当前位置: 首页 > 期刊 > 《毒理学杂志》 > 1999年第2期
编号:10235969
个体对毒作用敏感性研究的一些新进展
http://www.100md.com 《毒理学杂志》 1999年第2期
     作者:张桥

    单位:中山医科大学卫生学院卫生毒理学教研室(广州 510089)

    关键词:

    卫生毒理学杂志990221 环境中某些毒物在相同剂量及接触条件下作用于人群,其中个体之间的反应会有很大的差异。对有些人可无任何作用,但对有些人则出现严重损害以至死亡。那些出现超乎常人反应的人被认为对毒作用有敏感性又称为高危个体。以吸烟的损害为例,可从对呼吸道产生不同程度的刺激作用,以至出现肺癌。而出现肺癌的人约为吸烟人数的10%左右。这些人被看作是吸烟引致肺癌的高危个体。在预防工作中,若能及早发现这些敏感者的存在,有针对性地给予适当的保护措施,比之对整个人群采取全面无差别的保护,可能更为节省人力、物力,并得到更好的效果。近年对于高危个体出现的原因,检出方法的研究已有不少的进展。这方面探讨的深入,对于中毒机理的认识以及实际防治工作的发展都将会起到很大的推动作用。毒作用敏感性形成的原因是多方面的。对于这一领域的概况我们已作过归纳[1]。近年又有了新的发展,本人拟从以下四个方面进行讨论。
, http://www.100md.com
    一.某些Ⅱ相酶对个体敏感性的作用

    长期以来,对于Ⅱ相酶在毒物代谢过程中所参与的葡萄糖醛酸化作用和硫化作用,都看作单纯是一类解毒过程。因此,参与作用的UDP-葡糖醛酰转移酶(UGTs)和硫化酶(STs)都列为解毒酶。催化所产生的代谢产物都认为是无毒的,它们的活性愈高愈好。这类酶活性高的个体自然就不是对毒物的敏感者。近年的研究表明这种观点是不全面的。一些化合物经UGTs与STs参与代谢后的产物,其生物作用更为强烈,具有更强的毒作用。可见,在不同的条件下,Ⅱ相酶的活性高也可能增强人对某些毒作用的敏感性。

    Standifer等[2]发现:(一)-吗啡在体内肝脏经葡糖醛酸化可形成两种产物,一种是(一)-吗啡-6-葡糖苷酸。其镇痛作用比之(一)-吗啡强650倍。另一种产物是(一)-吗啡-3-葡糖苷酸则是吗啡的拮抗剂,它的作用与母体化合物相反,无镇痛作用。Boelsterli[3]报告了一些药物经葡糖醛酸化后,所形成的乙酰葡糖苷酸可与体内蛋白质产生不可逆的结合而形成过敏反应。与谷胱甘肽结合生成硫醚胺酸是多种外源性化合物重要的排出体外解毒途径,但有些化合物却利用作为活化代谢。致癌物卤烷烃和卤烯烃是通过UGTs的催化形成表锍离子后,才与DNA的碱基(鸟嘌呤)产生作用的(Burchell)[3]
, 百拇医药
    硫化物转移酶(ST)分为两类:一种是酚ST(PST),另一种是羟固醇(HST)共有5种异构型(其中PST 4种,HST 1种)。ST所催化的硫化作用(SF)多年来都被认为只有降低毒性作用,Miller于1994年首次提出SF可以使前致癌物活化。例如2-胺基芴经N-羟化生成芳族羟胺,在PST的催化形成高度不稳定的N-O-硫化物,它迅速自行分解,生成芳香氮烯,并与DNA或蛋白质形成加合物[4]。Glatt[5]发现苄醇在大鼠和人体内经SF后,可活化成诱变物,在Ames试验中呈阳性。Miller用芳族胺诱发两种性别小鼠肝癌,结果发现雄性小鼠比雌性小鼠敏感。原因是雄鼠ST比雌鼠高出10倍。用PST抑制剂处理后,可见肝癌明显下降。Chou等[6]认为ST活性是影响动物对结肠癌和其他一些肿瘤敏感性的重要因素。

    从上面所引述的事实表明:在不同的条件下,Ⅱ相酶所起的作用,有时是截然相反的。在衡量它在对毒作用敏感性所起的作用时,必须作具体的分析。
, 百拇医药
    二.生长因子和癌蛋白与致癌作用的敏感性

    肿瘤和一些与环境因素所致的疾病,它们的发生与发展常与细胞增生或(和)细胞信号传递有关。因而涉及到一些生长因子、癌基因或抑癌基因的表达水平问题。有些属于基因表达水平量方面的改变,例如出现过度表达。有些在质方面有改变,如出现变异型。近年,这方面的工作已有大量报告。其特点是利用生长因子或癌蛋白在数量或(和)质量的变化,用来作为早期检出肿瘤与其他疾病的标志,或用来预测高危人群疾病敏感性。

