化学毒物致突变作用的研究方法

1. 举例说明化学致癌物致癌的成因和作用机制。

化学致癌物按照作用机理可分为能引起正常细胞发生癌变的引发剂（或称始发剂）和可使已经癌变细胞不断增殖而形成可见瘤块的促长剂。有些化学物质同时具有引发作用和促长作用，称为完全致癌物，致癌作用较强的化学物质大多是完全致癌物。仅具有引发作用而不具有促长作用的引发剂称为不完全致癌物。较为常见而重要的促长剂有巴豆油中的巴豆醇二酯、苯酚、胆汁酸、某些色氨酸代谢物以及糖精等。
有些化学物质既非引发剂，也非促长剂，本身并不致癌，但能增强引发剂和促长剂的作用，即能加速致癌作用的过程，此种物质称为助致癌物。比较常见的助致癌物有二氧化硫、乙醇、儿茶酚、芘和十二烷等。具有促长作用的巴豆醇二酯同时也是一种助致癌物。助致癌物与促长剂不同。促长剂只能促进已发生癌变细胞的增殖，对引发剂并无影响；而助致癌物对与其同时接触机体引发剂和促长剂都具有增强促进作用。严格说来，助致癌物并非致癌物，但致癌物往往是在助致癌物协同作用下诱发肿瘤。在鉴定化学物质的致癌作用和评定它们对机体的危害时，应充分考虑各种助致癌物的作用。
有些化学致癌物直接有致癌作用，在机体内不经过生物转化即可致癌，称为直接致癌物。有些化学致癌物本身并不直接致癌，在体内经过生物转化，所形成的衍生物具有致癌作用的，称为间接致癌物，其转化过程称为致癌物的代谢活化。已知化学致癌物大多是间接致癌物。
直接致癌物和间接致癌物形成的具有致癌作用的衍生物统称为终致癌物。必须经过代谢活化才具有致癌作用的间接致癌物则称为前致癌物。前致癌物代谢活化所形成的一系列中间代谢物中，有的已具有一定的致癌作用，但还不是终致癌物，此种物质则称为近致癌物或半致癌物。
致癌物按照对人类和哺乳动物致癌作用的不同，可分为确证致癌物、怀疑致癌物和潜在致癌物。确证致癌物通过动物实验和人群流行病学调查都已确认具有致癌作用。怀疑致癌物在动物，而且在多种动物，特别是在与人类血缘较近的灵长类动物机体上呈现致癌作用，但在人类仅有个别致癌临床报告，在人群流行病学调查中尚未能证实。潜在致癌物对动物致癌，但无任何资料表明对人类具致癌作用，只是对人类有致癌可能性。
世界卫生组织所属国际癌症研究机构(IARC)自1971年开始，将各国有关化学致癌物资料汇编成书，到1980年已出版25卷。书中报告有 140余种化学物质经鉴定对动物有致癌作用。经流行病学调查确认，其中仅有21种[如苯并(a)芘和某些亚硝基化合物等]对人致癌,另有18种被怀疑对人有致癌作用。
国际癌症研究所(IARC)对已进行致癌研究的化学物分为四类：1类，对人致癌性证据充分；2类，A组对人致癌性证据有限，但对动物致癌性证据充分，B组人致癌性证据有限，对动物致癌性证据也不充分；3类，现有证据未能对人类致癌性进行分级评价；4类，对人可能是非致癌物。
自1981年起， Weisburger和Williams等主要按照致癌物的作用特点提出致癌物的分类表，以后又多次修改该表。现在认为致癌物可分为三大类 。
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遗传毒性致癌物
大部分“经典”的有机致癌物基本上属于这一大类。
(1)直接致癌物 其化学结构的固有特性是不需要代谢活化即具有亲电子活性（有极少例外），能与亲核分子(包括DNA)共价结合形成加合物(adct)。这类物质绝大多数是合成的有机物，包括有：内酯类（如β-丙烯内酯，丙烷磺内酯和a,β-不饱和六环丙酯类）；烯化环氧化物（如1,2,3,4-丁二烯环氧化物）；亚胶类；硫酸类酯；芥子气和氮芥等；活性卤代烃类（如双氯甲醚、苄基氯、甲基碘和二甲氨基甲酰氯），其中双氯甲醇的高级卤代烃同系物随着烷基的碳原子增多，致癌活性下降。除前述烷化剂外，一些铂的配位络合物(如二氯二氨基铂,二氯(吡咯烷)铂，以及二氧-1、2-二氨基环己烷铂)也有直接致癌活性，通常其顺式异构体的活性较反式异构体高。
(2)间接致癌物 这类致癌物往往不能在接触的局部致癌，而在其发生代谢活化的组织中致癌。前致癌物可分为天然和人工合成两大类。人工合成的包括有：多环或杂环芳烃〔如苯并(a)芘、苯并(a)蒽、3-甲基胆蒽、7,12-H甲苯并(a)蒽、二苯并(a,h)蒽等〕；单环芳香胺（如邻甲苯胺、邻茴香胺）；双环或多环芳香胺（如2-萘胺、联苯胺等）；喹啉（如苯并（g）喹啉等）；硝基呋喃；偶氮化合物(如二甲氨基偶氮苯等)；链状或环状亚硝胺类几乎都致癌。但随着烷基的不同,作用的靶器官也不同；烷基肼中二甲肼可致癌，肼本身有弱致癌力；甲醛和乙醛；氨基甲酸酯类中的乙酸、丙酯和丁酯均致癌，其中，以氨基甲酸乙酯(乌拉坦，亦称脲烷)致癌能力最强，卤代烃中的氯乙烯的致肝癌作用在近年受到广泛注意。其特点是诱发肝血管肉瘤。
天然物质及其加工产物在国际抗癌联盟(IARC)1978年公布的34种人类致癌物中占5种，取黄曲霉毒素、环孢素A、烟草和烟气、槟榔及酒精性饮料。
黄曲霉毒素B1已是最强烈的致癌物之一，黄曲霉毒素G1的致癌能力低得多。黄曲霉毒素B2和G2本身不致癌，但认为B2可在体内经生物转化小部分成为B1，故也有一定致癌能力。黄曲霉毒素B1对人和各种实验动物除小鼠外都能诱发肝癌，在特殊条件下仍可诱发肾癌和结肠癌。小鼠不易感可能是 GSH转移酶的活力水平较高，能有效地解毒。
