第102回薬剤師国家試験｜薬学理論問題 / 問131 Q. 染料などの工業原料に使用され、N-水酸化により代謝的活性化されて膀胱がんの原因となるのはどれか。

選択肢

（論点：代謝 / 代謝的活性化）

こんにちは！薬学生の皆さん。BLNtです。解説します。薬剤師国家試験の衛生の薬物動態から代謝、代謝的活性化を論点とした問題です。第102回薬剤師国家試験の問131（問102-131）では、染料などの原料として使用されてきた芳香族アミンの代謝的活性化と膀胱がんの発現に関する理解が問われました。問102-131を第1回（ https://matsunoya.thebase.in/blog/2018/12/03/140000 ）、第2回（2018/12/04 AM 07:00公開予定！ https://matsunoya.thebase.in/blog/2018/12/04/070000 ）に分けて解説します。第1回は、各選択肢の化学構造式に相当する化合物と、問102-131の論点との関連性に関して、概要を解説しました。

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第2回は、問102-131を、4つのテーマに分けて解説します。

テーマ1. 芳香族アミン取扱事業場で発生した膀胱がん / 経緯｜

テーマ2. 膀胱がんの有害因子 / 芳香族アミン｜

テーマ3. o-トルイジン / 発がんメカニズム｜

テーマ4. ベンジジン / 発がんメカニズム｜

解説します。厚生労働省のホームページ（HP）「厚生労働省｜膀胱がんとオルト-トルイジンのばく露に関する医学的知見を公表します（2016（平成28）年12月）」 https://www.mhlw.go.jp/stf/houdou/0000146649.html 」に掲載のPDF「検討会報告書の概要および今後の対応」 https://www.mhlw.go.jp/file/04-Houdouhappyou-11402000-Roudoukijunkyokuroudouhoshoubu-Hoshouka/0000146477_1.pdf およびPDF「芳香族アミン取扱事業場で発生した膀胱がんの業務上外に関する検討会」報告書 https://www.mhlw.go.jp/file/04-Houdouhappyou-11402000-Roudoukijunkyokuroudouhoshoubu-Hoshouka/0000146647.pdf に、詳細な情報がありました。上記の厚生労働省HPによれば、厚生労働省の「芳香族アミン取扱事業場で発生した膀胱がんの業務上外に関する検討会」は、2016（平成28）年12月、膀胱がんとo-トルイジンとの関連について、現時点での医学的知見を報告書として取りまとめました。検討会の結論は、o-トルイジンのばく露業務に10年以上従事した労働者に発症した膀胱がんは、潜伏期間が10年以上認められる場合は、業務が相対的に有力な原因となって発症した可能性が高いというものでした。

職場における化学物質対策として、化学物質の管理において、o-トルイジンは労働安全衛生法の特定化学物質（特定化学物質 / 特定第２類物質　特別管理物質）に指定され、さらに、特定化学物質のうち経皮吸収による健康障害のおそれのある物質等について保護具の着用や身体が汚染されたときの洗浄が義務づけられました（厚生労働省｜平成29年１月の特定化学物質障害予防規則・作業環境測定基準等の改正（オルト-トルイジンに係る規制の追加・経皮吸収対策の強化） https://www.mhlw.go.jp/stf/seisakunitsuite/bunya/0000142342.html 2017（平成29）年１月施行）。なお、同時期、国内のo-トルイジン取扱い労働者ならびに３,３’-ジクロロ-４,４’-ジアミノジフェニルメタン（略称MOCA）取扱い労働者に膀胱がんが発生したことを踏まえ、これら２つの物質の特殊健康診断について、特定化学物質障害予防規則（特化則）が改正されました（厚生労働省｜平成29年4月の特定化学物質障害予防規則の改正（3,3‘-ジクロロ-4,4’-ジアミノジフェニルメタン（略称MOCA）に係る特殊健康診断項目の見直し https://www.mhlw.go.jp/bunya/roudoukijun/anzeneisei54/index.html 、PDF 「o-トルイジンとMOCA（3,3‘-ジクロロ-4,4’-ジアミノジフェニルメタン）の特殊健康診断について」 https://www.mhlw.go.jp/bunya/roudoukijun/anzeneisei54/dl/08.pdf ）。

