肿瘤分子病理Word格式.docx
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（1）、原癌基因、癌基因及其产物诱发动物肿瘤
逆转录病毒（RNA病毒）中的一段基因片段
体外转化细胞
正常细胞中的DNA中发现与上述病毒基因片段几乎完全相同的DNA序列。
——被称为细胞癌基因。
如ras，myc等
上述细胞癌基因乃以非激活形式存在——原癌基因
结构改变被激活——癌基因
△原癌基因编码的蛋白质大多是一种受体
是一种对正常细胞生长十分重要的细胞生长因子和生长因子受体。
（如成纤维细胞生长因子，表皮细胞生长因子等）
（2）原癌基因的激活
致瘤因素原癌基因结构改变癌基因
调节原癌基因表达的基因发生改变
原癌基因过度表达癌基因
2、肿瘤抑制基因
（1）与癌基因相反，肿瘤抑制基因产物能抑制细胞的生长，若其功能丧失则促进细胞的肿瘤转化。
（2）肿瘤抑制基因产物都是以转录调节因子的方式控制细胞生长的核蛋白
（3）目前了解最多的是Rb基因和P53基因
①Rb基因，Rb基因定位于染色体Bq14。
Rb基因纯合子丢失：
——视网膜母细胞瘤、骨肉瘤、乳腺癌、小细胞性肺癌
②P53基因，P53基因定位于17号染色体。
有“分子警察”之称。
结肠、肺，乳腺癌、胰腺癌等均发现有P53基因的点突变或丢失，异常P3蛋白表达，丧失其生长抑制功能。
肿瘤抑制基因
编码蛋白
P53蛋白、P105-Rb蛋白
（核内野生型）（核结合蛋白）阻止Go/G1
脱磷酸化活化
促进
磷酸化失活
S期
三、肿瘤的发生模式
（一）Kumar模式
获得性的环境因素→体细胞基因组的突变→遗传性突变
（基因因素）
化学致癌物
电离辐射
致癌病毒
改变了基因产物的表述
和调节性基因产物的丧失
恶性肿瘤
（二）改良的DDS模式：
（-）基因损伤与癌变（Damageofgene&
Canceration）
DNA损伤修复机制启动自杀程序
启动细胞周期素设置“关卡”
去阻与增殖（Derepression&
Proliferation）
免疫监视与杀伤细胞抑制肿瘤血管形成
端粒作用生长抑素抑制肿瘤细胞增殖
选择与演进（Selection&
Progression）
四、肿瘤发生的多阶段论
1、多步癌变的分子基础
认为：
单个基因的改变不能造成细胞完全恶化，要多基因的改变。
即多个癌基因激活或更多肿瘤抑制基因的丧失。
阶梯性积累起来
2、Berenblum（柏瑞白鲁姆）提出的二阶段学说，激发促发二过程。
激发过程是短暂的，大多不可逆，促发则很长10-20年。
激发阶段促发阶段
激发因子（lnitiator）细胞基因恶变
致癌因子（carcinogen）促发因子promotor辅癌因子
发展为恶性肿瘤
肿瘤的发生不论是何种致癌因素，必须经过一个相当漫长的潜伏期才出现，这是一个普遍现象。
潜伏期的长短取决于致癌物的种类、剂量、以及靶细胞和宿主种系的不同。
1964年，Boutwell归纳图解如下；
1.Xnotumors
2.X↓↓↓↓↓↓↓↓tumors
3.X↓↓↓↓↓↓↓↓tumors
4.↓↓↓↓↓↓↓↓notumors
5.↓↓↓↓↓↓↓↓Xnotumors
“X”始发剂为多环碳氢化合物，用次致癌量
“↓”促发剂尾巴豆油
