المواد المسرطنة: ما هي وما هي؟

ينشأ تطور الأورام نتيجة تفاعل العوامل المسرطنة مع الجسم. ووفقًا لمنظمة الصحة العالمية، يرتبط السرطان بنسبة 80-90% بالعوامل البيئية. وتؤثر العوامل المسرطنة باستمرار على جسم الإنسان طوال حياته.

نشأت مفاهيم العوامل المحددة المسببة للأورام في البداية في مجال علم الأمراض المهني. تطورت تدريجيًا وشهدت تطورًا ملحوظًا. في البداية، خلال فترة هيمنة أفكار ر. فيرشو حول دور التهيج في تطور السرطان، نُسبت إليها عوامل مختلفة من الضرر المزمن، ميكانيكيًا وكيميائيًا. ومع ذلك، منذ بداية القرن العشرين، ومع تطور علم الأورام التجريبي والكيمياء والفيزياء وعلم الفيروسات، وبفضل الدراسات الوبائية المنهجية، ظهرت مفاهيم واضحة ومحددة للعوامل المسرطنة.

قدمت لجنة خبراء منظمة الصحة العالمية التعريف التالي لمفهوم المادة المسرطنة: "المواد المسرطنة هي عوامل قادرة على التسبب في نمو الورم أو تسريعه، بغض النظر عن آلية عملها أو درجة خصوصية تأثيرها. المواد المسرطنة هي عوامل يمكنها، بسبب خصائصها الفيزيائية أو الكيميائية، أن تُسبب تغيرات أو أضرارًا لا رجعة فيها في أجزاء الجهاز الجيني التي تُمارس التحكم الاستتبابي في الخلايا الجسدية" (منظمة الصحة العالمية، 1979).

لقد أصبح من الثابت الآن أن الأورام يمكن أن تكون ناجمة عن مواد مسرطنة كيميائية أو فيزيائية أو بيولوجية.

[ 1 ]، [ 2 ]، [ 3 ]، [ 4 ]، [ 5 ]

المواد الكيميائية المسرطنة

بدأت الدراسات التجريبية حول التحريض التجريبي للأورام بواسطة عوامل مختلفة في الحيوانات، في بداية القرن العشرين بواسطة ك. ياماغيوا وك. إيتشيكاوا (1918)، مما أدى إلى اكتشاف عدد كبير من المركبات الكيميائية ذات الهياكل المختلفة، والتي تلقت الاسم العام المواد المولدة للأورام، أو المواد المسببة للسرطان.

كان إي. كينواي أحد الباحثين البارزين في هذه المشكلة، حيث عزل في ثلاثينيات القرن الماضي مادة البنزو(أ)بيرين، وهي أول مادة كيميائية مسرطنة معروفة في البيئة. وفي السنوات نفسها، اكتشف تي. يوشيدا ور. كينوسيتا مجموعة من مركبات الأمينوآزو المسرطنة، وكان دبليو. هيوبر أول من أثبت أن الأمينات العطرية مسرطنة. وفي خمسينيات القرن الماضي، حدد بي. ماجي وجيه. بارنز، ثم إتش. دروكري وآخرون، مجموعة من مركبات ن-نيتروزو المسرطنة. وفي الوقت نفسه، تم إثبات قدرة بعض المعادن على التسبب في السرطان، وكُشف عن الخصائص المسرطنة لبعض المركبات الطبيعية (الأفلاتوكسينات) والأدوية. وقد أكدت هذه الدراسات التجريبية نتائج الملاحظات الوبائية حول حدوث الأورام لدى البشر.

في الوقت الحاضر، يتم تقسيم جميع المواد الكيميائية المسببة للسرطان المعروفة إلى فئات وفقًا لبنيتها الكيميائية.

1. الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs).
2. المركبات الآزوية العطرية.
3. المركبات الأمينية العطرية.
4. مركبات النيتروزو والنيترامينات.
5. المعادن وشبه المعادن والأملاح غير العضوية.

تنقسم المواد الكيميائية المسببة للسرطان إلى ثلاث مجموعات، بحسب طبيعة تأثيرها على الجسم:

1. المواد المسرطنة التي تسبب الأورام في المقام الأول في موقع التطبيق؛
2. المواد المسرطنة ذات التأثير الانتقائي عن بعد، والتي تسبب ورمًا في عضو أو آخر؛
3. المواد المسرطنة متعددة المفعول والتي تثير تطور الأورام ذات الهياكل المورفولوجية المختلفة وفي أعضاء مختلفة.

