腫瘤遺傳學(xué)(研究生)

腫瘤（tumor）：細(xì)胞增殖和分化失控所形成新生物（neoplasm）。腫瘤的發(fā)生是一個多步驟的復(fù)雜過程，既受環(huán)境因素的影響，也有遺傳因素的作用。

第一頁，共159頁。環(huán)境因素：物理的、化學(xué)的和生物的致癌因子。遺傳因素：基因堿基替換、缺失、插入和基因擴增等；染色體的數(shù)目和結(jié)構(gòu)的異常，如非整倍體改變、易位等。表遺傳學(xué)改變，如DNA甲基化型式改變、組蛋白修飾和染色質(zhì)重塑等。

第二頁，共159頁。腫瘤的流行病學(xué)研究

一、腫瘤發(fā)病率的種族差異：不同的種族和地區(qū)有著明顯不同的癌發(fā)病率：

癌癥類型相差倍數(shù)高發(fā)地區(qū)低發(fā)地區(qū)黑色素瘤155澳大利亞，昆士蘭日本，大坂鼻咽癌100中國香港美國西南部肝癌49中國上海加拿大NovaScotia宮頸癌（女）28巴西Recife以色列非猶太人食管癌27法國Calvados羅馬尼亞urbanCluj胃癌22日本Nagasaki科威特Kuweitis肺癌19美國NewOrleans,black印度Madras膀胱癌16瑞士Basell印度Nagpur乳腺癌（女）7夏威夷Hawaiian以色列非猶太人白血病5加拿大Ontario印度Nagpur第三頁，共159頁。中國人鼻咽癌發(fā)病率居世界各民族之首，即使移居國外也是如此：如在新加坡的中國人、馬來人和印度人鼻咽癌發(fā)病率的比例為13.3:3.2:0.4。移居到美國的華人鼻咽癌的發(fā)病率也比美國白人高34倍。

第四頁，共159頁。二、腫瘤的家族聚集現(xiàn)象：1．癌家族（cancerfamily）是指一個家族中有多個成員患一種或幾種惡性腫瘤，發(fā)病年齡較早，通常按常染色體顯性方式遺傳。第五頁，共159頁。2．家族性癌（familialcarcinoma）是指一個家族內(nèi)多個成員患同一類型的癌。5個世代52個成員患鼻咽癌的家系，3代14人患肝癌的家系,77對雙生子，白血病的同卵雙生一致率非常高,20對同卵雙生子均患同一部位腫瘤

第六頁，共159頁。這些都說明遺傳背景在腫瘤發(fā)病中的作用；不同的遺傳背景，腫瘤的易感性不同。第七頁，共159頁。某些遺傳病的癌變傾向

一、染色體病的癌變傾向

21三體綜合征患者中急性淋巴細(xì)胞白血病高達1/95，而群體發(fā)病率約為1/3000；

Klinefelter綜合征患者易繼發(fā)乳腺癌或性腺母細(xì)胞瘤；Turner綜合征患者的條索狀卵巢則易惡變?yōu)槁殉舶?。第八頁，?59頁。二、單基因病的癌變傾向良性腫瘤，常染色體顯性遺傳病，青春期或40歲左右惡變。1.家族性結(jié)腸息肉（familialpolyposiscoli,FPC）2.Ⅰ型神經(jīng)纖維瘤（neurofibromatosis，NF1）3.基底細(xì)胞痣綜合征（basalcellnevussyndrome）第九頁，共159頁。三、染色體不穩(wěn)定綜合征與惡性腫瘤以染色體不穩(wěn)定性為特征的疾病或綜合征統(tǒng)稱染色體不穩(wěn)定綜合征。呈常染色體隱性遺傳。其染色體易發(fā)生裂隙、斷裂和重排等。這些綜合征中發(fā)生腫瘤的風(fēng)險增加直接與染色體自發(fā)斷裂的頻率增加有關(guān)。