上述现象也可从其他器官组织的实验性诱癌过程进一步得到证实。
如膀胱癌、肝癌、食管癌、乳腺癌等
可能机制：
激发过程——是由致癌物引起的不可逆的过程，使得一种原癌基因突变性活化（如Ras基因）.这种突变可遗传给子代细胞。
促发过程——是将细胞内信号传导通道的关键成分，蛋白激酶C活化，并使细胞分泌某些生长因子，促进突变细胞克隆性省长（增生），抑制其分化。
五、环境致癌因素的致癌机制
（一）、化学致癌因素：
据分析，人癌的80%以上为环境因素，主要是化学致癌物所造成的。
医学动物实验证明有化学致癌物1000多种。
而根据国际抗癌联盟（IARC）资料，目前已评价368种，其中与人类恶性肿瘤有密切关系的有30多种。
另有221种至少对一种动物有致癌作用
1、直接致癌物的和间接致癌物
前者如烷化剂，大多数为间接致癌物，间接致癌物，要在体内（肝）代谢、活化。
2、完全致癌物和不完全致癌物
完全致癌物——既有激发作用又有促发作用
不完全致癌物——仅有激发作用而无促发作用，需要促癌物的协同的作用才能致癌
3、与生物大分子的结合形式——共价结合与嵌入
大多数都具有亲电子结构（环氧化物、硫酸酯基团）能与细胞大分子亲核基团（DNA分子中，鸟嘌呤的N-7C-8、腺嘌呤N-1N-3、胞嘧啶N-3）共价结合——DNA损伤（无秩序联接，硷基配对错误）
小分子致癌物——共价结合——核酸链上的碱基
大分子致癌物——嵌入——核酸链中
有的以两种形式结合
4、化学致癌物攻击生物大分子引起靶分子损伤的生物效应
（1）基因突变（点突变，Pointmutation）
①框移突变（Frame-shiftmutation）
当致癌物插入三联码之间，在转录过程中由于额外碱基的出现，导致三联码“阅读框”向前或向后移位，结果产生异常的基因产物。
如：
芳香胺类致癌物嵌入或以共价结合
GTAGTA┃GTAGTA
CATCATCATCAT
正常子代细胞突变子代细胞
V
正常产物异常突变产物
②碱基置换突变（Baserubstitutionmutation）
烷化核苷
GTAGTAGTAGTA
即由于引起错误配对，通过遗传密码的改变形成突变产物而引起细胞转化。
（2）脱嘌呤（Depuriration）
核苷酸被烷化后，甲基化嘌呤硷可以从DNA链上脱位。
用14C-二甲基亚硝胺处理大鼠可得标记甲基鸟嘌呤的排出，脱嘌呤的DNA
（3）断链（Strandbreak）
亚硝胺、偶氮染料可致双链断裂，有的导致单链断裂。
双链断裂可引起硷基配对的错误，故一次作用的致癌率高
（4）变性与解聚（Denatarationanddepolymerization）
大分子致癌物作用鸟嘌呤C8,引起DNA的局部变性；
许多金属离子，如二价的Cd,Co,Pb.Ni等与硷基结合也可导致局部变性
（5）交叉联结（Crosslink）
双功能烷化剂，有二个以上的功能基团，可引起双链分离、断裂、交叉联结，而使相邻的核苷酸行程二聚体。
5、DNA损伤的修复和修复失效
单纯的DNA损伤并不一定致癌，因为细胞中有修复机制。
只有修复机制失效，这种细胞有不死亡，并长期存在下去，则癌变就可能在这个基础上开始。
（1）切除修复——识别与内切，去除受损片断，填补缺损，断链再接。
（有内切酶、外切酶、聚合酶、连接酶参与）
（2）重组修复（后复制修复）
