染色体畸变发生的原因

染色体畸变可以自发地产生，称为自发畸变（spontaneous aberration）；也可以通过物理的、化学的和生物的诱变作用而产生，称为诱发畸变（induced aberration）；还可以由亲代遗传而来。造成染色体畸变的原因是多方面的，主要包括化学因素、物理因素和生物学因素，这些因素与导致基因突变的因素基本相同。但一般而言，引起染色体畸变的剂量或能量要大大超过引起基因突变的剂量或能量。

一、化学因素

随着化学和医药工业的发展，大量人工合成的化学物质进入人类环境中来，其中有些对人类细胞产生不利影响，使染色体畸变数目增加。

（一）药物

某些药物特别是一些抗肿瘤药物、保胎及预防妊娠反应的药物均可引起人类染色体畸变。如环磷酰胺、氮芥、白消安（马利兰）、氨甲蝶呤、阿糖胞苷等抗癌药物均可引起染色体畸变，这已为许多实验所证实。抗痉挛药物苯妥英钠可引起患者淋巴细胞多倍体细胞数增加。长期服用三甲双酮（抗癫 药）、巴比妥类、苯乙酰脲等药物可使外周淋巴细胞染色体出现结构上和数目上的畸变。有研究报道，长期服用阿片类毒品者的外周血淋巴细胞染色体畸变率升高。

（二）农药

现已证明，许多化学合成的农药可以引起人体细胞染色体畸变，有些有机磷农药［如美曲膦酯（敌百虫）类］可使染色体畸变率增高。有些学者分析了有机磷杀虫剂（如乐果、敌百虫、敌敌畏等）急性中毒患者，发现至少在1个月内染色体畸变率有显著增高的现象。此外，某些除草剂也可以引起人类染色体畸变。

（三）工业毒物

工业毒物诱发人类染色体畸变多数发生于一些有职业性暴露的工人，他们在长期与一些有害毒物如苯、甲苯、铝、砷、二硫化碳、氯丁二烯、氯乙烯单体的接触过程中，染色体畸变率增高。其次是工业毒物排放后污染了环境，影响周围的居民。例如，日本一些工业区由于排出含镉废物造成水源污染，居民直接摄入该物质后，使细胞染色体畸变率增高。

（四）食品添加剂

在一些食品中为了防腐、着色等加入一些添加剂，其中有些化学物质亦可使染色体发生变化。长期服用环己基糖精的人，其外周血淋巴细胞染色体畸变率有所增高。日本广泛用作食品防腐剂的硝基呋喃基糖酰胺AF－2亦可诱使离体人类淋巴细胞发生染色体畸变。甲醛也是一种致畸剂，一些不法商贩被利益驱使，在一些食品，如海产品、水发产品中加入甲醛，以求产品外观好看，然而甲醛易对遗传物质造成损害。

二、物理因素

在自然空间中存在各种各样的射线，这些射线来自宇宙或地球上某些放射性的岩石，剂量极微，对于人体虽可产生一定影响，但危害不大。而大量射线来自人类活动，对人类有极大的潜在危害。例如，放射性物质爆炸后散落的放射性尘埃，医疗上所用的放射线对组织或人体的损害，工业放射性物质的污染等均可引起细胞遗传学上的变化。

射线有两大类，一类是波长极短的电磁波射线（如X射线和γ射线），另一类是高能量基本粒子（如α粒子、β粒子和中子）所产生的射线。X射线、γ射线和中子有较强的贯穿能力，但α粒子仅能穿过软组织1mm深度。这并不能说α和β粒子没有辐射危险，如果这些粒子处于身体内部产生内照射，同样也可对身体组织造成危害。

射线的危害主要针对体细胞和生殖细胞两方面，而射线影响可分为急性和慢性两种。如果一次接受极大剂量的照射则可导致放射病。这种情况发生在原子弹、氢弹的爆炸区或放射性工业事故中。例如，1945年发生在日本广岛的原子弹爆炸不仅夺去了14万人的生命，而且使数以万计的人患病，给他们及其后代造成了难以愈合的创伤；而1986年发生的乌克兰切尔诺贝利核电站事故，是人类历史上最严重的一次核灾难。急性发作患者可在短期内因造血功能障碍而死亡。在慢性发作情况下，多由于长期接受射线治疗或从事放射工业工作的人，使微小剂量不断累积而引起体细胞或生殖细胞染色体畸变，最常见的染色体畸变类型有断裂、缺失、双着丝粒、核内复制、易位等，少数还可以由于染色体黏附而发生不分离，从而导致非整倍体的多体性，畸变率随着射线剂量增大而增高。

三、生物学因素

生物学因素导致染色体畸变这一事实正受到越来越多的重视，这包括两个方面：一是由生物体所产生的生物类毒素；另一是某些生物体本身，如病毒。

（一）真菌毒素

真菌毒素具有一定的致癌作用，同时也可引起细胞内染色体畸变。这些真菌毒素通过真菌污染农产品和畜产品而直接或间接地进入人体。例如，黄曲霉毒素常存在于霉变花生或霉变玉米中。这类毒素在大鼠、小鼠、猕猴等动物实验中有明显致癌作用，在人类虽未有直接证据，但是它们的存在常与某一地区癌症（例如肝癌）发病率的增高有着极其明显的相关关系。这类物质亦可诱发染色体畸变，如柄曲霉素（sterigmatocystin）、滕黄醌茜素（luteoskyrin）和棒曲霉素（patulin）等对人类离体细胞培养的染色体均有一定的损害作用。

（二）病毒

病毒尤其是那些致癌病毒可引起宿主细胞染色体畸变。病毒引起染色体畸变主要是由于影响DNA代谢。SV40病毒、Rous肉瘤病毒、水痘病毒、风疹病毒、带状疱疹病毒、仙台病毒等均可诱发染色体畸变。此外，在感染肝炎病毒（甲型、乙型）、麻疹病毒及流行性腮腺炎病毒时，患者血液中淋巴细胞染色体亦可出现各种畸变。

四、母亲年龄

某些染色体畸变的发生，往往与父母年龄有一定关系。尤其是母亲年龄越大（＞35岁），生育21三体综合征（即Down综合征或先天愚型）患儿的危险性就越高。其他染色体三体型也有类似情况，但不如Down综合征明显。一般认为，生殖细胞在母体内停留的时间越长，受到各种因素（同样包括上述的化学、物理及生物学因素，只是其作用机制尚不清楚）影响的机会越多，在以后发生的减数分裂过程中，容易产生染色体不分离而导致染色体数目异常。此外，染色体畸变的发生与合子形成后的宫内环境也有关。