腫瘤病因學與發(fā)病學-醫(yī)學課件

1腫瘤病因學與發(fā)病學

2腫瘤病因學研究引起腫瘤的始動因素腫瘤發(fā)病學則研究腫瘤的發(fā)病機制與腫瘤發(fā)生的條件。一、概述3

腫瘤病因與發(fā)病學的特點多因素協(xié)同作用多步驟、多階段本質(zhì)上是一種基因病4目前大多數(shù)腫瘤的病因都沒有完全了解基本共識：多因素協(xié)同作用

腫瘤基因環(huán)境5BreastCancerInTheWorld

Highest NorthAmerica NorthernEurope WesternEurope Oceania Israel

Intermediate SouthernEurope EasternEurope SouthAmerica

Lowest Asia(exceptIsrael)6ReasonsAccountfortheDifferenceRaceGeneticfactor

EnvironmentLifestyleFoodintakePatternofreproductivebehavior7RacialVariationWhitewomenAfrican-Americanwomen13.1%9.6%LifetimeriskofbreastcancerinU.S.AAsianmigrants4～7%8StudiesofMigrantsinU.S.A(1973-1986)9MigrationLow-riskcountryHigh-riskcountryRiskReportedbyZiegleretal

Factorsassociatedwiththelifestyleorenvironmentofthedestinationcountryinfluencebreastcancerrisk10二、腫瘤的環(huán)境因素

化學因素物理因素生物因素111.化學致癌12

化學致癌物的研究歷史1775年英國的PercivalPott發(fā)現(xiàn)童年時當過煙囪清掃工的男性易發(fā)生陰囊癌。1875年德國的Volkman觀察到長期接觸煤焦油的工人易患皮膚癌。1915年日本的山際克三郎用煤焦油涂擦兔耳成功地誘發(fā)皮膚癌。1933年英國的JamesCook等成功地分離出了煤焦油的致癌成分-苯并芘。1941NCI696種化學物質(zhì)調(diào)查169種會動物致癌13Chemicalcarcinogen1775年英國醫(yī)生PercivalPott發(fā)現(xiàn)童年時當過煙囪清掃工的男性易發(fā)生陰囊癌。Pott的發(fā)現(xiàn)首次提示了職業(yè)暴露與某種特定類型腫瘤發(fā)病的聯(lián)系。1714-1788SpecimenofsquamouscellcarcinomaofthescrotumrecognisedasanoccupationaldiseaseofchimneysweepersbyPercivalPott.15Chemicalcarcinogen1915年日本科學家山際克三郎反復用煤焦油涂擦兔耳成功地誘發(fā)皮膚癌首次在實驗動物身上成功地再現(xiàn)癌癥。16Rabbit’searwithsquamouscellcarcinomainducedbythecontinuedapplicationofcoaltartothesurface.ThiswasexperimentalproofofPotts’hypothesisof200yearspreviously.17化學致癌物的分類致癌物與腫瘤關系強度肯定致癌物可能致癌物潛在致癌物18與人類腫瘤關系的強度分類肯定致癌物：經(jīng)過腫瘤流行病學研究證實，在動物致癌實驗中證實其致癌作用具有劑量-效應關系，為臨床醫(yī)師和科學研究者所公認的對人體和實驗動物均有致癌作用的化學物質(zhì)。砷及砷化合物、聯(lián)苯胺、多環(huán)芳香烴、鉻、2-萘胺、氯乙烯、石棉等

19與人類腫瘤關系的強度分類可能致癌物：雖已證明具有體外轉化能力而且接觸時間與發(fā)病率相關，動物致癌實驗陽性但結果不恒定，或缺乏流行病學證據(jù)支持的化學物質(zhì)。亞硝胺類、烷化劑、黃曲霉素、堿性品紅、二氯聯(lián)苯胺、鈹、鎘等20與人類腫瘤關系的強度分類潛在致癌物：化學結構與肯定致癌物相似，動物致癌實驗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化學物質(zhì)。鄰位氨基偶氮甲苯、肼、四氯化碳、鈷、鉛、氯霉素等21化學致癌物的分類致癌物的作用方式直接致癌物間接致癌物促癌物22直接致癌物（Directcarcinogen）1.能與體內(nèi)細胞直接作用，誘導正常細胞癌變2.致癌力較強，致癌作用快速3.常見直接致癌物有各種致癌性烷化劑亞硝酰胺類致癌物23間接致癌物（Indirectcarcinogen）1.本身并無致癌作用，需在體內(nèi)經(jīng)代謝活化轉變成終致癌物后才有致癌性。2.常見的間接致癌物

