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绪论1

第一章 环境中的化学致癌剂及其环境影响7

1·1 癌症病因的近代认识7

1·1·1 癌症病因的环境化学因素重要性7

1·1·2 遗传因子与癌症发病率的关系7

1·1·3 致癌病毒与癌症发病率的关系8

1·1·4 环境中化学致癌剂研究的重要性8

1·2 环境致癌剂和环境癌9

1·2·1 多环芳烃9

1·2·2 霉菌毒素10

1·2·3 N-亚硝基化合物12

1·2·4 食品中的杂环芳胺13

1·2·5 辐射和氧等放射性元素14

1·3 大环境中的特殊致癌物质污染15

1·3·1 氯化物和含氯农药15

1·3·2 食品添加剂中或其他生活需要而使用过的致癌物质16

1·3·3 天然产物或天然药材中的致癌物质17

1·3·4 化妆品中的潜在致癌物质18

1·3·5 烟和酒中的致癌物质19

1·4 职业环境致癌剂和职业癌19

1·4·1 芳香胺20

1·4·2 大环境致癌剂在职业环境中的存在20

1·4·6 石棉、铍、镉、铬、镍、砷和其他无机致癌物质21

1·4·5 联氨及其衍生物21

1·4·3 卤化物、环氧化物、醛和烷化剂21

1·4·4 氯乙烯和其他高聚物单体21

1·5 致癌剂的环境效应及癌的预防医学22

1·5·1 发展癌现象22

1·5·2 癌的环境影响和潜在的化学致癌因子23

1·5·3 胃癌发病率与化学因素的关系25

1·5·4 食道癌与环境中化学因素的关系25

1·5·5 肝癌与环境中化学因素的关系26

1·5·6 肺癌与环境中化学因素的关系27

1·5·7 结肠癌与环境中化学因素的关系27

1·5·9 鼻咽癌与环境中化学因素的关系28

1·5·8 女性癌症与环境中化学因素的关系28

1·5·10 环境癌的预防及其可能性29

参考文献及注释31

第二章 致癌剂化学结构与其生理效应之间关系的研究35

2·1 化学结构与其生理效应之间关系的研究35

2·1·1 理论有机化学研究中的三个方面35

2·1·2 结构生理效应之间关系的研究35

2·2 自由能线性关系式和定量结构与化学活性间关系的研究36

2·2·1 Hammett自由能线性关系式36

2·2·2 自由能线性关系式研究的发展39

2·2·3 Taft关系式，诱导、共扼与空间效应的分离41

2·2·4 分子结构的连接性指数44

2·2·5 溶剂、试剂等对反应的定量影响46

2·2·6 自由能线性关系式的概括和发展47

2·3 经验性的定量结构与生理效应间关系的研究47

2·3·1 经验性定量结构生理效应间关系研究47

2·3·2 油水分配系数和Hansch碎片计算法48

2·3·3 极性基团共扼相互作用对油水分配系数的影响53

2·3·4 分子中电子组态和空间结构对油水分配系数的影响55

2·3·5 经验性定量构效关系研究的发展及局限性58

2·4 非经验性的定性结构与生理效应间关系的研究59

2·4·1 生理效应机理的受体学说59

2·4·2 理论分子生物学的奠基，致癌作用的蛋白质互变异构假说和K区理论65

2·4·3 致癌物代谢实验所得到的认识，致癌作用的亲电理论和湾区理论假说70

2·5 致癌剂的非经验定量构效关系的研究73

2·5·1 非经验定量构效关系研究的目的和策略73

2·5·2 致癌物大规模量子化学计算的人工智能方法——一揽子分子轨道法74

2·5·3 构效关系非经验定量处理可能使用的理论计算方法78

2·5·4 从结构生理性能谱中揭示未知机理的人工智能方法——定量分析模式辨认94

2·5·5 借通式计算分子轨道参数96

参考文献及注释98

第三章 多环芳烃结构致癌性能关系的定量理论处理所揭示的致癌机理——双区理论103

3·1 多环芳烃结构致癌性关系研究的背景103

3·1·1 多环芳烃结构致癌性能谱阐释的早期研究103

