第2章腫瘤多因素多步驟發(fā)病機理制

1、 概述： 第一節(jié)、化學致癌 第二節(jié)、 物理致癌 第三節(jié)、致瘤病毒 第四節(jié)、遺傳因素 第五節(jié)、腫瘤發(fā)病的多階段 第六節(jié)、問題與方向 n1975年percivall pott發(fā)現(xiàn)童年時當過煙囪清掃工的男性易患腫瘤。100年后，volkman和bell觀察到長期與石蠟和焦油接觸的工人易患皮膚癌，德國的科學家rehn報道接觸苯胺的工人發(fā)生膀胱腫瘤，這些早期發(fā)現(xiàn)促進了化學誘癌的動物實驗。 n化學致癌物：目前認為凡接觸引起人或動物形成腫瘤的化學物質，稱為化學致癌物（chemical carcinogen）。目前發(fā)現(xiàn)對動物有致癌作用的化學物質已達2000余種，其中有些可能和人類腫瘤的形成有關。 n一、化學致

2、癌物的分類 根據(jù)作用方式分為直接致癌物，間接致癌物，促癌物 根據(jù)致癌物與腫瘤的關系分為肯定致癌物（defined carcinogen）可疑致癌物（suspected carcinogen）潛在致癌物（potential carcinogen）。 肯定致癌物(defined carcinogen)可疑致癌物(suspected carcinogen)潛在致癌物(potential carcinogen)根據(jù)化學致癌物與人類腫瘤的關系n1.直接致癌物：進入機體后與細胞直接作用，誘導細胞癌變的化學物質。n2.間接致癌物：進入體內經微粒體氧化酶活化，變成具有致癌作用的化學物質n3.促癌物：能促進其他

3、致癌物誘發(fā)腫瘤形成的化學物質n4.肯定致癌物（defined carcinogen）經流行病學調查確定，臨床醫(yī)師和科學工作者都承認對人和動物有致癌作用，其致癌作用具有劑量反應關系的化學致癌物。n5.可疑致癌物（suspected carcinogen）具有體外轉化能力，而且接觸時間和發(fā)病率相關，動物致癌實驗陽性，結果不恒定，且缺乏流行病學方面的證據(jù)。n6.潛在致癌物（potential carcinogen）是在動物實驗中可獲得某些陽性結果，但在人群中尚無資料證明對人具有致癌性的物質。n二、化學致癌物的代謝活化 n（一）概念n1.前致癌物（precarcinogen）：未經代謝活化的不活潑的間

4、接致癌物稱為前致癌物。n2.近致癌物（proximate carcinogen）：經體內代謝轉變?yōu)榛瘜W性質活潑、壽命極短的致癌物稱為近致癌物。n3.終致癌物（ultimate carcinogen)：與dna、rna、蛋白質等生物大分子共價結合導致它們損傷，引起細胞癌變的致癌物稱為終致癌物。是由近致癌物轉變而來的帶正電的親電子物質。 n（二）、酶的作用：n、最重要的活化酶是混合功能氧化酶系統(tǒng):包括細胞色素p450和p448。 n、細胞色素p450超基因家族：至少分為十個家族，包括100多個基因，是外源性化學物質體內生物轉化最主要的代謝酶。n、存在部位：以內分泌組織、平滑肌、肝、腎、肺、腦及脂肪

5、組織中的滑面內質網(wǎng)上為主。細胞色素p450基因的多態(tài)性是腫瘤易感性的一個重要方面。n、作用：對化學致癌物的代謝具有雙重性。通過對致癌物的環(huán)氧化、羥化、脫烷基化、氧化、還原、結合以及水解，從而使致癌物活化或代謝成水解產物排出體外。 就雙重性而言，同一種化學物質經過不同的轉化過程可以代謝為有致癌性或無致癌性。n三、dna加合物的形成 致癌物經過酶活化最終形成帶有親電子基團的終致癌物后，可與細胞的生物大分子結合，其中dna是終致癌物攻擊的主要目標。終致癌物與dna結合導致dna的化學修飾（chemical modification），形成致癌物-dna加合物。 n（一）致癌物與dna的結合方式 共價

6、結合與非共價結合。n（二）dna加合物的作用：n1.堿基替代、缺失、插入、顛換；n2.甲基硝基亞硝基胍（mnng）可導致堿基烷化n3.雙功能烷化劑可導致dna交聯(lián)n4.亞硝胺類致癌物可引起dna單鏈、雙鏈斷裂。n（三） dna加合物的作用結果：n1.造成移碼突變、點突變，dna復制發(fā)生堿基配對錯誤n2.dna單鏈或雙鏈的斷裂及交聯(lián)損傷則影響dna復制與轉錄，從而形成體細胞惡變的分子基礎前致癌物（未活化）代謝酶類近致癌物分解終致癌物（帶正電）結合rna結合蛋白質結合dnadna損傷細胞惡變n（四）應用：n 從細胞或體液中檢測加合物的水平可作為人體暴露致癌物的標志。如應用免疫親和純化聯(lián)用高效液相色

