Исследование связи между канцерогенным веществом и раком легкого должно включать анализ многочисленных переменных:
-    физические и химические характеристики вещества и условия воздействия (продолжительность, интенсивность, возраст в начальный период, латентный период в связи с развитием опухоли);
-   роль сопутствующего воздействия других канцерогенов;
-  роль эндогенных факторов (приобретенные или врожденные изменения в защитных механизмах легких:    процессах выведения и детоксикации, а также иммунных реакциях).

Главным принципом экспериментального метода является проверка как можно большего количества факторов, для того чтобы свести число спонтанных переменных к минимуму (табл. 1).

Таблица 1. Экспериментальные модели для изучения канцерогенов органов дыхания
I.    Местное применение канцерогена

A.    Системы, индуцирующие локализованные опухоли:
1.    Инъекция канцерогена непосредственно в легкое
2.    Прокалывание проволокой, загрязненной канцерогеном
3.    Внутрибронхиальное введение
4.    Индукция опухоли в перемещенном трахеальном трансплантате
5.    Индукция опухоли в определенной области трахеи (депонирование на месте)

Б. Внутритрахеальные инъекции

B.    Внутриплевральные инъекции Г. Ингаляционное введение
II.    Системное применение канцерогена

А. Оценка индукции легочной аденомы у мышей Б. Оценка индуцированных опухолей органов дыхания у животных любых видов

III.    Методы in vitro

A.    Обмен сестринских хроматид в клеточных культурах Б. Трансформация эпителиальных и мезотелиальных клеток в культурах

B.    Тест Эймса

В добавление к обычным экспрессным неспецифическим тестам (тест Эймса) для канцерогенеза органов дыхания в настоящее время существует тенденция к разработке тестов in vitro на эукариотических клетках респираторного происхождения (мезотелиальные клетки, трахеальные клетки и т.д.), которые будут обеспечивать информацию о реакции клеток данного типа при полном отсутствии информации, связанной с их исходным организмом, и в присутствии неметаболизированного вещества. Эта процедура устраняет в одно и то же время большинство факторов «хозяина» (за исключением генетического аппарата самих клеток) и практически все сопутствующие факторы окружающей среды. Эти тесты in vitro могут быть продолжены in vivo (тесты in vitro-in vivo) путем пересадки трансформированных клеток «хозяину». Такие исследования помогают обнаружить подозрительные на канцерогенность вещества и продемонстрировать механизм их действия на клетки.
 

Тесты in vivo призваны контролировать факторы «хозяина» путем использования генетически сравнимых животных и факторы окружающей среды с применением точного планирования эксперимента. Они определяют действие испытываемого вещества, когда оно метаболизировано до некоторой степени организмом, на орган-мишень, подверженный воздействию полного набора контролирующих и защитных механизмов организма.
 

Тем не менее только результаты исследования человека непосредственно применимы к человеку, эпидемиология занимает с этой точки зрения ведущее положение. Однако следует подчеркнуть важность применения точных методов эпидемиологии, несмотря на все трудности, испытываемые на практике (недоступность или отсутствие свидетельства о смерти, отсутствие точных знаний о факторах экспозиции, отсутствие информации, касающейся сопутствующих факторов). Действительно, все дискуссии, ведущиеся в настоящее время об относительной важности различных канцерогенов, могут быть объяснены несовершенством исследований, о которых сообщалось в литературе. В табл. 2 суммированы сведения об используемых эпидемиологических методах исследования.
 

Таблица 2. Эпидемиологические модели исследования канцерогенеза в системе органов дыхания
А. Описательная эпидемиология
Распределение рака органов дыхания среди населения в связи с различными параметрами (возраст, пол, экспозиция к экзогенным факторам, генетические вариации)

Б. Аналитическая эпидемиология

Исследование возможной связи между подозреваемым причинным агентом и раком органов дыхания:
-    исследование “случай - контроль” (на основе регистров рака органов дыхания)
-    когортные исследования групп людей (основанные на популяции, подверженной риску возникновения рака органов дыхания)
-    поперечное исследование
-    продольное исследование

Сочетание экспериментального и эпидемиологического методов делает возможным определение вероятности того, что испытываемое вещество канцерогенно для человека. Критерии этого были недавно суммированы Макдональдом в отношении канцерогенности асбестовых волокон при попадании их в бронхи:
 

1)    воспроизводимость результатов, полученных в одном эпидемиологическом исследовании, в другом подобном исследовании;

2)    уровень токсического действия (связь с заболеванием раком, оцененная на основе определения относительных опасностей);

3)    специфичность связи с учетом совместного действия сопутствующих факторов (курение);

4)    отношение зависимости по времени между воздействием и возникновением рака;

5)    зависимость «доза-ответная реакция» или при невозможности ее установления зависимость «воздействие - ответная реакция»;

6)    биологическая совместимость с результатами, полученными в экспериментах на животных;

7)    эксперименты с участием (в качестве испытуемых) людей для оценки эффективности профилактических мер в снижении частоты возникновения соответствующей формы рака.