通过后复制修复可以得到“新”的DNA，这种修复的结果部分子代细胞恢复为常态细胞，而一部分则表现为中毒性、突变性染色体损伤或癌变。
（3）修复失效——修复缺陷或超负荷之故
如：
缺乏内切酶（着色性干皮病患者）
（二）．病毒致癌
病毒自1808年，有人发现白血病可由无细胞滤液诱发
1911年，Rous鸡肉瘤病毒→肉瘤
目前已知动物的肿瘤病毒有600多种，其中150多种可以在体外使细胞转化。
这些病毒1/3为DNA病毒。
2/3为RNA病毒，
1、RNA致瘤病毒
机制:
转录（Transdcution）整合到宿主细胞
插入突变（Insertionalmutagenesis）的DNA中转化
（1）急性转化病毒——含病毒癌基因
病毒RNA模板逆转录DNA片断整合到宿主细胞DNA链中并表达细胞转化
（2）慢性转化病毒——不含病毒癌基因，含促进基因
将促癌基因通过逆转录酶作用而插入到宿主DNA链中原癌基因附近突变
过度表达细胞转化
例：
HTLV
T细胞白血病/淋巴瘤病毒→白血病、淋巴瘤，humanTcellLeuklmia/lymphoma
2、DNA致瘤病毒
DNA病毒中有50多种可引起动物肿瘤
DNA病毒感染细胞后，出现两种结果：
①宿主细胞死亡——病毒DNA未能整合到宿主细胞DNA中，但病毒大量复制，最终导致细胞死亡；
②引起细胞转化——病毒DNA整合到宿主细胞DNA中，作为细胞的基因加以表达，引起细胞转化。
与人类肿瘤发生密切相关的DNA病毒有三种：
（1）人类乳头瘤病毒（HPV-16）→子宫颈癌
子宫颈和肛门生殖器区域的鳞状上皮细胞癌有关
75%-100%的宫颈癌病例的癌细胞中可见HPV的DNA序列
（2）EB病毒（Epstein-Barrvirus）→Burkitt等淋巴瘤和鼻咽癌。
（3）乙型肝炎病毒（HBV）→肝癌
HBV本身并不含有可以编码任何转化蛋白（癌蛋白）的基因，其在宿主肝细胞DNA中的整合也没有固定模式。
①肝细胞受损再生易受致癌物激发而突变
②激活癌基因或灭活肿瘤抑制基因（如P53）
③肝硬化使肝内微循环发生改变，易受致癌物侵袭
3、病毒整合致癌机理的几种学说
（1）前病毒学说（provirustheory）
病毒RNA为模板病毒DNA（带有致癌基因）
整合到宿主DNA中（称为DNA前病毒）
细胞转化自身复制，转录为病毒RNA
（新的病毒颗粒）
（2）原病毒学说（Protovirustheory）
Femin发现内原性RNA病毒可从正常细胞基因组中发源和演化而成。
说明细胞DNA的基因群组中，存在着能将遗传信息DNA→RNA→DNA传递的特定的多核苷酸片断（即原病毒区）。
此特定的多核苷酸片断产生的内原性病毒和病毒复制的基因表达，也是化学或其他致癌因子供给的靶子。
只有引起特定片断（即原病毒区）的突变才能导致细胞癌变，非特定片断的基因突变与癌变无关。
（3）肿瘤基因学说（Oncogenetheory）
1969年Hmebner提出
认为病毒基因在生物进化过程的早期就成为细胞遗传的组成部分，以垂直传播”的方式传递给子代细胞而不需要经过转录和逆转录来传递信息。
因此，在正常细胞就稳固地存在肿瘤基因，但处于抑制状态，只有在内外某种致瘤因素作用下被激活，既可导致细胞癌变。
上述学说的共同点：
①都强调病毒肿瘤基因的存在；
②都认为可产生内源型病毒