一些毒菌的产物，如环孢素A、阿霉素、道诺霉素、更生霉素也是前致癌物。这些物质常作为药物使用。烟草即使未经燃烧和热解也会含有亚硝基去甲菸碱等致癌物。烟草的烟气中更含有多种致癌物，如多环芳烃、杂环化合物、酚类衍生物等致癌物。烟草的烟气中还含有大量促癌物，这就是提倡戒烟的原因之一。嚼食烟叶和使用鼻烟时所含的亚硝胺能诱发口腔癌和上呼吸道癌。槟榔中的槟榔碱可形成亚硝胺，口嚼槟榔使口腔癌和上消化道发癌率和死亡率增高。
（3）无机致癌物 钴、镭、氡可能由于其放射性而致癌。镍、铬、铅、铍及其某些盐类均可在一定条件下致癌，其中镍和钛的致癌性最强。
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非遗传毒性致癌物
指根据目前的试验证明不能与DNA发生反应的致癌物。
（1）促癌剂 虽然促癌剂单独不致癌，却可促进亚致癌剂量的致癌物与机体接触启动后致癌，所以认为促癌作用是致癌作用的必要条件。
TPA是二阶段小鼠皮肤癌诱发试验中的典型促癌剂，在体外多种细胞系统中有促癌作用。苯巴比妥对大鼠或小鼠的肝癌发生有促癌作用。色氨酸及其代谢产物和糖精对膀胱癌也有促癌作用。近年来广泛使用丁基羟甲苯(butylated hydroxy-toluene, BHT)作为诱发小鼠肺肿瘤的促癌剂，对肝细胞腺瘤和膀胱癌也有促癌作用。DDT、多卤联苯、氯丹、TCDD是肝癌促进剂。
值得注意地是, 可能是由于对代谢酶的诱导作用，解毒过程特别是结合反应增强，有些促癌剂当与启动剂同时摄入时, 则可能减少肿瘤发生，如苯巴比妥、DDT和BHT等。但发现它们起助癌剂的作用。
（2）细胞毒物 最老的理论认为慢性刺激可以致癌，目前认为导致细胞死亡的物质可引起代偿性增生，以致发生肿瘤。其确切机理尚不清楚，但可能涉及机体对环境有害因素致癌作用的易感性增高。一些氯代烃类促癌剂作用机理可能与细胞毒性作用有关。
氮川三乙酸（nitrilotriacetic acid, NTA）可致大鼠和小鼠肾癌和膀胱癌，初步发现其作用机理是将血液中的锌带入肾小管超滤液，并被肾小管上皮重吸收。由于锌对这些细胞具有毒性，可造成损伤并导致细胞死亡，结果是引起增生和肾肿瘤形成。 在尿液中NTA还与钙络合，使钙由肾盂和膀胱的移行上皮渗出，以致刺激细胞增殖，并形成肿瘤。
（3）激素 40年前就发现雌性激素可引起动物肿瘤。以后发现多数干扰内分泌器官功能的物质可使这些器官的肿瘤增多。雌激素的致癌机理尚不清楚，但很可能与促癌作用有关；一般认为需要长期在体内维持高水平激素才能在内分泌敏感器官中诱发肿瘤。
孕妇使用人工合成的雌激素（已烯雌酚，DES）保胎时，可能使青春期女子发生阴道透明细胞癌。其机理相当复杂。
（4）免疫抑制剂 免疫抑制过程从多方面影响肿瘤形成。硫唑嘌呤、6-巯基嘌呤等免疫抑制剂或免疫血清均能使动物和人发生白血病或淋巴瘤，但很少发生实体肿瘤。环孢素A是近年器官移植中使用的免疫抑制剂，曾认为不致癌。但现已查明，使用过该药患者的淋巴瘤的发生率增高。
（5）固态物质 啮齿动物皮下包埋塑料后，经过较长的潜伏期，可导致肉瘤形成。其化学成分并不重要，只要是薄片，即使是金属也和各种塑料同样可导致肿瘤形成。关键是大小和形状，而且光滑者比粗糙者更有效，有孔的比无孔的效果差。其作用机理可能是固态物质可对上皮成纤维细胞增殖提供基底。石棉和其他矿物粉尘，如铀矿或赤铁矿粉尘，可增强吸烟致肺癌的作用。
（6）过氧化物酶体增生剂 具有使啮齿动物肝脏中的过氧化物酶体增生的各种物质都可诱发肝肿瘤。已发现的过氧化物酶体增生剂有, 降血脂药物安妥明(对氯苯氧异丁酸乙酯 Clofribate)、降脂异丙酯(fenofibrate)、 gemfibrate、哌磺氯苯酸(tibric acid)、增塑剂二-(2-乙基己基)苯二甲酸酯和有机溶剂1,l,2-三氯乙烯。安妥明和二(2-乙基巴基)苯二甲酸酯对肝肿瘤有促进作用，但不能以促癌作用来概括这类物质的致癌机理。目前认为，肝过氧化物酶体及H202增多，可导致活性氧增多，发生信号转导作用，造成 DNA损伤并启动致癌过程。
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未确定遗传毒性致癌物
前已述及某些卤代烃类为遗传毒性致癌剂，另一些为促癌剂。还有一些则致癌方式尚未完全阐明，例如四氯化碳、氯仿、某些多氯烷烃和烯烃等。这些物质在致突变试验中为阴性或可疑，体内和体外研究又未显示出能转化为活性亲电子性代谢产物。硫脲、硫乙酰胺、硫脲嘧啶和相似的硫酰胺类都有致癌性。靶器官是甲状腺，有时可为肝脏。噻吡二胺(methapyrine)这种抗组织胺药物曾在美国广泛用作催眠药，后来发现能诱发大鼠肝癌。
此外，有些学者和研究机构还将致癌物分为确认致癌物(proved carcinogen)、可疑致癌物(suspected carcinogen)、潜在致癌物(potential carcinogen)。此外还有按化学结构分类，如烷化类、多环芳烃类、亚硝胺类、植物毒素类和金属类等。
一级致癌物
一级致癌物有四种：黄曲霉素、亚硝胺、二恶英、尼古丁。
注：有时亚硝酸钠等亚硝酸盐（－NO2、含“偶氮基（N＝N）”的有机物等也可以认为是一级致癌物。
一级致癌物的来源
黄曲霉素：来自烂花生、花生油、玉米、大米、棉籽中最为常见
亚硝胺：来自腐烂的粮食、蔬菜、鱼肉、蛋奶
二恶英：来自焦油、沥青（所以不要去刚铺好的马路）、塑料燃烧（危害巨大）
尼古丁：来自烟草
亚硝酸钠：来自工业盐、刚腌的腌菜
偶氮基：例如假猪肉等

