醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)腫瘤遺傳學(xué)

醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)腫瘤遺傳學(xué)1第1頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四

腫瘤(Tumor)：指一群生長失去正常調(diào)控的細胞形成的新生物。

腫瘤細胞是一個累積了不同基因突變的體細胞，故腫瘤屬于體細胞遺傳病。種系突變—產(chǎn)生遺傳性腫瘤散發(fā)突變

—

產(chǎn)生散發(fā)性腫瘤2第2頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四目前已發(fā)現(xiàn)的腫瘤幾乎涉及了所有類型的細胞、組織及器官系統(tǒng)3第3頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四腫瘤基因組計劃2008年6月國際癌癥基因組計劃成立。由加拿大、美國、英國、中國、澳大利亞、西班牙、法國、德國、印度、日本、意大利等多個國家合作，希望在2020年以前找出所有困擾人類的致癌基因元兇。2009年12月，桑格研究所在《自然》雜志上刊文宣布，他們率先在世界上破譯了肺癌、皮膚癌和乳腺癌的全部基因密碼，并繪制出相應(yīng)的腫瘤基因圖譜。浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院腫瘤研究所對結(jié)直腸癌研究已經(jīng)取得了初步的數(shù)據(jù)。4第4頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四

數(shù)目異常結(jié)構(gòu)異常第一節(jié)染色體異常與腫瘤

染色體異常是癌細胞遺傳學(xué)的基本特征

細胞內(nèi)染色體的不穩(wěn)定是產(chǎn)生腫瘤的根本原因

——Boveri19145第5頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)染色體異常與腫瘤

一、腫瘤細胞的克隆演進與染色體變異

單克隆起源＊主導(dǎo)克隆—干系（stemline）—眾數(shù)＊非主導(dǎo)克隆—旁系（sideline）

單克隆起源→多克隆性6第6頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)染色體異常與腫瘤

一、腫瘤細胞的克隆演進與染色體變異7第7頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)染色體異常與腫瘤

一、腫瘤細胞的克隆演進與染色體變異◆腫瘤細胞大多為非整倍體，有超二倍體、亞二倍體、亞三倍體、亞四倍體等◆特點：實體瘤：三倍體左右癌性積水：數(shù)目變化較大，常超過四倍體8第8頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四腫瘤細胞中染色體數(shù)目異常一、腫瘤細胞的克隆演進與染色體變異9第9頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四腫瘤細胞中染色體結(jié)構(gòu)異常一、腫瘤細胞的克隆演進與染色體變異10第10頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四

標(biāo)記染色體（markerchromosome

）：染色體斷裂、重排形成的結(jié)構(gòu)異常的染色體經(jīng)常出現(xiàn)于某一種腫瘤細胞中。

特異性標(biāo)記染色體：在某種腫瘤或某類腫瘤中恒定出現(xiàn)，具有特定形態(tài)的結(jié)構(gòu)異常染色體,對該腫瘤具有代表性。一、腫瘤細胞的克隆演進與染色體變異11第11頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四markerchromosome1960年CML患者骨髓和外周血淋巴細胞中，發(fā)現(xiàn)一個很小的近端著絲粒染色體，小于G組染色體，被稱為Ph染色體。二、標(biāo)記性染色體的發(fā)現(xiàn)及意義12第12頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四意義：①鑒別診斷依據(jù)②早期診斷依據(jù)③預(yù)后判斷依據(jù)

Ph染色體t(9;22)(9pter→9q34::22q11→22qter;22pter→22q11::9q34→9qter)13第13頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四14q＋染色體t(8;14)(q24;q32)

見于90％的Burkitt淋巴瘤(非洲兒童惡性淋巴瘤)14第14頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四其他標(biāo)記染色體15第15頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四一、癌基因的發(fā)現(xiàn)與識別1910年Rous發(fā)現(xiàn)雞肉瘤病毒(RSV---RNA反轉(zhuǎn)錄病毒）1969年，Huebner&Hodaro提出癌基因假說。1970年，Temin等發(fā)現(xiàn)致癌的RNA病毒中存在反轉(zhuǎn)錄酶1970年，Martin發(fā)現(xiàn)RSV基因組中的V-Src。1976年Bishop證明正常細胞中存在與v-src同源序列—細胞癌基因或原癌基因。80年代初Weinberg等幾個實驗室通過轉(zhuǎn)染實驗證明人體細胞中的癌基因H-ras。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)100多種的oncs。第二節(jié)癌基因1966年1975年1989年16第16頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四通過轉(zhuǎn)染實驗證明人體細胞中的癌基因H-ras。一、癌基因的發(fā)現(xiàn)與識別17第17頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四病毒癌基因是存在于腫瘤病毒基因組中、使靶細胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化的基因。正常細胞內(nèi)存在與病毒癌基因同源的基因,稱為細胞癌基因。序列上高度同源有內(nèi)含子,不致癌，但突變后可致癌無內(nèi)含子，致癌二、癌基因、原癌基因及其功能18第18頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四