3·1·2 细胞色素P450和多环芳烃的代谢研究104

3·2·1 多环芳烃与DNA加合物的形成及与K区和湾区理论的关系107

3·2 多环芳烃致癌性能的研究与双区理论的提出107

3·2·2 多环芳烃致癌性代谢活化及代谢脱毒的综合代谢过程109

3·2·3 双区理论，多环芳烃结构致癌作用的特定双官能烷化性质112

3·2·4 基于双区理论的多环芳烃致癌性的定量预测117

3·2·5 DNA股间互补碱对横向交联的重要性及化学致癌作用的双区理论机理119

3·2·6 双区理论在阐明化学、物理和病毒致癌作用机理方面的普遍意义125

3·3 多环芳烃的一揽子分子轨道计算和结构预测计数126

3·3·1 一揽子分子轨道计算的人工智能策略126

3·3·2 一揽子分子轨道计算的线性符号126

3·3·3 PAH的结构预测计数128

3·3·4 PAH分子图的自动产生129

3·3·5 邻接矩阵和HMO参数的自动获得132

3·3·6 一揽子分子轨道计算在高级分子轨道理论上的应用133

3·3·7 一揽子分子轨道计算在其他化合物人工智能计算上的普遍意义134

3·4 多环芳烃的结构资料135

3·4·1 多环芳烃结构资料的注解135

3·4·2 苯系稠合核的多环芳烃母体特征数一览135

3·4·3 多环芳烃结构预测和计数的若干问题141

参考文献及注释142

第四章 双区理论的致癌机理在化学致癌作用中的普遍意义146

4·1 荧蒽系的定量结构致癌活性关系146

4·1·1 荧蒽系等非交变烃的结构致癌性关系146

4·1·2 非交变烃致癌性构效关系的定量处理147

4·1·3 若干非交变烃代谢趋归的双区理论预言149

4·1·4 双区理论关于非交变烃代谢趋归预言的实验证明150

4·1·5 非交变烃代谢趋归和致癌性能的高级分子轨道计算150

4·2 甲基、烷基、环戊并及环己并多环芳烃以及胆蒽系的定量结构致癌活性关系152

4·2·1 甲基多环芳烃的代谢及烷基α-位阳离子对致癌活性的作用152

4·2·2 甲基的空间效应及动态推电子效应对APAH致癌活性的影响155

4·2·3 代谢惰性取代基对芳烃致癌活性的影响——甲氧基、氰基和氯原子的影响157

4·2·4 代谢活性取代基对芳烃致癌活性的影响——羧基取代的影响158

4·2·5 烷基取代多环芳烃结构致癌活性关系的定量处理159

4·2·6 DNA股间交联引发致癌作用的早期实验证明174

4·3 芳胺结构致癌活性关系的双区理论定量阐释174

4·3·1 双区理论的实验证据174

4·3·2 芳胺致癌代谢活化的双官能性质175

4·3·3 芳胺双官能致癌机理的结构与致癌性能关系177

4·3·4 芳胺的定量结构致癌活性关系178

4·3·5 芳胺的代谢趋归与双区理论的预言一致181

4·4 N，N-二甲基氨基偶氮苯及其某些衍生物结构与致癌活性的定量研究181

4·4·1 N，N-二甲氨基偶氨苯衍生物的致癌活性181

4·4·2 N，N-二甲氨基偶氮苯及其衍生物的综合代谢182

4·4·3 N，N-二甲氨基偶氨苯及其衍生物结构致癌活性的定量处理182

4·4·4 N，N-二甲氨基偶氨苯的构效关系与生物定量中的“测不准”185

4·5 N-亚硝基化合物的定量结构致癌活性关系及其致癌作用机埋186

4·5·1 双区理论及其在N-亚硝基化合物上的推广186

4·5·2 定量阐析模式辨认的发展和N-亚硝基化合物的结构致癌性能关系187

4·5·3 定量分析模式辨认证明NNC是借引发DNA互补碱对交联而启动致癌作用190

4·5·4 定量分析模式辨认揭示的电荷因素，空间因素对NNC引发横向交联的影响192

4·5·5 环状N-亚硝基化合物致癌性的构效关系的双区理论阐释和邻近基团参与作用195

4·5·6 N-亚硝基化合物中亚硝基的旋转能障及反位基团优先代谢现象196

4·5·7 N-亚硝基化合物的定量模式辨认结果198