2. 什么是农药的致突变作用呢

农药的致突变作用是指农药损伤生物遗传物质造成不可逆诱变的作用。这种诱变如发生在体细胞上则影响个体本身，如发生在生殖细胞上则可遗传给下一代。化学物（包括农药）诱发突变的机理还未完全阐明，因为脱氧核糖核酸(DNA)复制和基因表达的每一阶段都可能受到化学物的直接或间接的影响。

农药的“三致”作用指的致畸、致突变和致癌。致畸是指农药干扰胚胎或胎儿的正常生长发育，造成器官形态结构的异常而形成畸胎或畸形儿的毒性。广义的致畸还应包括生理功能或精神活动的发育缺陷，为了保护下一代的身心健康，妇女在孕期、哺乳期应避免接触具有致畸作用的农药。致突变是指农药损伤生物遗传物质造成不可逆诱变的作用。这种诱变如发生在体细胞则影响个体本身，如发生在生殖细胞则可遗传给下一代。化学物(包括农药)诱发突变的机理还未完全阐明，因为脱痒核糖核酸(DNA)复制和基因表达的每一阶段都可能受到化学物的直接或间接的影响。致癌是指农药能引起人或动物发生恶性肿瘤的作用，可表现为发癌率增高、发癌时间缩短，或两者均有。由于加强了农药的毒理安全性评价研究，目前使用的农药品种基本上不存在“三致致突变作用(mutagenesis):污染物或其他环境因素引起生物体细胞遗传信息发生突然改变的作用。这种变化的遗传信息或遗传物质在细胞分裂繁殖过程中能够传递给子代细胞，使其具有新的遗传特性。具有这种致突变作用的物质，称为致突变物(或称诱变剂)。

3. 毒理学试验方法有哪些

现代毒理学的研究方法，由于其本身包括众多的分支学科，分别在相应的学科领域里建立了自己的研究方法，现归纳为两大类。(一)实验研究(微观研究)动物实验的方法仍是现代毒理学实验的重要方法之一，传统的毒理学通过整体动物实验已为人类提供了大量的以剂量-效应(反应)为主的数据库，结合人群接触水平对许多化学物质进行了安全性(危险度)评价。
由于外源物的数量巨大，整体动物实验需要消耗大量的时间和经费，也不能满足数以万计的外源化学物质的毒性评价要求，另一方面为了保护动物，尽量减少动物的使用，所以由过去以整体动物试验占主导地位的观念，转向以体外试验为主导地位的趋势。但也需指出，体外试验的发展并不排斥整体实验的重要性，两者相互补充，互为验证才能为科学研究提供可靠数据，随着生命科学的发展，分子生物学的理论及技术被引入现代毒理学，近年来在分子水平上建立了许多新方法。

1．体内试验
哺乳动物体内试验，也称整体动物实验，一般包括：急性毒性试验、亚急性毒性试验、亚慢性毒性试验及慢性毒性试验。还有特殊毒性实验，如哺乳动物致突变试验、致畸试验、致癌试验。以上试验在毒理学中统称“三性”和“三致”试验。

常用的试验动物：大鼠、小鼠、豚鼠、地鼠、家兔、狗、猴等。检测环境污染物的毒性试验，常选用鱼、蚤类或其他水生生物。还可用鸟类、昆虫进行试验。
近年来为了从分子水平探讨致突、致癌机制，转基因动物已开始在毒理学试验中应用。
转基因动物是一种集整体水平、细胞水平和分子水平于一体的实验动物，更能体现生命整体研究的效果，它是把经典的与现代的毒理学研究方法相结合，无疑会推动现代毒理学实验研究的发展。
2．体外试验
利用游离器官、培养的细胞、细胞器以及利用微生物等进行毒性研究的方法为体外试验，此方法多用于观察外源物对生物体特殊毒性的初步筛检及作用机制和代谢转化过程的深入研究。

体内与体外试验各有优点和局限性，应根据试验目的和要求，选择一组试验，才能互相弥补优缺点。(二)人群调查(宏观研究)人群调查也称为人群毒理学，是在人群中研究外源物对人体产生毒作用的规律，为人群检测和制订预防措施提供比动物试验更直接更可靠的毒理学资料，主要包括以下3个方面：
1．中毒临床观察
常见于偶然发生的事故，如误服、自杀、毒性灾害等，通过急性中毒事故的处理和治疗，可直接观察到中毒的症状并分析可能的毒效应的靶器官。

2．志愿者试验
在不损害人体健康的原则下，有时可设计一些不损害人体健康的受控试验，仅限于低剂量、短时期的接触毒性作用可逆的化学品，目前国际上提倡健康志愿者的毒性试验，减少由动物试验结果外推于入的不确定性，特别是一些神经毒物出现的毒性效应，如头晕、目眩、复视等需要表达的中毒症状，只有人才能真实地反映出来，所以国外健康志愿者的毒理学研究资料倍受重视。