③都承认病毒颗粒与非病毒颗粒（即携带病毒欣喜地DNA）两种形式的转化。
六、影响肿瘤发生，发展的内在因素及其作用机制
（一）、遗传因素
动物实验表明，发现在同一外界致癌因素刺激下，不同基因型的动物发病率不同。
1、真正直接遗传的肿瘤仅是少数
人类某些肿瘤有明显的家族遗传倾向，如结肠多发生息肉瘤、视网膜母细胞瘤、肾母细胞瘤、神经纤维瘤等。
（1）常染色体显性遗传的肿瘤：
视网膜母细胞瘤、肾母细胞瘤、肾上腺或神经节的神经母细胞瘤、
结肠多发性腺瘤性息肉病、神经纤维瘤病等。
（2）常染色体隐性遗传的遗传综合征：
易患白血病等其它肿瘤，如：
Bloom综合征——累及DNA修复基因
Li-Fraumeni综合征——累及p53基因
2、常染色体显性，隐性遗传与环境因素协同作用（多基因）环境因素更为重要
3、大多数遗传的易感性
4、家庭群聚现象（说明环境因素）
（二）、宿主对肿瘤的反应——肿瘤免疫
1、肿瘤抗原肿瘤特异抗原肿瘤细胞（+）正常细胞（—）
肿瘤相关抗原肿瘤细胞（+）正常细胞（+）
肿瘤胚胎抗原：
甲胎蛋白（AFP）、癌胚抗原（CEA）
肿瘤相关抗原：
肿瘤分化抗原:
前列腺特异抗原、酪氨酸酶、
可用作诊断与鉴别诊断，亦可制备抗体，用于免疫治疗。
2、抗肿瘤的免疫效应机制：
细胞免疫为主：
毒性T细胞（CTL）自然杀伤（NK）和吞噬细胞
体液免疫为辅：
激活补体，介导NK细胞参加的抗体介导的细胞毒作用
（ADCC）
3、免疫监视：
免疫缺陷的病人和接受免疫抑制剂治疗的的病人→易发恶性肿瘤
AIDS——淋巴瘤发生率↑
免疫逃避：
肿瘤的抗原表达的丧失或减少——逃避CTL的攻击
肿瘤产物抑制免疫反应：
如肿瘤生长因子β（TGF-β）
（三）其他因素，略
第二节细胞分化异常与癌变以及癌变的逆转
一、细胞分化异常与癌变
从肿瘤的发病学看，不外乎归结为基因突变或基因表达失调以致细胞的增殖，分化和生长的调控失常。
从肿瘤的形态学来看，恶性肿瘤的诊断，主要依据形态上的异型性，这种异型性即反映了细胞分化不成熟。
进一步研究表明，这种分化不成熟除了在形态上有表现以外，还在代谢，功能和生物学行为方面有所表现，并且，都与其发源组织的胚胎细胞相似。
因此，着重于研究细胞分化及其调控机制，力图阐明细胞分化异常和癌变的关系。
（一）分化不成熟是肿瘤细胞的主要特征
1、形态：
病理学者早就观察到，恶性肿瘤细胞表现了低分化的形态特征，并将分化不成熟而表现的异型性作为恶性肿瘤的重要依据。
形态上的异型性，（本科学习已经阐述）
近年来，许多学者在电子显微镜下观察了癌细胞的超微结构，注意到其细胞膜表面结构、细胞间连接，以及细胞器所呈现的变化，也都与发源组织的胚胎细胞成份相似。
Breuna（1973）观察到用二乙基亚硝胺诱发大鼠肝癌时，癌细胞所呈现一些超微结构变化与大鼠胚胎期，现新生期的肝细胞极基相似。
2、代谢
（1）糖代谢与胚胎期组织代谢相似，以酵解为主，这种肿瘤细胞呼吸率降低，不论在无氧还是有氧条件下，糖代谢均与酵解为主。
（2）恶性肿瘤组织酶活性与胚胎细胞相似，而且各种不同组织来源的恶性肿瘤的酶活性都趋向一致。
1966年Weber研究大鼠的一系列移植性肝癌的各种酶的活性，并与成熟肝组织，再生肝组织以及胚胎肝组织作了比较。
结果发现，肝癌组织的酶活性与胚胎期或新生期不成熟肝组织的酶活性相似。