癌基因（oncogene）使細胞發(fā)生癌變、引起細胞無限增殖和惡性轉(zhuǎn)化的基因。原癌基因（proto-oncogene）

正常細胞內(nèi)

存在的、參與細胞生長分化并具有使細胞癌變潛能的基因。在腫瘤細胞中原癌基因往往被激活，處于活躍表達的狀態(tài)19第19頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四依其編碼產(chǎn)物的功能及生化特性的不同分類二、癌基因、原癌基因及其功能1、生長因子2、生長因子受體Pdgfb、fgf3erbB、met、ret、kitegrf、erbb2、met20第20頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四3、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)因子4、轉(zhuǎn)錄因子5、細胞凋亡調(diào)節(jié)因子srcMDM221第21頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四22第22頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四原癌基因蛋白產(chǎn)物在細胞內(nèi)的分布23第23頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四三、細胞癌基因的激活機制24第24頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四1、基因突變

★癌基因在細胞水平呈顯性，一個等位基因的突變足以使正常細胞發(fā)生惡變。25第25頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2、基因擴增

癌基因在結(jié)構(gòu)上沒有改變，但其拷貝數(shù)不斷擴增而增多，導(dǎo)致其產(chǎn)物增加。

均質(zhì)染色區(qū)(HSRs):擴增過程在某一染色體區(qū)域產(chǎn)生一系列重復(fù)DNA片段，即特殊復(fù)制的染色體區(qū)帶模式。雙微體(DMs):染色體區(qū)域重復(fù)復(fù)制形成許多DNA片段釋放到胞漿中，在DNA染色后，這些多余的染色體DNA成分形成連在一起的雙點樣形狀。

如在40％的神經(jīng)母細胞瘤細胞中，N-myc原癌基因被擴增了200倍以上。26第26頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四均質(zhì)染色區(qū)（HSR）和雙微體（DM）27第27頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四3、染色體重排

染色體斷裂與重排導(dǎo)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.28第28頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四基因激活

Burkitt淋巴瘤

t(8;14)(q24;q32)

8q24上的C-myc基因受14q32的免疫球蛋白重鏈的調(diào)控因子控制，使C-myc基因激活，細胞異常增殖29第29頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四基因融合

慢粒白血?。–ML）t(9;22)(q34;q11)BCR/ABL融合蛋白可使骨髓腫瘤細胞克隆增多。30第30頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四細胞癌基因的激活機制突變基因擴增染色體重排：

a.基因激活

b.基因融合31第31頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)腫瘤抑制基因腫瘤抑制基因（tumorsuppressorgene,TSG）能夠抑制腫瘤發(fā)生的基因稱為腫瘤抑制基因。是一類存在于正常細胞中的、與原癌基因共同調(diào)控細胞生長和分化的基因，也稱為抗癌基因（anti-oncogene）和隱性癌基因(recessiveoncogene)。32第32頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四一、腫瘤抑制基因的發(fā)現(xiàn)1、細胞融合實驗Harris（1969）

四倍體雜種細胞無惡性表型傳代過程中，隨正常染色體的逐漸丟失，雜種細胞的惡性表型逐步恢復(fù)推測正常細胞中可能存在另一種抑制腫瘤發(fā)生的基因——腫瘤抑制基因33第33頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四

正常細胞中存在的一類調(diào)節(jié)細胞生長增殖分化的基因，具有抑制腫瘤細胞增殖作用。與原癌基因區(qū)別：原癌基因是顯性基因，一個等位基因突變（激活）即可顯示致癌效應(yīng)；腫瘤抑制基因的突變，則是隱性的。一個腫瘤抑制等位基因發(fā)生突變（失活），不會發(fā)生致癌效應(yīng)。即只有當(dāng)其一對基因突變形成隱性純合才喪失功能，失去抑制腫瘤發(fā)生的作用，故亦稱隱性癌基因。