第十頁，共159頁。第十一頁，共159頁。（華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)遺傳系楊真榮提供）

第十二頁，共159頁。Fanconi貧血（Fanconianaemia,FA）Bloom綜合征

3．毛細(xì)血管擴張性共濟失調(diào)（ataxiatelangiectasia,AT）4．著色性干皮?。▁erodermapigmentosum，XP）

第十三頁，共159頁。一些疾病的遺傳背景（基礎(chǔ)）促進腫瘤發(fā)生，或某些疾病的腫瘤易感性增高。第十四頁，共159頁。遺傳性惡性腫瘤20世紀(jì)70年代初期，AlfredKnudson為解釋遺傳性(hereditary)和散發(fā)性(sporadic)視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤之間的關(guān)系時提出了腫瘤抑制基因的“二次打擊”(two-hit)假說。第十五頁，共159頁。Knudson“二次打擊”(two-hit)假說第十六頁，共159頁。遺傳性腫瘤第一次突變發(fā)生在生殖細(xì)胞，第二次突變則隨機發(fā)生在體細(xì)胞中，這樣的個體發(fā)病概率較高。非遺傳性或散發(fā)性腫瘤的發(fā)生則需要同一個細(xì)胞在出生后積累兩次突變，因而概率很小。第十七頁，共159頁。第十八頁，共159頁。散發(fā)性遺傳性視網(wǎng)膜細(xì)胞第一次打擊第二次打擊視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤第十九頁，共159頁。腫瘤抑制基因失活方式：（1）基因突變：點突變，移碼突變，雜合性丟失(lossofheterozygosity,LOH)等。（2）表觀遺傳沉默(epigeneticsilencing)。第二十頁，共159頁。LOHmechanisms第二十一頁，共159頁。第二十二頁，共159頁。LOHanalysis第二十三頁，共159頁。3pVHL (3p25.3,10.2Mb)MLH1 (3p22.3,37.0Mb)HYA22 (3p22.3,37.9Mb)CTNNB1 (3p22.1,42.4Mb)LIMD1 (3p21.31,45.6Mb)LTF (3p21.31,46.5Mb)SEMA3B (3p21.31,50.3Mb)HYAL1 (3p21.31,50.3Mb)RASSF1 (3p21.31,50.3Mb)RARB (3p24.2,25.2Mb)FHIT (3p14.2,59.7Mb)BAP1 (3p21.1,52.4Mb)TGFBR2 (3p24.1,30.6Mb)ROBO1 (3p12.3,78.7Mb)Gene: Loaction:Deletedandeliminatedregions:AP20CER2CER1LUCAFERU2020第二十四頁，共159頁。LOHatdifferentchromosomeregionsinbreastcancer第二十五頁，共159頁。1．視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤（retinoblastoma，RB）是小兒最常見的眼內(nèi)腫瘤，可分為遺傳型和散發(fā)型。（1）約40%的病例屬遺傳型，呈常染色體顯性遺傳。通常大多在2歲內(nèi)發(fā)病，且是雙側(cè)發(fā)病，可以有家族史。（2）約60％的病例屬散發(fā)型，一般在兩歲后發(fā)病，并且大多為單側(cè)發(fā)病。第二十六頁，共159頁。雙側(cè)視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤右眼已萎縮第二十七頁，共159頁。第二十八頁，共159頁。視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的系譜（AD遺傳方式）

