CC BY
17
ДИСКУССИИ и
ОТКЛИКИ ЧИТАТЕЛЕЙ
===
УДК 616-006.6-02:615.7-092.9
К МЕТОДИКЕ ИСПЫТАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ НА КАНЦЕРОГЕННОСТЬ В ОПЫТАХ НА ЖИВОТНЫХ
Л. М. Шабад, А. Б. Линник
Лаборатория профилактики канцерогенных воздействий Института экспериментальной
и клинической онкологии
Широкое развитие химии и использование ее продуктов в самых различных областях народного хозяйства определяют возможность их бластомогенного влияния. Своевременное обнаружение канцерогенного действия продуктов химической промышленности и разработка соответствующих мер профилактики рака представляют собой важные задачи гигиенистов.
Канцерогенное действие тех или иных веществ выявляется в опытах на животных. Здесь следует подчеркнуть два основных момента, доказанных всей историей экспериментальной онкологии. Во-первых, само понятие о бластомогенных химических веществах выросло из результатов наблюдений над так называемым профессиональным раком. Иначе говоря, бластомогенное действие тех или иных химических веществ было сначала обнаружено на человеке и лишь затем на животных. Естественно, что в ряде случаев правомочен обратный перенос получаемых данных. Во-вторых, хорошо известно, что при средней силе бластомогенного агента опухоли появляются примерно спустя '/б наибольшей продолжительности жизни, т. е. у таких распространенных лабораторных животных, как мыши и крысы, через 6 месяцев, а у человека через 15—20 лет. Поэтому можно успеть выяснить бластомогенность того или иного продукта в опыте на животных задолго до того, как он сможет оказать свое вредное воздействие на человека.
В связи с этим новые продукты химической промышленности должны подвергаться систематическому испытанию на бластомогенную активность в опытах на животных. Такого рода исследования ведутся во многих исследовательских лабораториях различных стран. Но чем больше появляется новых веществ, чем шире проводятся испытания их канцерогенной активности, тем яснее становится необходимость координации этих исследований и желательность сопоставления результатов, полученных в разных лабораториях. Естественно, появляется необходимость создания единой методики испытаний на возможную канцерогенную активность.
Этот вопрос неоднократно обсуждался как в нашей стране, так и в международном масштабе. Так, в Международном противораковом
союзе создана специальная комиссия по «прикладному канцерогенезу», одной из задач которой является разработка рекомендаций по испытанию новых химических веществ на канцерогенность. С этой целью многим исследователям в разных странах был разослан специальный вопросник. Материалы были подытожены и обсуждены на нескольких международных совещаниях (в Амстердаме, Женеве и Париже). Несмотря на ценность собранных материалов и значимость их обсуждения, до сих пор не создано единой международной методики испытаний на канцерогенность.
Дело в том, что при выработку такой методики возникает ряд трудностей и сомнений, связанных с постановкой опыта, отбором веществ для испытаний, выбором животных, длительностью опыта, оценкой результатов и т. д.
Прежде всего возникает вопрос, какие вещества следует испытывать и каким образом отбирать их из все возрастающего с каждым днем ассортимента. Безусловно, в первую очередь необходимо брать на испытание вещества, которые подозрительны в отношении их канцерогенных свойств в связи с эпидемиологическими и профпатологическими данными, свидетельствующими о появлении заболеваний среди людей, имеющих контакт с ними, получают широкое распространение среди населения, могут находиться в воздухе, воде, почве и пищевых продуктах и по своему химическому составу близки к веществам, канцерогенная активность которых уже известна.
Подозрение могут вызывать также вещества, обладающие гормоно-подобными свойствами или свойствами, стимулирующими рост. Токсичность вещества не служит признаком наличия или отсутствия канцеро-генности.
Отобранные вещества можно подвергнуть испытанию в опытах на различных видах лабораторных животных — мышах, крысах, кроликах, хомячках, пеструшках, морских свинках, собаках, кошках, курах, голубях и т. д. Однако наиболее часто используются мыши и крысы, так как продолжительность жизни этих животных дает возможность получить ответ на поставленный вопрос в приемлемые для человека сроки. Как известно, крысы и мыши, кроме того, способны к быстрому размножению, содержание их обходится относительно дешево. Именно нк этих животных проведено подавляющее большинство онкологических экспериментов, поэтому при испытании новых веществ может быть использован огромный сравнительный материал.
