喹噁啉类药物是一类具有广谱抗菌促生长作用的化合物,主要品种有卡巴氧、喹乙醇、乙酰甲喹、喹烯酮和喹赛多。随着喹噁啉类药物的广泛使用,其毒性问题尤其是遗传毒性和致癌性逐渐引起人们的重视,其使用也因此受到禁止或严格限制。尽管喹噁啉类的遗传毒性研究已开展多年,但研究的关注点主要在原型药物上,无法证实遗传毒性与代谢物之间的关系。喹烯酮在多项体内和体外遗传毒性测试系统中呈阳性。喹烯酮代谢组群的致癌性预测结果提示其对大鼠具有致癌性,在临床使用中存在一定的安全隐患。乙酰甲喹的临床前毒理学研究表明其具有较强的毒性和遗传毒性。因此,喹烯酮和乙酰甲喹的致癌嫌疑不容忽视。本研究开展了喹噁啉类主要N-O基团还原代谢物的遗传毒性研究,并依据FDA和OECD指导原则以及《食品安全性评价程序和方法》中的GB15193原则,对乙酰甲喹和喹烯酮的致癌性进行了研究。1、喹噁啉类主要代谢物的遗传毒性研究通过Ames试验、V79细胞染色体畸变试验和小鼠骨髓细胞微核试验对喹噁啉类主要N-O还原代谢物（脱二氧喹乙醇、脱二氧卡巴氧、脱二氧乙酰甲喹、脱二氧喹烯酮、N1脱氧喹烯酮和N1脱氧乙酰甲喹）的遗传毒性进行了研究。1.1 Ames试验试验菌株为TA97、TA98、TA100、TA102和TA1535。脱二氧喹乙醇、脱二氧卡巴氧、脱二氧乙酰甲喹最高浓度为5 mg/皿,脱二氧喹烯酮最高浓度为2.5mg/皿,N1脱氧喹烯酮和N1脱氧乙酰甲喹最高浓度为1.25mg/皿。对照组包括阳性对照组,溶剂对照组（DMSO）和空白对照组,在加和不加S₉代谢活化系统条件下检测受试物的致突变性。结果显示,不论加与不加S₉,喹噁啉类代谢物对鼠伤寒沙门氏菌回变菌落数与溶剂对照组相比,均未超过2倍,且无剂量反应关系,表明脱二氧喹乙醇、脱二氧卡巴氧、脱二氧乙酰甲喹、脱二氧喹烯酮、N1脱氧喹烯酮和N1脱氧乙酰甲喹在本试验条件下不具有致突变性。1.2 V79细胞染色体畸变试验受试物设三个浓度（67、33.5、16.75μg/m L）,并设阳性对照组、溶剂对照组（DMSO）和空白对照组。结果显示,不加S₉,67μg/m L脱二氧卡巴氧作用V79细胞18h,畸变率为13.0%,与溶剂对照组相比差异显著（p<0.05）。不加S₉,67μg/m L脱二氧乙酰甲喹作用V79细胞6和18h,畸变率分别为12.0%和16.5%,与溶剂对照组相比差异显著（p<0.05）。不加S₉,67μg/m L N1脱氧乙酰甲喹作用V79细胞6和18h,畸变率分别为16.5%和18.0%,与溶剂对照组相比差异显著（p<0.05）。加S₉,67μg/m L N1脱氧乙酰甲喹作用V79细胞6h,畸变率为19.5%,与溶剂对照组相比差异显著（p<0.05）。不加S₉,33.5μg/m L N1脱氧乙酰甲喹作用V79细胞6和18h,畸变率分别为13.0%和15.0%,与溶剂对照组相比差异显著（p<0.05）。加S₉,33.5μg/m L N1脱氧乙酰甲喹作用V79细胞6h,畸变率为14.0%,与溶剂对照组相比差异显著（p<0.05）。加与不加S₉,N1脱氧喹烯酮、脱二氧喹烯酮和脱二氧喹乙醇对V79细胞的染色体畸变率与溶剂对照组相比均无显著性差异（p>0.05）。1.3 小鼠骨髓细胞微核试验200只昆明小鼠随机分为20组,雌雄各半,分别为溶剂对照组,阳性对照组和药物组。试验结果表明,5g/kg b.w.脱二氧卡巴氧和脱二氧乙酰甲喹能够引起雄性小鼠骨髓细胞微核率显著增加（p<0.01）。0.31和0.16g/kg b.w.N1脱氧乙酰甲喹引起雄性小鼠骨髓细胞微核率显著增加。5和2.5g/kg b.w.脱二氧卡巴氧和各剂量组的N1脱氧乙酰甲喹在雌性小鼠上是阳性。脱二氧喹乙醇、N1脱氧喹烯酮和脱二氧喹烯酮各剂量组在小鼠上的微核试验结果均为阴性。