腫瘤學(xué)第九章

1、第九章第九章 腫瘤轉(zhuǎn)移腫瘤轉(zhuǎn)移l一、腫瘤多步驟轉(zhuǎn)移機(jī)制（如下圖所示 ）、早期原發(fā)瘤生長、腫瘤血管生成、腫瘤細(xì)胞脫落并侵入基質(zhì)、進(jìn)入脈管系統(tǒng)、瘤栓形成、繼發(fā)組織器官定位生長、轉(zhuǎn)移瘤繼續(xù)擴(kuò)散 惡性腫瘤局部浸潤和血行播散的機(jī)制示意圖l二、腫瘤侵襲腫瘤細(xì)胞從原發(fā)瘤進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)l（一） 腫瘤細(xì)胞的增殖與擴(kuò)展l增殖活性是腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移的基礎(chǔ)和前提。l（二） 腫瘤細(xì)胞的分離脫落 瘤細(xì)胞的分離傾向與細(xì)胞結(jié)構(gòu)的變化和粘附力下降相關(guān)。從分子角度分析，腫瘤細(xì)胞間存在一族調(diào)控細(xì)胞與細(xì)胞之間的粘附作用的分子稱為鈣粘連素。它們是鈣依賴性跨膜粘附分子，具有同種分子親和性。細(xì)胞漿內(nèi)的鈣粘連素與胞漿內(nèi)連接素結(jié)合使其與細(xì)胞骨架緊

2、密結(jié)合，形成鈣粘連素連接素復(fù)合體，起到穩(wěn)定腫瘤細(xì)胞間連接的作用。因此認(rèn)為，在腫瘤的發(fā)生發(fā)展的各階段，鈣粘連素對維持多細(xì)胞結(jié)構(gòu)起到至關(guān)重要的作用。l 細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）的降解有利于腫瘤細(xì)胞的浸潤轉(zhuǎn)移。腫瘤本身可產(chǎn)生多種分解酶（t-PA、n-PA、組織蛋白酶、透明質(zhì)酸酶、型膠原酶、基質(zhì)溶解素、肝素酶和凝血素等）。這些有機(jī)成分可分解細(xì)胞外基質(zhì)和基底膜，另外，腫瘤細(xì)胞的一些代謝產(chǎn)物，如多肽、乳酸等也可進(jìn)一步溶解小血管基底膜，有助于腫瘤細(xì)胞侵入循環(huán)系統(tǒng)。l（三） 惡性腫瘤的運動性和趨化性l腫瘤細(xì)胞具有阿米巴樣運動。目前已知的能促進(jìn)腫瘤細(xì)胞運動的因子包括：l、刺激腫瘤細(xì)胞運動和侵襲的因子：AMF（自分泌

3、運動因子）l、刺激腫瘤細(xì)胞生長和運動的因子：EGF、類胰島素生長因子、HGF 、IL-1、IL-3 、IL-6l、刺激腫瘤細(xì)胞運動但抑制其生長的因子：TGF、干擾素l這些運動因子影響腫瘤細(xì)胞表面受體的分布，并調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞運動過程中細(xì)胞與細(xì)胞之間、細(xì)胞與基質(zhì)之間的結(jié)合。這種調(diào)節(jié)可能是通過改變受體的配子結(jié)合密度來協(xié)調(diào)細(xì)胞粘附和去粘附的周期過程。這個過程至少包括：l、腫瘤細(xì)胞受體與周圍基質(zhì)配子的結(jié)合l、配子受體結(jié)合，調(diào)控信號進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)l、細(xì)胞支架移動使細(xì)胞偽足樣伸展運動 l 瘤細(xì)胞具有運動能力，不僅在體外細(xì)胞培養(yǎng)證實，而在活體內(nèi)證實瘤細(xì)胞有活躍的運動能力。運動方式有兩種：l、原位運動：瘤細(xì)胞膜突起鉆

4、入或其杠桿作用撬開周圍組織。l、移位運動：瘤細(xì)胞發(fā)生極化和向前運動，侵入周圍組織。l 遷入新的部位之后就發(fā)生增生、組織溶解、瘤細(xì)胞遷移和增生三者周而復(fù)始造成不斷浸潤。瘤細(xì)胞的運動能力與細(xì)胞本身骨架成分密切相關(guān)。l浸潤性瘤細(xì)胞的粘附力較低，彼此容易分離和脫落。l（四） 血管生成與腫瘤轉(zhuǎn)移、腫瘤血管形成是腫瘤發(fā)生轉(zhuǎn)移的必要條件。、腫瘤血管形成受腫瘤細(xì)胞和宿主內(nèi)皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞、間皮細(xì)胞、白細(xì)胞分泌釋放的多種活性因子誘導(dǎo)。l三、腫瘤轉(zhuǎn)移腫瘤細(xì)胞從循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)入繼發(fā)器官l（一） 腫瘤細(xì)胞錨定粘附l（二） 腫瘤細(xì)胞逸出循環(huán)系統(tǒng)l（三） 腫瘤細(xì)胞定位生長l（四） 轉(zhuǎn)移的休眠l 目前認(rèn)為腫瘤血管生成缺如和正常