多環(huán)芳香烴類芳香胺與偶氮染料亞硝胺類黃曲霉素24促癌物（Tumorpromotingagent）

1.單獨作用于機體內(nèi)無致癌作用，但能促進其他致癌物誘發(fā)腫瘤形成。

2.常見的促癌物有巴豆油糖精苯巴比妥25

化學致癌物的代謝活化根據(jù)間接致癌物代謝活化的程度可分為前致癌物：未經(jīng)代謝活化、不活潑的間接致癌物近致癌物：化學性質(zhì)活潑、壽命極短的致癌物

終致癌物：帶正電荷的親電子物質(zhì)26在間接致癌物代謝活化過程中涉及到的酶類中最重要的活化酶是混合功能氧化酶系統(tǒng):細胞色素P450(CytochromeP450,CYP450)。

27CYP450超基因家族CYP450超基因家族可分為10個家族,包含100多個基因。CYP450是外源性化學物質(zhì)體內(nèi)生物轉化最主要的代謝酶。該酶主要存在于內(nèi)分泌組織、平滑肌、肝、腎肺、腦等組織中的滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上。28CYP450超基因家族CYP450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、結合及水解，從而使致癌物活化或代謝成水解產(chǎn)物排出體外。CYP450基因多態(tài)是腫瘤易感性的一個重要方面29間接致癌物需要通過酶介導的代謝活化而形成終致癌物。遺傳因素的差異而造成的對致癌物代謝活化的差異將影響宿主對致癌物的敏感性。30六、化學致癌物的累積和協(xié)同效應

累積作用：兩種致癌物同時或相繼作用，復合效應等于單獨作用之和。

協(xié)同作用：兩種致癌物同時或相繼作用，復合效應明顯高于單獨作用之和。31四、化學致癌的基本原理帶有親電子基團的終致癌物與DNA發(fā)生共價及非共價結合，形成致癌物-DNA加合物。DNA加合物可造成多種形式的DNA損傷，單鏈或雙鏈斷裂、堿基改變?nèi)缣娲?、缺失、插入、DNA交聯(lián)，從而引起細胞癌變。右圖示苯并芘平行插入兩個堿基對之間,與DNA形成加合物

33DNA加合物既是一種暴露標志物，又是一種效應標志物，反映DNA受到有毒化學物質(zhì)損傷的效應劑量，因此在生物監(jiān)測中具有重要意義，成為近年來研究和應用最多的一種分子水平的暴露標志物。34化學致癌過程正常細胞基因突變異形細胞克隆生長癌前期病變遺傳物質(zhì)重大改變惡性腫瘤特性基因毒性物質(zhì)啟動階段促癌劑促進階段侵襲性轉移性無限生長發(fā)展階段自發(fā)或演變因素作用較易干擾，最可能預防腫瘤的途徑35七、常見的化學致癌物多環(huán)芳香烴類芳香胺和偶氮染料亞硝胺類烷化劑真菌毒素36多環(huán)芳香烴類

含苯環(huán)的化學致癌物致癌作用強廣泛存在于煤焦油、煙霧、工業(yè)廢氣及熏制食品中常見類型

3,4苯并芘-肺癌，皮膚癌和消化道癌

1,2,5,6雙苯并芘-肺癌甲基膽蒽-皮膚癌二甲基苯蒽37芳香胺和偶氮染料

含有苯環(huán)和氮原子的化學致癌物存在于各種著色劑、除草劑、防氧化劑、人工合成染料中常見類型乙萘胺、聯(lián)苯胺-膀胱癌二甲基偶氮苯（奶油黃）-肝癌

4-氨基偶氮苯-皮膚癌38亞硝胺類亞硝胺是一大類廣譜強致癌物亞硝胺類化合物在環(huán)境中存在方式：廣泛存在于空氣、水、煙霧、薰烤肉類、油煎食品、腌制食品中環(huán)境中存在很多亞硝胺的前身物質(zhì),如亞硝酸鹽、二級胺等普遍存在肉類、蔬菜、谷物中，在酸性環(huán)境中（如胃液）二級胺亞硝基化而合成亞硝胺。39亞硝胺類分為亞硝酰胺和亞硝胺

1.亞硝酰胺：直接致癌物

甲基亞硝基脲甲基硝基亞硝基胍(MNNG)2.亞硝胺：間接致癌物

二甲基亞硝胺、二乙基亞硝胺、亞硝基哌嗪40亞硝胺類

致癌特點明顯的器官親和性：對稱性亞硝胺引起肝癌，不對稱亞硝胺引起食管癌致癌性強致癌譜廣：食管癌、胃腸癌、肝癌41烷化劑烷化劑是直接化學致癌物，弱致癌劑具有烷化性能和活潑的化學性質(zhì)常見類型甲基甲烷碘酸、環(huán)磷酰胺、苯丁酸氮芥、絲裂霉素等42真菌毒素流行病學表明大部分肝癌高發(fā)區(qū)，當?shù)鼗ㄉ?、玉米、大米等含有高量的黃曲霉素B1黃曲霉素的致癌作用很強，比奶油黃大900倍，比二甲基亞硝胺大75倍43生活中的化學致癌實例生活方式

