Канцероген¶

Канцероген — это физический агент, химическое вещество или смесь веществ, а также биологический фактор, способные вызывать развитие злокачественных новообразований (рака) или увеличивать частоту их возникновения при воздействии на организм. Канцерогены действуют путём повреждения генетического материала клеток (ДНК) или нарушения клеточных процессов, что приводит к неконтролируемому делению и росту атипичных клеток. Понятие «канцероген» является ключевым в онкологии, токсикологии и гигиене окружающей среды.

¶Классификация

Канцерогены классифицируются по происхождению, природе и механизму действия.

¶По происхождению

Выделяют три основные группы канцерогенов по их источнику:

Химические канцерогены — наиболее многочисленная группа. Включает органические и неорганические соединения, способные инициировать рак. К ним относятся полициклические ароматические углеводороды (ПАУ, например, бенз(а)пирен), нитрозамины, ароматические амины, асбест, формальдегид, бензол, иприт, а также некоторые металлы (мышьяк, кадмий, хром, никель) и их соединения.
Физические канцерогены — агенты нехимической природы. Основным представителем является ионизирующее излучение (рентгеновское, гамма-излучение, альфа- и бета-частицы, нейтроны). К физическим канцерогенам также относят ультрафиолетовое (УФ) излучение солнечного спектра или искусственных источников, а также волокна некоторых минералов (асбест, цеолит) при вдыхании.
Биологические канцерогены — живые организмы или их компоненты, способные вызывать рак. К ним относятся некоторые вирусы (онковирусы): вирус папилломы человека (ВПЧ, особенно типы 16 и 18), вирус гепатита B (HBV), вирус гепатита C (HCV), вирус Эпштейна — Барр (EBV), вирус Т-клеточного лейкоза человека (HTLV-1), а также бактерия Helicobacter pylori, связанная с раком желудка. К биологическим канцерогенам относят и некоторые паразиты (например, Opisthorchis viverrini — печёночная двуустка, вызывающая холангиокарциному).

¶По механизму действия

Канцерогены делятся на две основные категории по способу взаимодействия с клеткой:

Генотооксические (инициирующие) канцерогены — непосредственно взаимодействуют с ДНК, вызывая её повреждения (мутации). Они запускают процесс канцерогенеза. Большинство химических канцерогенов являются генотооксическими.
Эпигенетические (промоторные) канцерогены — не повреждают ДНК напрямую, но стимулируют пролиферацию (деление) уже повреждённых клеток, способствуя прогрессии опухоли. К ним относятся некоторые гормоны (эстрогены), факторы роста, коканцерогены (например, форболовые эфиры в кротоновом масле).

¶По степени доказанности

Наиболее авторитетной является классификация Международного агентства по изучению рака (МАИР, IARC), входящего в ВОЗ. Она включает 5 групп:

Группа 1 — канцерогенны для человека (доказанная связь). Примеры: табачный дым, асбест, бензол, ионизирующее излучение, ВПЧ (типы 16, 18), алкоголь, переработанное мясо.
Группа 2A — вероятно канцерогенны для человека (ограниченные доказательства на людях, достаточные — на животных). Примеры: акриламид, выхлопные газы дизельных двигателей, некоторые пестициды (малатион).
Группа 2B — возможно канцерогенны для человека (ограниченные доказательства на людях, менее достаточные — на животных). Примеры: кофе (связь с раком мочевого пузыря), экстракт алоэ вера, некоторые красители (например, сафрол).
Группа 3 — не классифицированы как канцерогены для человека (недостаточно доказательств). Примеры: теофиллин, каптоприл.
Группа 4 — вероятно, не канцерогенны для человека. Единственный агент — капролактам.

¶История изучения

Первые наблюдения связи между профессиональной деятельностью и раком были сделаны в XVIII веке. В 1775 году английский хирург Персиваль Потт описал высокую частоту рака мошонки у трубочистов, связав её с постоянным контактом с сажей и каменноугольной смолой. Это стало первым документальным свидетельством химического канцерогенеза.

В начале XX века японские исследователи К. Ямагива и К. Итикава (1915) впервые экспериментально вызвали рак у животных, многократно нанося на кожу кроликов каменноугольную смолу. В 1930-х годах были выделены и идентифицированы первые чистые химические канцерогены — полициклические ароматические углеводороды (бенз(а)пирен, дибензантрацен). В 1950-х годах была установлена роль вирусов в канцерогенезе (Ф. Пейтон Роус, открытие вируса саркомы Рауса). Во второй половине XX века были разработаны методы тестирования на канцерогенность, включая тест Эймса (1970-е), позволяющий выявить мутагенную активность химических соединений.

¶Источники и пути воздействия

Канцерогены широко распространены в окружающей среде, на производстве и в быту.