5、機(jī)體免疫功能狀態(tài)是促進(jìn)轉(zhuǎn)移瘤細(xì)胞長期保持休眠狀態(tài)的兩大重要因素。l瘤細(xì)胞的化學(xué)趨向因子：l、腫瘤組織衍生的化學(xué)趨向因子l、補體C5衍生的化學(xué)趨向性多肽l、骨組織衍生的化學(xué)趨向因子l、其他。FMLP、 t-PA 、N-甲酰甲硫亮脯氨酸肽l四、腫瘤轉(zhuǎn)移的器官選擇性 年P(guān)aget提出種子與土壤學(xué)說，年，Ewing提出機(jī)械和解剖學(xué)說。l（一） 腫瘤轉(zhuǎn)移的器官選擇性規(guī)律l（二） 腫瘤細(xì)胞表型差異l（三） 組織器官微環(huán)境差異l（四） 參與腫瘤轉(zhuǎn)移器官選擇性的相關(guān)因素l五、研究腫瘤轉(zhuǎn)移的動物模型l實驗研究的結(jié)果主要看選擇的動物是否符合標(biāo)準(zhǔn)。l建立了免疫缺陷性動物模型如裸鼠模型l通過基因定位轉(zhuǎn)導(dǎo)技術(shù)可將腫瘤的

6、基因轉(zhuǎn)入小鼠特定組織細(xì)胞內(nèi)，誘發(fā)特定類型的腫瘤，并可持續(xù)傳代。這就是轉(zhuǎn)基因腫瘤轉(zhuǎn)移動物模型 第二節(jié)第二節(jié) 腫瘤轉(zhuǎn)移的分子生物學(xué)基礎(chǔ)腫瘤轉(zhuǎn)移的分子生物學(xué)基礎(chǔ)l一、基因調(diào)控下的腫瘤轉(zhuǎn)移l 能誘發(fā)或促進(jìn)癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移潛能，如Myc Ras Mos Raf Fes Fms Ser Fos P53等，其中Ras基因的活化可使多種細(xì)胞在產(chǎn)生腫瘤的同時伴有誘導(dǎo)轉(zhuǎn)移的活性l Thorgeirssion等首先報道將激活的或?qū)嵶兊腞as癌基因轉(zhuǎn)染給小鼠源性纖維母細(xì)胞瘤（NIH3T3）會引起大量的轉(zhuǎn)移，說明Ras癌基因能增強NIH3T3細(xì)胞內(nèi)在的侵襲性。 l另一可能與腫瘤轉(zhuǎn)移密切相關(guān)的是CD44，也稱Pgp1抗原。有

7、研究表明CD44能促進(jìn)循環(huán)腫瘤細(xì)胞在繼發(fā)器官定位，機(jī)制可能是通過自身信號傳導(dǎo)，促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移多步驟地完成。lNm23是與腫瘤轉(zhuǎn)移有關(guān)的抑制基因，生化分析表明nm-23的基因產(chǎn)物為核苷酸二磷酸激酶（NDPK）。NDPK通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)影響腫瘤細(xì)胞微管的組合從而影響細(xì)胞微管、微絲等細(xì)胞骨架蛋白的活動，通過參與調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)微管系統(tǒng)的狀態(tài)而抑制腫瘤的轉(zhuǎn)移。l近年來發(fā)現(xiàn)了一類強有利的金屬蛋白酶，組織抑制劑。即TIMP，又稱膠原酶抑制劑。它們可能參與間質(zhì)膠原酶的代謝，使其失活。TIMP，表達(dá)改變與腫瘤細(xì)胞侵襲及轉(zhuǎn)移性活性密切相關(guān)，認(rèn)為對腫瘤轉(zhuǎn)移的抑制作用主要表現(xiàn)在侵襲階段。最近還有實驗證明TIMP可能具有抑制血管