吸煙

肺癌、口腔癌、咽喉癌、食管癌、膀胱癌等高脂飲食大腸癌、膽囊癌黃曲霉毒素肝癌檳榔口腔癌乙醇飲料食管癌、肝癌、喉癌熏制、腌制食品燒烤食品44工作中的化學致癌實例職業(yè)性腫瘤由于工作環(huán)境中長期接觸某些致癌因素，經(jīng)過較長的潛伏期，發(fā)生某種特定的腫瘤稱為。我國政府規(guī)定的8種職業(yè)性腫瘤聯(lián)苯胺膀胱癌石棉

肺癌、間皮瘤苯白血病氯甲醚

肺癌砷

肺癌、皮膚癌氯乙烯肝血管肉瘤焦爐逸散物

肺癌鉻酸鹽制造業(yè)肺癌

45醫(yī)學上的化學致癌實例醫(yī)學診斷和治療常見的有化療藥物和激素

烷化劑膀胱癌、白血病氯霉素白血病己烯雌酚陰道透明細胞癌

462.物理致癌47物理致癌學說起因于對長期暴曬的海員可導致皮膚癌發(fā)病率高的觀察，至1910年前后，Marin和Clunet等才報告了應用大劑量X線長期照射誘發(fā)大鼠腫瘤的確切證據(jù)。1928年，F(xiàn)indlay等報告用紫外線照射小鼠，成功引發(fā)皮膚乳頭狀瘤和皮膚癌。481945年，廣島、長崎的原子彈爆炸，受鈾輻射后的存活者中白血病、甲狀腺癌、乳腺癌和肺癌發(fā)病率明顯增高；接受大劑量放射治療后的腫瘤患者，原發(fā)灶控制后發(fā)生醫(yī)源性白血??；長期暴露于放射性鈷、氡或其他放射性粉塵的礦工，肺癌發(fā)生率明顯增高。這些報道成為物理致癌學說的有力依據(jù)。49電離輻射

電離輻射是最主要的物理性致癌因素粒子輻射和電磁波輻射（X射線、γ射線）機制：電離產(chǎn)生自由基，導致DNA單鏈或雙鏈斷裂以及堿基結構的改變。50紫外線常常引起嘧啶二聚體的形成，如TT，TC，CC等二聚體。這些嘧啶二聚體由于形成了共價鍵連接的環(huán)丁烷結構，因而會引起復制障礙?？梢鹌つw癌紫外線照射513.致瘤病毒52

致瘤病毒研究的歷史1908年Ellermann用雞白血病無細胞濾液誘發(fā)雞白血病1911年Rous用雞肉瘤無細胞濾液誘發(fā)雞肉瘤1933年Shope將病毒所致兔乳頭瘤皮下移植誘發(fā)鱗癌1962年Burkitt根據(jù)流調(diào)結果推測高發(fā)于東非的一種淋巴瘤可能與感染性因素有關1964年Epstein和Barr在Burkitt淋巴瘤細胞培養(yǎng)液中發(fā)現(xiàn)該病毒樣顆粒，命名為EB病毒，后證實該病毒與鼻咽癌相關，這是最早發(fā)現(xiàn)的與人腫瘤有明確病因學關系的病毒。在19世紀以前，人們普遍認為腫瘤只是一類遺傳性疾病，和微生物無關，直至1908年丹麥生物學家Ellermann和Bang將患白血病雞的無細胞濾液接種到健康雞的身上發(fā)生了白血病以后，才在人類歷史上首次證明動物腫瘤可由病毒引起。V.EllermannandO.Bang.1908.ExperimentelleLeuk?miebeiHühnern.Zentralbl.Bakteriol.Parasitenkd.Infectionskr.Hyg.Abt.Orig.46:595-609.1911年，美國病毒學家PeytonRous將雞肉瘤的無細胞濾液接種到健康雞體內(nèi)，引起了被接種雞發(fā)生肉瘤。后借助于電子顯微鏡證明病原是一種病毒,并被命名為Roussarcomavirus（RSV）。RousP.Asarcomaofthefowltransmissiblebyanagentseparablefromthetumorcells.J.Exp.Med1911,13:397-411.55RSV的發(fā)現(xiàn)證實了病毒致癌理論,是致癌機理研究的一個重要里程碑。561911年1966年由于Rous對科學的特殊貢獻，1966年已87歲高齡的Rous，在他的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了半個多世紀后獲得了諾貝爾醫(yī)學和生理學獎。57

