化學污染物致癌初探

摘 要:癌癥是嚴重威脅人類健康的一大疾病，引起癌癥的原因絕大部分是化學物質。為了進一步增進人們對于化學致癌物的了解，增強人們的抗癌意識，對其有效預防，減少癌癥的發病率，提高全民的健康素質，本文通過對環境化學致癌物的來源、特征和致癌過程來探討致癌的機理。

關鍵詞:化學致癌物;代謝活化;致癌

中圖分類號:R730.2 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2012) 12-0138-02

近年來，工業迅速發展，環境污染日益嚴重，癌癥的發病率和死亡率正逐漸的上升。癌癥與腦血管疾病、心臟病一起成為人類死亡的三大主要疾病。在環境醫學中，環境致癌物是指人類或哺乳動物的機體內誘發腫瘤的物質。環境致癌物可分為化學的、物理的和生物的三類。其中以化學致癌物的種類最多，影響面最廣，危害性最大。誘發腫瘤都具有一定的潛伏期，開始不易被查覺。其潛伏期一般為20年左右，長則可達40年-50年，短則1年-2年。據估計，人類的腫瘤有80%-85%與化學致癌有關。這些年，癌癥的發病率和死亡率急劇上升，預防和提高癌癥患者的質量生活是反復出現的主題。因此化學污染物質越來越引起人們的關注。

一、化學致癌物

日常生活中和自然界廣泛存在著化學致癌物質。化學致癌物是指能引起人類或者動物腫瘤、增加其發病率或死亡率的化合物。人類癌癥80%-90%與化學致癌物有關。現在已知天然的和人工合成的誘發癌癥的化學物質已有一千多種，常見的有以下幾種:

1.多環性碳氫化合物(煤焦油、瀝青、粗石蠟、雜酚油、蒽油)，這些物質含有3，4-苯并芘。此外，煙草中也大量存在此致癌物質。

2.染料(偶氮染料、乙苯胺、聯苯胺等)。

3.亞硝胺類化合物(亞硝酰胺和亞硝胺)。亞硝胺近30年來備受人們關注。它主要通過細菌作用，在人體內合成，是消化系統內重要的致癌物質。自然界存在的數量較少。

4.其它無機物。砷、鉻、鎳等及其化合物，以及石棉均有致癌作用。化學致癌物的類型很多，其來源也很廣泛。主要有以下幾個方面:

(1)大氣、水體環境污染(機動車輛排放的尾氣、工業廢氣中的多環芳烴類，如二硝苯芘、3，4-苯并芘)。此外，化學致癌物還包括廢水中的鎳、焦油、鉻、鎘、亞硝胺類化合物污水等。

(2)食物攝取。食物中的亞硝胺類化合物、添加劑等具有促癌或致癌作用，食物與腫瘤有極為密切的關系。

(3)職業接觸。在生產環境中，可以接觸許多種化學物質，其中有些是致癌的，由于工人長期接觸，在其體內積淀較高的濃度，可致職業性癌。

(4)藥物。某些藥物有致癌作用。比如長期服用復方氨基比林、復方阿司匹林等，腎盂癌和膀胱癌的發病率可以高到9.5%。

二、化學致癌物的特征及其代謝活化

(一)化學致癌物的特征

化學致癌物第一個顯著特點是遺傳毒性，即皆為親電子劑。是指分子結構中有正碳原子等親電子基團的一類化合物。而人體細胞中的大分子化合物都具有親核基團，即富含電子的部位，易與化學致癌物結合。RNA、DNA和蛋白質等大分子有機化合物的親核基團就是化學致癌物結合的位置。第二個特征就是潛伏期長，化學致癌物在生物體內，很難發生化學降解，潛伏期一般為20年左右，長的可達40-50年。

(二)化學致癌物的代謝活化

化學致癌物進入機體內部，發生一相反應和二相反應。一相反應包括:氧化反應、還原反應和水解反應。二相反應包括與谷胱甘肽反應、與葡萄糖醛酸結合和與硫酸結合三種反應。反應類型固然有多種，但是以氧化過程為主，可以在多種器官、組織中進行，具有組織器官特異性，以肝臟為主，形成的終致癌物具有親電性，能與DNA結合，造成DNA損傷，引起突變，誘發腫瘤。以二甲基亞硝胺為例，如圖1。

