腫瘤病因?qū)W與發(fā)病學(xué)-醫(yī)學(xué)課件

1腫瘤病因?qū)W與發(fā)病學(xué)

2腫瘤病因?qū)W研究引起腫瘤的始動(dòng)因素腫瘤發(fā)病學(xué)則研究腫瘤的發(fā)病機(jī)制與腫瘤發(fā)生的條件。一、概述3

腫瘤病因與發(fā)病學(xué)的特點(diǎn)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(shí)：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(xué)因素物理因素生物因素111.化學(xué)致癌12

化學(xué)致癌物的研究歷史1775年英國(guó)的PercivalPott發(fā)現(xiàn)童年時(shí)當(dāng)過煙囪清掃工的男性易發(fā)生陰囊癌。1875年德國(guó)的Volkman觀察到長(zhǎng)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(guó)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(xué)物質(zhì)調(diào)查169種會(huì)動(dòng)物致癌13Chemicalcarcinogen1775年英國(guó)醫(yī)生PercivalPott發(fā)現(xiàn)童年時(shí)當(dāng)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(xué)家山際克三郎反復(fù)用煤焦油涂擦兔耳成功地誘發(fā)皮膚癌首次在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物身上成功地再現(xiàn)癌癥。16Rabbit’searwithsquamouscellcarcinomainducedbythecontinuedapplicationofcoaltartothesurface.ThiswasexperimentalproofofPotts’hypothesisof200yearspreviously.17化學(xué)致癌物的分類致癌物與腫瘤關(guān)系強(qiáng)度肯定致癌物可能致癌物潛在致癌物18與人類腫瘤關(guān)系的強(qiáng)度分類肯定致癌物：經(jīng)過腫瘤流行病學(xué)研究證實(shí)，在動(dòng)物致癌實(shí)驗(yàn)中證實(shí)其致癌作用具有劑量-效應(yīng)關(guān)系，為臨床醫(yī)師和科學(xué)研究者所公認(rèn)的對(duì)人體和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物均有致癌作用的化學(xué)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(guān)系的強(qiáng)度分類可能致癌物：雖已證明具有體外轉(zhuǎn)化能力而且接觸時(shí)間與發(fā)病率相關(guān)，動(dòng)物致癌實(shí)驗(yàn)陽(yáng)性但結(jié)果不恒定，或缺乏流行病學(xué)證據(jù)支持的化學(xué)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(guān)系的強(qiáng)度分類潛在致癌物：化學(xué)結(jié)構(gòu)與肯定致癌物相似，動(dòng)物致癌實(shí)驗(yàn)可獲得某些陽(yáng)性結(jié)果，但在人群中尚無資料證明對(duì)人具有致癌性的化學(xué)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(xué)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(xì)胞直接作用，誘導(dǎo)正常細(xì)胞癌變2.致癌力較強(qiáng)，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(zhuǎn)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(dú)作用于機(jī)體內(nèi)無致癌作用，但能促進(jìn)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(xué)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(xué)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(xì)胞色素P450(CytochromeP450,CYP450)。

27CYP450超基因家族CYP450超基因家族可分為10個(gè)家族,包含100多個(gè)基因。CYP450是外源性化學(xué)物質(zhì)體內(nèi)生物轉(zhuǎn)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(duì)化學(xué)致癌物的代謝具有雙重性，通過對(duì)致癌物的環(huán)氧化、羥化、脫烷基化、氧化、還原、結(jié)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(gè)重要方面29間接致癌物需要通過酶介導(dǎo)的代謝活化而形成終致癌物。遺傳因素的差異而造成的對(duì)致癌物代謝活化的差異將影響宿主對(duì)致癌物的敏感性。30六、化學(xué)致癌物的累積和協(xié)同效應(yīng)

累積作用：兩種致癌物同時(shí)或相繼作用，復(fù)合效應(yīng)等于單獨(dú)作用之和。

協(xié)同作用：兩種致癌物同時(shí)或相繼作用，復(fù)合效應(yīng)明顯高于單獨(dú)作用之和。31四、化學(xué)致癌的基本原理帶有親電子基團(tuán)的終致癌物與DNA發(fā)生共價(jià)及非共價(jià)結(jié)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⑷笔?、插入、DNA交聯(lián)，從而引起細(xì)胞癌變。右圖示苯并芘平行插入兩個(gè)堿基對(duì)之間,與DNA形成加合物