致瘤病毒的主要特征58

與腫瘤有關的病毒可分為致瘤性DNA病毒致瘤性RNA病毒59致瘤性DNA病毒乳-多-空病毒類(HPV)腺病毒類皰疹病毒類(EBV)乙型肝炎病毒類(HBV)痘病毒類60DNAVirus共同特征病毒致癌作用發(fā)生在病毒進入細胞后復制的早期階段相關的瘤基因多整合至宿主細胞DNA上61DNAVirus共同特征人類無同源基因其編碼蛋白質(zhì)主要是核蛋白,直接調(diào)節(jié)細胞周期腺病毒E1A、E1BSV40大T抗原與p53和Rb作用HPV16、HPV18的E6、E7使細胞周期紊亂

62DNAVirus共同特征DNA感染細胞方式可分為:裂解性感染:DNA能復制并導致細胞死亡非裂解性感染:

病毒不能復制,細胞能夠存活基因組整合到細胞DNA中，使細胞轉化632、致瘤性RNA病毒RNA病毒的13個家族中僅有逆轉錄病毒(Retrovirus)具有致瘤性,與禽類、哺乳類及人類腫瘤有關。64Envelope

包膜

Capsid

病毒殼體

GenomicRNA

基因組RNA

Reversetranscriptase逆轉錄酶Retrovirus65Retrovirus基因組逆轉錄病毒的基因組是單鏈的正鏈RNA每個病毒顆粒中都有兩個RNA基因組基因組包含3個結構基因66Retrovirus結構基因Gag

編碼核心蛋白(capsid）Pol

編碼逆轉錄酶(reversetranscriptase)Env

編碼表面糖蛋白(envelope)Gag

Pol

EnvRetrovirusRNA&DNARNA

RU5GAGPOLENVU3RLTR(promotors&enhancers)Repeat

regionRepeat

regionDNAprovirusU3RU5GAGPOLENVU3RU5逆轉錄病毒生活周期lifecycle69逆轉錄病毒的分類根據(jù)病毒形態(tài)分類：A，B，C，D根據(jù)基因組結構是否完整：非缺陷型RNA病毒具有完整的gag，pol和env基因缺陷型RNA病毒常具有缺陷(如pol與env基因缺失)根據(jù)病毒的致瘤潛伏期和體外轉化能力：急性和慢性致瘤病毒70慢性RNA致瘤病毒

急性RNA致瘤病毒基因組gagpolenv可復制

完整病毒：gagpolenvv-onc缺陷病毒：通常為gagv-oncenv,復制缺陷，需輔助病毒協(xié)助存在存在于自然界偶從相應的腫瘤中分離得到腫瘤潛伏期長，4-12月短，3-4周體外細胞轉化不能能致癌機理插入激活c-oncv-onc編碼蛋白的直接作用代表病毒HTLV完整病毒：RSV多為缺陷病毒：ALV，AMV71與人類腫瘤相關的致瘤病毒HPV與宮頸癌HBV與肝癌EBV與鼻咽癌HTLV(人T細胞白血病病毒）與人T細胞白血病72HPV與宮頸癌HPV有80多個亞型低危型:6/11型可引起喉乳頭瘤、尖銳濕疣高危型:16、18、31、33型引起宮頸癌73HPV與宮頸癌在約90%的宮頸癌組織中可檢測到16、18型HPV及E6和E7的轉錄產(chǎn)物。E6、E7蛋白與p53、Rb蛋白結合，使抑癌蛋白p53和Rb失活，導致宮頸上皮惡性轉化。74HBV與肝癌HBV與肝細胞性肝癌的發(fā)生有密切關系多數(shù)肝癌組織內(nèi)有HBVDNA及HBx基因。HBx可整合到肝細胞基因組中，在肝細胞中高表達HBxAg。75HBV與肝癌HBxAg具有廣泛的反式激活作用,可以通過多種途徑參與細胞凋亡、DNA修復調(diào)控、與P53的相互作用以及促進細胞周期進程等，與宿主細胞的轉錄、增生、轉化和凋亡有著密切的關系，參與肝癌的發(fā)生發(fā)展過程。76EBV與人類腫瘤鼻咽癌非洲Burkitt淋巴瘤霍奇金淋巴瘤免疫抑制病人的B-細胞淋巴瘤77EBV的潛伏膜蛋白(LMP1)是病毒的致瘤蛋白，是CD40類似物。CD40是B淋巴細胞表面膜受體,屬TNF家族成員。CD40和配體結合可激活NF-κB及STAT信號轉導途徑，促進B淋巴細胞異常生長增殖。78HTLV與人類T細胞白血病HTLV和ATLV(HTLV-1)與人類T細胞白血病相關HTLV編碼兩個反式調(diào)節(jié)蛋白Tax和Rex。Tax蛋白與人類細胞中的Tax1BP2蛋白結合，并抑制其活性，導致細胞染色體數(shù)目出現(xiàn)異常，并由正常細胞轉化為白血病細胞。79致瘤病毒的致癌機制