腫瘤抑制基因34第34頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四35第35頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四第一個被克隆的腫瘤抑制基因（TSG）-RB1983年Cavanee用13q12-q14片段為探針，經(jīng)雜交實驗確證在此區(qū)域存在一個4.7kb的基因。1986年Friend首先分離一cDNA克隆；

LeeWH進行了RB基因測序。1988年SuHuangHJ用反轉(zhuǎn)錄酶為載體將RB導(dǎo)入RB細胞系，基因表達并抑制腫瘤特征，證實RB是一個

TSG。36第36頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四1、TP53(tumorproteinp53

)基因基因定位于17p13.1，長20kb，11個外顯子，編碼393個氨基酸、53kD蛋白。與目前已知的任何一種腫瘤抑制基因和癌基因相比，TP53基因在50%左右的人類惡性腫瘤中存在變異，占第一位。P53蛋白作為轉(zhuǎn)錄因子，參與細胞周期調(diào)控、DNA修復(fù)、細胞分化、細胞凋亡等。二、部分重要的腫瘤抑制基因37第37頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四P53與細胞周期調(diào)控38第38頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四P53失活機制1、p53基因自身突變，使p53喪失與DNA結(jié)合；2、MDM2癌基因的負(fù)調(diào)節(jié)；3、p53蛋白與癌蛋白之間的相互作用。39第39頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四二、部分重要的腫瘤抑制基因2、視網(wǎng)膜母細胞瘤基因（RB）

定位于人13q14.1，200kb長含有27個外顯子、2個較大的內(nèi)含子

mRNA全長4.7kb，編碼105kD蛋白，928個氨基酸，是一與DNA結(jié)合的磷酸化蛋白質(zhì)脫磷酸化或低磷酸化的Rb蛋白對于細胞從G1期進入S期有抑制作用Rb蛋白低磷酸化或未磷酸化+E2FG1S40第40頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四RB與細胞周期G1SG2MRBE2FCyclin/cdkE2F磷酸化P16、P21、P27等Ｒb及其產(chǎn)物在細胞周期的G1期發(fā)揮調(diào)控40%的癌癥發(fā)生Rb的突變或缺失，RB蛋白質(zhì)是細胞周期G1/S期的因子，起DNA復(fù)制阻斷的作用，它能與失活的轉(zhuǎn)錄因子E2F結(jié)合，防止DNA復(fù)制。Rb的突變使其蛋白質(zhì)失活，E2F被釋放，誘導(dǎo)DNA不斷復(fù)制，使細胞無休止地分裂。41第41頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四3、其他腫瘤抑制基因WT1

11p13Wilms瘤MST1(p16)9p21惡性黑色素瘤，肺癌、胰腺癌、

(CDKN2A)膀胱癌、頭頸部腫瘤、白血病MST2(p15)9p21兒童急性淋巴母細胞性白血病、

(CDKN2B)非小細胞性肺癌NF1

17q11.2神經(jīng)纖維瘤CDKN1A(P21)

6p21.1多種腫瘤CDKN1B(P27)

12p13多種腫瘤BRCA1基因

17q21乳腺癌DCC基因

18q21.2結(jié)直腸癌APC5q21結(jié)直腸癌Nm23基因

17q21.3腫瘤轉(zhuǎn)移抑制基因42第42頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四

1、視網(wǎng)膜母細胞瘤(ADMIM180200)

第四節(jié)遺傳型惡性腫瘤一、常染色體顯性遺傳的惡性腫瘤綜合征

起源：兒童期（多在4歲以前）發(fā)病的一種眼內(nèi)的惡性腫瘤，發(fā)生率約1/21000～1/10000

臨床表現(xiàn)：

早期為眼底灰白色腫塊，多無自覺癥狀，以后腫瘤長入玻璃體，使瞳孔呈黃色光反射時，才容易被發(fā)現(xiàn)，稱為

“貓眼”。此后穿破角膜、鞏膜向眼外生長。43第43頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四視網(wǎng)膜母細胞瘤眼內(nèi)生長期腫瘤長入玻璃體貓眼腫瘤隨后穿破角膜、鞏膜向眼外生長。44第44頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四視網(wǎng)膜母細胞瘤（RB）