33DNA加合物既是一種暴露標(biāo)志物，又是一種效應(yīng)標(biāo)志物，反映DNA受到有毒化學(xué)物質(zhì)損傷的效應(yīng)劑量，因此在生物監(jiān)測(cè)中具有重要意義，成為近年來研究和應(yīng)用最多的一種分子水平的暴露標(biāo)志物。34化學(xué)致癌過程正常細(xì)胞基因突變異形細(xì)胞克隆生長(zhǎng)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(dòng)階段促癌劑促進(jìn)階段侵襲性轉(zhuǎn)移性無限生長(zhǎng)發(fā)展階段自發(fā)或演變因素作用較易干擾，最可能預(yù)防腫瘤的途徑35七、常見的化學(xué)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(xué)致癌物致癌作用強(qiáng)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(xué)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(qiáng)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(jí)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(jí)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(diǎn)明顯的器官親和性：對(duì)稱性亞硝胺引起肝癌，不對(duì)稱亞硝胺引起食管癌致癌性強(qiáng)致癌譜廣：食管癌、胃腸癌、肝癌41烷化劑烷化劑是直接化學(xué)致癌物，弱致癌劑具有烷化性能和活潑的化學(xué)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(xué)表明大部分肝癌高發(fā)區(qū)，當(dāng)?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(qiáng)，比奶油黃大900倍，比二甲基亞硝胺大75倍43生活中的化學(xué)致癌實(shí)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(xué)致癌實(shí)例職業(yè)性腫瘤由于工作環(huán)境中長(zhǎng)期接觸某些致癌因素，經(jīng)過較長(zhǎng)的潛伏期，發(fā)生某種特定的腫瘤稱為。我國(guó)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?fàn)t逸散物

肺癌鉻酸鹽制造業(yè)肺癌

45醫(yī)學(xué)上的化學(xué)致癌實(shí)例醫(yī)學(xué)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(xì)胞癌

462.物理致癌47物理致癌學(xué)說起因于對(duì)長(zhǎng)期暴曬的海員可導(dǎo)致皮膚癌發(fā)病率高的觀察，至1910年前后，Marin和Clunet等才報(bào)告了應(yīng)用大劑量X線長(zhǎng)期照射誘發(fā)大鼠腫瘤的確切證據(jù)。1928年，F(xiàn)indlay等報(bào)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(zhǎng)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)源性白血病；長(zhǎng)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(bào)道成為物理致癌學(xué)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(jī)制：電離產(chǎn)生自由基，導(dǎo)致DNA單鏈或雙鏈斷裂以及堿基結(jié)構(gòu)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(jià)鍵連接的環(huán)丁烷結(jié)構(gòu)，因而會(huì)引起復(fù)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(xì)胞濾液誘發(fā)雞白血病1911年Rous用雞肉瘤無細(xì)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(jié)果推測(cè)高發(fā)于東非的一種淋巴瘤可能與感染性因素有關(guān)1964年Epstein和Barr在Burkitt淋巴瘤細(xì)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(shí)該病毒與鼻咽癌相關(guān)，這是最早發(fā)現(xiàn)的與人腫瘤有明確病因?qū)W關(guān)系的病毒。在19世紀(jì)以前，人們普遍認(rèn)為腫瘤只是一類遺傳性疾病，和微生物無關(guān)，直至1908年丹麥生物學(xué)家Ellermann和Bang將患白血病雞的無細(xì)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(dòng)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(guó)病毒學(xué)家PeytonRous將雞肉瘤的無細(xì)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(shí)了病毒致癌理論,是致癌機(jī)理研究的一個(gè)重要里程碑。561911年1966年由于Rous對(duì)科學(xué)的特殊貢獻(xiàn)，1966年已87歲高齡的Rous，在他的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)后獲得了諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)。57

致瘤病毒的主要特征58

與腫瘤有關(guān)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(jìn)入細(xì)胞后復(fù)制的早期階段相關(guān)的瘤基因多整合至宿主細(xì)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(xì)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(xì)胞周期紊亂

62DNAVirus共同特征DNA感染細(xì)胞方式可分為:裂解性感染:DNA能復(fù)制并導(dǎo)致細(xì)胞死亡非裂解性感染:

病毒不能復(fù)制,細(xì)胞能夠存活基因組整合到細(xì)胞DNA中，使細(xì)胞轉(zhuǎn)化632、致瘤性RNA病毒RNA病毒的13個(gè)家族中僅有逆轉(zhuǎn)錄病毒(Retrovirus)具有致瘤性,與禽類、哺乳類及人類腫瘤有關(guān)。64Envelope

包膜

Capsid

病毒殼體

GenomicRNA

基因組RNA

Reversetranscriptase逆轉(zhuǎn)錄酶Retrovirus65Retrovirus基因組逆轉(zhuǎn)錄病毒的基因組是單鏈的正鏈RNA每個(gè)病毒顆粒中都有兩個(gè)RNA基因組基因組包含3個(gè)結(jié)構(gòu)基因66Retrovirus結(jié)構(gòu)基因Gag

編碼核心蛋白(capsid）Pol

編碼逆轉(zhuǎn)錄酶(reversetranscriptase)Env

編碼表面糖蛋白(envelope)Gag

Pol

EnvRetrovirusRNA&DNARNA

RU5GAGPOLENVU3RLTR(promotors&enhancers)Repeat

regionRepeat

regionDNAprovirusU3RU5GAGPOLENVU3RU5逆轉(zhuǎn)錄病毒生活周期lifecycle69逆轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(fù)制

完整病毒：gagpolenvv-onc缺陷病毒：通常為gagv-oncenv,復(fù)制缺陷，需輔助病毒協(xié)助存在存在于自然界偶從相應(yīng)的腫瘤中分離得到腫瘤潛伏期長(zhǎng)，4-12月短，3-4周體外細(xì)胞轉(zhuǎn)化不能能致癌機(jī)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(guān)的致瘤病毒HPV與宮頸癌HBV與肝癌EBV與鼻咽癌HTLV(人T細(xì)胞白血病病毒）與人T細(xì)胞白血病72HPV與宮頸癌HPV有80多個(gè)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(cè)到16、18型HPV及E6和E7的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物。E6、E7蛋白與p53、Rb蛋白結(jié)合，使抑癌蛋白p53和Rb失活，導(dǎo)致宮頸上皮惡性轉(zhuǎn)化。74HBV與肝癌HBV與肝細(xì)胞性肝癌的發(fā)生有密切關(guān)系多數(shù)肝癌組織內(nèi)有HBVDNA及HBx基因。HBx可整合到肝細(xì)胞基因組中，在肝細(xì)胞中高表達(dá)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(xì)胞凋亡、DNA修復(fù)調(diào)控、與P53的相互作用以及促進(jìn)細(xì)胞周期進(jìn)程等，與宿主細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄、增生、轉(zhuǎn)化和凋亡有著密切的關(guān)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(xì)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(xì)胞表面膜受體,屬TNF家族成員。CD40和配體結(jié)合可激活NF-κB及STAT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，促進(jìn)B淋巴細(xì)胞異常生長(zhǎng)增殖。78HTLV與人類T細(xì)胞白血病HTLV和ATLV(HTLV-1)與人類T細(xì)胞白血病相關(guān)HTLV編碼兩個(gè)反式調(diào)節(jié)蛋白Tax和Rex。Tax蛋白與人類細(xì)胞中的Tax1BP2蛋白結(jié)合，并抑制其活性，導(dǎo)致細(xì)胞染色體數(shù)目出現(xiàn)異常，并由正常細(xì)胞轉(zhuǎn)化為白血病細(xì)胞。79致瘤病毒的致癌機(jī)制

轉(zhuǎn)化基因編碼產(chǎn)物直接致癌順式激活的致癌機(jī)制反式激活的致癌機(jī)制綜上所述，癌癥是由化學(xué)、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(gè)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(xué)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(guó)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(guó)人移居到其他國(guó)家而降低。移居到美國(guó)的華人鼻咽癌的發(fā)病化也比美國(guó)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(gè)體，其基因突變發(fā)生在胚細(xì)胞，每個(gè)體細(xì)胞都攜帶某種腫瘤易感基因，易發(fā)生相應(yīng)的惡性腫瘤。85遺傳性腫瘤綜合征特點(diǎn)：家族成員患病的危險(xiǎn)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(dú)特的癌前病變罕見腫瘤常累及雙側(cè)遺傳的并非腫瘤本身，而是對(duì)腫瘤的易感性86抑癌基因胚細(xì)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(xì)胞瘤p53基因突變Li-Fraumeni