轉化基因編碼產(chǎn)物直接致癌順式激活的致癌機制反式激活的致癌機制綜上所述，癌癥是由化學、物理、生物等多種致癌因素引起。但是在同一致癌因素作用下，并不是每個人都患癌癥，癌癥的發(fā)生還要具備一定的發(fā)病條件。癌癥的種族分布差異、家族聚集現(xiàn)象、遺傳性缺陷易致腫瘤形成等都提示遺傳因素在腫瘤發(fā)生中的重要作用。81三、腫瘤的遺傳性因素種族差異腫瘤的家族聚集現(xiàn)象遺傳性綜合癥與腫瘤兩次打擊學說82歐美人乳腺癌的發(fā)病率較高，而亞洲人發(fā)病率較高中國人鼻咽癌發(fā)病率位避世界之首，且這種發(fā)病率不因中國人移居到其他國家而降低。移居到美國的華人鼻咽癌的發(fā)病化也比美國白人高34位。這種種族的差異即是遺傳因素的差異。一、腫瘤發(fā)病的種族差異83二、腫瘤的家族聚集現(xiàn)象腫瘤的家族聚集現(xiàn)象可以表現(xiàn)為癌家族和家族性癌癌家族某些腫瘤具有家族史，其家族成員中腫瘤的發(fā)病率比一般人群高，發(fā)病年齡一般比較早，腫瘤發(fā)生的位也不局限于某一器官或組織，這樣的家族稱癌家族。84遺傳性腫瘤綜合征大約1％的惡性腫瘤發(fā)生在有明確遺傳性腫瘤綜合征的個體，其基因突變發(fā)生在胚細胞，每個體細胞都攜帶某種腫瘤易感基因，易發(fā)生相應的惡性腫瘤。85遺傳性腫瘤綜合征特點：家族成員患病的危險性明顯高于一般人群發(fā)病年齡顯著低于一般人群有些有其獨特的癌前病變罕見腫瘤常累及雙側遺傳的并非腫瘤本身，而是對腫瘤的易感性86抑癌基因胚細胞突變與遺傳性腫瘤綜合征Rb基因突變家族性視網(wǎng)膜母細胞瘤p53基因突變Li-Fraumeni

綜合征APC基因突變家族性結腸腺瘤樣息肉病p16基因突變遺傳性黑色素瘤WT1基因突變Wilm’s瘤87 Li-FraumenisyndromeLi-Fraumenisyndrome是一種遺傳性多發(fā)性腫瘤，這類病人易發(fā)生軟組織肉瘤、乳腺癌及腦腫瘤。實驗證明p53基因生殖細胞突變是該腫瘤綜合征的主要遺傳基礎。88家族性結腸腺瘤樣腸息肉患者青壯年時結腸中可有數(shù)百個腺瘤樣腸息肉，40歲左右發(fā)生結腸癌。89FamilialAdenomatousPoliposis(FAP)FAPcolonwith100’sofpolypsNormalcolon901971年Knudson以視網(wǎng)膜母細胞瘤（retinoblastoma,Rb)為模型，提出兩次打擊學說來解釋遺傳性損害在腫瘤發(fā)生中的作用。KnudsonAGJr.Mutationandcancer:statisticalstudyofretinoblastoma.ProcNatlAcadSciUSA.1971,68(4):820-3.Two-hithypothesis91Rb是一種好發(fā)于兒童視網(wǎng)膜的惡性腫瘤家族性Rb發(fā)病年齡早，腫瘤表現(xiàn)為多發(fā)性和雙側性。

散發(fā)性Rb發(fā)病率低，發(fā)病晚，多為單側。Retinoblastoma92Two-hithypothesis一個腫瘤是由一個惡性細胞增殖成（即一個克隆），而一個正常細胞需經(jīng)過兩次突變才能變?yōu)閻盒阅[瘤細胞。93Two-hithypothesis

Knudson假設：家族性Rb患兒，第一次突變發(fā)生于胚細胞,第二次突變發(fā)生于體細胞，故發(fā)病年齡早，腫瘤表現(xiàn)為多發(fā)性和雙側性。散發(fā)性Rb患兒，兩個正常的Rb基因都要通過體細胞突變失活而發(fā)生腫瘤。發(fā)病率低，發(fā)病晚，多為單側。94胚細胞或生殖細胞突變(germlinemutation)

突變發(fā)生在生殖細胞減數(shù)分裂期間，可傳遞到子代體細胞突變(somaticmutation)

突變發(fā)生在體細胞有絲分裂期間,主要影響親代本身1stmutation1stmutation2ndmutation96兩次突變假說不僅解釋了遺傳性腫瘤，也為腫瘤的遺傳易感性研究提供了一個很好的模型。1986年，Rb基因克隆成功進一步從分子水平支持了Knudson的兩次突變假說。97四、腫瘤的分子生物學基礎腫瘤的發(fā)生是由于細胞中基因改變積累的結果，包括：