以上结果表明,N1脱氧乙酰甲喹,脱二氧乙酰甲喹和脱二氧卡巴氧除在Ames试验中为阴性外,在其余遗传毒性试验中均为阳性,且遗传毒性大小与原型一致,即为N1脱氧乙酰甲喹>脱二氧乙酰甲喹>脱二氧卡巴氧。脱二氧喹乙醇,N1脱氧喹烯酮,脱二氧喹烯酮在三项遗传毒性试验中均为阴性。2、乙酰甲喹的致癌性研究采用SPF级昆明小鼠400只（随机分4组,每组雌雄各50只）,SPF级Wistar大鼠440只（随机分4组,每组雌雄各55只）。混饲给药,乙酰甲喹在日粮中添加浓度分别为0、25、55和110mg/kg,小鼠持续喂养78周,大鼠持续喂养104周。小鼠在第26、52和78周定期采样,大鼠在第26、52、78和104周定期采样。试验期间观察动物日常表现。对定期剖检和染毒结束的动物进行血常规和血清生化分析,并进行大体剖检和组织病理学观察,计算存活率、脏器重量、脏器系数、肿瘤发生率和基准剂量。血常规结果显示,乙酰甲喹引起小鼠血常规指标,如HGB、HCT、MCV、MCH、RDW、PCT、PDW等发生显著性变化,提示乙酰甲喹能够引起血液的毒理学变化。血清生化结果和病理学检查结果提示乙酰甲喹对肾脏和肾上腺具有毒性作用。另外,乙酰甲喹引起小鼠ALP、ALB、ALT和AST显著下降,第52周乙酰甲喹雄性小鼠组的肝脏系数和第78周乙酰甲喹雌性小鼠组的肝脏系数均显著降低。大鼠血清生化结果表明,第26周,M110组ALP、ALT和AST显著高于空白组。第52周,M110组ALP和ALT显著高于空白组。第78周,乙酰甲喹雌性大鼠组的ALB显著高于空白组,M110组AST和ALP显著高于空白组。第104周,乙酰甲喹组AST显著高于空白组,M110雌性大鼠组的ALB和TBA显著高于空白组。另外,脏器系数表明,M25组（第26周）雌性大鼠的肝脏系数和M110组（第52周）雌性大鼠的肝脏系数均显著下降。病理学检查结果发现,第52和第78周乙酰甲喹组小鼠的肝脏和第52、78和104周乙酰甲喹组大鼠的肝脏均发生明显的病理学损伤。以上结果提示肝脏是乙酰甲喹主要毒性靶器官。脏体比结果表明,第26周,M110组雌性大鼠脑的脏器系数显著高于空白组。第52周,M25组雄性大鼠脑的脏器系数显著高于空白组;M110组睾丸系数显著高于空白组;M55和M110组雌性大鼠肺脏系数显著低于空白组。第104周,M25组雄性大鼠心脏系数和肺脏系数显著高于空白组,乙酰甲喹组雌性大鼠脾脏系数和脑的脏器系数显著低于空白组。小鼠脏体结果表明,第52周,M55组雌性小鼠心脏系数显著低于空白组;M55组睾丸和附睾系数显著高于空白组;M110组雄性小鼠脑的脏器系数显著高于空白组。第78周,M25组雌性小鼠肺脏、子宫和卵巢的脏器系数显著高于空白组;M55和M110组雌性小鼠脑的脏器系数显著低于空白组,M110组雄性小鼠脾脏系数显著低于空白组。另外,病理学检查结果显示,乙酰甲喹组的心脏和脑出现轻微病变,而肺脏、脾脏、睾丸、子宫和卵巢发生明显的病理学变化。与空白组比较,乙酰甲喹组的病变发生数显著增加,表明长期暴露乙酰甲喹对大鼠心、脑、脾脏、肺脏、睾丸、子宫和卵巢有一定毒性作用。本研究观察到空白组大鼠和小鼠肿瘤主要发生在生命后期,符合自发性肿瘤特征。乙酰甲喹以25、55和110mg/kg饲料添加量饲喂小鼠78周和饲喂大鼠104周具有致癌性。本研究发现第一例大鼠肿瘤出现在第62周M25雌性大鼠组,乙酰甲喹对大鼠的致癌潜伏期相对于空白组明显提前。乙酰甲喹所致小鼠肿瘤类型主要有肝癌、脾脏大颗粒淋巴细胞白血病、血管肉瘤、肺腺瘤、肾上腺皮质瘤、乳腺纤维瘤、乳腺腺管瘤、睾丸间质细胞瘤和黑色素瘤。乙酰甲喹所致大鼠肿瘤类型主要有垂体腺瘤、骨髓异常增殖综合征-白血病、肝癌、肺间皮组织瘤、肺腺癌、黑色素瘤、子宫平滑肌瘤、肾上腺皮质瘤、卵巢颗粒瘤、乳腺纤维瘤、乳腺腺管癌、鳞状细胞癌和睾丸间质细胞癌。与空白组相比,乙酰甲喹能够引起新的肿瘤类型出现,在小鼠为脾脏大颗粒淋巴细胞白血病、甲状腺C细胞癌、肾上腺皮质瘤和睾丸间质细胞癌;在大鼠为室管膜肿瘤、卵巢颗粒瘤和肾上腺皮质瘤。