4·6 氮杂多环芳烃致癌性的定量结构致癌性关系204

4·6·1 氮杂多环芳烃代谢趋归的MNDO计算204

4·6·2 氮杂多环芳烃的致癌性构效关系205

4·6·3 氨杂多环芳烃致癌性的定量处理206

4·7 无机化合物致癌机理的探讨208

4·7·1 无机物致癌作用的可能机理208

4·7·2 无机金属离子致癌作用机理的络合物生成说209

参考文献及注释211

4·7·3 无机物质致癌作用的代谢制约机理211

第五章 内源物、物理因素和病毒的致癌作用及其致癌机理的探讨215

5·1 内源物致癌作用215

5·1·1 激素代谢平衡的丧失所引致的致癌作用215

5·1·2 雌烯醇和雌烷醇的代谢及其与DNA的结合217

5·1·3 天然雌激素的代谢及其与DNA的结合219

5·1·4 醌和半醒所诱发的活性氧物类及其作用221

5·2 物理因子的致癌作用223

5·2·1 紫外线的致癌作用及其致癌机理的研究223

5·2·2 电离辐射所引起的致癌作用225

5·3·1 石棉和其他纤维的致癌作用227

5·2·3 电磁场的促癌作用227

5·3 异物植人以及石棉和纤维的致癌作用227

5·3·2 异物植人所引致的致癌作用230

5·4 活性氧物类的产生及其在物理致癌作用中的意义231

5·4·1 氧化还原酶体系231

5·4·2 氧在生物体系中的活化232

5·4·3 自由基清除剂及其对抗活性氧物类的保护作用233

5·5 病毒的致癌作用235

5·5·1 致癌病毒及其致癌作用235

5·5·2 RNA致癌病毒的致癌作用及逆转录240

5·5·3 DNA致癌病毒的致癌作用及逆转录的影响242

5·5·4 致癌基因244

5·5·5 肿瘤抑制基因248

参考文献及注释251

第六章 致癌机理和双区理论的验证，发展和前瞻257

6·1 双区理论在致癌作用分子机理研究中的意义257

6·1·1 DNA互补碱对间共价交联是环境致癌物诱发细胞癌变的主要形式257

6·1·2 致癌机理与抗癌机理的区别和相互关系259

6·1·3 致癌作用的靶的和防护屏障262

6·2 致癌物质代谢趋归的双官能活化特征264

6·2·1 多环芳烃中活性K区代谢产物的分离264

6·2·2 非交变烃代谢趋归的双区理论预言和实验证明265

6·2·3 芳香胺代谢趋归的双区理论预言和实验证明267

6·3·1 鉴别DNA股间交联的研究方法269

6·3 致癌物质与DNA相互作用的双官能烷化性质269

6·3·2 互补碱对间或非互补碱对间交联的发生与烷化中心距离的关系273

6·3·3 致癌物质诱发DNA股间交联的实验证明274

6·3·4 致癌物质引起DNA-DNA股间交联的普遍性278

6·4 致突变试验显示阴性的致癌剂和非DNA共价键合型致癌剂283

6·4·1 致突变试验作为致癌性的短期实验预测方法283

6·4·2 关于非基因毒性和外基因毒性观点的商榷284

6·4·3 致癌剂的分类和DNA共价键合型致癌剂288

6·4·4 非DNA共价键合的DNA直接作用型致癌剂290

6·4·5 非DNA共价键合的DNA间接作用型潜在致癌剂295

6·5·1 双区理论致癌机理的分子生物学意义297

6·5 双区理论致癌机理的分子生物学297

6·5·2 DNA股间互补碱对交联引起真核细胞难以修复的损伤301

6·5·3 控制转录基因的突变在启动细胞癌变的重要性307

6·5·4 逆转录在细胞突变和致癌过程中的重要性310

6·5·5 逆转录酶和逆转录体诱发染色体的突变和启动细胞的癌变312

6·6 致癌物的消除，癌的化学预防及双区理论在抗癌剂设计方面的应用314

6·6·1 污染源中环境致癌物质的消除314

6·6·2 环境致癌作用的化学预防315

6·6·3 抗癌烷化剂抗癌机理的双区理论探讨322

6·6·4 高选择性铂系抗癌剂的研制323

参考文献及注释328

主题索引336