（1）癌基因的激活（2）抑癌基因的失活

(3）基因組不穩(wěn)定性和DNA修復缺陷981.癌基因癌基因可以分成兩大類：（1）病毒癌基因，指病毒的基因組里帶有可使受病毒感染的宿主細胞發(fā)生癌變的基因。（2）細胞癌基因，又稱原癌基因，通常細胞中的癌基因在正常情況下是以非激活狀態(tài)存在，具有調(diào)節(jié)細胞生長、增殖、發(fā)育和分化的作用。一旦被異常激活后可以使細胞發(fā)生惡性轉化。99癌基因的特點

廣泛存在于生物界中，從酵母到人的細胞普遍存在在進化進程中，基因序列呈高度保守性它的作用是通過其表達產(chǎn)物蛋白質(zhì)來體現(xiàn)的；它們的存在對正常細胞不僅無害，而且對維持正常生理功能、調(diào)控細胞生長和分化起重要作用，是細胞發(fā)育、組織再生、創(chuàng)傷愈合等所必需在某些因素（如放射線、某些化學物質(zhì)等）作用下，一旦被激活，發(fā)生結構和功能的變化時，就會形成癌性的細胞轉化基因100癌基因研究的發(fā)展歷史1911，Rous用雞肉瘤組織無細胞濾液成功誘導雞肉瘤1969年,Rous等在研究雞肉瘤時發(fā)現(xiàn)羅氏肉瘤病毒（RousSarcomaVirus,RSV)1975年,Bishop從RSV中分離到第一個病毒癌基因（v-Src)，Src基因編碼60-kDa的酪氨酸蛋白激酶1976年,Sehelin以實驗證明正常雞成纖維細胞基因組中存在有病毒癌基因v-Src的同源序列c-Src

HuebnerRJ,TodaroGJ.

OncogenesofRNAtumorvirusesasdeterminantsofcancer.

ProcNatlAcadSciUSA.1969,64(3):1087-94.

1011982年Weinberg等通過基因轉染技術從不同的人膀胱癌細胞系中分離到具有致癌活性的活化癌基因H-ras，并發(fā)現(xiàn)其相對應的細胞原癌基因之間只有一個堿基對的區(qū)別。1982年在Burkitt淋巴瘤中發(fā)現(xiàn)Myc基因，該基因是通過易位與免疫球蛋白重排而激活。進一步研究表明，突變的Ras基因和Myc基因聯(lián)合轉染細胞可以以誘導細胞發(fā)生惡性轉化。目前已發(fā)現(xiàn)100多種癌基因包括Ras、c-myc、Bcl-2等。102癌基因的功能分類1生長因子：sisPDGF2生長因子受體：erbB1EGFRKitc-Met3信號傳導分子：Rasrafmos

4核轉錄因子：mycJUNFOSETSRel5細胞凋亡和周期相關基因：BCL-2CDK4103癌基因的激活機制點突變DNA擴增染色體易位，基因重排癌基因甲基化改變104點突變（pointmutation）單個堿基變化而改變了該基因編碼蛋白質(zhì)的功能使癌基因激活如H-ras12位密碼子

GGCGTC(甘氨酸)(纈氨酸)105基因擴增（geneamplification）原癌基因基因擴增Over-expression

癌基因活化的另一種主要方式細胞內(nèi)一些基因通過不明原因復制成多拷貝,這些多拷貝的DNA以游離形式存在稱雙微體（DMS）或再次整合入染色體形成均染區(qū)（HRS）。原癌基因拷貝數(shù)的增加會導致基因產(chǎn)物的增加,從而引起細胞正常功能的紊亂癌基因myc,erbB和Ras的擴增在人類腫瘤中最為常見106染色體易位，基因重排原癌基因中染色體某一部分從一個位置移動到另一位置,使原癌基因的結構改變,使原癌基因激活,這種改變稱為基因重排染色體易位與重排導致細胞癌基因在染色體上的位置發(fā)生改變,易位到啟動子或增強子附近而被激活,或與其他高表達基因形成融合基因通過對腫瘤組織和細胞系的染色體分析，發(fā)現(xiàn)在各種腫瘤中都有染色體結構的異常。染色體易位在血液系統(tǒng)的腫瘤中最為常見。

107Partialkaryotypesoftrypsin-Giemsa-bandedmetaphasecellsdepictingnonrandomchromosomalrearrangementsobservedinlymphoidmalignantdiseases.t(4;11)(q21;q23)inALLt(1;19)(q21;p13)inpre-BcellALLt(8;14)(q24;q32)inB-cellALLandBurkitt'slymphomainv(14)9q11q32)inT-cellleukemia/lymphomat(8;14)(q24;q11)inT-cellleukemia/lymphomat(14;18)(q32;q21)inB-cellNHL8q24:MYCgene18q21:BCL214q32:IGHq32q32q32141414q32q32q32141414108慢性粒細胞性白血?。–ML）109Bcr-abl酪氨酸激酶激酶底物110