3．流行病学调查
将动物试验的结果，进一步在人群调查中验证，可以从人群的直接观察中，取得动物试验所不能获得的资料，优点是接触条件真实，观察对象是一个大的群体，为人群检测和防治措施提供比动物试验更直接、更可靠的科学资料，但是也存在许多难点：①人群中观察外源物的毒性效应大多数为慢性毒性效应，特别是人类致癌物质其致癌效应所需时间过长；②接触人群中所用的观察指标是非特异性的，与对照人群比较需要足够例数：③外环境因素混杂，外源物的种类繁多而且多种化学物质可出现联合作用，难以确定某种特定的化学物质毒性效应和其因果关系。
近年来由于分子生物学的发展和渗透，在传统流行病学调查方法中引进了细胞、分子水平的人群检测方法，如生物标志物作为癌症早期判断的信息，把分子生物学与流行病学结合为一体发展为分子流行病学。这门新兴学科利用分子生物学、分子遗传学、生物化学、免疫学等手段研究，评价不同人群或个体致癌危险度及其机制，从而使现代毒理学由实验动物研究发展到人群和个体易感性研究的新阶段。
它可以解答人体从接触化学物质到发生疾病的过程中所发生的一系列连续性的变化，从中提取更多的癌前病变的信息，为癌症的早期判断、早期防治提供科学依据。可以预测，分子流行病学在21世纪将会得到更大的发展。
综上所述，正确的方法是将宏观研究与微观研究有机地结合起来，宏观研究为微观研究提供线索，微观研究为宏观研究提供依据，两者结合起来才能对外源化学物质作出准确的危险度评价。

4. 什么是环境化学物的致突变作用致突变作用的类型有哪些

致突变作用是指生物细胞内DNA的改变，引起的遗传特性突变。
致突变作用又分为基因突变和染色体突变。

基因突变是指DNA中碱基对的排列顺序发生改变。包括碱基对的转换（同型碱基的置换），颠换（异型碱基的置换），插入和缺失。
染色体突变是染色体的结构或数目的改变。

常见的致突变环境污染物有：苯、甲醛、敌敌畏、烷基汞化物、甲基对硫磷、苯并（a）芘等等。

5. 什么是环境化学物的致突变作用致突变作用的类型有哪些

外源化学物致突变的类型主要有：基因突变、染色体畸变及染色体数目变化。
（一）基因突变
基因突变指基因核苷酸序列或数目的改变。
（二）染色体畸变及染色体数目变化
染色体畸变指染色体的结构改变，它是指遗传物质大的改变，一般可用光学显微镜检查细胞有丝分裂中期相染色体（细胞遗传学检测）来发现。损伤发生在dna复制前可诱导染色体型畸变，复制后，则诱导染色单体型畸变。

6. 食品毒理学的研究方法

毒理学的研究方法可分为两大类。一类是微观方法，另一类是宏观方法。根据采用方法的不同，可分为体内实验和体外实验 。
食品毒理学主要是借助于动物模型模拟引起人体中毒的各种条件，观察实验动物的毒性反应，再外推到人。
1.体内试验(in vivotest) ：也称为整体动物试验。可严格控制接触条件，测定多种类型的毒作用。实验多采用哺乳动物，例如大鼠、小鼠、脉鼠、家兔、仓鼠(hamster)、狗和猴等。在特殊需要情况下，也采用鱼类或其他水生生物、鸟类、昆虫等。检测外源化学物的一般毒性，多在整体动物进行，例如急性毒性试验，亚急性毒性试验、亚慢性毒性试验和慢性毒性试验等。哺乳动物体内试验是毒理学的基本研究方法，其结果原则上可外推到人；但体内试验影响因素较多，难以进行代谢和机制研究。
2.体外试验(in vitrotest)：利用游离器官、培养的细胞或细胞器进行毒理学研究，多用于外源化学物对机体急性毒作用的初步筛检、作用机制和代谢转化过程的深入观察研究。体外试验系统缺乏整体毒物动力学过程，并且难以研究外源化学物的慢性毒作用。 (1)游离器官：利用器官灌流技术将特定的液体通过血管流经某一离体的脏器(肝脏、肾脏、肺、脑等)，借此可使离体脏器在一定时间内保持生活状态，与受试化学物接触，观察在该脏器出现有害作用，以及受试化学物在该脏器中的代谢情况。(2)细胞：利用从动物或人的脏器新分离的细胞(原代细胞，primarycell)或经传代培养的细胞如细胞株(cellstrain)及细胞系(cellline)。(3)细胞器(organelle)：将细胞制作匀浆，进一步离心分离成为不同的细胞器或组分，例如线粒体、微粒体、核等，用于实验。
3.限定人体试验：通过中毒事故的处理或治疗，可以直接获得关于人体的毒理学资料，这是临床毒理学的主要研究内容。有时可设计一些不损害人体健康的受控的实验，但仅限于低浓度、短时间的接触，并且毒作用应有可逆性。保健食品的人体试食试验。
4.流行病学调查：通过流行病学调查的方法，不仅可以研究已知环境因素(外源化学物)对人群健康的影响(从因到果)，而且还可对已知疾病的环境病因进行探索(从果到因)。但流行病学研究干扰因素多，测定的毒效应还不够深入，有关的生物学标志还有待于发展。 如突发性大规模食物中毒的调查。
试验目的
急性毒性试验：测定LD50, 了解受试物的毒性强度、性质和可能的靶器官，为进一步进行毒性试验的剂量和毒性观察指标的选择提供依据，并根据LD50进行毒性分级；
遗传毒性试验：对受试物的遗传毒性以及是否具有潜在的致癌作用进行筛选；
致畸试验：了解受试物是否具有致畸作用
30天喂养试验：在急性毒性试验的基础上进一步了解其毒性作用，观察对生长发育的影响，并可初步估计最大未观察到有害作用剂量
亚慢性毒性试验--90天喂养试验：观察受试物以不同剂量水平经长期喂养后对动物的毒性作用性质和作用的靶器官，了解受试物对动物繁殖及对子代的发育毒性，观察对生长发育的影响，并初步确定最大NOAEL和致癌的可能性，为慢性毒性和致癌性试验的剂量选择提供依据；
代谢试验：了解受试物在体内的吸收、分布、代谢和排泄速度及蓄积性，寻找可能的靶器官；为选择慢性毒性试验的合适物种、品系提供依据，了解代谢产物的形成情况。
慢性毒性试验和致癌试验：了解经长期接触受试物后出现的毒性作用以及致癌作用；最后确定最大未观察到有害作用剂量，未受试物能否应用于食品的最终评价提供依据。