綜合征APC基因突變家族性結(jié)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(shí)驗(yàn)證明p53基因生殖細(xì)胞突變是該腫瘤綜合征的主要遺傳基礎(chǔ)。88家族性結(jié)腸腺瘤樣腸息肉患者青壯年時(shí)結(jié)腸中可有數(shù)百個(gè)腺瘤樣腸息肉，40歲左右發(fā)生結(jié)腸癌。89FamilialAdenomatousPoliposis(FAP)FAPcolonwith100’sofpolypsNormalcolon901971年Knudson以視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤（retinoblastoma,Rb)為模型，提出兩次打擊學(xué)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(cè)性。

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

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

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

突變發(fā)生在體細(xì)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(gè)很好的模型。1986年，Rb基因克隆成功進(jìn)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(xué)基礎(chǔ)腫瘤的發(fā)生是由于細(xì)胞中基因改變積累的結(jié)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(fù)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(xì)胞發(fā)生癌變的基因。（2）細(xì)胞癌基因，又稱原癌基因，通常細(xì)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(xì)胞生長(zhǎng)、增殖、發(fā)育和分化的作用。一旦被異常激活后可以使細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化。99癌基因的特點(diǎn)

廣泛存在于生物界中，從酵母到人的細(xì)胞普遍存在在進(jìn)化進(jìn)程中，基因序列呈高度保守性它的作用是通過其表達(dá)產(chǎn)物蛋白質(zhì)來體現(xiàn)的；它們的存在對(duì)正常細(xì)胞不僅無害，而且對(duì)維持正常生理功能、調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)和分化起重要作用，是細(xì)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(xué)物質(zhì)等）作用下，一旦被激活，發(fā)生結(jié)構(gòu)和功能的變化時(shí)，就會(huì)形成癌性的細(xì)胞轉(zhuǎn)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(xì)胞濾液成功誘導(dǎo)雞肉瘤1969年,Rous等在研究雞肉瘤時(shí)發(fā)現(xiàn)羅氏肉瘤病毒（RousSarcomaVirus,RSV)1975年,Bishop從RSV中分離到第一個(gè)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(shí)驗(yàn)證明正常雞成纖維細(xì)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(zhuǎn)染技術(shù)從不同的人膀胱癌細(xì)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(duì)應(yīng)的細(xì)胞原癌基因之間只有一個(gè)堿基對(duì)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(jìn)一步研究表明，突變的Ras基因和Myc基因聯(lián)合轉(zhuǎn)染細(xì)胞可以以誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)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(zhǎng)因子：sisPDGF2生長(zhǎng)因子受體：erbB1EGFRKitc-Met3信號(hào)傳導(dǎo)分子：Rasrafmos

4核轉(zhuǎn)錄因子：mycJUNFOSETSRel5細(xì)胞凋亡和周期相關(guān)基因：BCL-2CDK4103癌基因的激活機(jī)制點(diǎn)突變DNA擴(kuò)增染色體易位，基因重排癌基因甲基化改變104點(diǎn)突變（pointmutation）單個(gè)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(kuò)增（geneamplification）原癌基因基因擴(kuò)增Over-expression

癌基因活化的另一種主要方式細(xì)胞內(nèi)一些基因通過不明原因復(fù)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(huì)導(dǎo)致基因產(chǎn)物的增加,從而引起細(xì)胞正常功能的紊亂癌基因myc,erbB和Ras的擴(kuò)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(gè)位置移動(dòng)到另一位置,使原癌基因的結(jié)構(gòu)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(dǎo)致細(xì)胞癌基因在染色體上的位置發(fā)生改變,易位到啟動(dòng)子或增強(qiáng)子附近而被激活,或與其他高表達(dá)基因形成融合基因通過對(duì)腫瘤組織和細(xì)胞系的染色體分析，發(fā)現(xiàn)在各種腫瘤中都有染色體結(jié)構(gòu)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(xì)胞性白血病（CML）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(zhuǎn)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(zhuǎn)變?yōu)?-甲基胞嘧啶（mC）的一種反應(yīng)在真核生物DNA中，5-甲基胞嘧啶是唯一存在的化學(xué)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(xué)功能通過基因啟動(dòng)子區(qū)及附近區(qū)域CpG島胞嘧啶的甲基化可以在轉(zhuǎn)錄水平調(diào)節(jié)基因的表達(dá)，從而引起相應(yīng)基因沉默，去甲基化又可恢復(fù)其表達(dá)DNA的甲基化對(duì)維持染色體的結(jié)構(gòu)和腫瘤的發(fā)生發(fā)展都起重要的作用,是細(xì)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(guān)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(duì)于正常組織整體呈現(xiàn)低甲基化狀態(tài)