7、譜測定尿液中黃曲霉毒素b1的鳥嘌呤加合物從而對人體接觸黃曲霉毒素的狀況可以進行評估。 n四、遺傳因素影響對致癌物的敏感性。n1.遺傳因素影響酶體系活性 影響致癌物的代謝活化 終致癌物形成n2.遺傳素質的差異 影響宿主對致癌物的敏感性n3.致癌物的多樣性及代謝體系的差異最終又決定了機體對某一類的致癌物高度易感和對另一類的致癌物的相對抗性。 n五、化學致癌物誘發(fā)的腫瘤與特定的基因改變有關。n、化學致癌物的作用點：為細胞的癌基因和抑癌基因n、作用：使癌基因激活，抑癌基因失活?；瘜W致癌物誘發(fā)的腫瘤常表現(xiàn)為特定的基因位點改變如：結腸癌p53突變?yōu)間 t; k-ras基因突變?yōu)間 an六、化學致癌物的累積

8、和協(xié)同效應。n、累積作用:(summation effect) 是指兩種或多種致癌物同時或相繼作用于機體，其復合效應等于單獨作用之和 n、協(xié)同作用:(synergistiic effect) 機體同時暴露于幾種致癌物中其致癌作用高于個單獨致癌物作用之和n七、常見的化學致癌物n 多環(huán)芳烴類n 芳香胺與偶氮染料n 亞硝胺類 n（一）多環(huán)芳烴類： 含苯環(huán)的化學致癌物，致癌作用強n（二）芳香胺與偶氮染料： 含苯環(huán)和氮原子的化學致癌物，致癌作用較強亞硝酰胺亞硝胺n（三）亞硝胺類：1.亞硝酰胺：為直接致癌物，2.亞硝胺：為間接致癌物，需經體內代謝后才有致 癌性 特點：(1)廣泛存在 (2)環(huán)境中有大量的前

9、身物質 n 、 電離輻射是最主要的物理性致癌因素，（）包括短波和高頻為特征的電磁波電子質子中子粒子（）損傷機制： 形成自由基，破壞正常分子結構。對dna的損傷主要是單鏈斷裂和堿基結構改變。、放射性同位素、紫外線 概述： n現(xiàn)已知道有上百種病毒可引起從兩棲類到靈長類動物的腫瘤，其中1/3為dna病毒，2/3為rna病毒。與人類腫瘤有關的病毒：n一、乳頭狀瘤病毒與宮頸癌（hpv）n二、乙型肝炎病毒與肝癌（hbv）n三、eb病毒與鼻咽癌和burkit肉瘤（ebv）n四、htlv與人類t細胞白血?。╤tlv） n一、致瘤病毒分類：致瘤性dna病毒致瘤性rna病毒乳多空病毒類腺病毒類皰疹病毒類乙型肝炎病

10、毒類痘病毒類是逆轉錄病毒以c型為主，其次為b型（一）致瘤性dna病毒、共同特征：（）致癌作用發(fā)生在病毒進入細胞后復制的早期階段，瘤基因整合在宿主dna上。（）在宿主dna上的定位具有選擇性。（）病毒dna編碼的蛋白質調節(jié)細胞周期、與抑癌基因相互作用。、感染致瘤性dna病毒后宿主細胞的分類（）允許性細胞（permissive cell) dna病毒感染宿主細胞后它能夠復制并最終導致細胞的死亡。 允許性細胞的感染又稱裂解性感染（lytic infection）。（）非允許性細胞（non-permissive cell) 指當病毒感染與其無關的種屬細胞時，病毒復制的效率很低，甚至不能復制。 非允許性

11、細胞的感染又稱流產性感染（abortive infection）。（二）致瘤性rna病毒分類：、根據(jù)病毒形態(tài)、根據(jù)病毒 基因組是否完整a型b型c型d型非缺陷型缺陷型、根據(jù)rna病毒在動物體內的致瘤潛伏期和體外轉化能力急性致瘤性rna病毒慢性致瘤性rna病毒、根據(jù)rna病毒基因組結構和致瘤機制不同轉導型逆轉錄病毒（transducing retroviruses)順式激活逆轉錄病毒(cis-activating retroviruses)反式激活逆轉錄病毒(trans- activating retroviruses)非缺陷型肉瘤病毒（含非缺陷型肉瘤病毒（含src瘤基因）瘤基因）二、致瘤病毒致瘤

