮膚癌,造成X射線,並於1910年喬治。Klunet(J. Clunet)首先在動物身上得到了腫瘤在X射線照射的幫助下。在隨後的幾年,許多放射生物學和腫瘤學,包括國內的努力,發現了致癌效應不僅有不同種類的人工誘導的電離輻射,也自然來源,包括來自太陽的紫外線輻射。
在現代文學中,習慣上只涉及環境的物理致癌劑輻射因素 - 各種類型的電離輻射和太陽的紫外線輻射。
考慮癌變為基本上由啟動,促進和進展的多級過程中發現,電離輻射是在原癌基因的激活,這可能是在癌的早期階段重要的弱誘變劑。同時,電離輻射在抑制腫瘤抑制基因失活方面非常有效,這對於腫瘤的進展非常重要。
生物致癌物
病毒在腫瘤病因學中的作用始於20世紀初。1910年,P.Rous首次在鳥類中將無細胞濾液轉化為腫瘤,並通過腫瘤病毒的存在來解釋這一點,該病毒證實了A.Borrel和甚至更早的作者將病毒作為癌症原因的位置。
現在已知30%的癌症都會引起病毒,包括人類乳頭狀瘤病毒。人乳頭狀瘤病毒定義在宮頸鱗狀細胞癌75%-95%的病例中。在口腔癌,口咽癌,喉癌和鼻腔癌的腫瘤中發現幾種類型的人乳頭瘤病毒。人乳頭瘤病毒16日和18日類型的頭部和頸部,特別是口咽癌(54%)和喉部(38%)的癌症癌變中發揮重要作用。科學家正在研究皰疹病毒與淋巴瘤,卡波西肉瘤,乙肝病毒和丙型肝炎病毒之間的關係。
但是,癌症的發病率比病毒感染的頻率低一個數量級。這表明,對於腫瘤進程的發展,病毒的單一存在是不夠的。也有必要對宿主的免疫系統進行某種細胞改變或改變。因此,在目前的腫瘤學和癌症病毒發展階段,人們應該認為從臨床角度來看,致癌病毒不具傳染性。病毒以及化學和物理致癌物僅作為影響內源致癌基因的外源信號 - 控制細胞分裂和分化的基因。與癌症發展有關的病毒的分子分析已經表明,它們的功能至少部分與調節細胞生長和凋亡的抑制蛋白編碼的改變有關。
從致癌性的角度來看,病毒可以有條件地分為“真正致癌”和“潛在致癌”。首先,無論與細胞相互作用的條件如何,都會導致正常細胞轉化為腫瘤細胞,即 是惡性腫瘤的天然病原體。這些包括含有RNA的致癌病毒。第二組包括含有DNA的病毒,只能在實驗室條件下和非天然的動物,這些病毒的天然載體(“宿主”)中引起細胞轉化和惡性腫瘤的形成。
到了二十世紀六十年代初。LA Zilber最終形式制定virusogeneticheskuyu假說的基本假設是病毒基因組和正常細胞,即物理整合的思想,在受感染細胞的致癌擊中病毒當第一噴射其遺傳物質引入宿主細胞染色體,成為它的一個組成部分 - “基因”或“基因電池”,由此誘導正常細胞轉變成腫瘤。
目前的病毒致癌作用方案如下:
- 病毒進入細胞; 其遺傳物質通過與細胞DNA物理整合固定在細胞中;
- 在病毒基因組中存在特定基因 - 癌基因,其產物直接負責將正常細胞轉化為腫瘤細胞; 整合病毒基因組中的這些基因應該開始與特定RNA和癌蛋白的形成一起發揮作用;
- 癌蛋白 - 癌基因產物 - 以這樣的方式作用於細胞,使其失去對調節其分裂的影響的敏感性,並根據其他表型標誌(形態學,生物化學等)變成腫瘤。