肝癌、不成熟肝组织、核糖核苷酸还源酶↑
黄嘌呤氧化酶活性↓
1976年，Knox，也研究了成年鼠、胚胎鼠肝脏和肝癌组织中的66种酶活性，发现癌组织与胚胎肝组织一样，缺乏成年型酶，而含有胚胎型酶。
（3）肝瘤组织中许多同工酶活性也有明显变化，类似同源胚胎组织的同功酶谱。
（4）出现胚胎或胎儿型抗原
主要的肿瘤胚胎性抗原有：
①甲胎蛋白（α-fetoprotein,AFP）
1956年Bergstrand和Czar首先发现
1963年，Abelev报告肝癌有关。
αFP是一种糖蛋白，在电泳谱上处于白蛋白之后，α1：
球蛋白之前，是早期胚胎主要的血清蛋白。
在胚胎期，由卵黄囊和肝脏合成，少量由消化道合成。
胚胎早期：
胚龄4~15周，卵黄囊，肝脏同时合成αFP（以后卵黄囊退化）
胚胎中期、肝脏合成，12-14周达高峰，1-3mg/ml
胚胎中晚期、肝脏合成，血清浓度↓
足月：
降至50mg/ml
出生后，αFP急剧减少，血清αFP几乎消失。
出生后一周，降至正常人水平2-25mg/ml
肝癌：
患者血清中αFP达500毫微克？
/ml以上
此外：
卵巢、睾丸的生殖细胞肿瘤，含有卵黄囊结构的胚胎癌及其它恶性肿瘤（如胃癌、肺癌），患者血清AFP浓度也可升高。
②癌胚抗原（carcino-embryonicantigen,CEA）
1956年，Gold和Freedman
从结肠癌和胚胎性消化道组织中检出并予以命名，也是一种糖蛋白。
2-6个月胎儿的消化道和胰腺产生。
65-200毫微克/克
成人上述组织仅为25-86毫微克/克
在内胚层组织发生的一些恶性肿瘤，如结肠、直肠、食道、胃、胰腺、肺的癌瘤组织中含量增多。
其中，结肠癌、直肠癌组织中含最高，可达3000毫微克/克
在肺癌组织中的含量可达500毫微克/克
3、生物学行为：
肿瘤组织不仅在生长代谢方面与胚胎组织相似，在生物学行为方面也重新表现了胚胎组织的一些特征。
主要有：
（1）出现自主性细胞群
细胞动力学，与宿主的正常细胞相比
肿瘤细胞与胚胎细胞的生长速度均明显加快，似乎在一定程度上不受宿主的控制。
（2）细胞发育呈分段式（stepwisefasion）和胚胎细胞一样，细胞分裂与多化交替进行。
（3）具有移动能力，因而能浸润并转移到远离他们发源地器管组织中。
（胚胎细胞也有移动能力）
（4）血管形成（angiogenesis）
活跃生长的肿瘤细胞能刺激宿主的血管增生而形成营养肿瘤的血管，这一特征也是绒毛滋养细胞同一些胚胎细胞生长时所具有的特征。
（5）与胚胎细胞相似，能逃避，甚至抵抗宿主的攻击性免疫反应。
（6）与胚胎细胞相似，在试管中能被秋水仙碱A凝集。
秋水仙碱可以和细胞表面的糖蛋白起反应而促使细胞凝集
胚胎细胞有秋水仙碱的受体。
成年静止细胞，这一受体被封闭，当发生癌变则重新暴露。
1967年，Burger、1969年Inbar报告
秋水仙碱能使癌细胞凝集，但不能使正常细胞凝集。
1971年Moscona
秋水仙碱能使胚胎性神经视网膜细胞凝集
秋水仙碱不能使正常成年神经视网膜细胞凝集。
1974年，Becker比较研究
成熟大鼠正常肝细胞，胚胎大鼠肝细胞，移植性肝癌细胞，对秋水仙碱的反应性：
结果：
肝癌细胞，胚胎性肝细胞，反应性高，凝集
成年大鼠肝细胞相反，反应性低。