    在对生长因子的研究中,以血小板来源生长因子(PDGF)为例,Litzel等[8]报告在多种肿瘤病人血清中PDGF含量比之非肿瘤病人有明显增高。有PDGF增高的病人其肿瘤转移的可能性亦明显增加,生存期较短。Shirai[9]发现肝癌病人血清中TGF β明显增高。与慢性肝炎,肝硬化及健康对照组相比差别有非常显著意义。肝癌病人手术后,见TGF β水平下降。白血病(Murase等)[10],膀胱癌(Klocker等)[11]均见相类似的改变。
, 百拇医药
    在癌蛋白方面,以erB-2为例。在患乳腺癌妇女血清erB-2ECD水平明显升高。与对照组相差达190倍(Mori等1990)。其他多种肿瘤亦见升高(附表)。P53变异型在人类肿瘤研究较多。患肺癌,乳腺癌,结肠癌,肝癌,淋巴瘤均见P53变异型阳性率升高(附表)。因此,在这些肿瘤有可能利用P53变异型作为敏感性标志。

    附表 生长因子与癌蛋白用来作为细胞外基因表达的生物标志[7] 生物标志

    分析方法

    有关疾病

    生长因子

    来自血小板的生长因子(PDGF)

    ELISA,RIA,血清、血浆免疫吸附,尿,气管肺泡灌洗液
, http://www.100md.com
    乳腺癌,多种其他癌和肉瘤,纤维化,砂肺,动脉硬化

    转化生长因子α(TGF α)

    血清,血浆ELISA,RIA 囊肿吸出液或灌洗液

    乳腺癌,多种其他癌 矽肺

    转化生长因子β(TGF β)

    ELISA,免疫吸附及血清 血浆,或囊肿吸出液分析

    肝、膀胱、乳腺癌,白血病,肝与肺纤维化,矽肺

    基本纤维化生长因子(bFGF)

    血清血浆内ELISA与其他EIA

    肾癌,乳腺癌,多种其他肿瘤
, http://www.100md.com
    表皮生长因子(EGF)

    尿、血清、血浆内RIA或囊肿抽取物

    胃、卵巢及多种其他肿瘤

    胰岛素样生长因子(IGF)

    血清、血浆ELISA与RIA

    乳腺、卵巢癌,肝炎 肝硬化

    肝细胞生长因子

    血清ELISA

    肝癌,肝炎,肝硬化

    癌蛋白(Oncoproteins)

    erB-2
, 百拇医药
    血清或血浆ELISA

    乳腺、卵巢、肝、肺及多种其他肿瘤

    erB-2Ab

    培养淋巴细胞上清液的免疫沉淀

    乳腺癌

    表皮生长因子受体(EGFG)

    血清或尿ELISA

    肺与多种肿瘤

    ras

    血清、血浆或小便ELISA,免疫吸附

    肺、结肠癌、肝血管 肉瘤
, http://www.100md.com
    ras AB

    血清ELISA

    结肠癌

    myc

    血清免疫吸附

    肺、结肠、乳腺癌

    mycAb

    血清免疫吸附

    结肠、乳腺癌,淋巴瘤及多种其他肿瘤

    mybAb

    血清免疫吸附

    多种肿瘤
, http://www.100md.com
    p53

    在血清或血浆内用ELISA,免疫吸附与免疫荧光测定

    肺、乳腺、结肠、肝癌,淋巴瘤

    p53Ab

    在血清作ELISA与免疫吸附

    肺、乳腺、结肠、肝癌,白血病,淋巴瘤及多种其他肿瘤

    三.体内代谢酶和其他功能或条件对敏感性的联合作用

    Hayashi[13]首先报告在日本人群中CYP 1A1 Val等位基因纯合型,而同时又是GSTM1基因缺失者对于患肺癌的相对危险性比常人高出5.8倍(95%可信限CI为2.3~13.3)。对患肺鳞状细胞癌的危险性为常人9.1倍(CI 3.4~24.4)。Nakachi[14]发现属于这类基因型而又是低剂量吸烟者患肺鳞状细胞癌的危险性为常人的41倍(CI 8.7~193.6)。另有报告:CYP2D6强代谢型若又属GSTM1 0型会明显增加患宫颈癌(Warwick等)[15],垂体瘤[16](Perrett等),溃疡性结肠炎和肝癌[17](Yu等)的危险性。
, 百拇医药
    以上事实表明:对于毒作用产生的敏感性往往是多种因素共同作用的结果。活化代谢酶对于有活性代谢产物的形成有重要影响。由它决定活化产物的数量。但活化剂量的形成同时又受到Ⅱ相酶的影响。当活性产物作用于靶部位后,损害是否会表现出来,又要视乎受损部位的修复能力如何。修复强的部位即使受到较大的损害,经修复后可能完好如初。而修复能力差的部位,虽损害不重,但无力改变损害现状,损害照样表现出来。