第二十九頁，共159頁。散發(fā)性視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤

第三十頁，共159頁。高分辨顯帶技術(shù)證明遺傳型視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤患者均有13號染色體異常，主要是其長臂1區(qū)4帶的缺失。第三十一頁，共159頁。最小重疊區(qū)最小重疊區(qū)最小重疊區(qū)最小重疊區(qū)對多個RB患者Chr缺失鑒定，最后確定SRO-13q14第三十二頁，共159頁。Friend等通過進一步的研究從視網(wǎng)膜細(xì)胞中克隆了RB1基因的cDNA。RB1基因共有27個外顯子，長180kb。RB1蛋白由928個氨基酸組成。第三十三頁，共159頁。2.遺傳性非息肉病性大腸癌(hereditarynon-polyposiscolorectalcancer,HNPCC)呈常染色體顯性遺傳。家族病人早發(fā)、多發(fā)原發(fā)性大腸癌，另外還多發(fā)胃癌、子宮內(nèi)膜癌、卵巢癌、乳腺癌、胰腺癌等惡性腫瘤。DNA錯配修復(fù)基因(MLH1,MSH2,MSH6和PMS2)遺傳性突變或表觀遺傳性沉默。第三十四頁，共159頁。１９９０年ＨＮＰＣＣ國際合作組制定了該病的診斷標(biāo)準(zhǔn)，即Ａｍｓｔｅｒｄａｍ標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ（ＩＣＧ—ＨＮＰＣＣ）：①家族中至少３人經(jīng)病理確診為結(jié)腸癌，且其中一人為其他２人的直系親屬。②必須累及連續(xù)２代人。③至少有一人大腸癌發(fā)病早于５０歲。④排除家族性腺瘤。該標(biāo)準(zhǔn)未考慮大腸外惡性腫瘤的重要性，于是制定了Ａｍｓｔｅｒｄａｍ標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ：即家族中至少有３例以上患ＨＮＰＣＣ相關(guān)癌（結(jié)直腸癌、子宮內(nèi)膜癌、胃癌、卵巢癌、小腸癌、輸尿管和腎盂癌、腦癌、膽管癌、皮膚癌），其他標(biāo)準(zhǔn)同前。第三十五頁，共159頁。日本HNPCC臨床診斷標(biāo)準(zhǔn):(1)1級親屬中有3個或3個以上結(jié)直腸癌；(2)1級親屬中2個或2個以上結(jié)直腸癌,并符合以下標(biāo)準(zhǔn)之一：①結(jié)直腸癌診斷年齡小于50歲；②右側(cè)結(jié)腸癌；③同時性或異時性結(jié)直腸多原發(fā)癌；④伴同時性或異時性結(jié)腸外惡性腫瘤。第三十六頁，共159頁。中國人HNPCC家系篩檢標(biāo)準(zhǔn)（2003年杭州）

家系中至少有2例組織病理學(xué)明確診斷的大腸癌患者,其中的2例為父母與子女或同胞兄弟姐妹的關(guān)系,并且符合以下一條:

(1)至少1例為多發(fā)性大腸癌患者(包括腺瘤)；

(2)至少1例大腸癌發(fā)病早于50歲；

(3)家系中至少1人患HNPCC相關(guān)腸外惡性腫瘤(包括胃癌、子宮內(nèi)膜癌、小腸

癌、輸尿管或腎盂癌、卵巢癌、肝膽系統(tǒng)癌)。

第三十七頁，共159頁。BethesdaGuidelines

（1997年）

(1)符合Amsterdam標(biāo)準(zhǔn)者；

(2)患兩個HNPCC相關(guān)腫瘤者,包括同時或異時結(jié)直腸癌,或相關(guān)的結(jié)腸外惡性腫瘤(子宮內(nèi)膜癌,卵巢癌,胃癌,肝膽癌或小腸癌,腎盂或輸尿管移行細(xì)胞癌)；

(3)結(jié)直腸癌患者,其一級親屬患有結(jié)直腸癌和(或)HNPCC相關(guān)惡性腫瘤和(或)結(jié)直腸腺瘤,并且其中一種癌患者診斷年齡<45歲,腺瘤患者診斷年齡<40歲；

(4)結(jié)直腸癌患者或子宮內(nèi)膜癌患者,診斷年齡<45歲；

(5)右半結(jié)腸癌患者,組織病理為未分化癌(由不規(guī)則、實性片狀排列的大嗜酸性細(xì)胞及小腺樣區(qū)域組成的低分化或未分化癌,呈實體/篩孔狀結(jié)構(gòu)),診斷年齡<45歲；

