遺傳毒性效應是由遺傳所決定的特異性體質對某種毒物的異常反應性。
基本介紹
- 中文名：遺傳毒性效應
- 外文名：The genetic toxicity effect
- 效果：對某種毒物的異常反應性
- 始於：20世紀70年代
由遺傳所決定的特異性體質對某種毒物的異常反應性。例如，有些病人在接受了一個標準劑量的琥珀醯膽鹼後，發生持續的肌肉鬆弛和呼吸暫停，因為這些病人缺少一種正常人迅速分解肌肉鬆弛劑的血清膽鹼酯酶；還有些人對亞硝酸和高鐵血紅蛋白形成劑異常敏感，因為他們體內缺乏NADPH高鐵血紅蛋白還原酶。
遺傳毒性效應 10．1環境遺傳毒性 環境遺傳毒性主要是研究環境化學物質和物理輻射等環境外源物質誘發的生物體遺傳物質如DNA(脫氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的變異作用及其在子代中的有害遺傳變化效應。一般主要包括環境物質對生物體健康的致突變作用、致畸作用及致癌作用(即“三致”遺傳毒性效應)。有關環境遺傳毒理學的研究，廣泛開展始於20世紀70年代，至今發展迅速，有關研究成果已廣泛套用於基礎醫學、環境毒理學、污染生態學的研究中，有關的測試和評估方法已列入新藥研究、環境監測、農藥開發、化學物質與食品安全性評價、新型材料研製等涉及人體健康或環境風險評價的規定試驗檢測項目。我國環境遺傳毒理方面的發展至今大致町劃分三個階段。第一階段，自20世紀70年代到1985年，屬於起步階段，這-—時期我們從國外引進了一系列經典的遺傳毒性檢測方法，逐步在國內建立起相關實驗室，大量篩選了我國人群中所接觸的化學物質及其他環境因子的健康遺傳毒性；加強了對專業人員的培訓和相關的學科建設，並成立了與國際誘變劑學會相接軌的中國環境誘變劑學會(CEMS)。第二階段，自1985－1995年，這是環境遺傳學科全面深入發展的階段。基本上跟蹤了國際上相關研究水平，使環境遺傳毒性的檢測方法逐步向標準化、規範化方向發展；在我國新藥、農藥、化學品、食品、化妝品及消毒劑等的開發研製過程中，遺傳毒性試驗被正式列入環境安全性評價的準則或測試規範。同時，對環境化合物的遺傳毒性機制研究也成為學科的重點方向。其中一些環境遺傳毒理學的方法，如微核試驗、染色體畸變試驗、姐妹染色單體互換等得到引進和套用。利用植物、昆蟲、水生動物等生物的細胞進行現場健康遺傳毒性測試，監測水源、空氣及作業環境中遺傳毒性物質的存在，為此還發展了紫露草。蠶豆根尖、魚的遺傳毒性試驗方法以及Ames試驗空氣現場採樣方法等。第三階段，1995年到至今，環境遺傳毒理學研究方法或試驗水平進入了迅速發展的分子生物—化學階段，隨著多學科相互交叉、滲透現象的日益普遍，分子生物學和理論化學也越來越多的被引入環境遺傳毒理學的研究領域。一些研究者套用分子生物學或理論化學的方法建立了分子致突變測試系統和化學分子片斷致突變機制。一些分子終點的測試系統和分子生物學方法在遺傳毒理研究中得到套用，如套用螢光原位雜交(FISH)、等位基因特異性寡核苷酸探針雜交(ASO)、基因特異性擴增(ASA)、PCR單鏈構象多態性分析(PCRSSCP)、變性梯度凝膠電泳(DGGE)、單細胞凝膠電泳(Comet)、異源雙鏈分析(HA)、化學錯配鹼基裂解法(CMC)、裂解酶切片段長度多態性分析(CFLP)、連線酶鏈式反應(LCR)、直接測序(DS)進行突變分子分析等。