腫瘤學(xué)第二章

1、第二章 腫瘤多因素多步驟發(fā)病機(jī)理制 概述： 第一節(jié)、化學(xué)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(wèn)題與方向,第一節(jié) 化學(xué)致癌 1975年P(guān)ercivall pott發(fā)現(xiàn)童年時(shí)當(dāng)過(guò)煙囪清掃工的男性易患腫瘤。100年后，Volkman和Bell觀察到長(zhǎng)期與石蠟和焦油接觸的工人易患皮膚癌，德國(guó)的科學(xué)家Rehn報(bào)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(jìn)了化學(xué)誘癌的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。 化學(xué)致癌物：目前認(rèn)為凡接觸引起人或動(dòng)物形成腫瘤的化學(xué)物質(zhì)，稱為化學(xué)致癌物（chemical carcinogen）。目前發(fā)現(xiàn)對(duì)動(dòng)物有致癌作用的化學(xué)物質(zhì)已達(dá)2000余種，

2、其中有些可能和人類腫瘤的形成有關(guān)。,一、化學(xué)致癌物的分類,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(guān)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(xué)致癌物與人類腫瘤的關(guān)系,1.直接致癌物：進(jìn)入機(jī)體后與細(xì)胞直接作用，誘導(dǎo)細(xì)胞癌變的化學(xué)物質(zhì)。 2.間接致癌物：進(jìn)入體內(nèi)經(jīng)微粒體氧

3、化酶活化，變成具有致癌作用的化學(xué)物質(zhì) 3.促癌物：能促進(jìn)其他致癌物誘發(fā)腫瘤形成的化學(xué)物質(zhì) 4.肯定致癌物（defined carcinogen）經(jīng)流行病學(xué)調(diào)查確定，臨床醫(yī)師和科學(xué)工作者都承認(rèn)對(duì)人和動(dòng)物有致癌作用，其致癌作用具有劑量反應(yīng)關(guān)系的化學(xué)致癌物。,5.可疑致癌物（suspected carcinogen）具有體外轉(zhuǎn)化能力，而且接觸時(shí)間和發(fā)病率相關(guān)，動(dòng)物致癌實(shí)驗(yàn)陽(yáng)性，結(jié)果不恒定，且缺乏流行病學(xué)方面的證據(jù)。 6.潛在致癌物（potential carcinogen）是在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中可獲得某些陽(yáng)性結(jié)果，但在人群中尚無(wú)資料證明對(duì)人具有致癌性的物質(zhì)。,二、化學(xué)致癌物的代謝活化 （一）概念 1.前致癌

4、物（precarcinogen）：未經(jīng)代謝活化的不活潑的間接致癌物稱為前致癌物。 2.近致癌物（proximate carcinogen）：經(jīng)體內(nèi)代謝轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)性質(zhì)活潑、壽命極短的致癌物稱為近致癌物。 3.終致癌物（ultimate carcinogen)：與DNA、RNA、蛋白質(zhì)等生物大分子共價(jià)結(jié)合導(dǎo)致它們損傷，引起細(xì)胞癌變的致癌物稱為終致癌物。是由近致癌物轉(zhuǎn)變而來(lái)的帶正電的親電子物質(zhì)。,（二）、酶的作用： 、最重要的活化酶是混合功能氧化酶系統(tǒng):包括細(xì)胞色素P450和P448。 、細(xì)胞色素P450超基因家族：至少分為十個(gè)家族，包括100多個(gè)基因，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。