7. 化学毒物的一般毒性试验包括哪些内容

化学毒物的毒性作用知识点——一般毒性作用
外源化学物质在一定的剂量、一定的接触时间和一定的接触方式下对试验动物产生综合毒效应的能力称为化学毒物的一般毒性,或一般毒性作用.根据接触化学毒物的时间长短所产生的毒性效应,可划分为急性毒性、亚慢性毒性和慢性毒性.
1．急性毒性是指机体一次接触或24小时内多次接触化学物后在短期（最长到14天）内所发生的毒性效应,包括一般行为、外观改变、大体形态变化以及死亡效应.其试验目的是求出化学物对试验动物的致死剂量（一般以LD50表示）以及其他毒性参数,了解急性毒性作用强度.急性试验动物最好选用两种种属的动物包括啮齿类和非啮齿类进行,实际工作中多选用大、小鼠,雌雄各半,通常选择初成年动物,LD50的测定一般要求计算试验动物接触受试物后14天内的总死亡数.
2．亚慢性毒性和慢性毒性
（1）亚慢性毒性是指人或试验动物连续接触较长时间、较大剂量的化学毒物所出现的中毒效应.其试验目的是获取亚慢性毒性的参数如最大无作用剂量和最大耐受剂量,估测阈剂量,为慢性毒性试验和致癌试验的设计提供依据.
（2）慢性毒性：是指人或试验动物长期反复接触低剂量的化学毒物所产生的毒性效应.其试验目的是确定长期接触化学毒物造成机体损害的最小有作用剂量或阈剂量和对机体无害的最大未观察到有害作用剂量,阐明化学毒物慢性毒作用性质、靶器官和中毒机制,为制定化学物质的人类接触安全限量标准如最高容许浓度和每日容许摄入量以及进行危险性评估提供毒理学依据.
（3）亚慢性毒性和慢性毒性试验最好选用两种种属的动物包括啮齿类和非啮齿类进行,雌雄各半,动物年龄一般为初断乳的动物.
（4）观察指标：包括一般性指标（动物体重；食物利用率即动物每摄入100g饲料所增长的体重克数；中毒症状；脏器系数；血液指标；生化指标）、病理学检查和特异指标（反应受试物的中毒特征）.

8. 化学致突变作用如何分类

化学诱变的分子机理
一、直接以DNA为靶的诱变
(一) 碱基类似物取代
有些化学物的结构与碱基非常相似,称碱基类似物.它们能在S期中可与天然碱基竞争,并取代其位置.例如5－溴脱氧尿嘧啶核苷能取代胸腺嘧啶,2－氨基嘌呤(2-AP）能取代鸟嘌呤.
(二) 烷化剂的影响
烷化剂是对DNA和蛋白质都有强烈烷化作用的物质.烷化剂的种类很多,最常见的有烷基硫酸酯、N－亚硝基化合物、氮芥和硫芥等环状烷化剂和卤代亚硝基脲等.各类烷化剂其分子上的烷基各不相同,因而烷化活性有别,有一般情况下甲基化＞乙基化＞高碳烷基化.
目前认为最常受到烷化的是鸟嘌呤的N－7位,其次是O－6位.而腺嘌呤的N－1、N－3和N－7也易烷化.
认为鸟嘌呤的N－7位发生烷化后可导致鸟嘌呤从DNA链上脱落,称为脱嘌呤作用.致使在该位点上出现空缺,即碱基缺失,其结果是移码突变.
(三) 致突变物改变或破坏碱基的化学结构
有些化学物可对碱基产生氧化作用,从而破坏或改变碱基的结构,有时还引起链断裂.
例如,亚硝酸根能使腺嘌呤和胞嘧啶发生氧化性脱氨,相应变为次黄嘌呤和尿嘧啶.羟胺能使胞嘧啶C－6位的氨基变成羟氨基.这些改变都会造成转换型碱基置换.但是亚硝酸虽然也能使鸟嘌呤变为黄嘌呤,但是由于黄嘌呤的配对性能与鸟嘌呤一致,故并不发生碱基置换.
还有些化学物质可在体内形成有机过氧化物或自由基,如甲醛、氨基甲酸乙酯和乙氧咖啡碱等,可间接使嘌呤的化学结构破坏,容易出现DNA链断裂.
(四) 平面大分子嵌入DNA链
有些大分子能以静电吸附形式嵌入DNA单链的碱基之间或DNA双螺旋结构的相邻多核苷酸链之间,称为嵌入剂,它们多数是多环的平面结构,特别是三环结构,其长度为6.8′102nm,恰好是DNA单链相邻碱基距离的两倍.如果嵌入到新合成的互补链上,就会使之缺失一个碱基；如果嵌入到模板链的两碱基之间,就会使互补链插入一个碱基.无论多或少一个碱基都造成移码突变.
二、不以DNA 为靶的间接诱变
化学物的间接诱变可能是通过对纺锤体作用或干扰与DNA合成和修复有关的酶系统.
(一) 纺锤体抑制
一些化学物能作用于纺锤体,中心粒或其他核内细胞器,从而干扰有丝分裂过程.诱发这种作用的物质称为有丝分裂毒物,又称干扰剂.无论纺锤体是部份或完全受抑制,都称为有丝分裂效应.完全抑制时细胞分裂完全抑制,细胞停滞于分裂中期.秋水仙碱是典型的引起细胞分裂完全抑制的物质,因此这种效应又称秋水仙碱效应或C－有丝分裂.有些干扰剂仅使细胞群体的有丝分裂数减少,被称之为抗有丝分裂剂.
干扰剂不直接作用于遗传物质,故严格说来并非真正的致突变物,但它同样可诱发突变,特别是诱发与遗传性疾病有密切关系的非整倍体,故引起密切注意,并作为致突变物的一个特殊类型来看待.
(二) 对酶促过程的作用
对DNA合成和复制有关的酶系统作用也可间接影响遗传物质.例如,一些氨基酸类似物可使与DNA合成有关的酶系统遭受破坏从而诱发突变,脱氧核糖核苷三磷酸在DNA合成时的不平衡也可诱发突变.再有,铍和锰除可直接与DNA相互作用外,还可与酶促防错修复系统相作用而产生突变.