目前有3種機(jī)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(dǎo)致原癌基因過表達(dá)（Myc基因）

2.整體的低甲基化是細(xì)胞染色體不穩(wěn)定的易感因素

3.低甲基化使腫瘤轉(zhuǎn)移增加,DNA甲基化水平愈低腫瘤的浸潤(rùn)能力就越高，臨床分期也愈晚116腫瘤局部相關(guān)基因的高甲基化近幾年研究發(fā)現(xiàn),在癌細(xì)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(dǎo)致抑癌基因功能的喪失，如結(jié)腸癌、胃癌中hMLH1基因高甲基化導(dǎo)致DNA錯(cuò)配修復(fù)的缺失；腦腫瘤、結(jié)腸癌中MGMT基因的高甲基化導(dǎo)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(fù)其正常功能,為白血病和其他相關(guān)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(zhuǎn)錄病毒感染細(xì)胞后,分別通過整合進(jìn)宿主染色體導(dǎo)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(zhuǎn)錄或表達(dá)。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(kuò)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(xì)胞發(fā)生基因改變癌基因一般為顯性基因,即兩個(gè)等位基因中只要有一個(gè)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(xì)胞株T24中克隆了第一個(gè)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(jié)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(xì)胞增殖分化信號(hào)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(diǎn)突變?yōu)橹鱇-ras基因的點(diǎn)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(diǎn)突變已在膀胱癌﹑乳腺癌﹑結(jié)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(cè)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(jié)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(kuò)增影響,在肺癌中Myc家族癌基因的激活以擴(kuò)增為主124Myc基因的功能Myc基因參與細(xì)胞的增殖、分化與凋亡與多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展有關(guān),在胃癌、肺癌、乳腺癌及白血病等腫瘤中均有顯著表達(dá)

體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)c-myc基因可與其他癌基因協(xié)同轉(zhuǎn)化多種細(xì)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(xì)胞的剎車而起作用。它們編碼的蛋白能夠抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)，阻止細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)變。

如果其功能失活或出現(xiàn)基因缺失、突變等異常，將導(dǎo)致細(xì)胞無限制地生長(zhǎng)和分裂,形成腫瘤。127抑癌基因的三個(gè)基本條件在惡性腫瘤的相應(yīng)正常組織中該基因必須正常表達(dá)在惡性腫瘤中這種基因應(yīng)有功能或結(jié)構(gòu)改變或表達(dá)缺陷將這種基因的野生型導(dǎo)入基因異常的腫瘤細(xì)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(xì)胞生長(zhǎng)﹑增殖誘導(dǎo)細(xì)胞分化誘導(dǎo)細(xì)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(xì)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?qū)?xì)胞生長(zhǎng)起負(fù)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(gè)體具有相應(yīng)疾病的易感性130抑癌基因的研究歷史1960年在研究?jī)和暰W(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的基因突變時(shí)，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(xì)胞瘤有關(guān)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(xì)胞癌基因(retinoblastmomagene,Rb)是第一個(gè)被克隆的抑癌基因，發(fā)現(xiàn)于兒童的視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤。1986年美國(guó)的三個(gè)實(shí)驗(yàn)室分別獨(dú)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(xì)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(zhǎng)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(xì)胞增殖pRb的腫瘤抑制作用是通過其對(duì)細(xì)胞增殖,分化和細(xì)胞凋亡的調(diào)節(jié)來進(jìn)行的134Rb基因和細(xì)胞周期調(diào)控Rb的磷酸化狀態(tài)為Rb基因調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)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(xì)胞內(nèi)蛋白形成復(fù)合物的能力喪失4.在G1期，Rb為去磷酸化的狀態(tài)，當(dāng)細(xì)胞開始進(jìn)入S期，磷酸化狀態(tài)急劇135Rb基因調(diào)控細(xì)胞周期的機(jī)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?cè)谝暰W(wǎng)膜細(xì)胞瘤﹑小細(xì)胞肺癌﹑非小細(xì)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?cè)谀[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(guān)系Rb與其他相關(guān)基因間的調(diào)節(jié)機(jī)制尚需進(jìn)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