В последнее время при экспериментально-онкологических исследованиях стали все больше ставить опыты на хомячках. Эти животные более устойчивы к некоторым инфекциям и сопутствующим заболеваниям, чем мыши и крысы, и вместе с тем оказались удобным объектом для получения опухолей. Нельзя не отметить, что для разных опытов более или менее подходящими могут оказаться разные виды животных (табл. 1). Так, для получения экспериментального рака легких крысы, несомненно, подходят больше мышей. Вместе с тем для устранения хронических воспалительных изменений в легких, столь часто встречающихся у крыс при экспериментальном получении рака этого органа, желательно ставить опыты не на крысах, а на хомячках. Экспериментальное получение рака мочевого пузыря в результате введения в организм канцерогенных аминов возможно у собак, причем наиболее удобно ставить эти опыты на самках: у них сравнительно легко проводить систематическую цистоскопию для изучения динамики опухолевого процесса. Между тем введение тех же веществ крысам вызывает у них опухоли не мочевого пузыря, а печени.
Подчеркнем еще, что опухолевая реакция различных лабораторных животных может быть разной не только по темпу и срокам своего развития, не только по частоте и локализации получаемых опухолей, но
Таблица 1
Виды животных, рекомендуемые для проведения испытаний на возможную канцерогенную активность, и пути введения вещества1
Вещества Виды животных Пути введения
Полициклические ароматические углеводороды Мыши Крысы Кролики Хомячки Смазывание кожи Подкожное введение Интратрахеальное ,
Амино- и нитросоединения: амины, азокрасители, стильбены, акридины, хинолины и т. п. Мыши Крысы Собаки Скармливание Смазывание кожи Подкожное введение Имплантация в мочевой пузырь
Алифатические углеводороды: тиомочевина, тиоацетамид, тиоурацил, ацетамид, карбонаты, эпоксиды, пероксиды, нитрозамины, иприт Мыши Крысы Морские свинки Внутрибрюшинное введение Подкожное введение Смазывание кожи Скармливание
Половые гормоны и их аналоги М ы ш и Крысы Хомячки Подкожное введение
Металлы Крысы Кролики Внутримышечная имплантация Внутриплевралыюе или внут- рилегочное введение Внутрикостная имплантация Ингаляция
Радиоактивные вещества М ы ш и Крысы Собаки Подкожная имплантация Внутривенное введение Ингаляция
1 По Ниерег. СЬепнса! Сапсего§епез15 ап<1 Сапеег, 1964 (с изменениями).
и по их характеру и морфологической картине. Так, в молочных железах крыс сравнительно часто развиваются фиброаденомы, которые практически никогда не встречаются у мышей. При смазывании кожи канцерогенными углеводородами кожа крыс значительно устойчивее, чем у мышей, но зато среди появляющихся опухолей кожи крыс встречаются такие, которые особенно сходны с опухолями кожи человека (например, базалиомы).
Следовательно, испытание новых химических веществ на канцеро-генность следует производить минимум на 2 видах животных. Желательно привлекать для этого линейных животных, у которых известна частота спонтанных опухолей. В отношении крыс можно рекомендовать разводку Вистар.
Наиболее известными линиями мышей являются линия А, в которой часто встречаются спонтанные опухоли молочной железы и аденомы легких, линии СЗН и СЗНА также с высокой частотой рака молочной железы и часто встречающимися опухолями печени (особенно у самцов) и низкораковые линии С57 ВЬ, СС57 и т. д. При испытании возможной канцерогенности химических веществ на мышах наиболее целесообразно использовать первое поколение (р!) 2 низкораковых линий, так как гибридные животные наиболее устойчивы к различным инфекциям и токсикозам и непроизводительный отход животных будет меньше.
Таблица 2
Необходимое число животных в контрольной и подопытной группах для получения статистически значимых результатов (в тех случаях, когда в контрольных группах опухолей нет и одинаковое число животных • достигло возраста возникновения опухолей)1
Число животных в к каждой группе Минимальная частота случаев в подопытной группе (в %)
4 100
6 66,7
10 40,0
15 26,7
20 20,0
25 16,0
30 13,0
35 11.4
50 8,0
75 5,3
100 4,0
Р =0,025
1 По Бойланду, Ас1а ШСС, 1957, 13, 271.