癌基因的甲基化改變111DNA甲基化DNA甲基化是一種表觀遺傳修飾，它是由DNA甲基轉移酶（DNAmethyl-transferase,Dnmt）催化S-腺苷甲硫氨酸作為甲基供體，將胞嘧啶轉變?yōu)?-甲基胞嘧啶（mC）的一種反應在真核生物DNA中，5-甲基胞嘧啶是唯一存在的化學性修飾堿基112在人類基因組DNA中，約3％～4%的胞嘧啶堿基以5-甲基胞嘧啶形式存在大約70％～80％的5-甲基胞嘧啶存在于CpG序列中，CpG二核苷酸集中的區(qū)域稱之為CpG島113DNA甲基化的生物學功能通過基因啟動子區(qū)及附近區(qū)域CpG島胞嘧啶的甲基化可以在轉錄水平調(diào)節(jié)基因的表達，從而引起相應基因沉默，去甲基化又可恢復其表達DNA的甲基化對維持染色體的結構和腫瘤的發(fā)生發(fā)展都起重要的作用,是細胞癌變過程中的重要一步114

腫瘤中DNA甲基化的作用

腫瘤局部相關基因的高甲基化：抑癌基因沉默腫瘤中整體的低甲基化：115腫瘤中整體的低甲基化

腫瘤組織相對于正常組織整體呈現(xiàn)低甲基化狀態(tài)

目前有3種機制解釋基因組整體的低甲基化在腫瘤中所扮演的作用：

1.低甲基化導致原癌基因過表達（Myc基因）

2.整體的低甲基化是細胞染色體不穩(wěn)定的易感因素

3.低甲基化使腫瘤轉移增加,DNA甲基化水平愈低腫瘤的浸潤能力就越高，臨床分期也愈晚116腫瘤局部相關基因的高甲基化近幾年研究發(fā)現(xiàn),在癌細胞中,抑癌基因甲基化的發(fā)生率與抑癌基因突變或缺失發(fā)生的概率大致相等,均可導致抑癌基因功能的喪失，如結腸癌、胃癌中hMLH1基因高甲基化導致DNA錯配修復的缺失；腦腫瘤、結腸癌中MGMT基因的高甲基化導致化療敏感性降低。一些DNA甲基化抑制劑,例如5-氮雜胞苷和5-氮雜脫氧胞苷可以使失活的抑癌基因恢復其正常功能,為白血病和其他相關疾病的治療提供了新的手段。117原癌基因獲得活化因子逆轉錄病毒感染細胞后,分別通過整合進宿主染色體導致染色體易位，或通過插入突變激活原癌基因，使原癌基因獲得活化，造成此處原癌基因被激活，異常轉錄或表達。原癌基因Int-1,Int-2,Pim-1,Lck

等均是通過插入突變的鑒定而發(fā)現(xiàn)的118不同的癌基因有不同的激活方式，一種癌基因也可有幾種激活方式例如c-myc的激活就有基因擴增和基因重排兩種方式，很少見c-myc的突變；而ras的激活方式則主要是突變119

大部分腫瘤的基因改變都是后天獲得的，即體細胞發(fā)生基因改變癌基因一般為顯性基因,即兩個等位基因中只要有一個等位基因發(fā)生激活，其功能即表現(xiàn)出來。

120人類腫瘤中常見的癌基因121Ras基因

1980年從膀胱癌細胞株T24中克隆了第一個人癌基因H-ras,后來又發(fā)現(xiàn)了K-ras和N-ras。都編碼鳥苷酸結合蛋白,分子量21000d

腫瘤中以K-Ras為主,H-Ras,N-Ras較少見

Ras蛋白在細胞增殖分化信號從激活的跨膜受體傳遞到下游蛋白激酶過程中起重要作用122Ras基因的突變與腫瘤Ras基因在腫瘤中的改變以點突變?yōu)橹鱇-ras基因的點突變主要集中在第12位氨基酸殘基,少數(shù)也有第13及61位點突變已在膀胱癌﹑乳腺癌﹑結腸癌﹑腎癌﹑肝癌﹑肺癌﹑胰腺癌﹑胃癌及造血系統(tǒng)腫瘤中均檢測到了Ras基因的異常不同類型的腫瘤Ras基因的突變率明顯不同胰腺癌（90%）﹑結腸癌(53%）﹑肺癌(30%）123Myc基因最初是從雞白血病病毒中發(fā)現(xiàn)(主要有C-Myc,N-Myc﹑L-Myc,但以C-Myc為主)在人類中它的活化方式首次在Burkitt淋巴瘤中發(fā)現(xiàn),可通過染色體易位而活化。在某些腫瘤中,Myc基因還受DNA擴增影響,在肺癌中Myc家族癌基因的激活以擴增為主124Myc基因的功能Myc基因參與細胞的增殖、分化與凋亡與多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展有關,在胃癌、肺癌、乳腺癌及白血病等腫瘤中均有顯著表達

體外實驗證實c-myc基因可與其他癌基因協(xié)同轉化多種細胞1252.抑癌基因

(tumorsuppressorgene)126抑癌基因是一類正常的基因,這類基因作為細胞的剎車而起作用。它們編碼的蛋白能夠抑制細胞的生長，阻止細胞惡性轉變。

如果其功能失活或出現(xiàn)基因缺失、突變等異常，將導致細胞無限制地生長和分裂,形成腫瘤。127抑癌基因的三個基本條件在惡性腫瘤的相應正常組織中該基因必須正常表達在惡性腫瘤中這種基因應有功能或結構改變或表達缺陷將這種基因的野生型導入基因異常的腫瘤細胞內(nèi),可部分或全部改變其惡性表型128抑癌基因的功能調(diào)節(jié)細胞生長﹑增殖誘導細胞分化誘導細胞凋亡調(diào)節(jié)血管生成維持其他基因的功能129抑癌基因與癌基因的差別在細胞水平抑癌基因表現(xiàn)為隱性，癌基因是顯性的在功能上抑癌基因對細胞生長起負調(diào)節(jié)作用，癌基因則相反抑癌基因的隱性突變不影響遺傳物質(zhì)的正常傳遞,帶有單一等位基因突變的抑癌基因能夠被傳給下一代,使這些個體具有相應疾病的易感性130抑癌基因的研究歷史1960年在研究兒童視網(wǎng)膜母細胞瘤的基因突變時，發(fā)現(xiàn)了抑癌基因的功能1986年Weiberg等克隆出了與視網(wǎng)膜母細胞瘤有關的抑癌基因Rb目前已克隆的抑癌基因和未被克隆的候選抑癌基因已超過40余種131Rb基因視網(wǎng)膜細胞癌基因(retinoblastmomagene,Rb)是第一個被克隆的抑癌基因，發(fā)現(xiàn)于兒童的視網(wǎng)膜母細胞瘤。1986年美國的三個實驗室分別獨立克隆了該基因。在肺癌﹑骨肉瘤和乳腺癌中也發(fā)現(xiàn)有Rb基因的缺失和失活（小細胞肺癌中異常為50%﹑骨肉瘤47%﹑乳腺癌32%)132Rb基因缺失133

Rb基因比較大，全長約200kb,編碼核內(nèi)磷酸化蛋白（pRb蛋白），定位于核內(nèi)有磷酸化和非磷酸化兩種形式，非磷酸化形式稱活性型，能抑制細胞增殖pRb的腫瘤抑制作用是通過其對細胞增殖,分化和細胞凋亡的調(diào)節(jié)來進行的134Rb基因和細胞周期調(diào)控Rb的磷酸化狀態(tài)為Rb基因調(diào)節(jié)細胞生長分化的主要形式2.調(diào)節(jié)Rb功能最為重要的磷酸化事件在G1和S期交界處3.磷酸化可以使Rb與細胞內(nèi)蛋白形成復合物的能力喪失4.在G1期，Rb為去磷酸化的狀態(tài)，當細胞開始進入S期，磷酸化狀態(tài)急劇135Rb基因調(diào)控細胞周期的機制136Rb基因異常與腫瘤基因的異常主要表現(xiàn)為等位基因缺失和基因突變在視網(wǎng)膜細胞瘤﹑小細胞肺癌﹑非小細胞肺癌﹑膀胱癌﹑乳腺癌﹑軟組織肉瘤﹑肝癌等腫瘤中發(fā)現(xiàn)有高頻率的等位基因丟失和基因突變在腫瘤的發(fā)生中，Rb基因與p53﹑C-myc﹑C-fos﹑TGF等還存在相互調(diào)節(jié)的關系Rb與其他相關基因間的調(diào)節(jié)機制尚需進一步闡明137

是tumorsuppressorgene一明珠，Pubmed有超過3萬篇論文p53基因138DeLeoAB,JayG,AppellaE,DuboisGC,LawLW,OldLJ.Detectionofatransformation-relatedantigeninchemicallyinducedsarcomasandothertransformedcellsofthemouse.

ProcNatlAcadSciUSA.1979May;76(5):2420-4.

BakerSJ,MarkowitzS,FearonER,WillsonJK,VogelsteinB.Suppressionofhumancolorectalcarcinomac