¶Природные источники

Ионизирующее излучение — космические лучи, радон (продукт распада урана, накапливается в плохо вентилируемых зданиях).
УФ-излучение — солнечный свет.
Микотоксины — афлатоксины (продуцируются плесневыми грибами Aspergillus на зерне, орехах, кукурузе).
Растительные алкалоиды — некоторые соединения в папоротнике-орляке, сафрол (в сассафрасе).

¶Антропогенные источники

Табачный дым — содержит более 70 известных канцерогенов (бенз(а)пирен, нитрозамины, формальдегид, полоний-210). Основная причина рака лёгкого в мире.
Промышленные выбросы — бензол (нефтехимия, лакокрасочное производство), формальдегид (производство пластмасс, смол), винилхлорид (ПВХ), асбест (строительство, теплоизоляция).
Выхлопные газы — сажа, ПАУ, бензол, формальдегид.
Пищевые продукты — переработанное мясо (колбасы, бекон, ветчина) содержит нитрозамины; жареная, копчёная пища — ПАУ и акриламид (образуется при нагреве крахмалистых продуктов); алкогольные напитки (этанол и его метаболит ацетальдегид).
Лекарственные препараты — некоторые цитостатики (циклофосфамид), гормональные препараты (эстрогены, тамоксифен), иммунодепрессанты.
Бытовые загрязнители — формальдегид (мебель, строительные материалы), стирол (полимеры), некоторые красители и растворители.

Пути поступления канцерогенов в организм: ингаляционный (вдыхание), пероральный (с пищей и водой), контактный (через кожу и слизистые), парентеральный (инъекции, имплантаты).

¶Механизмы канцерогенеза

Канцерогенез — многостадийный процесс, включающий инициацию, промоцию и прогрессию.

Инициация — необратимое повреждение ДНК в результате воздействия генотооксического канцерогена. Возникает мутация в генах, контролирующих клеточный цикл (онкогенах, генах-супрессорах опухолей, генах репарации ДНК). Инициированная клетка может оставаться жизнеспособной, но не проявляет злокачественных свойств.
Промоция — стимуляция пролиферации инициированных клеток под действием промоторов (эпигенетических факторов). Промоторы не вызывают мутации, но создают условия для размножения клеток с уже имеющимися повреждениями. Этот этап обратим при устранении промотора.
Прогрессия — накопление дополнительных мутаций, приводящее к приобретению клетками способности к инвазии (прорастанию в окружающие ткани) и метастазированию (образованию вторичных очагов). Формируется злокачественная опухоль.

¶Оценка канцерогенного риска

Оценка канцерогенного риска для человека проводится с использованием эпидемиологических исследований (наблюдения за популяциями людей) и экспериментальных исследований на животных (обычно грызунах). В России оценку канцерогенной опасности химических веществ проводят в рамках гигиенического нормирования (установление предельно допустимых концентраций — ПДК). Международные организации, такие как МАИР (IARC), Национальная токсикологическая программа США (NTP) и Агентство по охране окружающей среды США (EPA), публикуют регулярно обновляемые списки канцерогенов.

¶Профилактика и снижение воздействия

Основные меры профилактики рака, связанного с канцерогенами, включают:

Отказ от курения — наиболее эффективная мера для снижения риска рака лёгкого, гортани, пищевода, мочевого пузыря и других локализаций.
Рациональное питание — ограничение потребления переработанного мяса, копчёностей, жареной пищи; увеличение доли овощей и фруктов (содержат антиоксиданты).
Ограничение потребления алкоголя.
Защита от УФ-излучения — использование солнцезащитных кремов, избегание соляриев.
Снижение воздействия радона — проветривание помещений, герметизация фундаментов.
Соблюдение правил техники безопасности на производстве — использование средств индивидуальной защиты (респираторы, перчатки), вентиляция, контроль ПДК.
Вакцинация — против вируса гепатита B (HBV) и вируса папилломы человека (ВПЧ) для предотвращения связанных с ними видов рака.

¶Критика и спорные вопросы

Некоторые вещества, классифицированные как канцерогены, вызывают споры в научном сообществе и среди общественности. Например, акриламид, образующийся при жарке картофеля и хлеба, отнесён к группе 2A (вероятно канцерогенен), однако его реальный риск для человека при обычном потреблении оценивается как низкий. Кофе, ранее относившийся к группе 2B, после пересмотра данных в 2016 году был переведён в группу 3 (не классифицирован). Критике подвергается методология экстраполяции результатов экспериментов на животных на человека, особенно при высоких дозах, не соответствующих реальному воздействию. Также обсуждается вопрос о пороге действия канцерогенов: для генотооксических веществ теоретически порога не существует, однако на практике для многих из них (например, для ионизирующего излучения) применяется концепция линейной беспороговой модели.

¶Источники

Международное агентство по изучению рака (IARC). Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans.
Национальная токсикологическая программа США (NTP). Report on Carcinogens.
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ). Cancer. Fact sheets.
Токсикологическая химия. Учебник под ред. В. А. Попова. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010.
Гигиена. Учебник под ред. Г. И. Румянцева. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008.

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →