遗传毒理学genetic toxicology系毒理学与遗传学相结合的一门分学科。用毒理学理论与方法研究化学毒物与辐射线等因子对生物体遗传的不良影响、潜存威胁、子代危害等的原因与机理,从而制订出有效防范措施。此学科与细胞学、毒理学、遗传学关系密切,是实验性科学,需进行大量动物模型的模拟试验,亦可通过临床观察与回顾性调查。 遗传毒理学即“毒理遗传学”。 遗传毒理学genetic toxicology是应用毒理学研究化学物和辐射线等因素对生物体遗传的不良影响及其机理的一门学科。研究该因素对人类生物遗传的危害和对健康的潜在威胁,为制订预防对策提供理论依据。遗传毒理学是涉及遗传学、细胞生物学和毒理学的边缘科学。 遗传毒理学 遗传毒理学遗传毒理学是应用毒理学方法研究化学物和辐射线等因素对生物体遗传的不良影响及其机理的一门学科。其目的在于评价这些因素对人类和生物遗传的危害及对健康的潜在威胁,为制订预防对策提供理论依据。这是涉及遗传学、细胞生物学和毒理学的边缘学科。遗传毒理学原来仅限于研究环境因素对整体遗传效应方面的危害,随着细胞遗传学的迅速发展又扩大到研究对体细胞遗传的不良影响。近年注重于比较各种环境因素的诱变作用,探究这些变化与健康和疾病的关系,并作为环境因素安全评价的一项重要指标。 生殖细胞中的遗传因子是决定遗传特征的。遗传性疾病或突变引起的病变是先天性疾病中的一类,就是由生殖细胞中的遗传因子所决定的。大致有以下几种情况: ❶在各个带有这种基因的个体中出现,属显性遗传,如家族性多发性大肠息肉症及视网膜母细胞瘤等; ❷如遇上配偶也携带相同的致病基因,可在1/4子代中出现,属隐性遗传,如白化病、苯丙酮尿症、半乳糖血症等; ❸多见于后代中某一性别的个体,称伴性遗传,如色盲; ❹生殖细胞突变引起染色体不均匀分配,如先天愚型等三体性畸形,或性染色体多倍体引起的二性畸形等; ❺隐性基因的二次突变也有可能促使隐性症状显现。后二种情况,都是亲代中没有(或不完全有)而突然在子代中发生的疾病。以上各种疾病的患者均可影响其后代。探讨诱发这些突变的毒物及其作用是遗传毒理学的任务之一。但应指出,并非所有先天性疾病或畸形都是遗传性的。例如,孕期患风疹引起的新生儿先天性心脏病,以及孕妇服用镇静药物反应停引起的胎儿短肢等,都是先天性疾病,但不会遗传。 体细胞突变可能与肿瘤、衰老等有关。个体在传代过程中,生殖细胞要经过染色体减数分裂,并由双亲的配子结合成合子,染色体数目才回复为双倍体,这里有一个染色体分离与结合的过程。体细胞遗传时,染色体只经历复制和分离,没有细胞之间染色体的组合。因此可以利用细胞培养技术观察测试物对细胞遗传的作用,如染色体畸变,细胞生化性能和代谢产物的变化,细胞的生物膜结构或酶系的改变等。又如成纤维细胞在正常培养时铺展成片状生长,但在致癌物的作用下,则可引起转化和恶变,即其性状改变,接触抑制(contact inhibi-tion) 消失,在半固体培养基上能成堆地生长成细胞集落,此时可以计数评定,比单纯地观察形态改变更为精确可靠,便于研究肿瘤细胞的引发和演变以及检测致癌物质。 以上主要涉及遗传信息的变化,即遗传信息的携带物质或基因的突变,其作用原理是诱变物经过活化后,与DNA核苷酸链中的碱基相互作用而引起改变; 或者在少数情况下是纺锤丝和中心体等损伤的后果。遗传毒理学的另一重要方面是研究毒物对基因的表达和调节控制的不良影响。目前对于基因的表达和调控所知不多,大多数人认为是细胞核中的RNA及酶系在起作用,但也有人认为还是DNA链中的某些节段的作用。这是生物科学的一个发展方向和重点。 近年来,通过遗传毒理学的研究,特别是运用了体细胞遗传突变检测手段,揭示了一些化学物的危害。如发现有的食品防腐剂如糠醛酰呋喃 (AF2)具有强诱变性能,通过慢性试验又发现它对动物有致癌性。一些染发剂的主要成分和一些偶氮染料也有强诱变性。长期以来,认为熏烤食物中的致癌物为多环芳烃如苯并(a)芘等类物质,但与动物长期喂饲的结果不符。经用Ames试验作诱变的定量研究,发现多环芳烃类物质的量太低,不足以诱发这样多数量的突变。于是进一步分离并鉴定了一些氨基酸(特别是组氨酸、酪氨酸、谷氨酰胺)的热裂解产物——咔啉(carboline)衍生物,发现其诱变性能强度不亚于黄曲霉毒素B1。 关于苯及其衍生物,高分子化合物单体如氯乙烯、苯乙烯、丙烯腈,肼和甲基肼类,农药2,4-D、2,4,5-T类等对遗传的影响,已有较系统的实验研究资料,目前正在开展接触这些毒物和其他物质的工人的细胞遗传学检测工作。 一些酶系的缺陷是由于遗传原因所决定的。携带这些遗传缺陷基因的纯合子和部分杂合子,表现出某个酶系功能(或体内正常生化成分)的缺如或严重不足,使机体对某些毒物抵御能力减弱,成为易感人群或高危险人群。如葡糖-6-磷酸脱氢酶缺陷者对苯胺类毒物及药物敏感;血清胆碱酯酶缺陷者对肌肉松弛剂琥珀酰胆碱敏感,可因呼吸肌瘫痪而致死;血清α-抗胰蛋白酶缺陷者接触刺激性气体时较易发生肺气肿。预防医学工作者的任务在于尽力找出这些高危险人群,使他们避免接触敏感毒物和药物。另一方面,由于遗传因素的关系,有些人的毒物活化酶系活性过高或诱导增强的幅度大,也易招致危害。例如体内活化多环芳烃致癌物的芳烃羟化酶(AHH),其诱导增强的幅度在人群中差异很大,可达9~30倍之多;酶活力强者对多环芳烃的致癌作用较敏感。现在已可从培养的淋巴细胞中测定此酶的活力。 ☚ 分子毒理学 临床毒理学 ☛ 00014276 |