    此外,体内的免疫水平,多种调节因子(包括食物,环境中多种共存因子)的相互作用,所接触毒物的剂量等都对毒作用是否出现,在不同程度上会产生影响[18]。目前,对于毒作用敏感形成受到多因素影响的复杂性虽已有初步的认识,但深入的研究还比较少。

    四.不同化学物质对中毒敏感性的相互影响

    当前对金属之间和金属与其他化学物质的相互作用研究较多。多数重金属在体内是以2+离子型式存在,常会出现竞争同一运输部位或受体,因而影响彼此的生物活性和毒性表现[19]。以下用4种金属作一讨论。
, 百拇医药
    1.镉(Cd):Cd与锌(Zn)均属ⅡB组,在小肠内吸收部位相同。因此,Cd可降低Zn的吸收和组织内Zn的水平[20]。以至在Cd慢性中毒时,常出现Zn缺乏的症状。Cd可抑制含Zn酶(如羧基肽酶α-甘露糖酶)的活性,取代金属硫蛋白(MT)内的Zn。镉中毒的症状可通过补充Zn而得到缓解。Cd可抑制铁(Fe)吸收而引起贫血,反过来,补充Fe和维生素丙可抑制肠道吸收Cd[21]。Cd可引起血清铜蓝蛋白浓度下降,使铜在体内运输出现障碍。Cd还与铜竞争与MT结合。硒(Se)对Cd毒性有保护作用。

    2.铅(Pb):钙(Ca)对Pb的毒效应有保护作用是很早已认识的事实。Ca可抑制Pb在肠道的吸收,降低在骨内贮存量,但可能使更多的Pb分布到大脑等敏感器官中去。Ca与Pb在钙泵和第二信使受体(如钙调蛋白和蛋白的结合有竞争作用,这如果发生在未成熟的大脑,会干扰其正常发育[23]。缺Fe可增加Pb的吸收[23]
, 百拇医药
    3.汞(Hg):Se对Hg的毒作用影响最为明显。Ganther[24]提出用Se治疗Hg中毒。维生素E及一些抗氧化剂(如半胱胺酸,甲硫氨基酸)可以减轻甲基汞中毒程度,降低所诱发的死亡率。

    4.砷(As):Se可降低As所诱导的致畸毒性[25]。Zn可诱导MT增加,因而可对抗As中毒。含硫氨基酸及蛋白质所含的硫氢基(SH)可降低As的毒性。低蛋白食物会使As排泄减少,增加在体内的蓄积。食物成分影响As毒性,例如蒜头提取物可降低As所诱导的骨髓染色体畸变率,可能是因其中含有硫成分所致。

    参考文献

    1.张 桥.分子与细胞生物学标记及其应用,1996,146~153.

    2.Standifer PD,et al.Pharmacol.Exp.Therap.1989,251:477~483.
, http://www.100md.com
    3.Burchell B,Coughtrie MWH.Environ.Hlth.Perspec,1997,105(Supp.4)739~747.

    4.Miller JA,Chem.Biol.Interact,1994,92:329~341.

    5.Glatt H,et al.Eur.J.Pharmac.Environ.Toxicol,1995,293:173~181.

    6.Chou HC,et al.Cancer Res,1995,55:525~529.

    7.Brandt-Rauf PW.Environ.Hlth.Perspec,1997,105(Supp.4)807~816.

    8.Litzel E,et al.Cancer Res,1991,51:4149~4154.
, 百拇医药
    9.Shirai Y,et al.Cancer,1994,72:2275~2279.

    10.Murase T,et al.Blood,1994,83:2283.

    11.Klocker EI,et al.Proc.Am.Assoc.Cancer Res,1994,35:A261.

    12.Moris S,et al.Jpn.J.Cancer Res,1990,81:489~494.

    13.Hayashi SI,et al.J.Biochem,1991,110:407~411.

    14.Nakachi K.et al.Cancer Res,1993,53:2994~2999.

    15.Warwick,et al.Carcinogenesis,1994,15:2841~2845.
, 百拇医药
    16.Perret CW,et al.Carcinogenesis,1995,16:1643~1645.

    17.Yu M.N,et al.Gastroenterology,1995,109:1266~1273.

    18.Hang JY,Yan CS.Environ.Hlth.Perspec,1997,105(Supp 4)759~762.

    19.Peraza MA,et al.Environ.Hlth.Perspec,1998,106(Supp 1)203~216.

    20.Anderson O,et al.Environ.Hlth.Perspec,1994,102(Supp 3)199~206.

    21.Vater M,et al.Toxicol.App.Pharmac,1996,136:352~341.

    22.Bogden JO,et al.J.Nutrition,1992,122:1351~1360.

    23.Ruff HA,et al.Environ.Hlth.Perspec,1996,104:180~185.

    24.Ganther HE,Sciense,1972,175:1122.

    25.Valentine JL,et al.Environ.Res,1994,64:1~9.

    (修回日期 1998年8月), 百拇医药