(6)印戒細(xì)胞癌(印戒細(xì)胞成分多于50%)患者,診斷年齡<45歲；

(7)腺瘤患者診斷年齡<40歲。

第三十八頁，共159頁。RevisedBethesdaGuidelines

(1)結(jié)直腸癌患者診斷年齡<50歲；

(2)同時或者異時存在HNPCC相關(guān)腫瘤(結(jié)直腸癌、子宮內(nèi)膜癌、胃癌、卵巢癌、小腸癌、輸尿管和腎盂癌、腦瘤[惡性膠質(zhì)瘤]、肝膽系統(tǒng)癌、胰腺癌、皮膚腫瘤[皮脂腺瘤或皮脂腺癌或角化棘皮瘤])；

(3)結(jié)直腸癌組織學(xué)具有以下特性（腫瘤內(nèi)淋巴細(xì)胞浸潤、克隆樣淋巴細(xì)胞反應(yīng)、粘液或印戒細(xì)胞癌、髓樣生長），并且患者年齡<60歲；

(4)結(jié)直腸癌患者有至少1例直系親屬患有結(jié)直腸癌相關(guān)腫瘤，且至少一例<50歲；

(5)結(jié)直腸癌患者有至少2例直系或第二級親屬患有結(jié)直腸癌相關(guān)腫瘤，無論年齡。第三十九頁，共159頁。遺傳性非息肉病性大腸癌(HNPCC)系譜圖第四十頁，共159頁。Mismatch

repairprocess第四十一頁，共159頁。MSH2-MSH6Recognitionofbase-basemispairsandsinglebaseinsertion-deletionmispairs5’3’CCCCCCCCGGGG

-

GGGMLH1/PMS2MSH2MSH65’3’ATCGGCGCTAGC

T

GCGMSH2MSH6MLH1/PMS2MSH2-MSH3Recognitionofinsertion-deletionmispairs(2-3basepairs)5’3’CACACACACAGTGT--GTGTMLH1/PMS2MSH2MSH3第四十二頁，共159頁。Recognitionofbase-basemispairsandsinglebaseinsertion-deletionmispairsRecognitionofinsertion-deletionmispairs(2-3basepairs)CACACAAAAAAAGGTGTGTTTTTTTTCAAMLH1PMS2MSH2MSH6MSH3MLH1PMS2MSH25‘3’3‘5’第四十三頁，共159頁。

LossofDMMRleadstomicrosatelliteinstability(MSI)phenotypesinECBAT261231NT1141NT1145NT1257NT1220NT1164NTD5S346D2S1231241NT1216NT1235NTSimpkinsetal.GynOnc1999第四十四頁，共159頁。MSIphenotypesinbreasttumours第四十五頁，共159頁。在1997年的Bethesda會議上，ＨＮＰＣＣ國際合作組還推薦五個微衛(wèi)星位點也就是Bethesda微衛(wèi)星標(biāo)記:BAT-25(4q12)，BAT-26(2p21-22)，D5S346(5q21-22)，D2S123(2p16)，和D17S250(17q11.2-12)進行腫瘤的微衛(wèi)星不穩(wěn)定性(MSI)檢測:

2+MSI-High(MSI-H)

1+MSI-Low(MSI-L)

0+MS-Stable(MSS)第四十六頁，共159頁。PCR或DNA復(fù)制過程中的鏈滑(strandslippage)機制第四十七頁，共159頁。(CAG)6(CAG)5(CAG)6ForwardslippagePCR(CAG)6BackwardslippageDNAreplication(CAG)7(CAG)6(CAG)6(CAG)5(CAG)4(CAG)7(CAG)6NTNT第四十八頁，共159頁。PCR方法對個體進行微衛(wèi)星(CArepeat)多態(tài)性分型第四十九頁，共159頁。GenemutationsinMSI+gastrictumoursSamplehMSH3hMSH6BAXTGFIIRIGFIIRNumber(A)8(C)8(G)8(A)10(G)8887,88,9,10888,9810878,991197,88810,118,95567,87,889,108887,89,1088889,10,1189047,887,8,99,108第五十頁，共159頁。在MSI+腫瘤中，腫瘤相關(guān)基因如癌基因(KRAS和MYC等)和抗癌基因(TP53和DCC等)也被發(fā)現(xiàn)有突變。第五十一頁，共159頁。ImmunohistochemicalStainingforMismatch-RepairProteinsinColorectalAdenocarcinomawithDeleteriousMutations