Следует брать столько животных, чтобы можно было получить статистически достоверные результаты. Для того чтобы доказать не-канцерогенность испытуемого вещества, опыт нужно ставить на большом количестве животных (табл. 2 и 3). Практически при применении больших доз испытуемого вещества можно использовать меньшие группы животных. Опыт может быть начат на 30—50 животных, с тем чтобы по крайней мере 10—12 из них прожили около 2 лет (наибольшая продолжительность жизни крыс и мышей достигает 2'/г лет). Желательно, чтобы самцов и самок было поровну, но содержать их следует раздельно.
В ходе опыта следует регулярно (не реже 1 раза в 1—2 недели) проводить осмотр и взвешивание животных. Ослабевших животных лучше забивать, чтобы получить материал, пригодный для исследования, так как павших животных могут погрызть другие или же они могут подвергнуться разложению.
Пути введения испытуемых веществ могут быть различными: смазывание кожи (у мышей— межлопаточной области, у кроликов — кожи ушей); введение под кожу (инъекции масляного или другого раствора, имплантация
пилюль, например из парафина, холестерина, воска); введение в пищеварительный тракт с кормом, питьевой водой, через желудочный зонд (последний способ более точен в отношении дозировки, но может вызвать травму пищевода и требует больш-ей затраты времени); интратрахеальное введение (ингаляция, интубация, путем трахеотомии); имплантация в мочевой пузырь, в различные ткани и органы; введение в полость брюшины, плевры; внутривенные инъекции и т. д. При испытании новых химических веществ на канцерогенность рекомендуется использовать хотя бы 2 различных способа введения, учитывая, какого рода контакт с тем или
Таблица 3
Минимальные различия между данными 2 групп животных, которые можно считать статистически значимыми (Р=0,05)1
Состав групп
50 животных 40 животных 30 животных 20 животных | 10 животных
контрольная опытная контрольная опытная контрольная опытная контрольная опытная контрольная опытная
0 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 6 8 13 19 25 30 35 40 44 47 0 2 4 8 12 16 20 24 28 32 36 6 8 11 17 21 25 29 33 35 38 0 1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 6 8 11 14 17 20 23 26 28 30 0 1 2 4 6 8 10 12 14 16 18 6 7 9 11 13 15 17 18 20 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 5 7 8 9 10 10
1 По материалам Ыа1. аса(1. Бек, публикация 749.
иным веществом наиболее реален для человека. Так, если вещества относятся к пищевым добавкам, то проводить их испытание необходимо путем длительного скармливания, а если вещества загрязняют атмосферу, то путем введения их в дыхательные пути. При испытании медикаментов следует учитывать способ их применения. Во всех случаях вторым способом может быть смазывание кожи.
Большие сомнения могут возникнуть при оценке одного из наиболее старых и широко распространенных способов испытания канцерогенных веществ — подкожного введения, особенно у крыс. Дело в том, что в последнее время большим числом опытов показано, что подкожное введение, главным образом крысам, химически инертных пластинок различных пластмасс и фольги металлов вызывает образование сарком примерно в '/з случаев. Так называемый пластмассовый канцерогенез зависит от формы и величины пластинки. Например, перфорированные пластинки вызывают меньше опухолей, чем целые, а введение тех же материалов, тонко нарезанных, порошкообразных или в виде нитей, не вызывает опухолей. Ясно, что^ этом случае имеет значение не прямое канцерогенное действие пластинок на ткани, а ряд опосредующих факторов. Поэтому делать вывод о канцерогенном действии пластмасс на основании таких опытов нельзя. Следовательно, применение подкожного введения как способа испытания на канцерогенность ограничено.