5、、存在部位：以內(nèi)分泌組織、平滑肌、肝、腎、肺、腦及脂肪組織中的滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上為主。細(xì)胞色素p450基因的多態(tài)性是腫瘤易感性的一個(gè)重要方面。 、作用：對(duì)化學(xué)致癌物的代謝具有雙重性。通過(guò)對(duì)致癌物的環(huán)氧化、羥化、脫烷基化、氧化、還原、結(jié)合以及水解，從而使致癌物活化或代謝成水解產(chǎn)物排出體外。 就雙重性而言，同一種化學(xué)物質(zhì)經(jīng)過(guò)不同的轉(zhuǎn)化過(guò)程可以代謝為有致癌性或無(wú)致癌性。,三、DNA加合物的形成 致癌物經(jīng)過(guò)酶活化最終形成帶有親電子基團(tuán)的終致癌物后，可與細(xì)胞的生物大分子結(jié)合，其中DNA是終致癌物攻擊的主要目標(biāo)。終致癌物與DNA結(jié)合導(dǎo)致DNA的化學(xué)修飾（chemical modification），形成致癌物-

6、DNA加合物。 （一）致癌物與DNA的結(jié)合方式 共價(jià)結(jié)合與非共價(jià)結(jié)合。,（二）DNA加合物的作用： 1.堿基替代、缺失、插入、顛換； 2.甲基硝基亞硝基胍（MNNG）可導(dǎo)致堿基烷化 3.雙功能烷化劑可導(dǎo)致DNA交聯(lián) 4.亞硝胺類致癌物可引起DNA單鏈、雙鏈斷裂。 （三） DNA加合物的作用結(jié)果： 1.造成移碼突變、點(diǎn)突變，DNA復(fù)制發(fā)生堿基配對(duì)錯(cuò)誤 2.DNA單鏈或雙鏈的斷裂及交聯(lián)損傷則影響DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄，從而形成體細(xì)胞惡變的分子基礎(chǔ),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(jié)合RNA,結(jié)合 蛋白質(zhì),結(jié)合DNA,致癌物-DNA 加合物,DNA損傷,細(xì)胞惡變,（四

7、）應(yīng)用： 從細(xì)胞或體液中檢測(cè)加合物的水平可作為人體暴露致癌物的標(biāo)志。如應(yīng)用免疫親和純化聯(lián)用高效液相色譜測(cè)定尿液中黃曲霉毒素B1的鳥(niǎo)嘌呤加合物從而對(duì)人體接觸黃曲霉毒素的狀況可以進(jìn)行評(píng)估。,四、遺傳因素影響對(duì)致癌物的敏感性。 1.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 2.遺傳素質(zhì)的差異 影響宿主對(duì)致癌物的敏感性 3.致癌物的多樣性及代謝體系的差異最終又決定了機(jī)體對(duì)某一類的致癌物高度易感和對(duì)另一類的致癌物的相對(duì)抗性。,五、化學(xué)致癌物誘發(fā)的腫瘤與特定的基因改變有關(guān)。 、化學(xué)致癌物的作用點(diǎn)：為細(xì)胞的癌基因和抑癌基因 、作用：使癌基因激活，抑癌基因失活?；瘜W(xué)致癌物誘發(fā)的腫瘤常表現(xiàn)為特

8、定的基因位點(diǎn)改變 如：結(jié)腸癌P53突變?yōu)镚 T; K-Ras基因突變?yōu)镚 A,六、化學(xué)致癌物的累積和協(xié)同效應(yīng)。 、累積作用:(summation effect) 是指兩種或多種致癌物同時(shí)或相繼作用于機(jī)體，其復(fù)合效應(yīng)等于單獨(dú)作用之和 、協(xié)同作用:(synergistiic effect) 機(jī)體同時(shí)暴露于幾種致癌物中其致癌作用高于個(gè)單獨(dú)致癌物作用之和,七、常見(jiàn)的化學(xué)致癌物 多環(huán)芳烴類 芳香胺與偶氮染料 亞硝胺類 （一）多環(huán)芳烴類： 含苯環(huán)的化學(xué)致癌物，致癌作用強(qiáng) （二）芳香胺與偶氮染料： 含苯環(huán)和氮原子的化學(xué)致癌物，致癌作用較強(qiáng),亞硝酰胺 亞硝胺,（三）亞硝胺類： 1.亞硝酰胺：為直接致癌物， 2

