発癌性

発癌性と発癌性物質：細胞のがん化とその原因物質

発癌性とは、正常な細胞を癌細胞へと変化させる性質のことです。一方、発癌性物質とは、この発癌性を示す化学物質を指します。本稿では、発癌性と発癌性物質について、そのメカニズム、評価方法、リスク分類など多角的に解説します。

発癌の複雑な機構

癌の発生は、遺伝子の変異蓄積や環境因子など、複数の要因が複雑に絡み合って起こると考えられています。そのため、特定の物質を癌の原因として単純に断定することは困難です。ある物質の発癌性を評価する際には、様々な要因を比較検討し、癌になるリスク（危険率）を評価することになります。

19世紀には、癌の発生原因をめぐって、寄生虫感染説と癌刺激説という二つの対立する説が存在していました。しかし、20世紀初頭、日本の研究者である山極勝三郎と市川厚一が、コールタールを用いた実験で、ウサギに人工的に癌を発生させることに成功しました。これは、発癌研究における大きな進歩でした。

その後、化学物質による発癌のメカニズムが研究されるにつれ、「化学発癌二段階仮説」が提唱されました。この仮説では、発癌プロセスは、不可逆的な「イニシエーション（開始）」段階と、可逆的な「プロモーション（促進）」段階の二つの段階から成るとします。イニシエーション段階では、発癌イニシエーターと呼ばれる物質が、細胞の遺伝子に損傷を与えます。プロモーション段階では、発癌プロモーターと呼ばれる物質が、損傷を受けた細胞の増殖を促進し、最終的に癌へと悪性化させます。発癌プロモーターは単独では発癌性を示しませんが、イニシエーターの作用を促進する役割を果たします。

さらに研究が進み、放射線やウイルス感染も発癌に関与することが明らかとなりました。発癌イニシエーターによる遺伝子損傷は実験的に証明されましたが、プロモーション段階のメカニズムについては長らく不明でした。

1980年代以降、分子生物学の進歩により、プロモーション作用は複雑な細胞内シグナル伝達や遺伝子発現制御機構によるものであることが解明されました。現在では、複数の遺伝子の変化が順次起こる「多段階発癌説」が有力視されています。

実際の発癌は、発癌性物質がDNAを損傷することに起因しますが、癌遺伝子や癌抑制遺伝子の発現、細胞内のDNA修復機構、細胞免疫による癌細胞の排除など、様々な複雑なプロセスが関与しています。そのため、単一の要素で発癌性を定量的に評価することは不可能です。

また、慢性肝炎などの炎症反応が長期間続く場合も、癌化を誘導する要因となります。アスベストやタバコによる肺癌の発症においては、吸入された微細な物質が体内で蓄積し、強力な内部被曝を引き起こすことが原因であるとする研究成果もあります。

長期にわたる炎症反応は、細胞増殖の活性化と抗アポトーシス作用（細胞死抑制）という二つの効果で癌化を促進します。細胞増殖の活性化によりDNA複製エラーが増え、変異が生じやすくなります。通常、このような変異は修復されますが、抗アポトーシス作用によって修復が阻害され、発癌に至るのです。

発癌性の評価方法

発癌性の試験法としては、げっ歯類（マウスやラットなど）に検体を長期間投与し、癌の発生を調べる「長期発癌性試験」が一般的です。この試験には1年以上かかるため、「中期発癌性試験」という短期間の試験も用いられます。これは、短期間の投与後に前癌病変を調べる方法です。さらに、培養細胞を用いた「形質転換試験」なども研究されています。

OECD（経済協力開発機構）では、発癌性試験に関する標準的な試験法（OECD試験番号451）を定めています。

発癌性リスクの分類

国際がん研究機関（IARC）は、ヒトや動物実験の結果に基づき、物質や環境要因の発癌性リスクを評価し、グループ分類を行っています（2006年1月改訂）。

グループ1：ヒトに対して発癌性がある（十分な証拠）
グループ2A：ヒトに対して恐らく発癌性がある（ヒトでの限られた証拠、動物実験での十分な証拠）
グループ2B：ヒトに対して発癌性である可能性がある（ヒトでの限られた証拠、動物実験での少ない証拠）
グループ3：ヒトに対する発癌性については分類できない
* グループ4：ヒトに対して恐らく発癌性ではない

この分類は発癌性の確実性を示すものであり、発癌性の強さを示すものではありません。また、IARCは全ての物質や環境要因を評価しているわけではなく、科学的評価が固まったものについて発表しています。

その他の発癌性評価機関

IARC以外にも、日本産業衛生学会、アメリカ合衆国環境保護庁（EPA）、アメリカ産業衛生専門家会議、米国国家毒性プログラム、欧州連合などが、発癌性の評価を行っています。

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