解説します。上記報告書によれば、膀胱がんの有害因子としては、喫煙が最も重要な危険因子です。男性の膀胱がんの50％、女性の膀胱がんの30％に関与しているとされます。また、喫煙者は非喫煙者に比較して膀胱がんの発症リスクが約4倍高く、タバコの煙に含まれる芳香族アミンの一種および活性酸素種が膀胱発がんに影響を与えていると考えられます。本件の化学工場では、6種類の芳香族アミンの使用実績があり、そのうち、o-トルイジン、アニリン、2,4-キシリジンの使用量が多かったとしていますが、IARC（国際がん研究機関：International Agency for Research on Cancer）が膀胱がんを引き起こすとして、ヒトに対する発がん性を認めている化学物質は、6種類の使用実績があった芳香族アミンのうちo-トルイジンのみです。IARC は2012 年にo-トルイジンの発がん性分類をグループ 1（ヒトに対して発がん性がある：carcinogenic.）と評価しています。

解説します。上記、報告書（引用文献：English JC, Bhat VS, Ball GL, McLellan CJ. Regul Toxicol Pharmacol. 64(2):269-84. 2012 doi: 10.1016/j.yrtph.2012.08.011.）によれば、o-トルイジンは肝CYPによりアミノ基の水酸化を受け、N-ヒドロキシ-o-トルイジンに代謝されたのち腎臓でろ過され、膀胱腔内の尿に蓄積されます。膀胱内でN-ヒドロキシ-o-トルイジンはN-アセチル転移酵素（NAT1）によりO-アセチル化を受け、N-アセトキシ-o-トルイジンが生成され、求電子性のニトレニウムイオンが生成されてDNAに結合しDNAを損傷します。

一方、CYP2E1は、o-トルイジンの芳香環水酸化に関与し、4-アミノ-メタ-クレゾールを形成し、N-アセチル転移酵素（NAT2）の触媒によりN-アセチル化をうけ、N-アセチル-4-アミノ-メタ-クレゾールとなったのち、硫酸抱合体およびグルクロン酸抱合体として尿中に排泄されます。一方、抱合されなかったN-アセチル-4-アミノ-メタ-クレゾールから、酸化を受けやすく反応性の高いキノンイミン誘導体が形成され、酸化還元サイクルを経て活性酸素を生成しDNAを損傷します。

なお、染色を行う化学工場などの後ろ向きコホート等の疫学研究から、o-トルイジン取扱作業従事者におけるo-トルイジンばく露は膀胱がん発症の有力な原因と考えられ、ばく露開始から10 年以上経過した後、膀胱がんを発症するものと考えられます。上記報告書にコホート研究の数値が掲載されています。 

解説します。化学的にo-トルイジンのアミノ基と類似したアミノ基を有する芳香族アミンであるN-アセチルベンジジンによる膀胱がんのイニシエーションに関しては、上記、報告書（Zenserら, 2002）によると、N-アセチルベンジジンは肝臓でN-グルクロン酸抱合を受け、N-アセチルベンジジン-N’-グルクロニドを形成したのち、腎ろ過により膀胱腔内の尿に蓄積されます。尿中N-アセチルベンジジン-N’-グルクロニドは、酸に不安定であり、酸性下、尿中でN-アセチルベンジジンに再度変換され、膀胱上皮プロスタグランジンHシンターゼ（PHS）により代謝的活性化を受け、DNA付加体であるN’-(3’-モノホスホ-デオキシグアノシン-8-イル)-N-アセチルベンジジンを形成し、最終的に腫瘍発生に寄与します。

なお、化学工場などの後ろ向きコホート等の疫学研究から、ベンジジン取扱作業従事者におけるベンジジンばく露は膀胱がん発症の有力な原因と考えられます。上記報告書にコホート研究の数値が掲載されています。なお、第1回の解説のように、ベンジジン（benzidine｜IUPAC名：4-(4-aminophenyl)aniline）は、労働安全衛生法第55条（製造等の禁止）、および、労働安全衛生法施行令第16条（製造等が禁止される有害物等）第1項第2号に記載されているいわゆる「製造等が禁止される有害物等」にあたり、工業的な製造は、現在されなくなっています。したがって、「染料などの工業原料に使用され」ることはないです。また、代謝的活性化に寄与するのはN-アセチル化です。N-水酸化ではないです。