12、分子機制、病毒編碼產物模擬細胞內分子信號、病毒編碼產物激活細胞信號傳導途徑、病毒編碼產物對細胞周期的干預調節(jié)n種族分布差異n家族聚集現(xiàn)象n遺傳性缺陷易致腫瘤形成n流行病學調查n家系分析n細胞遺傳學n分子遺傳學表明與遺傳因素有關提供了科學證據(jù)一、兩次突變學說 年代初，由knudson提出。主要內容：、遺傳性腫瘤第一次突變發(fā)生于生殖細胞，第二次突變發(fā)生于體細胞。、散發(fā)性腫瘤的兩次突變均發(fā)生于體細胞。二、常見的遺傳性腫瘤綜合征n1、呈常染色體顯性遺傳的腫瘤： 如：視網(wǎng)膜母細胞瘤，腎母細胞瘤，腎上腺或神經結的神經母細胞瘤。家族性多發(fā)性大腸息肉病，神經纖維瘤病。n2、呈常染色體隱性遺傳的遺傳綜合征 遺傳

13、因素與環(huán)境因素在腫瘤發(fā)生中起協(xié)同作用。 三、基因多態(tài)性與腫瘤的遺傳易感、某些腫瘤的表型與cyclind1的多態(tài)性具有相關性。 cyclind1存在單個堿基多態(tài)性，可產生兩種不同的轉錄本，兩者在不同腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中可能具有不同的作用。、胃癌的遺傳易感性與免疫相關基因多態(tài)、酶類基因多態(tài)、癌基因和抑癌基因多態(tài)關系密切。四、易感基因與腫瘤的遺傳、家族性乳腺癌與遺傳易感基因的突變有密切關系。 家族性乳腺癌的發(fā)生與號染色體brca1和號染色體長臂brca2及號染色體短臂上的基因缺失有關。、家族性結腸癌涉及多種錯配修復基因的改變。、肺癌有家族聚集現(xiàn)象。其遺傳易感性與代謝酶cyp家族、gst家族、nat家族

14、的多態(tài)性有關。 n一、癌變的二階段學說： 第一階段：特異性激發(fā)階段 第二階段：非特異性促進階段激發(fā)過程：正常細胞 潛伏性瘤細胞特點：短暫、不可逆，引起遺傳突變促進過程：潛伏性瘤細胞 癌細胞特點：早期可逆，激發(fā)癌細胞增殖誘變物促癌物n二、癌變多階段的分子基礎n腫瘤發(fā)生與發(fā)展的多階段過程包括：n激發(fā) 促進 進展 轉移等幾個階段。 1.動物實驗致癌物與促癌物的協(xié)同作用 2.人類腫瘤（如結腸癌）發(fā)生過程中所經歷的增生、良性腫瘤、原位癌、浸潤癌等一系列序貫性變化 為癌變的多階段性提供了證據(jù)，腫瘤分子生物學的進展從分子水平上闡明了這種多階段性發(fā)展的本質。（一）細胞永生化是細胞癌變過程中的重要階段、細胞永生

15、化(immortalization)（）定義： 正常細胞在一些因素的作用下，逃避了老化期和危機期兩個限制點的束縛后，獲得了體外無限增殖的能力。（）兩個限制點a：老化期（senescence) 體外培養(yǎng)細胞經過若干次傳代后，細胞停止生長并不可逆地進入一個增殖靜止階段，即老化期。b:危機期（crisis) 轉化細胞能表達致瘤基因產物并持續(xù)增殖，培養(yǎng)一段時間后，細胞仍再次脫離細胞周期而停止生長，這一階段稱危機期。、病毒編碼產物在細胞永生化過程中的意義（）在體外轉化細胞，建立各種細胞系（）進一步活化瘤基因或滅活抑瘤基因，促進細胞惡變。、細胞永生化過程中基因協(xié)同作用 細胞永生化過程中發(fā)生細胞周期失調、端粒酶重新激活等分子事件，一系列基因、端粒酶活化。n （二）、體外轉化實驗中癌基因協(xié)同效應。實驗證明單個癌基因不足以使細胞轉化n（三）、轉基因動物模型提供了瘤基因協(xié)同效應的體內依據(jù)。n 1987年，用轉基因動物模型證實了癌基因在體內的協(xié)同效應：以小鼠乳腺腫瘤病毒mmtv作為調控序列，構建mmtv-cmyc轉基因，