9. 化学物质致突变的机理

不同的化学物质致突变、致癌和抑制酶活性的生物化学作用机理是不同的。
以二恶英为例：

二恶英类化学物质的毒性机理

二恶英类化学物质毒性的分子机制还没完全研究清楚，但经过二十多年的研究人们对其机理也有了一定的认识。总的说来二恶英类化学物质产生作用并不是通过直接的损伤，二恶英类化学物质并不与蛋白质和核酸形成加合物，也不直接损害细胞DNA。它们的作用主要是通过芳香烃受体诱导基因表达，改变激酶活性，改变蛋白质功能等而起作用。

通过芳香烃受体介导基因表达（如P4501A1）是二恶英类化学物质毒性作用最主要也是最基本的作用机制。芳香烃受体是一高分子量的蛋白质（110-150KD），与二恶英类化学物质有可逆转的高亲和力，主要存在于细胞浆中（也有小部分在胞核中），其作用模式类似于甾体类受体，但也有不同。该蛋白属于basichelix-loop-helix PAS(Per-Arnt-Stim)超家族，该家族均为转录因子)，均含有两个功能部位即：basichelix-loop-helix部位和PAS功能部位，该族蛋白对激活基因的转录具有重要意义。且各芳香烃受体具有明显的种间，种内和组织差异。芳香烃受体在细胞浆中是以380 KD的复合物无活性的形式存在，除自身外还有3-4种蛋白质与之结合，其中只鉴别出了90 KD的热休克蛋白（heatshock protein, HSP90），该蛋白对受体的活性具有重要影响。
芳香烃受体介导的基因表达基本的作用过程可区分以下几个基本过程：①二恶英类化学物进入细胞；②化合物与芳香烃受体结合；③配体-受体复合物与DNA识别位点结合；④特异基因的转录及翻译；⑤表达蛋白发挥作用。在这些过程中，前三步研究的较清楚，而后续过程还不是很清楚．