從圖1可以看出，二甲基亞硝胺在色素細胞P450酶的催化下，脫亞硝基代謝反應生成醛和胺，繼而再通過脫甲基代謝反應，生成終致癌物甲基碳離子，通過混合功能氧化酶催化氧化成活性中間產物N-亞硝基-N-羥甲基甲胺，再經過幾步化學反應失去甲醛，最后產生活潑的親電甲基正碳離子CH+3，而與DNA堿基中富電氮(或氧)原子相結合，使之烷基化，致DNA基因突變。

三、化學致癌物化學致癌過程

化學致癌物的化學致癌機理盡管非常復雜，我們需要按致癌過程分為以下三個階段:

(一)引發階段

化學致癌物與機體靶細胞DNA反應，對其產生損傷作用經細胞分裂增殖固定下引起基因突變，成為突變細胞，導致遺傳密碼改變。這個過程是化學致癌物不可逆轉變為腫瘤細胞的步驟。大部分環境致癌物都是間接致癌物，需要通過機體代謝活化，經近致癌物至終致癌物，由終致癌物引發。倘若細胞中原有修復機制對DNA損傷不能修復或修復力度不夠，正常細胞將會轉變為突變細胞。

(二)促長階段

這一階段是促進引發形成腫瘤細胞分裂生長的作用階段，主要是突變細胞改變了遺傳信息的表達，增殖成為腫瘤，其中惡性腫瘤還會向機體其他部位擴展。基于苯并(a)芘、二甲苯并(a)蒽和二苯并(a，h)蒽這三種強致癌物，有學者分別以亞致癌劑量涂抹小鼠皮膚一次，20周后不發生腫瘤或很少發生。但如在相同劑量致癌物使用后再用通常不致癌的巴豆油涂抹同一部位(每周2次，共20周)，則分別有37.5%、58.0%和29.5%

發生皮膚癌，但是單獨使用或在給予致癌物之前使用巴豆油都不引起腫瘤形成。引發劑在使用很長一段時間后，再使用促癌劑，結果仍能引發腫瘤的形成。這一系列實驗說明兩個問題:(1)促長階段必須依靠引發階段來完成，引發作用是不可逆的。(2)適時停止或延長促癌劑的使用，都不能引起腫瘤，這說明促癌作用是可逆的。如圖2所示。

從上面的圖例可以看出，圖(1)和圖(2)由此說明引發物和促癌物單獨作用均不能引起腫瘤。圖(3)說明如果引發發生在促長過程之后，也不會引起癌變。而圖(4)與圖(3)剛好相反，引發發生在促長過程之前，能夠引發癌變的。因而說明引發必須發生在促長之前。圖(5)說明細胞中原有修復機制對DNA損傷修復程度不夠，可能引發致癌。圖(6)細胞中原有修復力度大，能夠抑制細胞癌變。

(三)進展階段

進展階段是指從促長階段產生的細胞群(癌前病變、良性腫瘤)轉變成惡性腫瘤的過程。進展階段的主要特點有:(1)自主性和異質性增加;(2)腫瘤獲得生長、侵襲和轉移能力;(3)由于進展階段核型的不穩定，導致細胞基因組結構的形態學改變和不可逆。

四、結語

環境污染是造成癌癥形成的主要原因，環境受到嚴重破壞后，化學污染物的種類逐漸增多，濃度逐漸增大，這些促癌物在與人們長期的接觸過程中，體內累積的濃度會越來越高，從而觸發腫瘤的機會必定增加，癌癥也就成為高發的病癥了。然而化學致癌是有條件的，腫瘤細胞存在大量的基因突變和染色體畸變，容易引起原癌基因的活化和腫瘤抑制基因的滅活，導致正常細胞周期和凋亡的失控。通過本文分析，可以通過增強細胞對DNA的修復功能，使DNA結構恢復原樣，重新能執行它原來的功能。從這方面來說，對于癌癥的治療研究有著重要意義。

參考文獻:

[1]中國大百科全書編委會.中國大百科全書(環境科學)[M].北京:中國大百科全書出版社，1983

[2]林承志.化學致癌與化學致癌物[J].遼寧教育學院學報，1997，9:42-44

[3]戴樹桂.環境化學[M].北京:高等教育出版社，1995

[4]趙玫.趙清正，等.致癌劑DEN促癌劑巴豆油對大鼠肝α1抑制因子3基因表達的影響[J].中國生物化學與分子生物學報，1992，6:730-734

[作者簡介]金寧通(1984-)，男，貴州江口人，任職于銅仁職業技術學院工程技術系，助教，從事環境專業教學工作。