При введении препаратов желательно испытывать как максимально переносимые дозы, обусловливающие хронический токсикоз, так и несколько пониженные, например 74 или 73 максимальной. Следует иметь в виду, что некоторые канцерогенные вещества могут действовать в ничтожно малых дозах, составляющих, в частности для углеводородов, микрограммы. Между тем другие канцерогены, такие, как аминоазосоеди-нения, вызывают опухоли лишь при применении гораздо больших доз, достигающих десятков и сотен миллиграммов. Вот почему при испыта-_ нии новых химических веществ следует применять наивысшие переносимые в хроническом опыте дозы. Так или иначе необходимо знать точную дозу введенного вещества и примерно представлять дозу потребленную. Это особенно важно при введении животному испытуемого вещества в пищеварительный тракт.
Смазывание и подкожные инъекции рекомендуется проводить 1—3 раза в неделю в течение первого года жизни животных. При этом растворители должны обладать минимальным раздражающим или токсическим действием. Наиболее пригоден для инъекций физиологический раствор и растительное масло, а для смазывания — бензол, ацетон и спирт. Контрольным животным нужно вводить ратворители в том же объеме и в те же сроки. Концентрация испытуемого вещества должна быть наиболее высокой, чтобы объем вводимого раствора был минимален. При подкожном введении желательно, чтобы рН и осмотическое давление раствора были близки к физиологическим показателям.
Подопытные и контрольные животные должны находиться в совершенно одинаковых и притом хороших условиях содержания, в те же периоды времени, на полноценном пищевом рационе. Ухудшение условий содержания и питания подопытных животных снижает возможность образования у них опухолей, что может существенно отразиться на результатах опытов.
Обработку животных испытуемым веществом следует начинать по возможности в более раннем возрасте, но не слишком рано, так чтобы животные, с одной стороны, не погибли от токсикоза, а с другой — с учетом длительности латентного периода при опухолевом процессе успели дожить до появления опухолей. Кроме того, известно, что молодые животные более чувствительны к воздействию канцерогенных агентов.
Главным критерием оценки результатов опытов служит появление новообразований у подопытных животных. Важнейшими данными
7 Гигиена и санитария, № 8
97
являются частота и срок возникновения опухолей. Важное значение имеет точная патоморфологическая характеристика полученных изменений. Она не только позволяет избежать прямых ошибок, но и способствует определению силы, а иногда и характера действия канцерогенного агента. Так, слабые канцерогенные вещества не только вызывают меньше опухолей, но и относительно больше доброкачественных и в более поздние сроки, чем сильные.
При подведении итогов опытов испытания на канцерогенность важно иметь сведения следующего порядка: 1) химическое название и физико-химические свойства испытуемого вещества; 2) раствориФель, концентрация испытуемрго вещества, вводимая доза; 3) вид и линия подопытных животных, пол, возраст, состав рациона, число животных, условия их содержания; 4) способы, пути, дозы и длительность введения; 5) число животных с опухолями, время их возникновения и число опухолей на 1 животное; 6) патоморфологический диагноз (количество и локализация опухолей, их гистологическая характеристика).
При получении экспериментальных данных, свидетельствующих о канцерогенности какого-либо нового химического вещества, необходимо исследовать возможное распространение его в среде, окружающей человека, а главное—возможность и характер контакта человека с этим веществом. Следует прежде всего выяснить условия его производства и принять необходимые меры для предотвращения профессиональной вредности. Далее нужно учесть пути применения этого вещества и по возможности снизить распространенность и длительность контактов с ним. Нельзя не принять во внимание и силу канцерогенного действия. Если речь идет о сильном канцерогене, то следует принять все меры к полному прекращению контактов с ним.
Важное значение имеет и область применения того или иного вещества, признанного канцерогенным. Если речь идет о его эпизодическом использовании в строго контролируемой, например лабораторной, обстановке, то оно в некоторых случаях может быть допущено; если же речь идет о включении его, например, в пищевые продукты, то оно должно быть категорически запрещено. Нельзя не подчеркнуть выяснившуюся в последние годы особую чувствительность к канцерогенным агентам детей раннего возраста. В связи с этим следует особенно бдительно следить за возможными контактами с канцерогенными веществами в раннем периоде жизни.