9、.亞硝胺：為間接致癌物，需經(jīng)體內(nèi)代謝后才有致 癌性 特點(diǎn)：(1)廣泛存在 (2)環(huán)境中有大量的前身物質(zhì),第二節(jié) 物理性致癌 、 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(zhì)子 中子 粒子,（）損傷機(jī)制： 形成自由基，破壞正常分子結(jié)構(gòu)。對(duì)DNA的損傷主要是單鏈斷裂和堿基結(jié)構(gòu)改變。 、放射性同位素 、紫外線,第三節(jié) 致瘤病毒 概述： 現(xiàn)已知道有上百種病毒可引起從兩棲類到靈長(zhǎng)類動(dòng)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(guān)的病毒： 一、乳頭狀瘤病毒與宮頸癌（HPV） 二、乙型肝炎病毒與肝癌（HBV） 三、EB病毒與鼻咽癌和Burkit肉瘤（

10、EBV） 四、HTLV與人類T細(xì)胞白血?。℉TLV）,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 乙型肝炎病毒類 痘病毒類,是逆轉(zhuǎn)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(jìn)入細(xì)胞后復(fù)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(zhì)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期、與抑癌基因相互作用。,、感染致瘤性DNA病毒后宿主細(xì)胞的分類 （）允許性細(xì)胞（permissive cell) DNA病毒感染宿主細(xì)胞后它能夠復(fù)制并最終導(dǎo)致細(xì)胞的死亡。 允許性細(xì)胞的感染又稱裂解性感染

11、（lytic infection）。 （）非允許性細(xì)胞（non-permissive cell) 指當(dāng)病毒感染與其無(wú)關(guān)的種屬細(xì)胞時(shí)，病毒復(fù)制的效率很低，甚至不能復(fù)制。 非允許性細(xì)胞的感染又稱流產(chǎn)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(dòng)物體內(nèi)的致瘤潛伏期和體外轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)和致瘤機(jī)制不同,轉(zhuǎn)導(dǎo)型逆轉(zhuǎn)錄病毒（transducing retroviruses) 順式激活逆轉(zhuǎn)錄病毒 (cis-ac

12、tivating retroviruses) 反式激活逆轉(zhuǎn)錄病毒 (trans- activating retroviruses),非缺陷型肉瘤病毒（含src瘤基因）,二、致瘤病毒致瘤分子機(jī)制 、病毒編碼產(chǎn)物模擬細(xì)胞內(nèi)分子信號(hào) 、病毒編碼產(chǎn)物激活細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)途徑 、病毒編碼產(chǎn)物對(duì)細(xì)胞周期的干預(yù)調(diào)節(jié),第四節(jié) 遺傳因素 種族分布差異 家族聚集現(xiàn)象 遺傳性缺陷易致腫瘤形成 流行病學(xué)調(diào)查 家系分析 細(xì)胞遺傳學(xué) 分子遺傳學(xué),表明與遺傳因素有關(guān),提供了科學(xué)證據(jù),一、兩次突變學(xué)說(shuō) 年代初，由Knudson提出。 主要內(nèi)容： 、遺傳性腫瘤第一次突變發(fā)生于生殖細(xì)胞，第二次突變發(fā)生于體細(xì)胞。 、散發(fā)性腫瘤的兩次突

13、變均發(fā)生于體細(xì)胞。,二、常見(jiàn)的遺傳性腫瘤綜合征 1、呈常染色體顯性遺傳的腫瘤： 如：視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤，腎母細(xì)胞瘤，腎上腺或神經(jīng)結(jié)的神經(jīng)母細(xì)胞瘤。家族性多發(fā)性大腸息肉病，神經(jīng)纖維瘤病。 2、呈常染色體隱性遺傳的遺傳綜合征 遺傳因素與環(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(guān)性。 cyclinD1存在單個(gè)堿基多態(tài)性，可產(chǎn)生兩種不同的轉(zhuǎn)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(guān)基因多態(tài)、酶類基因多態(tài)、癌基因和抑癌基因多態(tài)關(guān)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