MLH1+MLH1-MSH2+

MSH2-MSH6+MSH6-PMS2+PMS2-第五十二頁，共159頁。anti-MLH1anti-MSH2MLH1UMLH1MAbsenceofMLH1ExpressioninTumorswithMLH1Methylation+/++/--/+Simpkinsetal.HumMolGenet1999第五十三頁，共159頁。3.遺傳性胃癌胃癌是我國最常見的惡性腫瘤之一，部分胃癌（約10%）的發(fā)生與遺傳有一定的關(guān)系。遺傳性胃癌分為家族性腸型胃癌（familialintestinalgastriccancer，F(xiàn)IGC）和遺傳性彌漫性胃癌（Hereditarydiffusegastriccancer，HDGC）。第五十四頁，共159頁。FIGC的發(fā)生的遺傳學(xué)基礎(chǔ)目前尚不十分清楚。

HDGC與上皮型鈣粘蛋白(E-cadherin,CDH1)基因突變有關(guān)，為常染色體顯性遺傳。其特點包括：基因外顯率高（70％～80％），發(fā)病年齡早（平均38歲），病理類型一致，均為彌漫性胃癌（皮革胃）。第五十五頁，共159頁。1998年漢城國際遺傳會議制定遺傳性胃癌標(biāo)準(zhǔn)該標(biāo)準(zhǔn)：①家族中至少有3人患相同疾病，其中一人為另兩人的直系親屬；②至少連續(xù)兩代人患??；③家族中的患者至少有1人于45歲之前被確診；④至少滿足以上標(biāo)準(zhǔn)中的兩項標(biāo)準(zhǔn)。第五十六頁，共159頁。StructureoftheE-cadherin16q22.1,100kb,16exons,882aa,120kDa第五十七頁，共159頁。E-cadherin-mediatedcell-celladhesionE-cadherinasagrowthsuppressor第五十八頁，共159頁。CDH1mutationsfoundtodate

第五十九頁，共159頁。ThegermlinesplicesitemutationofCDH1wasaGtoAsubstitutioninthisfamily

（skinbiopsy)第六十頁，共159頁。SequencingofthePCRproductsshowedtheexpectednucleotidechangesassociatedwithbisulphitemodificationinthemethylatedandunmethylatedallelesoftheE-cadherinfromgastriccancerpatient.第六十一頁，共159頁。(A)AnalysisofmethylationofE-cadheriningastricmucosafrompatientswithdyspepsia.(B)AnalysisofmethylationofE-cadheriningastricmucosafrompatientswithdyspepsia,asshownin(A),butwithMSPperformedwiththesecondprimerset.(C)AnalysisofmethylationofE-cadherininintestinalmetaplasia(IM),gastricadenocarcinomas(T),andmetastaticlymphnodes(LN)frompatientswithgastriccancer.第六十二頁，共159頁。E-cadheringenemutationsinlobularbreastcancer第六十三頁，共159頁。LOHatE-cadherinlocusinlobularbreastcancer第六十四頁，共159頁。E-cadherinstaininginlobularbreasttumour第六十五頁，共159頁。E-cadheringenemutationsinasetof40