При обнаружении канцерогенного действия того или иного медицинского препарата целесообразно учитывать не только возможный вред, но и пользу его применения. Например, при лечении больных раком вполне допустимо использование ряда медикаментов, которые могут вызвать опухоли у животных, но эти же вещества совершенно недопустимы при лечении, особенно длительном, других болезней, в частности в детском возрасте. Большие затруднения могут возникнуть при оценке так называемых отрицательных результатов опытов, т. е. тех случаев, когда вещество, подозрительное на канцерогенность, все же не вызвало опухолей у животных. В данном случае все зависит от того, насколько тщательно были проведены опыты, на достаточном ли количестве животных, словом, были ли соблюдены все указанные выше условия. Отрицательные результаты, как и положительные, должны быть подытожены и опубликованы.
Если какое-либо вещество в эксперименте на животных вызывает большое количество злокачественных опухолей, то его следует считать опасным и для человека; должны быть приняты все необходимые меры к устранению длительного контакта с этим продуктом. О возможности переноса результатов опытов на животных в патологию человека ярко свидетельствует история с торотрастом (диоксидом тория). Это вещество в 30—40-х годах нашего столетия применялось как рентгеноконт-
растное вещество и вводилось с диагностичеЬкими целями в сосуды и различные полости тела. Между тем уже в 30-х годах было выяснено, что торотраст как радиоактивное вещество вызывает саркомы у мышей и крыс. В настоящее время (через 15—20 лет после его применения) описано немало случаев возникновения злокачественных опухолей у человека на месте и в результате его введения.
Эксперимент на животных может у должен быть использован для профилактики рака. Такая профилактика возможна путем осуществления ряда мероприятий. В одних случаях может идти речь о полном исключении канцерогенного вещества из окружающей человека среды посредством запрещения и прекращения его производства. Так обстоит дело в СССР, например, с (5-нафтиламином, оксибензидином и 3,3'-ди-хлорбензидином. В других случаях может идти речь о герметизации производства (например, бензидина).
В последнее время были предложены пути деканцерогенизации таких важных в народнохозяйственном отношении продуктов, как сланцевые и каменноугольные смолы, нефтепродукты, т. е. изъятие из них канцерогенных веществ при сохранении основной ценности продукта. В ряде случаев могут быть внесены изменения в технологию приготовления продуктов, приводящие к очистке их от канцерогенных примесей. Примерами могут служить исследования с целью получения свободного от 3,4-бензпирена парафина для пищевой промышленности или разработка новых методов копчения.
Все эти меры направлены к полному прекращению контакта человека с теми или иными канцерогенными веществами. Однако нельзя забывать, что не только полное устранение такого контакта, но и уменьшение дозы и срока действия канцерогенного вещества на организм снижают шансы 'Заболевания раком и значительно отдаляют срок его появления. Зависимость бластомогенного эффекта от дозы и длительности экспозиции полностью доказана большим количеством экспериментов на животных и наблюдениями над профессиональными опухолями человека. Вот почему борьба за снижение количества канцерогенных агентов в окружающей человека среде и сокращение длительности их действия являются существенным и реальным путем профилактики рака.
ЛИТЕРАТУРА
Линник А. Б. Вопр. онкол., 1964, № 4, с. 100. — Модели и методы экспериментальной онкологии. М., 1960. — Оценка канцерогенной опасности веществ^ добавляемых к пищевым продуктам. ВОЗ. Серия технических докладов, 1961, № 220. — Профилактика рака. ВОЗ. Серия технических докладов, 1965, № 276. — Шабад Л. М. В кн.: Воспроизведение заболеваний у животных для экспериментально-терапевтических исследований. Л., 1954, с. 85. — Бойланд Э. Совр. пробл. онкол., 1957, № 5, с. 49.— Н а г t w е 11 J. L. Survey of compounds which have been tested for carcinogenic activity. Washington, 1951. — H u e p er W. C. Conway W. D. Chemical carcinogenesis and cancers, 1964.
Поступила 10/VI 1965 r.
УДК 613.644(049.3)
ПО ПОВОДУ СТАТЬИ 3. 3. АШБЕЛЯ «ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УСЛОВИИ ТРУДА ПРИ ПРОМЫШЛЕННОМ ПРИМЕНЕНИИ УЛЬТРАЗВУКА»1
Канд. мед. наук В. М. Григорьева
Статья посвящена актуальному вопросу; в ней освещены условия труда при использовании ультразвуковой техники, находящей все более широкое применение в промышленности. Данные физиологических
1 Гигиена и санитария, 1965, № 10, стр. 41—-46.
7*
99