14、突變有密切關(guān)系。 家族性乳腺癌的發(fā)生與號(hào)染色體BRCA1和號(hào)染色體長(zhǎng)臂BRCA2及號(hào)染色體短臂上的基因缺失有關(guān)。 、家族性結(jié)腸癌涉及多種錯(cuò)配修復(fù)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家族的多態(tài)性有關(guān)。,第五節(jié) 腫瘤發(fā)病的多階段 一、癌變的二階段學(xué)說(shuō)： 第一階段：特異性激發(fā)階段 第二階段：非特異性促進(jìn)階段 激發(fā)過(guò)程：正常細(xì)胞 潛伏性瘤細(xì)胞 特點(diǎn)：短暫、不可逆，引起遺傳突變 促進(jìn)過(guò)程：潛伏性瘤細(xì)胞 癌細(xì)胞 特點(diǎn)：早期可逆，激發(fā)癌細(xì)胞增殖,誘變物,促癌物,二、癌變多階段的分子基礎(chǔ) 腫瘤發(fā)生與發(fā)展的多階段過(guò)程包括： 激發(fā) 促進(jìn) 進(jìn)展 轉(zhuǎn)移等幾個(gè)階段。 1

15、.動(dòng)物實(shí)驗(yàn)致癌物與促癌物的協(xié)同作用 2.人類腫瘤（如結(jié)腸癌）發(fā)生過(guò)程中所經(jīng)歷的增生、良性腫瘤、原位癌、浸潤(rùn)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(xué)的進(jìn)展從分子水平上闡明了這種多階段性發(fā)展的本質(zhì)。,（一）細(xì)胞永生化是細(xì)胞癌變過(guò)程中的重要階段 、細(xì)胞永生化(immortalization) （）定義： 正常細(xì)胞在一些因素的作用下，逃避了老化期和危機(jī)期兩個(gè)限制點(diǎn)的束縛后，獲得了體外無(wú)限增殖的能力。 （）兩個(gè)限制點(diǎn) A：老化期（senescence) 體外培養(yǎng)細(xì)胞經(jīng)過(guò)若干次傳代后，細(xì)胞停止生長(zhǎng)并不可逆地進(jìn)入一個(gè)增殖靜止階段，即老化期。 B:危機(jī)期（crisis) 轉(zhuǎn)化細(xì)胞能表達(dá)

16、致瘤基因產(chǎn)物并持續(xù)增殖，培養(yǎng)一段時(shí)間后，細(xì)胞仍再次脫離細(xì)胞周期而停止生長(zhǎng)，這一階段稱危機(jī)期。,、病毒編碼產(chǎn)物在細(xì)胞永生化過(guò)程中的意義 （）在體外轉(zhuǎn)化細(xì)胞，建立各種細(xì)胞系 （）進(jìn)一步活化瘤基因或滅活抑瘤基因，促進(jìn)細(xì)胞惡變。 、細(xì)胞永生化過(guò)程中基因協(xié)同作用 細(xì)胞永生化過(guò)程中發(fā)生細(xì)胞周期失調(diào)、端粒酶重新激活等分子事件，一系列基因、端粒酶活化。,（二）、體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中癌基因協(xié)同效應(yīng)。 實(shí)驗(yàn)證明單個(gè)癌基因不足以使細(xì)胞轉(zhuǎn)化 （三）、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型提供了瘤基因協(xié)同效應(yīng)的體內(nèi)依據(jù)。 1987年，用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型證實(shí)了癌基因在體內(nèi)的協(xié)同效應(yīng)：以小鼠乳腺腫瘤病毒MMTV作為調(diào)控序列，構(gòu)建MMTV-cMyc轉(zhuǎn)基因，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)基因小鼠在