lobular

breastcancer第六十六頁，共159頁。AbnormalexpressionofE-cadheringeneinbreastandgastric

cancer第六十七頁，共159頁。E-cadherin表達障礙常見于分化差的乳腺小葉癌(lobularbreastcancer)和彌散性胃癌(diffusegastriccancer)，而這些腫瘤易發(fā)生轉(zhuǎn)移。第六十八頁，共159頁。腫瘤與染色體畸變?nèi)旧w畸變（chromosomeaberration）是許多腫瘤的共同特征，包括染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)異常。1．腫瘤的染色體數(shù)目異常正常人體細(xì)胞為二倍體細(xì)胞，許多腫瘤細(xì)胞中均可見染色體數(shù)目異常，包括整倍體和非整倍體或異倍體改變。第六十九頁，共159頁。腫瘤細(xì)胞異倍體染色體數(shù)目的標(biāo)準(zhǔn)范圍異倍體染色體數(shù)目二倍體范圍亞二倍體35～45假二倍體46超二倍體47～57三倍體范圍亞三倍體58～68假三倍體69超三倍體70～80四倍體范圍亞四倍體81～91假四倍體92超四倍體93～103第七十頁，共159頁。2．腫瘤的染色體結(jié)構(gòu)異常（1）主要包括易位、倒位、缺失、插入、等臂染色體、雙微體和均染區(qū)等。（2）雙微體（doubleminutes,DM）是非常小的成雙的無著絲粒染色體斷片。均染區(qū)（homogenouslystainingregion,HSR）是染色體經(jīng)過顯帶技術(shù)處理而表現(xiàn)為不顯帶紋并呈均一著色的均勻染色區(qū)域?？梢哉J(rèn)為DM、HSR的存在是癌基因擴增的表現(xiàn)。第七十一頁，共159頁。第七十二頁，共159頁。均質(zhì)染色區(qū)（HSR）和雙微（DM）第七十三頁，共159頁。標(biāo)記染色體（markerchromosome）：在同一腫瘤內(nèi)較多細(xì)胞出現(xiàn)的同一結(jié)構(gòu)異常的染色體。標(biāo)記染色體分為兩種：一種是非特異性的，它只見于少數(shù)腫瘤，對該類腫瘤來說不具有代表性；另一種是特異性的，它經(jīng)常出現(xiàn)在某一類腫瘤，對該腫瘤具有代表性。第七十四頁，共159頁。第七十五頁，共159頁。第七十六頁，共159頁。慢性粒細(xì)胞性白血病（CML）的染色體異常

（1）Nowell及Hungerford于1960年發(fā)現(xiàn)慢性粒細(xì)胞性白血?。–ML）患者的血液細(xì)胞中有一個小于G組的22q-染色體，由于首先在美國費城（Philadelphia）發(fā)現(xiàn)，故命名為Ph染色體。

第七十七頁，共159頁。（2）最初認(rèn)為是22號染色體的長臂缺失所致，后經(jīng)顯帶證明是9號和22號染色體長臂易位的結(jié)果。（3）易位使9號染色體長臂（9q34）上的原癌基因c-abl和22號染色體(22q11)上的bcr(breakpointclusterregion)基因重新組合成融合基因。后者編碼活性增高了的酪氨酸激酶，可促成細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化。第七十八頁，共159頁。Ph染色體的形成

第七十九頁，共159頁。第八十頁，共159頁。Ph的重要臨床意義在于：（1）90%～95％的慢性粒細(xì)胞性白血病病例都是Ph陽性，因此它可以作為診斷依據(jù)。（2）可用以區(qū)別臨床上相似，但Ph為陰性的其它血液?。ㄈ绻撬枥w維化等）。（3）有時Ph染色體先于臨床癥狀出現(xiàn)，故又可用于早期診斷。（4）已知Ph陰性的慢性粒細(xì)胞性白血病患者對治療反應(yīng)差，預(yù)后不佳。第八十一頁，共159頁。Burkitt淋巴瘤（非洲兒童惡性淋巴瘤）的染色體異常（1）在約90％的Burkitt淋巴瘤病例中可以見到一個長臂增長的14號染色體(14q+)。這是一條8號染色體長臂末端的一段(8q24)易位到了14號長臂末端(14q32)，形成了8q-和14q+兩個異常染色體。（2）這種易位使位于8q24處的原癌基因MYC移至位于14q32處的免疫球蛋白重鏈基因IGH的毗鄰下游。