這一階段我國與國外同類先進研究總體水平的差距正在日益縮短；某些研究工作已有自己的特色，如穿梭質粒載體系統、轉基因動物突變測試系統、非定標性突變和突變的分子機制研究等。 環境遺傳毒理試驗不僅在環境化學物質的安全性評價方面得到了廣泛的套用，而且在環境污染的現場監測、人群健康監測以及遺傳毒性與疾病、腫瘤的流行病學調查等方面均得到了充分的利用。如目前可以套用多種人體細胞：口腔黏膜細胞、鼻腔黏膜細胞、頭皮毛囊細第107頁
胞、痰液細胞、支氣管肺泡灌洗液中的細胞、脫落的結腸細胞、尿道上皮細胞、乳腺細胞、宮頸上皮細胞、精子細胞及外周血淋巴細胞等檢測微核、染色體畸變、姐妹染色單體互換率等指標，對人體接觸外源物質的健康遺傳毒性的劑量及效應進行評價。逐步建立了一些生物標誌物的測試方法，如：DNA加合物、DNA－蛋白質交聯物、DNA鏈斷裂、8-羥基脫氧鳥嘌呤、多腺苷二磷酸核糖聚合酶等的檢測方法，以評價外源物質的遺傳毒性與多種疾病如心血管疾病、肌肉骨骼疾病、血液病、先天畸形、自身免疫性疾病，線粒體病以及腫瘤、衰老等發生機制的關係。同時，還可以利用這些生物標誌物，篩檢接觸誘變劑後可能受影響的人群健康監測和流行病學調查。 10．1．1致突變作用 環境物質的致突變作用主要是指外源化學物質或物理射線引起生物體遺傳物質的可傳代性分子變異效應。其中誘發突變的環境物質稱致突變物，一般致突變作用分為兩大類：細胞學上的基因突變(或稱點突變或鹼基突變)和染色體畸變(主要為生物染色體數目和結構的變異)。 (1．)基因突變 環境遺傳毒理學中的基因突變，主要指在環境外源致突變物的作用下，生物體DNA或RNA中鹼基對的化學組成或排列順序發生變化。根據其作用方式和引起的結果，可分類如下。 ①鹼基置換鹼基置換分為鹼基的轉換和顛換兩種情況。轉換是指一種嘌呤鹼基為另一種嘌呤鹼基取代，或一種嘧啶鹼基為另一種嘧啶鹼基取代；顛換是指嘌呤鹼基為嘧啶鹼基所取代或嘧啶鹼基為嘌呤鹼基取代。環境致突變物可引起DNA多核苷酸鏈上一個或多個鹼基的構型或種類發生變化，使其不能按正常程式與相應的鹼基配對，引起正常DNA鏈上的鹼基配對異常而導致生物體的遺傳毒性效應。 ②移碼突變由於外源物質的活性作用，在遺傳物質DNA鹼基序列中，插入或丟失一個或多個鹼基，使該突變部位以後的鹼基密碼組成或次序發生變化，而導致新合成的多肽鏈的結構或功能發生改變的作用效應。現已表明，多環芳烴、黃麴黴素和吖啶類化合物均具有導致移碼突變的性質。 (2)染色體畸變 通常染色體畸變主要指在環境外源致突變物的作用下，生物體的染色體數目改變或結構的變化，導致生物體遺傳基因或遺傳信息危害性改變的毒性效應。由於染色體上排列著很多遺傳基因，某些環境致突變物可能引起染色體改變，而使遺傳基因發生突變。如人體每個細胞有23對染色體，其中包括22對常染色體和一對性染色體，當其中某一條染色體的結構發生變化，就可能引發某種遺傳病症或健康缺陷。 10．1．2致畸作用 環境物質導致的生物體致畸作用機理目前尚不完全清楚，一般認為環境致畸毒性的主要過程如F。 ①由基因突變引起的胚胎髮育異常環境化合物作用於生物體的生殖細胞，引起遺傳基因突變，可產生子代畸形，並可能有遺傳性。通常認為僅作用於生物體胚胎細胞引起畸胎是非遺傳性的，體細胞突變可引起發育異常，除形態缺陷外，有時還會產生代謝功能缺陷。