遺傳性非遺傳性（散發(fā)型）

AD遺傳散發(fā)家族史無雙側(cè)單側(cè)(約90%）早發(fā)晚發(fā)

40%60%45第45頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2、腎母細胞瘤(Wilms瘤,WT)(MIM194090)起源：起源腎內(nèi)殘留的后腎胚芽組織，嬰幼兒惡性胚胎腫瘤，發(fā)病率為1/10000，3/4的腫瘤發(fā)生在4歲以前，90%在20歲前發(fā)生。可分為遺傳型和非遺傳型。臨床表現(xiàn)：患者腹部有無癥狀的腫塊，巨大的腫塊下緣可進入盆腔，出現(xiàn)血尿、腹痛或腸梗阻。46第46頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四47第47頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四Wilms瘤如伴有無虹膜，泌尿生殖道畸形，智力低下，則稱為WAGR綜合征。該綜合征患者有11號染色體短臂的中間缺失，del(11)(p13),因此認(rèn)為11p13位點載有腫瘤抑制基因。2、腎母細胞瘤(Wilms瘤,WT)(MIM194090)48第48頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四Wilms瘤基因(WT)是一種抑癌基因，基因產(chǎn)物為一種有鋅指結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，與早期生長反應(yīng)基因（EGR-1)的DNA相結(jié)合而抑制其轉(zhuǎn)錄激活作用。

病因：WT純合缺失49第49頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四

主要病理變化是大腸內(nèi)廣泛出現(xiàn)數(shù)十到數(shù)百個大小不一的息肉，嚴(yán)重者從口腔一直到直腸肛管均可發(fā)生息肉，息肉數(shù)量可達數(shù)千個。

家族性腺瘤性息肉病如不予治療，則出現(xiàn)癌變，且可表現(xiàn)為同時多原發(fā)性腸癌。

主要癥狀為體重減輕、營養(yǎng)不良、腸梗阻、血性腹瀉。3.家族性腺瘤性息肉綜合征（MIM175100）APC基因（5q22.2）是該病的主要致病基因50第50頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四二、常染色體隱性遺傳(AR)的惡性腫瘤綜合征1、Bloom綜合征（BSMIM210900）AR，東歐猶太人的后裔中多見。臨床特征身材矮小，發(fā)育遲緩慢性感染、免疫功能缺陷日光敏感性面部紅斑輕度顏面畸形30歲前多發(fā)腫瘤和白血病51第51頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四分子遺傳學(xué)基礎(chǔ)：致病基因BLM定位于15q26.11、Bloom綜合征（BSMIM210900）

細胞遺傳學(xué)改變：微核率增加；姐妹染色單體交換率（SCE）增高；染色體易斷裂和結(jié)構(gòu)畸形，四射體存在。52第52頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四微核

SCE（姐妹染色單體交換）增高53第53頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四四射體存在54第54頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四AR，發(fā)病率1/350000，兒童骨髓疾病?；颊呷毎麥p少，又稱先天性全血細胞減少癥。2、Fanconi貧血（FAMIM227650)臨床特征：典型先天性再障，常伴先天畸形，特別是骨骼系統(tǒng)，如拇指短小或缺如、多指、橈骨縮短、體格矮小、小頭、眼裂小，少數(shù)有心、腎畸形等，皮膚色素沉著及咖啡牛奶樣色斑。兒童期發(fā)生腫瘤的風(fēng)險增高，特別是白血病。

病因：缺少核酸外切酶。55第55頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2、Fanconi貧血（FAMIM227650)56第56頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四非同源染色體之間的交聯(lián)2、Fanconi貧血（FAMIM227650)57第57頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四

AR,常在兒童期發(fā)病?；颊?歲起進行性小腦共濟失調(diào)。3、共濟失調(diào)性毛細血管擴張癥（ATMIM208900）

臨床特征：小腦共濟失調(diào)，肺部反復(fù)感染，對射線異常敏感，眼、面部、頸部皮膚毛細血管擴張。易發(fā)白血病和免疫缺陷，常死于感染性疾病。染色體不穩(wěn)定性增加。58第58頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四致病基因(AT):11q22.3

