(1)直接致癌物其化學結構的固有特性是不需要代謝活化即具有親電子活性,能與親核分子(包括DNA)共價結合形成加合物(adduct)。這類物質絕大多數是合成的有機物,包括有:內酯類(如β-丙烯內酯,丙烷磺內酯和a,β-不飽和六環丙酯類);烯化環氧化物(如1,2,3,4-丁二烯環氧化物);亞膠類;硫酸類酯;芥子氣和氮芥等;活性鹵代烴類(如雙氯甲醚、苄基氯、甲基碘和二甲氨基甲醯氯),其中雙氯甲醇的高級鹵代烴同系物隨著烷基的碳原子增多,致癌活性下降。除前述烷化劑外,一些鉑的配位絡合物(如二氯二氨基鉑,二氯(吡咯烷)鉑,以及二氧-1、2-二氨基環己烷鉑)也有直接致癌活性,通常其順式異構體的活性較反式異構體高。
(2)間接致癌物這類致癌物往往不能在接觸的局部致癌,而在其發生代謝活化的組織中致癌。前致癌物可分為天然和人工合成兩大類。人工合成的包括有:多環或雜環芳烴[如苯並(a)芘、苯並(a)蒽、3-甲基膽蒽、7,12-H甲苯並(a)蒽、二苯並(a,h)蒽等];單環芳香胺(如鄰甲苯胺、鄰茴香胺);雙環或多環芳香胺(如2-萘胺、聯苯胺等);喹啉(如苯並(g)喹啉等);硝基呋喃;偶氮化合物(如二甲氨基偶氮苯等);鏈狀或環狀亞硝胺類幾乎都致癌。但隨著烷基的不同,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;氨基甲酸酯類中的乙酸、丙酯和丁酯均致癌,其中,以氨基甲酸乙酯(烏拉坦,亦稱脲烷)致癌能力最強,鹵代烴中的氯乙烯的致肝癌作用在近年受到廣泛注意。其特點是誘發肝血管肉瘤。
天然物質及其加工產物在國際抗癌聯盟(IARC)1978年公布的34種人類致癌物中占5種,取黃麴黴毒素、環孢素A、菸草和煙氣、檳榔及酒精性飲料。
黃麴黴毒素B1已是最強烈的致癌物之一,黃麴黴毒素G1的致癌能力低得多。黃麴黴毒素B2和G2本身不致癌,但認為B2可在體內經生物轉化小部分成為B1,故也有一定致癌能力。黃麴黴毒素B1對人和各種實驗動物除小鼠外都能誘發肝癌,在特殊條件下仍可誘發腎癌和結腸癌。小鼠不易感可能是GSH轉移酶的活力水平較高,能有效地解毒。
一些毒菌的產物,如環孢素A、阿黴素、道諾黴素、更生黴素也是前致癌物。這些物質常作為藥物使用。菸草即使未經燃燒和熱解也會含有亞硝基去甲菸鹼等致癌物。菸草的煙氣中更含有多種致癌物,如多環芳烴、雜環化合物、酚類衍生物等致癌物。菸草的煙氣中還含有大量促癌物,這就是提倡戒菸的原因之一。嚼食菸葉和使用鼻煙時所含的亞硝胺能誘發口腔癌和上呼吸道癌。檳榔中的檳榔鹼可形成亞硝胺,口嚼檳榔使口腔癌和上消化道發癌率和死亡率增高。
(3)無機致癌物鈷、鐳、氡可能由於其放射性而致癌。鎳、鉻、鉛、鈹及其某些鹽類均可在一定條件下致癌,其中鎳和鈦的致癌性最強。
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