10. 环境化学物质发育毒性和致畸作用的评价程序包括哪些

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1.易感生物学标志（biomarkerof susceptibility）：反映机体对外源化学物毒作用敏感程度的指标，主要用于易感人群的筛检与监测，在此基础上可采取有效措施进行有针对性的预防。2外源化学物（xenobiotic）：在人类生活的外界环境中存在、可能与机体接触并进入机体，在体内呈现一定的生物学作用的一些化学物质，又称为“外源生物活性物质”。
3.生物学标志（biomarker）:指针对通过生物学屏障进入组织或体液的化学物或其代谢产物、以及它们所引起的生物学效应而采用的检测指标。4.阈值（threshold）:阈剂量指化学物质引起受试对象中的少数个体出现某种轻微的异常改变所需要的最低剂量或浓度。5.终毒物：是指与内源靶分子（如受体、酶、DNA、微丝蛋白、脂质）反应或严重地改变生物学（微）环境、启动结构和（或）功能而表现出毒性的物质6.代谢解毒(metabolic detoxication)：经生物转化大部分外源化学物的代谢产物，毒性降低，易于排出体外。7.自由基(free radical)：是独立游离存在的带有不成对电子的分子、原子或离子。自由基主要是由于化合物的共价键发生均裂而产生。其共同特点是：具有顺磁性、其化学性质十分活泼、反应性极高，因而半减期极短，一般仅能以μs计，作用半径短。8.相加作用（addition joint action）：指多种化学物同时存在时的毒效应为各化学物分别作用时毒效应的总和。9.拮抗作用（antagonistic jointaction）：多种化学物同时存在时的毒效应低于各化合物分别作用时毒效应的总和 。10.亚慢性毒性(subchronic toxicity)：指试验动物连续多日接触较大剂量的外来化学物所出现的中毒效应。
11.遗传毒理学（genetictoxicology）：研究化学性和放射性物质的致突变作用以及人类接触致突变物可能引起的健康效应的科学12.细胞凋亡（apoptosis）：为维持内环境的稳定，由基因控制的细胞自主的有序的死亡。13.危险度（risk）：也叫危险性或风险，系指在具体的暴露条件下，某种因素对机体、系统或人群产生有害作用（损伤、疾病甚至死亡）的概率，确切地说是健康危险度。14.安全性评价（safetyevaluation）：是利用规定的毒理学程序和方法评价化学物对机体产生的有害效应，并外推和评价在规定条件下化学物暴露对人体和人群的健康是否安全。
1、毒理学主要分为哪三个研究领域答：描述毒理学、机制毒理学、管理毒理学
1、生物学标志可以分为
答：暴露生物学标志、效应生物学标志、易感生物学标志
毒理学一般将动物试验按染毒期限分成哪几类试验答：一般将动物实验按染毒期限分成四个范畴：急性毒性试验： 24小时内一次或多次染毒；
亚急性毒性试验：15-30天的重复染毒；亚慢性毒性试验：1-6个月的重复染毒；慢性毒性试验： 6个月以上的重复染毒。
5、为什么要研究剂量-反应关系，简述其前提和意义答：剂量-反应关系表示外源化学物的剂量与某一群体中质反应的发生率之间的关系，即随着化学物的剂量增加，出现某种效应的个体在群体中所占比例增加。剂量-反应关系研究在毒理学中有重要的意义，明确的剂量-反应关系是判断某种外源化学物与机体出现的某种损害作用存在因果关系的重要依据，剂量-反应关系研究所得到的有关参数可用于比较不同化学物的毒性；剂量-反应关系研究是安全性评价和危险性评定的重要内容。
1、生物转运方式包括哪三大类答：⑴主动转运：外来化合物透过生物膜由低浓度处向高浓度处移动的过程。
主动转运对于已吸收的化学物在体内的不均匀分布和排泄具有重要意义。如: 许多外源化学物的代谢产物经由肾脏和肝脏排出；机体需要的某些营养物质如某些糖类、氨基酸、核酸和无机盐等由肠道吸收进入血液。主动转运的主要特点：①可逆浓度梯度转运，消耗能量；②，转运过程需要载体参加；③，载体对转运的化学物有特异选择性；④，受饱合限速和竞争性抑制的影响。载体是生物膜的组成成分，所以有一定的容量；当化合物浓度达到一定程度时，载体可以饱和，转运即达到极限；如果两种化合物基本结构相似，在生物转运过程中又需要同一转运系统，两种化合物之间可出现竞争，并产生竞争抑制
⑵、被动转运：包括简单扩散，易化扩散和滤过。一、1、简单扩散的概念: 外来化合物在体内的扩散是依其浓度梯度差决定物质的扩散方向，即由生物膜的分子浓度较高的一侧向浓度较低的一侧扩散，当两侧达到动态平衡时，扩散即中止。
2. 简单扩散的特点：
不需要消耗能量，不需要载体，不受饱合限速与竞争性抑制的影响。
3、简单扩散能够进行的条件：
a膜两侧存在浓度梯度。如O2由肺泡进入血液和CO2由血液进入肺泡细胞。b外源化合物有脂溶性。外源化合物的脂溶性可以脂水分配系数来表示，即当一种物质在脂相和水相的分配达到平衡时，其在脂相和水相中溶解度的比值。一般来说，脂水分配系数越大，越容易透过生物膜而进行扩散。c外源化学是非解离状态。解离型，极性大，脂溶性小，不易通过生物膜；反之，非离解状态的化学物容易透过。因此弱有机酸在酸性环境中，弱有机碱在碱性环境中多处于非解离状态，易于透过生物膜。
二、1、易化扩散的概念：
非脂溶性的化学物，不能以简单扩散形式透过生物膜，它们可以与膜 上的载体结合由高浓度向低浓度处转运。如葡萄糖、某些氨基酸、甘油、嘌呤碱等亲水化合物，可在特定载体和顺浓度梯度的情况下进行转运。2、易化扩散的特点：a顺浓度梯度进行，不消耗谢能量。b需要载体。c转运非脂溶性化学物；d具有特异性和饱合性。三、1、滤过的概念滤过是指化学物质透过生物膜上亲水性孔道的过程。
主要动力是：渗透压梯度和液体静压。主要转运物质：分子直径小于膜孔的水溶性化学物，以水作为载体而转运。2、滤过的特点
不同生物膜孔径差别很大。肾小球中的生物膜孔径大，能够允许分子量小于白蛋白的物质通过。相反，其它细胞膜孔比较小，仅允许100-200D以下的物质通过。除水分子外，有些无机离子和有机离子等外源化学物，亦可滤过。
⑶、膜动转运。
胞吞：液体或固体外来化合物被伸出的生物膜包围，然后将被包围的液滴或较大颗粒并入细胞内，达到转运的目的，前者称为胞饮，后者称为吞噬。入侵的细菌、病毒、死亡的细菌、组织碎片、铁蛋白等可通过吞噬作用被细胞清除。
胞吐：某些颗粒物液态大分子物质可从细胞内转运到细胞外，如腺体分泌及递质释放。
膜动转运对外源化学物或异物的清除转运具有重要意义
胃肠道 呼吸道 皮肤各自的吸收部位及其决定因素答：胃肠道
吸收部位：外来化合物在胃肠道的吸收可在任何部位进行，但主要在小肠。决定因素：经简单扩散吸收，主要取决于外源性化学物的脂溶性、pKa, 以及胃肠道腔内的PH值。一些外源性化学物的结构或者性质与机体的营养素相似时，可以借助这些相同的特殊转运系统而吸收。