8、形成的作用。l二、粘附分子與腫瘤轉(zhuǎn)移l 腫瘤轉(zhuǎn)移過程包含兩個方面：一是分離，二是粘附。這些過程有眾多的粘附分子及促進(jìn)粘附或分離的因素參與、充分了解這些因子的功效有助于深入探索腫瘤的轉(zhuǎn)移機(jī)制。l（一） 細(xì)胞與細(xì)胞間的粘附l、同源細(xì)胞間粘附：鈣連接素是此類細(xì)胞間粘附的基本物質(zhì)。l、異質(zhì)細(xì)胞間的粘附l、這種粘附是腫瘤細(xì)胞表面的粘附分子與其它類細(xì)胞表面不同粘附因子之間的連接。涉及到不同MHC來源細(xì)胞間配子與受體之間的識別和結(jié)合，正是這種結(jié)合的存在是不同細(xì)胞間的相互效應(yīng)得以實現(xiàn)。l（二） 細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的粘附l分兩種：l一是結(jié)構(gòu)成分：蛋白多糖，纖維蛋白結(jié)構(gòu)l二是粘附成分；FN LN 玻璃體結(jié)合素。l

9、細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的粘附是通過受體來達(dá)到的，其中以整合素受體占主要比例l（三） 粘附因子的種類和作用l、整合素，參與不同細(xì)胞之間粘附連接，也可協(xié)助細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的結(jié)合。l、鈣連接素，參與同源細(xì)胞間的連接。l、免疫球蛋白類粘附因子，參與細(xì)胞與細(xì)胞間的連接l、選擇素，分為L、 E、 P三種。L-選擇素參與白細(xì)胞與其他細(xì)胞表面寡糖分子的結(jié)合。E-選擇素參與內(nèi)皮細(xì)胞與顆粒細(xì)胞及白細(xì)胞結(jié)合。P-選擇素主要參與腫瘤細(xì)胞與血小板的粘附。l三、血管生成和腫瘤轉(zhuǎn)移l 如將腫瘤組織移植到兔的眼前房，腫瘤幾乎不能生長，如再將腫瘤組織移植到虹膜，移植的腫瘤生長很快。l（一） 血管形成過程l 在腫瘤周邊組織原有的血管基

10、礎(chǔ)上形成。血管形成為腫瘤提供養(yǎng)料，也為腫瘤細(xì)胞侵襲進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)提供了一個良好的機(jī)會。血管生成時，內(nèi)皮趨化原移行生長。 l過程包括：內(nèi)皮移行基質(zhì)降解內(nèi)皮增殖。l 保持蛋白水解酶的平衡是保證新生血管形成的關(guān)鍵。這種平衡維持移形細(xì)胞內(nèi)皮的增殖，促進(jìn)新生內(nèi)皮沿著自身的基底膜生長，之間形成管腔。l（二） 腫瘤血管形成的調(diào)節(jié)l主要受多種活性物質(zhì)調(diào)節(jié)：l、GF類。包括酸性FGF (a FGF)、堿性FGF （b FGF ) 、PDGF（除了能促進(jìn)多種細(xì)胞加快分裂外，主要起刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞生長和趨化移行等作用。）、VEGF（是從粘液細(xì)胞或神經(jīng)母細(xì)胞中提取的較強的血管生成因子，與肝素有較強親和性，能特異結(jié)合血管

11、內(nèi)皮細(xì)胞，促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞生長，并具有血管通透性，可協(xié)助腫瘤細(xì)胞進(jìn)入脈管系統(tǒng)。）l、血管生成營養(yǎng)素l、白介素類。包括IL-1 IL-8l、其他。小分子脂類、核苷酸、維生素。l腫瘤血管生成步驟：l、血管內(nèi)皮基底膜溶解l、內(nèi)皮細(xì)胞向腫瘤組織遷移l、內(nèi)皮細(xì)胞在遷移前沿增殖l、內(nèi)皮細(xì)胞管道化、分支形成血管環(huán)l、形成新的基底膜l這一復(fù)雜過程是腫瘤細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞與其微環(huán)境相互影響的結(jié)果。l l四、纖維蛋白溶解酶及其調(diào)節(jié)因子l（一） PA的分類和功能lPA（纖維蛋白溶解酶激活因子）l纖維蛋白酶原在PA作用下變成纖維蛋白溶解酶。lt-PA可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞降解細(xì)胞外基質(zhì)。從腫瘤組織勻漿中所測t-PA水平的高低可作

12、為預(yù)后的指標(biāo)之一。lw-PA促進(jìn)腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移的效應(yīng)主要表現(xiàn)在參與細(xì)胞分化、血管形成、細(xì)胞遷移、細(xì)胞外基質(zhì)降解和組織重建等過程。lu-PA過度表達(dá)可判斷其惡性度。l（二） PAI的分類和功能lPAI有三種：lPAI主要由內(nèi)皮細(xì)胞、肝細(xì)胞、血小板分泌，存在于血漿中、血小板和內(nèi)皮細(xì)胞的基質(zhì)中。腫瘤細(xì)胞也分泌PAI。lPAI首先在胎盤中發(fā)現(xiàn)，滋養(yǎng)葉細(xì)胞、單核細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞等也可合成，有糖基化和非糖基化兩種類型，前者為分泌型，后者為細(xì)胞內(nèi)型，前者主要執(zhí)行抑制u-PA的功能，后者抑制細(xì)胞凋亡。lPAI，抑制PA的活性，而PAI屬蛋白酶連接素，功能不清。PAI系統(tǒng)可屬腫瘤轉(zhuǎn)移抑制因子。l五、基