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(1)

(2)

厚生労働省「【A】取扱事業場で発生した【B】の業務上外に関する検討会」は、【C】、【B】と【D】との関連について、現時点での医学的知見を報告書として取りまとめ、以下の通り結論した。【D】のばく露業務に【E】以上従事した労働者に発症した【B】は、潜伏期間が【E】以上認められる場合は、業務が相対的に有力な原因となって発症した可能性が高い。一方、従事期間または潜伏期間が【E】に満たない場合は、【F】などを勘案して、業務と【B】との関連性を検討する。

【B】の有害因子としては、【G】が最も重要な危険因子であり、男性の【B】の50％、女性の【B】の30％に関与しているとされる。また、【G】者は非【G】者に比較して【B】の発症リスクが【H】高く、発がん物質として【I】に含まれる【A】の一種および【J】種が膀胱発がんに影響を与えると考えられる。【K】で使用実績があった【A】のうち、【D】は、【L】が、【B】を引き起こすとして、2012 年に発がん性分類【M】と評価している。

【D】は肝【N】により【O】の【P】を受け、N-ヒドロキシ-【D】に代謝されて腎臓でろ過され膀胱腔内の尿に蓄積される。膀胱内でN-ヒドロキシ-【D】は【Q】（NAT1）によりO-【R】を受け、N-アセトキシ-【D】が生成され、【S】の【T】が生成されてDNAに結合しDNAを損傷します。一方、【N】2E1は、【D】の芳香環【P】に関与し、【U】を形成し、【Q】（NAT2）の触媒によりN-【R】をうけて、N-アセチル-【U】となったのち、硫酸抱合体およびグルクロン酸抱合体として尿中に排泄される。一方、抱合されなかったN-アセチル-【U】から、酸化を受けやすく反応性の高い【V】が形成され、酸化還元サイクルを経て【J】を生成しDNAを損傷する。なお、染色を行う【K】などの【W】等の疫学研究から、【D】取扱作業従事者における【D】ばく露は【B】発症の有力な原因と考えられ、ばく露開始から 【E】以上経過した後、【B】を発症するものと考えられる。

【X】の代謝物であるN-アセチル【X】は肝臓でN-【Y】を受け、N-アセチル【X】N’-グルクロニドを形成したのち、腎ろ過により膀胱腔内の尿に蓄積される。尿中N-アセチル【X】N’-グルクロニドは、酸に不安定であり、酸性下、尿中でN-アセチル【X】に再度変換され、膀胱上皮【Z】により代謝的活性化を受け、DNA付加体を形成し、最終的に腫瘍発生に寄与する。なお、【K】などの【W】等の疫学研究から、【X】取扱作業従事者における【X】ばく露は【B】発症の有力な原因と考えられる。

A. 芳香族アミン

B. 膀胱がん

C. 2016（平成28）年12月

D. o-トルイジン

E. 10年

F. 作業内容、ばく露状況、発症時の年齢、既往歴の有無

G. 喫煙

H. 約4倍

I. タバコの煙

J. 活性酸素

K. 化学工場

L. IARC（国際がん研究機関：International Agency for Research on Cancer）

M. グループ 1（ヒトに対して発がん性がある：carcinogenic.）

N. CYP

O. アミノ基

P. 水酸化

Q. N-アセチル転移酵素

R. アセチル化

S. 求電子性

T. ニトレニウムイオン

U. 4-アミノ-メタ-クレゾール

V. キノンイミン誘導体

W. 後ろ向きコホート

X. ベンジジン

Y. グルクロン酸抱合

Z. プロスタグランジンHシンターゼ（PHS）

では、問題を解いてみましょう！すっきり、はっきりわかったら、合格です。

第102回薬剤師国家試験｜薬学理論問題 / 問131 Q. 染料などの工業原料に使用され、N-水酸化により代謝的活性化されて膀胱がんの原因となるのはどれか。

選択肢

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