قامت الوكالة الدولية لأبحاث السرطان (ليون، فرنسا)، وهي هيئة متخصصة تابعة لمنظمة الصحة العالمية، بتلخيص وتحليل المعلومات المتعلقة بالعوامل المسرطنة. يحتوي أكثر من 70 مجلدًا نشرتها الوكالة على بيانات تشير إلى أنه من بين حوالي 1000 عامل يُشتبه في تسببها في السرطان، ثبت أن 75 مادة فقط، بالإضافة إلى المخاطر الصناعية، وعوامل أخرى، تُسبب السرطان لدى البشر. وتأتي الأدلة الأكثر موثوقية من الملاحظات الوبائية طويلة الأمد لمجموعات كبيرة من الناس في العديد من البلدان، والتي أظهرت أن ملامسة المواد في الظروف الصناعية تسبب في تكوين أورام خبيثة. ومع ذلك، فإن الأدلة على تسبب مئات المواد الأخرى في السرطان لدى البشر غير مباشرة وليست مباشرة. على سبيل المثال، تُسبب مواد كيميائية مثل النتروزامين أو البنز(أ)بيرين السرطان في التجارب على العديد من أنواع الحيوانات. وتحت تأثيرها، يمكن أن تتحول الخلايا البشرية الطبيعية المزروعة في بيئة اصطناعية إلى خلايا خبيثة. وعلى الرغم من أن هذه الأدلة لا تدعمها بيانات إحصائية ذات دلالة إحصائية من الملاحظات البشرية، فإن الخطر المسرطن لهذه المركبات لا شك فيه.

وضعت الوكالة الدولية لأبحاث السرطان تصنيفًا مفصلاً للعوامل المدروسة لتحديد مسببات السرطان. ووفقًا لهذا التصنيف، تُقسّم جميع المواد الكيميائية إلى ثلاث فئات. الفئة الأولى هي المواد المسرطنة للإنسان والحيوان (الأسبستوس، والبنزين، والبنزيدين، والكروم، وكلوريد الفينيل، إلخ). أما الفئة الثانية فهي المواد المسرطنة المحتملة. وتنقسم هذه الفئة بدورها إلى المجموعة الفرعية أ (المواد المسرطنة عالية الاحتمالية)، والتي تضم مئات المواد المسرطنة لحيوانات من نوعين أو أكثر (الأفلاتوكسين، والبنز(أ)بيرين، والبريليوم، إلخ)، والمجموعة الفرعية ب (المواد المسرطنة منخفضة الاحتمالية)، والتي تتميز بخصائص مسرطنة لحيوانات من نوع واحد (الأدرياميسين، والكلوروفينول، والكادميوم، إلخ). أما الفئة الثالثة فهي المواد المسرطنة، وهي مواد أو مجموعات من المركبات التي لا يمكن تصنيفها بسبب نقص البيانات.

وتعتبر القائمة المذكورة للمواد هي الوثيقة الدولية الأكثر إقناعاً في الوقت الحالي والتي تحتوي على بيانات حول المواد المسببة للسرطان ودرجة الأدلة على خطورتها المسرطنة على البشر.

بغض النظر عن تركيبها وخصائصها الفيزيائية والكيميائية، تشترك جميع المواد الكيميائية المسرطنة في عدد من السمات المشتركة. أولًا، تتميز جميع المواد الكيميائية المسرطنة بفترة كامنة طويلة. من الضروري التمييز بين الفترات الكامنة الحقيقية، أو البيولوجية، والسريرية. لا تبدأ خباثة الخلايا من لحظة ملامستها للمادة المسرطنة. تخضع المواد الكيميائية المسرطنة لعمليات تحول حيوي في الجسم، مما يؤدي إلى تكوين مستقلبات مسرطنة، والتي، عند اختراقها للخلية، تُسبب اضطرابات عميقة متأصلة في جهازها الجيني، مما يُسبب خباثة الخلية.

فترة الخمول الحقيقية، أو البيولوجية، هي الفترة الزمنية الممتدة من تكوّن المستقلبات المسرطنة في الجسم إلى بداية الانتشار غير المنضبط للخلايا الخبيثة. يُستخدم عادةً مفهوم فترة الخمول السريرية، وهي أطول بكثير من الفترة البيولوجية. وتُحسب على أنها الفترة من بداية التلامس مع عامل مسرطن إلى الكشف السريري عن الورم.

النمط الثاني المهم لعمل المواد المسرطنة هو العلاقة بين "الجرعة والوقت والتأثير": فكلما زادت الجرعة الواحدة من المادة، كانت فترة الكمون أقصر وزاد معدل الإصابة بالأورام.