多數(shù)突變造成AT基因的截短或大片段的缺失

AT是一種多系統(tǒng)綜合征，累及多種組織和細胞，如小腦普肯野細胞、成纖維細胞及淋巴細胞等都表現(xiàn)出對射線的異常敏感。3、共濟失調(diào)性毛細血管擴張癥（ATMIM208900）59第59頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四4、著色性干皮?。╔PMIM278700）AR，1/250000臨床表現(xiàn)：主要是皮膚對紫外線非常敏感，日光照射后可發(fā)生色素沉著，紅斑等病變，可惡變?yōu)榛准毎┗蝼[狀上皮癌，常在兒童期發(fā)生惡性腫瘤，并死于癌轉(zhuǎn)移。有些患者還伴有生長遲緩、性發(fā)育不良、智力障礙、小頭和神經(jīng)性耳聾等神經(jīng)方面的表現(xiàn)。

60第60頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四4、著色性干皮病（XPMIM278700）61第61頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四著色性干皮病病因：XP基因突變，缺少核酸內(nèi)切酶，DNA的切除修復(fù)系統(tǒng)有缺陷，不能切除紫外線誘發(fā)的嘧啶二聚體，因而導(dǎo)致突變率增高。62第62頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四第五節(jié)腫瘤發(fā)生的遺傳學(xué)理論單克隆起源假說1癌基因理論2多步驟損傷學(xué)說34二次突變學(xué)說5腫瘤發(fā)生的染色體理論63第63頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四一、單克隆起源假說

腫瘤是由單個突變細胞增殖而成的，即為突變細胞的單克隆增殖細胞群。證據(jù)：

G6PD活性的檢測特異性標(biāo)記染色體轉(zhuǎn)化增殖64第64頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四二、癌基因理論65第65頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四人類腫瘤的發(fā)生發(fā)展與體細胞中累積的各種遺傳學(xué)改變相關(guān)。這些遺傳變異涉及染色體重排和原癌基因的激活。原癌基因是正常細胞中的一些基因，是細胞生長發(fā)育所必需的。一旦這些基因在表達時間、表達部位、表達數(shù)量及表達產(chǎn)物結(jié)構(gòu)等方面發(fā)生了異常，就可以導(dǎo)致細胞無限增殖并出現(xiàn)惡性轉(zhuǎn)化。二、癌基因理論66第66頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四三、腫瘤發(fā)生的二次突變學(xué)說20世紀(jì)70年代，Knudson視網(wǎng)膜母細胞瘤（RB）AD遺傳、家族史、雙側(cè)、早發(fā)散發(fā)、無家族史、單側(cè)、晚發(fā)67第67頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四1971年，Knudson提出二次突變學(xué)說：連續(xù)兩次基因突變使正常細胞轉(zhuǎn)化為癌細胞。生殖細胞突變+體細胞突變→遺傳性腫瘤正常體細胞兩次突變→散發(fā)性腫瘤二、腫瘤發(fā)生的二次突變學(xué)說68第68頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四三、腫瘤發(fā)生的二次突變學(xué)說69第69頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四1914年，Boveri腫瘤染色體理論。四、腫瘤發(fā)生的染色體理論腫瘤細胞來源于正常細胞腫瘤細胞是具有染色體異常的缺陷細胞染色體畸變是引起正常細胞向惡性轉(zhuǎn)化的主要原因70第70頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四五、多步驟損傷學(xué)說71第71頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四結(jié)腸癌發(fā)生的分子事件五、多步驟損傷學(xué)說

腫瘤的發(fā)生過程中，涉及多個基因的聯(lián)合作用，每個基因的改變只完成其中的一個步驟。72第72頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四細胞增殖異常干細胞化

正常細胞

細胞克隆性擴增良性腫瘤形成

致癌因素啟動期促進期促癌因素惡性腫瘤侵襲與轉(zhuǎn)移惡性腫瘤形成進展期轉(zhuǎn)移期五、多步驟損傷學(xué)說73第73頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四

五、多步驟損傷學(xué)說

細胞癌變往往需要多個腫瘤相關(guān)基因的協(xié)調(diào)作用，經(jīng)過多個階段的演變，不同階段涉及不同腫瘤相關(guān)基因的激活與失活。

基因的失活在時間上有先后順序，在空間位置上也有一定的配合，這些基因共同作用最終形成腫瘤的表型。74第74頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四第六節(jié)腫瘤與環(huán)境一、化學(xué)因素：啟動階段：致癌劑與DNA共價結(jié)合引起體細胞突變促進