第八十二頁，共159頁。14q+染色體形成示意圖第八十三頁，共159頁。

（3）約10%的Burkitt淋巴瘤患者腫瘤細(xì)胞有t(2;8)(p12;q24)或t(8;22)(q24;q11)。2和22號染色體分別帶有免疫球蛋白輕鏈κ基因IGK和免疫球蛋白輕鏈λ基因IGL。（4）IGH、IGL和IGK基因因有增強子的作用而不斷表達。

第八十四頁，共159頁。第八十五頁，共159頁。（5）正常情況下，MYC基因的表達被嚴(yán)格調(diào)節(jié)，僅在B淋巴細(xì)胞成熟的后期表達。易位后，MYC基因受IGH或IGL或IGK增強子的影響，其表達水平很高。不適當(dāng)?shù)某磉_導(dǎo)致細(xì)胞過度增殖，從而誘導(dǎo)腫瘤的發(fā)生。第八十六頁，共159頁。實體瘤的染色體改變惡性腫瘤染色體改變膀胱癌i(5p)結(jié)腸癌5號染色體的缺失和1號、6號染色體的重排肝癌1號染色體異常小細(xì)胞肺癌del(3)(p14p23)非小細(xì)胞肺癌5q缺失，3p缺失卵巢癌6q15-q21缺失；t(6;14)(q21;q24)乳頭狀甲狀腺癌inv(10)(q11q21)前列腺癌del(10)(q24)腎癌del(3)(p11-21)直腸癌del(11)(q22-23)脂肉瘤t(12;16)(p13.3;p11.2)滑膜肉瘤t(X;18)(p11.2;q11.2)Ewing肉瘤t(11;22)(q24;q12)甲狀腺腺瘤inv(11)(p15q13)視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤13號染色體中間缺失（含13q14）;13號染色體與X、1號或3號染色體的易位腦膜瘤-聽覺神經(jīng)纖維瘤del(22)(q12)橫紋肌肉瘤t(2;13)(q37;p14)第八十七頁，共159頁。腫瘤相關(guān)基因癌的生成涉及多種基因，單獨一種基因的突變不足以致癌，多種基因變化的積累才能引起控制細(xì)胞生長和分化的機制紊亂。Turninganormalcellintoamalignantcancercellrequiresperhapssixspecificmutationsintheonecell.第八十八頁，共159頁。Ifatypicalmutationrateis10-7

pergenepercell,itisextremelyunlikelythatanyonecellshouldsuffersomanymutations(whichiswhymostofusarealive).Theprobabilityofthishappeningtoanyoneofthe1013

cellsinapersonis1013×10-42,or1in1029.第八十九頁，共159頁。Cancerhappensbecauseofacombinationoftwomechanisms:①Somemutationsenhancecellproliferation,creatinganexpandedtargetpopulationofcellsforthenextmutation.

第九十頁，共159頁。Multistageevolutionofcancer.Eachsuccessivemutationgivesthecellagrowthadvantage,sothatitformsanexpandedclone.Ifeachclonehas103cells,P=10-7x10-7x103x10-7x103x10-7x103x10-7x103x10-7x103x1013=10-14456第九十一頁，共159頁。②Somemutationsaffectthestabilityoftheentiregenome,ateithertheDNAorthechromosomallevel,increasingtheoverallmutationrate.

DirectrepairreversestheDNAdamage.AspecificenzymeisabletodealkylateO6-alkylguaninedirectly.