表明：
肿瘤细胞回复到类似胚胎的状态。
（二）细胞分化及其调控
1、细胞分化的概念
细胞分化是指在发育得多细胞个体重，随着细胞分裂反之，单一的、原始的幼稚的细胞逐步衍化成复杂的、特殊化的子代成熟细胞的过程。
从分子遗传角度来看，即是基因按顺序地、有选择地表达的过程。
2、细胞分化后仍含有整套基因组，决定分化时，仅只有少数特定的基因（2-20%）处于活动状态。
实验证明，从受精卵发育之成体，各种已分化的组织细胞中都含有分别由精子和卵子所带来的整套基因组，即贮存有全部遗传信息。
1962年，John,Gardon进行实验
将（Xenopuslaevis）X-L蝌蚪或蛙的已分化的肠上皮细胞的胞核，移入一去核的卵中，经过培养后，这种移植了肠上皮细胞核的卵可发育成蝌蚪，进而成蛙。
各种组织
幼稚细胞（含有整套基因组）分化、发育各种组织（分化型细胞）
在分化过程中，有的基因表达、有的基因掩盖或抑制，只有2-20%的基因处于活动状态。
3、决定成体细胞活动的基因大体上有三类：
（1）决定细胞生命活动必需的一般酶蛋白合成的基因；
决定细胞呼吸、生物氧化、RNA即蛋白质合成所需的一般酶系基因。
（2）定细胞分裂的所需的酶系基因；
（3）决定细胞分化所需的酶系基因，即决定各种细胞特殊功能、结构相关的酶和专一蛋白质合成的基因。
第三种基因的活动有器官组织的专一性，它们的活动，导致各种细胞表现其特点的形态结构、功能、合成专一的蛋白。
即标志着细胞分化。
4、细胞分化的调控
细胞分化，亦印相关基因组的表达，而基因的表达也就是DNA分子相应片段所含碱基组成的遗传信息“密码”的转录和翻译。
（1）在转录水平上的调控
转录，（transcription）是指以DNA分子为模板合成信使核糖核酸（mRNA），并将遗传信息传递到mRNA的过程。
实验证明，细胞分化首先是在于DNA分子的一定片段，有选择性地，被暴露、激活，并作为模板来合成一定的mRNA。
实验：
——用已分化细胞的染色质制品为模板，即DNA为模板，在试管中，在RNA聚合酶催化下合成RNA，作为被测试的RNA。
——同位素标记的已知同类组织中提取的RNA。
——上述两种RNA与DNA特殊片端杂交，确定被测RNA的特性。
被测NRA具有严格的组织特异性，只同从同类组织中提取的RNA竞争与DNA分子特殊片段杂交。
染色质在转录遗传信息的过程中具有严格的选择性。
DNA转录过程的调控：
①组蛋白，连接在DNA分子上并将其封闭，对转录其遏制作用。
②非组蛋白性酸性蛋白，连接在DNA上。
磷酸化后带负电荷——与带正电荷的组蛋白结合，将组蛋白从DNA分子移开，形成组蛋的-非组蛋白结合体，将DNA相应片段暴露。
③cAMP有促使非组蛋白性酸性蛋白磷酸化作用，可启动遗传信息转录，促使细胞分化。
④染色质内的RNA，是一种调控的RNA，其硷基顺序有组织特殊性，它连接于组蛋白，就可能使它具有特异的调节作用。
（2）在翻译水平的调控：
[遗传信息的翻译（translation）是指以mRNA为“模板”，按照由DNA转录来的信息密码的合成蛋白质的过程，这一过程是在核蛋白体上进行的。
]
如前所述，在各种分化的细胞中，只
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