من السمات المميزة الأخرى لتأثير المواد المسرطنة تحديد مراحل التغيرات الشكلية التي تسبق تطور السرطان. تشمل هذه المراحل تضخمًا غير متساوٍ منتشر، وتكاثرًا بؤريًا، وأورامًا حميدة وخبيثة.

تُقسّم المواد الكيميائية المسرطنة إلى مجموعتين تبعًا لطبيعتها. الغالبية العظمى من المركبات الكيميائية المسرطنة ذات أصل بشري، ويرتبط ظهورها في البيئة بالنشاط البشري. يُعرف حاليًا العديد من العمليات التكنولوجية التي يمكن من خلالها، على سبيل المثال، تكوين أكثر المواد المسرطنة شيوعًا - الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات. وترتبط هذه العمليات بشكل رئيسي باحتراق الوقود والمواد العضوية الأخرى ومعالجتها حراريًا.

المجموعة الثانية هي مسببات السرطان الطبيعية غير المرتبطة بالأنشطة الصناعية أو البشرية الأخرى. وتشمل هذه الفضلات النباتية (القلويدات) أو فطريات العفن (السموم الفطرية). وبالتالي، فإن الأفلاتوكسينات هي نواتج أيضية لفطريات العفن المجهرية المقابلة التي تتطفل على مختلف المنتجات الغذائية والأعلاف.

كان يُعتقد سابقًا أن الفطريات المُنتجة للأفلاتوكسينات توجد فقط في البلدان الاستوائية وشبه الاستوائية. ووفقًا للمفاهيم الحديثة، فإن الخطر المُحتمل لهذه الفطريات، وبالتالي تلوث الأغذية بالأفلاتوكسينات، يكاد يكون عالميًا، باستثناء البلدان ذات المناخ البارد مثل شمال أوروبا وكندا.

[ 6 ]، [ 7 ]، [ 8 ]، [ 9 ]، [ 10 ]، [ 11 ]، [ 12 ]، [ 13 ]

المواد المسرطنة الفيزيائية

وتشمل هذه المواد المسرطنة التالية:

• أنواع مختلفة من الإشعاع المؤين (الأشعة السينية، أشعة جاما، الجسيمات الأولية للذرة - البروتونات، النيوترونات، جسيمات ألفا وبيتا، الخ)؛
• الأشعة فوق البنفسجية؛
• صدمة الأنسجة الميكانيكية.

تجدر الإشارة إلى أنه حتى قبل اكتشاف المواد الكيميائية المسرطنة، وصف إي. فريبن عام ١٩٠٢ سرطان الجلد لدى البشر الناتج عن الأشعة السينية، وكان جيه. كلونيه أول من رصد أورامًا في الحيوانات باستخدام الأشعة السينية عام ١٩١٠. في السنوات اللاحقة، وبفضل جهود العديد من علماء الأحياء الإشعاعية وأطباء الأورام، بمن فيهم علماء محليون، ثبت أن التأثيرات المسببة للورم لا تقتصر على أنواع مختلفة من الإشعاع المؤين المُستحث صناعيًا، بل تشمل أيضًا مصادر طبيعية، بما في ذلك الأشعة فوق البنفسجية من الشمس.

في الأدبيات الحديثة، تعتبر العوامل الإشعاعية فقط هي العوامل المسببة للسرطان الفيزيائية للبيئة - الإشعاع المؤين من جميع الأنواع والأشكال والأشعة فوق البنفسجية من الشمس.

باعتبار التسرطن عملية متعددة المراحل، تبدأ بالبداية، وتتطور، وتتقدم، فقد ثبت أن الإشعاع المؤين عامل طفرة ضعيف في تنشيط الجينات الأولية المسببة للسرطان، وهو أمر قد يكون مهمًا في المراحل المبكرة من التسرطن. في الوقت نفسه، يتميز الإشعاع المؤين بفعالية عالية في تعطيل الجينات الكابتة للورم، وهو أمر مهم لتطور الورم.

المواد المسرطنة البيولوجية

طُرح سؤال دور الفيروسات في مسببات الأورام في بداية القرن العشرين. ففي عام ١٩١٠، كان ب. روس أول من زرع ورمًا في طيور باستخدام راشح خالٍ من الخلايا، وفسّر ذلك بوجود فيروس الورم، مؤكدًا بذلك رأي أ. بوريل وحتى الباحثين السابقين حول الفيروسات كمسبب للسرطان.