13、質(zhì)金屬蛋白酶與組織抑制劑l（一）基質(zhì)金屬蛋白酶的種類和結(jié)構(gòu)l、種類l（）膠原酶l（）明膠酶l（）基質(zhì)溶解酶l（）膜內(nèi)基質(zhì)金屬蛋白酶l、結(jié)構(gòu)l 由幾個特征性結(jié)構(gòu)域組成。包括氨基末端多肽、催化區(qū)域片段、羥基末端血凝乳酶樣結(jié)構(gòu)。l（二）金屬酶組織抑制劑的種類和結(jié)構(gòu)l、種類l 有四種：TIMPs1-4l、結(jié)構(gòu)l 有兩個關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)：較大的三環(huán)氨基末端區(qū)域和相對較小的三環(huán)羥基末端片段，兩者共同組成蛋白酶前體復(fù)合物。l（三）基質(zhì)金屬蛋白酶的功能及調(diào)節(jié)l、功能l（）降解基底膜和細(xì)胞外基質(zhì)l（）促進(jìn)原發(fā)腫瘤和繼發(fā)腫瘤的生長l（）制造出適應(yīng)腫瘤生長擴(kuò)散的微環(huán)境l（）促進(jìn)腫瘤血管生長。l、調(diào)節(jié)l 以酶原形式分泌到細(xì)

14、胞外，受相應(yīng)活化因子調(diào)節(jié)活化，在特定刺激因子作用下誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄發(fā)揮生理病理功能。l六、機(jī)體免疫狀態(tài)與腫瘤轉(zhuǎn)移l （ 一 ） 、 機(jī) 體 免 疫 監(jiān) 視 殺 傷 系 統(tǒng) 包 括 ：ADCC(抗體依賴細(xì)胞毒細(xì)胞)、NK細(xì)胞、T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、LAK細(xì)胞、及細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞。l腫瘤細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)移需具備以下條件：l、生長增殖l、轉(zhuǎn)移潛能l、免疫逃逸 三個條件才可能實現(xiàn)轉(zhuǎn)移。 l（二）、 接觸性抑制和密度依賴性抑制的喪失，錨著依賴性喪失。腫瘤細(xì)胞對生長因子的需求降低，瘤細(xì)胞產(chǎn)生生長因子并與細(xì)胞表面的相應(yīng)受體結(jié)合后，作為自我刺激，誘導(dǎo)DNA合成和細(xì)胞增生。l 細(xì)胞表面膜改變l、轉(zhuǎn)化細(xì)胞被植物血凝素所凝集的性質(zhì)大

15、于正常細(xì)胞l、細(xì)胞表面纖維連接蛋白的喪失l、膜轉(zhuǎn)運系統(tǒng)功能增加l（三）、抗原性改變l 腫瘤特異性抗原 幾個重要概念：l一、腫瘤的異質(zhì)性：l 腫瘤雖起源于單個轉(zhuǎn)化細(xì)胞，但它在不斷增生形成一個腫瘤的過程中，因細(xì)胞遺傳性狀不穩(wěn)定而不斷的變異，造成該腫瘤內(nèi)的瘤細(xì)胞彼此在基因表型上的不一致，從而許多瘤細(xì)胞表現(xiàn)出彼此不同的生物學(xué)性狀形成了腫瘤的異質(zhì)性。l轉(zhuǎn)移的異質(zhì)性：l 同一瘤體內(nèi)瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移能力的差異： l二、轉(zhuǎn)移過程：（血行轉(zhuǎn)移）l、瘤細(xì)胞從原發(fā)瘤脫離，浸潤細(xì)胞外基質(zhì)，進(jìn)一步穿入間質(zhì)血管壁，l、瘤細(xì)胞自血管壁脫落進(jìn)入血循環(huán)l、在循環(huán)中存活的瘤細(xì)胞粘附于靶器官的血管壁內(nèi)皮細(xì)胞l、瘤細(xì)胞再穿透血管壁進(jìn)入靶器官基質(zhì)內(nèi)形成微小轉(zhuǎn)移瘤。l瘤細(xì)胞在進(jìn)入血管以前，需穿透基底膜，高轉(zhuǎn)移瘤