以上的肿瘤性病变发生率与空白组比较均显著增加,表明乙酰甲喹对小鼠和大鼠均具有致癌性。釆用Bayesian BMD系统软件,选择Dichotomous Hill模型,计算BMR（benchmark dose response）为5%时控制乙酰甲喹致癌的基准剂量为0.0102 mg/kg。鉴于乙酰甲喹在我国大量、广泛使用,其对靶动物和消费者的致癌风险应引起重视。3、喹烯酮的致癌性研究采用SPF级Wistar大鼠400只,随机分为4组,每组雌雄各50只。剂量设计依据急性经口毒性试验和90天喂养试验,设定喹烯酮在饲料中添加浓度依次为300、100和50mg/kg。持续喂养104周,在第52、78和104周定期采样。试验期间观察大鼠日常表现。对定期剖检的大鼠进行大体剖检和组织病理学观察,检测血常规和血清生化,计算存活率、脏器重量、脏器系数、肿瘤发生率和基准剂量。结果显示,试验结束时,空白组和低、中、高剂量组大鼠存活率在雌性分别为60%、60%、54%、60%,在雄性分别为52%、54%、58%、60%。提示各剂量组在试验结束时存活均超过50%,符合致癌试验相关标准。在本研究中,第52周,喹烯酮组雌性大鼠AST、ALT和TG显著低于空白组,Q100和Q300组雌性大鼠CREA显著低于空白组;第78周,喹烯酮组雌性大鼠TBA显著高于空白组,Q50组雌性大鼠AST显著低于空白组。上述变化的血清生化指标存在明显的剂量-反应关系。病理组织学检查结果发现喹烯酮组肝脏发生明显的病理学变化,表明肝脏是喹烯酮慢性毒性的主要靶器官。血清生化结果显示,第52周,喹烯酮组钾离子浓度与空白组相比具有上升趋势,Q100和Q300组雄性大鼠钠离子浓度显著低于空白组。该结果表明喹烯酮可能诱导体内水盐失衡。病理组织学检查结果发现喹烯酮组肾脏和肾上腺发生明显的病理变化,且病变发生数显著高于空白组,提示肾脏和肾上腺也是喹烯酮慢性毒性的主要靶器官。脏体比结果表明,第52周,喹烯酮组雌性大鼠子宫和肺脏的脏器系数显著高于空白组。第78周,Q50组雄性大鼠心脏和肺脏的脏器系数显著高于空白组;Q100组雄性大鼠脾脏和脑的脏器系数显著高于空白组;Q300组卵巢系数显著高于空白组,Q300组睾丸和附睾系数显著低于空白组。第104周,Q50组雄性大鼠心脏和脾脏的脏器系数显著高于空白组;Q100组雄性大鼠心脏系数显著高于空白组;Q300组雄性大鼠肺脏、睾丸和附睾的脏器系数显著低于空白组,脑的脏器系数显著高于空白组。病理学检查结果显示,喹烯酮组心脏和脑出现轻微病变,而肺脏和脾脏发生明显的病理学变化,主要表现为肺巨噬细胞聚集、脾脏淋巴滤泡增生。喹烯酮组大鼠生殖器官的病变主要表现为子宫腔扩张、卵巢囊泡、睾丸萎缩、输精管腔扩张和睾丸间质增宽等。与空白组比较,喹烯酮组的病变发生数显著增加,表明长期暴露喹烯酮对大鼠生殖器官、心、脑、脾脏和肺脏有一定毒性作用。在本研究中,喹烯酮饲喂大鼠104周后,肿瘤发生率显著增加。肿瘤类型主要有垂体腺瘤、肝癌、脾癌、肾癌、肺腺瘤、肺间皮组织瘤、子宫平滑肌瘤、卵巢透明细胞癌、乳腺纤维瘤、乳腺癌、淋巴组织样的黑色素瘤、肾上腺皮质瘤、睾丸间质细胞癌和结肠癌。与空白组肿瘤类型相比,喹烯酮能够引起新的肿瘤类型出现,如肾癌、卵巢透明细胞癌和肾上腺皮质瘤。本研究发现第一例肿瘤出现在第55周Q100雌性大鼠组,喹烯酮致癌潜伏期相对于空白组明显提前。因此,喹烯酮对大鼠具有致癌性,该结论与喹烯酮代谢组群的致癌性预测结果相一致。鉴于喹烯酮在猪饲料中推荐使用剂量为50～75mg/kg饲料,本试验说明喹烯酮（50～300mg/kg）具有致癌性,在临床使用过程中存在安全隐患。釆用Bayesian BMD系统软件,选择Dichotomous Hill模型,计算BMR为5%时控制喹烯酮致癌的基准剂量为0.0308mg/kg。