من المعروف حاليًا أن 30% من جميع أنواع السرطان تُسببها فيروسات، بما في ذلك فيروس الورم الحليمي البشري. يُكتشف فيروس الورم الحليمي البشري في 75-95% من حالات سرطان الخلايا الحرشفية في عنق الرحم. وقد عُثر على عدة أنواع من فيروس الورم الحليمي البشري في أورام السرطان الغازية في تجويف الفم والبلعوم والحنجرة وتجويف الأنف. يلعب فيروسا الورم الحليمي البشري من النوعين 16 و18 دورًا مهمًا في تسرطن سرطان الرأس والرقبة، وخاصةً في سرطان البلعوم الفموي (54%) وسرطان الحنجرة (38%). يدرس العلماء العلاقة بين فيروس الهربس والأورام اللمفاوية، وساركوما كابوزي، وفيروسي التهاب الكبد B وC وسرطان الكبد.

ومع ذلك، فإن معدل الإصابة بالسرطان أقل بكثير من معدل الإصابة بالفيروسات. وهذا يشير إلى أن وجود الفيروسات وحده لا يكفي لتطور عملية الورم. فبعض التغيرات الخلوية أو تغيرات في الجهاز المناعي للمضيف ضرورية أيضًا. لذلك، في المرحلة الحالية من تطور علم الأورام وعلم الفيروسات السرطانية، ينبغي افتراض أن الفيروسات المسرطنة ليست معدية من الناحية السريرية. فالفيروسات، مثل المواد المسرطنة الكيميائية والفيزيائية، تعمل فقط كإشارات خارجية تؤثر على الجينات المسرطنة الداخلية - وهي الجينات التي تتحكم في انقسام الخلايا وتمايزها. وقد أظهر التحليل الجزيئي للفيروسات المرتبطة بتطور السرطان أن وظيفتها مرتبطة، جزئيًا على الأقل، بتغيرات في ترميز البروتينات الكابتة التي تنظم نمو الخلايا وموت الخلايا المبرمج.

من حيث قدرتها على إحداث الأورام، يمكن تقسيم الفيروسات إلى "مسرطنة فعلية" و"محتملة التسبب في الأورام". تُسبب الأولى، بغض النظر عن ظروف تفاعلها مع الخلية، تحول الخلايا الطبيعية إلى خلايا ورمية، أي أنها مسببات طبيعية للأورام الخبيثة. وتشمل هذه الفيروسات المسرطنة المحتوية على الحمض النووي الريبوزي (RNA). أما المجموعة الثانية، التي تشمل الفيروسات المحتوية على الحمض النووي الريبوزي (DNA)، فهي قادرة على إحداث تحول خلوي وتكوين أورام خبيثة فقط في ظروف مختبرية وفي الحيوانات التي ليست حاملات طبيعية (عوائل) لهذه الفيروسات.

بحلول بداية الستينيات من القرن العشرين، صاغ ل. أ. زيلبر فرضية التكوين الفيروسي في شكلها النهائي، وكان الافتراض الرئيسي منها هو فكرة التكامل المادي بين جينومات الفيروس والخلية الطبيعية، أي عندما يدخل فيروس مسرطن إلى خلية مصابة، يقوم الفيروس بإدخال مادته الوراثية في كروموسوم الخلية المضيفة، ليصبح جزءًا لا يتجزأ منها - "الجينوم" أو "بطارية الجينات"، وبالتالي يحفز تحول الخلية الطبيعية إلى خلية ورمية.

المخطط الحديث لسرطان الفيروسات هو كما يلي:

1. يدخل الفيروس إلى الخلية، وتصبح مادته الوراثية ثابتة في الخلية عن طريق التكامل المادي مع الحمض النووي للخلية؛
2. يحتوي الجينوم الفيروسي على جينات محددة - الجينات السرطانية، والتي تكون منتجاتها مسؤولة بشكل مباشر عن تحويل الخلية الطبيعية إلى خلية ورمية؛ يجب أن تبدأ هذه الجينات كجزء من الجينوم الفيروسي المتكامل في العمل مع تكوين الحمض النووي الريبي والبروتينات السرطانية المحددة؛
3. تؤثر البروتينات الأورامية - وهي منتجات الجينات الأورامية - على الخلية بطريقة تجعلها تفقد حساسيتها للتأثيرات التي تنظم انقسامها، وتصبح ورمية وفقًا للخصائص الظاهرية الأخرى (المورفولوجية والكيميائية الحيوية وما إلى ذلك).

[ 14 ]، [ 15 ]، [ 16 ]، [ 17 ]، [ 18 ]