呼吸道吸收部位：空气中的外源性化学物主要从呼吸道吸收，其中以肺泡吸收为主。决定因素：（1）气态物质的吸收：易溶于水的气体在上呼吸道吸收，如二氧化硫、氯 气等；水溶性差的气体则可深入到肺泡，如光气、NO2。气态物质到达肺泡后，主要通过简单扩散透过呼吸膜而进入血液，这一过程受血气分配系数的影响。
（2） 气溶胶物质的吸收
影响气溶胶物质的吸收的重要因素是气溶胶中颗粒的大小和化学物质的水溶性。皮肤吸收部位：皮肤是机体与外界环境的屏障。许多化学物能通过皮肤大量地吸收，产生全身毒性。决定因素：经皮肤吸收主要机理是简单扩散，扩散速度与很多因素有关。在穿透阶段主要影响因素是外来化合物分子量的大小、角质层厚度和外来化合物的脂溶性。影响皮肤吸收的化学物本身因素：与化学物的脂溶性有关。与分子量成反比。皮肤的完整性，尤其是角质层的完整性。气温、湿度的影响。人体不同部位的皮肤（角质层厚度）毒物的通透性不同。不同物种动物的皮肤通透性不同。
氧化反应的主要酶系是什么答：催化氧化反应的酶系主要有: ①细胞色素P-450酶系； ②微粒体含FAD单加氧酶:③醇脱氢酶和醛脱氢酶；④胺氧化酶.其中①和②主要发生于微粒体中，是微粒体酶催化的反应；③和④主要发生在线粒体和胞浆中，是非微粒体酶催化的氧化反应
简单扩散发生的条件
答：①膜两侧存在浓度梯度。如O2由肺泡进入血液和CO2由血液进入肺泡细胞。②外源化合物有脂溶性。外源化合物的脂溶性可以脂水分配系数来表示，即当一种物质在脂相和水相的分配达到平衡时，其在脂相和水相中溶解度的比值。一般来说，脂水分配系数越大，越容易透过生物膜而进行扩散。③外源化学是非解离状态。解离型，极性大，脂溶性小，不易通过生物膜；反之，非离解状态的化学物容易透过。因此弱有机酸在酸性环境中，弱有机碱在碱性环境中多处于非解离状态，易于透过生物膜。
2、终毒物可以分为哪四类答：1亲电子剂、自由基、亲核物、氧化还原性反应物。
毒作用的类型是什么 速发与迟发作用、局部与全身作用、可逆与不可逆作用、超敏反应、高敏感性与高耐受性、特异质反应
1、影响毒性的因素
答：毒性作用出现的性质和强度主要受四个方面的影响:1化学物因素：a、取代基的影响b异构体和立体构型 c同系物的碳原子数和结构的影响 d分子饱和度 e与营养物和内源性物质的相似性 2、理化性质：溶解度、分散度、挥发性、比重、电离度和荷电性3毒物与机体所处的环境条件：a气象条件b季节或昼夜节律 4机体因素：a物种间遗传学差异b个体遗传学差异c机体的其它因素。5化学物的联合作用：两种以上化学物同时或先后作用于机体时产 生的交互毒性作用。有五种类型：相加作用；独立作用；协同作用；加强作用；拮抗作用
1、急性毒性实验的目的？①确定受试物使一种或几种实验动物死亡的剂量水平，以初步估计该化合物对人类毒害的危险性。②为进一步的蓄积毒性试验、亚慢性与慢性毒性试验及特殊毒性试验提供剂量和判断指标的依据。
③阐明一种化合物的相对毒性、作用方式和特殊毒性表现，找出量-效关系，以便其毒性包括临床症状、生理生化和病理变化、毒性性质和可能的靶器官等有初步了解。为毒理学机制研究的初步探索。
④确定机体在环境中接触的受试物侵入机体的途径，研究受试物的代谢动力学过程。⑤研究受试物急性中毒的预防和急救治疗措施。
最常用染毒途径答：①经口接触②经呼吸道接触③经皮肤接触
1、外源化合物的致突变的类型答：①基因突变②染色体畸变③染色体数目改变
常用的致突变试验有哪些答：1、鼠伤寒沙门氏菌回复突变试验（Ames试验）
检测受试物诱发鼠伤寒沙门氏菌组氨酸营养缺陷型突变株(his-)回复突变成野生型(his+)的能力
微核试验
2常用啮齿类动物骨髓嗜多染红细胞(PCE)做微核试验
PCE是红细胞成熟的一个阶段，此时红细胞的主核已排出，微核容易辩认，PCE胞质含RNA染色与成熟红细胞易于区别，故为骨髓微核试验的首选细胞群
3单细胞凝胶电泳在电泳槽中，DNA断片在电场的作用下，由细胞核中移出，并向阳极泳动，经荧光染色后见到细胞核和移出的DNA断片，形成有如彗星一样的彗星头和彗星尾，故又称彗星试验4染色体畸变分析观察染色体形态结构和数目改变，又称细胞遗传学试验。
将观察细胞停留在细胞分裂中期相，用显微镜检查染色体畸变和染色体分离异常。5姐妹染色单体交换：它显然与DNA损伤和修复过程有关。作为一种简便和敏感的遗传学指标，它在诱变和肿瘤研究等领域中的应用十分广泛6果蝇伴性隐性致死试验：能检出点突变、小缺失、重排等。7显性致死试验它是评价化学毒物对雄性动物的生殖细胞遗传毒性较好的方法之一。：8荧光原位杂交技术：通过分析标记探针在被检对象中的显示状况而达到对特殊目标顺序进行检测、定位的目的。什么是对照，对照设立的意义，致突变实验中阴性和阳性对照如何设立答：阴性、阳性对照的设立：
阴性对照：即未处理对照或溶剂对照阳性对照：用某种已知能产生阳性反应的物质作对照
什么是修复障碍，及可能引起的毒作用是什么？
答：修复的局限性：某些损伤的修复可能被遗漏；损伤程度超过机体修复能力时，修复失效；修复所必需的酶或辅因子被消耗时，修复能力耗竭；某些毒性损害不能被有效地修复。如毒物与蛋白质的共价结合。修复障碍引起的毒性 1．炎症，其标志是微循环改变，炎性细胞聚集。2. 坏死，主要表现在细胞凋亡3. 纤维化，TGF-β在细胞外聚集引起纤维化，如肺纤维化4. 致癌作用，基因突变和染色体变异
3、对于致癌物检测方法有三大类答：1、短期试验2、动物致癌试验3、人类流行病学调查
3、简述发育毒性作用的特点答：发育各阶段发育毒性作用的特点①着床前期 ：此期受损的是早期胚胎的相对未分化细胞，可通过代偿性的细胞增生加以修补，不会产生局部缺陷，最多出现发育迟缓，若受损的细胞较多，可造成胚胎死亡，称为着床前丢失。也有例外，如小鼠妊娠第2.5天、3.5天和4.5天用甲基亚硝脲处理可造成子代神经管缺陷和腭裂。②器官形成期：此期细胞增殖分裂速度很快，组织器官生长旺盛，胚胎对致畸物特别敏感，细胞受损可导致结构畸形、生长迟缓或胚胎死亡。③胎儿期：胚胎的器官、系统的基本结构形成后，致畸物难以使之发生结构缺陷，通常是变形或异常而非畸形。胎儿期接触外源性理化物质，很可能对生长和功能成熟产生效应，主要表现为：全身生长迟缓、特异的功能障碍、经胎盘致癌和偶见死胎。④围生期和出生后的发育期 ：此期接触外源性化学物质，主要表现在发育免疫毒性、神经行为发育异常和儿童期肿瘤。围生期接触外源化学物，会严重影响胎儿T细胞、B细胞和吞噬细胞的发育、迁移、归巢及功能，可能暂时甚至永久性地损伤机体的免疫系统。许多化学物质具有发育神经毒性，表现为对感觉、运动、自主和认知等方面的影响。围生期是一生中对致癌物最敏感的时期。
简述母体毒性与发育毒性的关系
答：1、具有胚胎毒性，但无母体毒性2、既有胚胎毒性，也有母体毒性
3、具有母体毒性，但不具有胚胎毒性4、既无母体毒性，也无胚胎毒性
（一定剂量范围内）
4、毒理学安全性评价程序的选用原则答：1根据化学物的种类和用途来选择相应的程序
2采用分阶段进行的原则，优先安排试验周期短、费用低、预测价值高的试验。3在最短的时间内，用最经济的办法，取得最可靠的结果。
文章来源：四季在线教育网。