Baseexcisionrepair(BER)usesglycosidaseenzymestoremoveabnormalbases.第九十二頁，共159頁。Nucleotideexcisionrepair(NER)removesthyminedimersandlargechemicaladducts.Post-replicationrepairisrequiredtocorrectdouble-strandbreaks.Theusualmechanismisageneconversion-likeprocess(recombinationalrepair).MismatchrepaircorrectsmismatchedbasepairscausedbymistakesinDNAreplication.第九十三頁，共159頁。FourcategoriesofDNArepairsystem(baseandnucleotide)第九十四頁，共159頁。兩類基因：①癌基因（oncogene）②抑癌基因（cancersuppressorgene）,也稱腫瘤抑制基因（tumorsuppressorgene,TSG）或抗癌基因（anti-oncogene）。第九十五頁，共159頁。一、癌基因：（1）功能是促進細(xì)胞的生長，可引起細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化。（2）來自細(xì)胞的稱為細(xì)胞癌基因（c-onc）或原癌基因（proto-oncogene），可被激活成為癌基因；來自病毒的稱為病毒癌基因（v-onc）。第九十六頁，共159頁。(3)依其編碼產(chǎn)物功能分類：生長因子：sisPDGF生長因子受體：erbB1EGFR信號傳遞因子：Ras核轉(zhuǎn)錄因子：mycJUNFOS第九十七頁，共159頁。癌基因產(chǎn)物在細(xì)胞內(nèi)的分布第九十八頁，共159頁。第九十九頁，共159頁。第一百頁，共159頁。（4）在通常情況下，其表達受到嚴(yán)格的控制，當(dāng)其發(fā)生突變或被異常激活時，產(chǎn)生的癌蛋白在性質(zhì)或數(shù)量上出現(xiàn)異常，就可能導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化。第一百零一頁，共159頁。（6）原癌基因的激活：①病毒誘導(dǎo)：反轉(zhuǎn)錄病毒感染細(xì)胞后，其基因組所攜帶的長末端重復(fù)序列（longterminalrepeat,LTR）內(nèi)含較強的啟動子和增強子，插入到c-onc附近或內(nèi)部，使之激活。第一百零二頁，共159頁。5’LTRLTR3’U3RU5U3RU5反轉(zhuǎn)錄病毒基因組(DNA形式)結(jié)構(gòu)

gagpolenv病毒核心逆轉(zhuǎn)錄酶外殼蛋白抗原基因基因基因第一百零三頁，共159頁。第一百零四頁，共159頁。反轉(zhuǎn)錄病毒感染細(xì)胞后，其基因組插入到宿主細(xì)胞基因組內(nèi)部第一百零五頁，共159頁。②基因擴增(geneamplification)：是基因組中原癌基因在特殊條件下復(fù)制多次使拷貝數(shù)增加，而其它基因無增加的現(xiàn)象。

基因擴增在大多數(shù)情況下隨后出現(xiàn)基因的過度表達（over-expression）。雙微體（doubleminutes）和染色體上的均染區(qū)（homogenouslystainingregion）兩種表現(xiàn)形式。

第一百零六頁，共159頁。均質(zhì)染色區(qū)（HSR）和雙微（DM）第一百零七頁，共159頁。人腫瘤中細(xì)胞原癌基因擴增舉例腫瘤癌基因擴增拷貝數(shù)小細(xì)胞肺癌MYC～80MYCN～50MYCL～20神經(jīng)母細(xì)胞瘤MYCN～250膠質(zhì)母細(xì)胞瘤EGFR～50乳腺癌HER2～30MYC～50CCND1～30第一百零八頁，共159頁。③染色體重排(chromosomerearrangement)：已在許多血液系統(tǒng)惡性腫瘤和實體瘤中鑒定了由于染色體重排導(dǎo)致的原癌基因激活。染色體重排后可形成新的融合基因（fusiongene），產(chǎn)生異常的融合蛋白而使細(xì)胞轉(zhuǎn)化。染色體重排也可改變基因的調(diào)節(jié)。

第一百零九頁，共159頁。第一百一十頁，共159頁。④點突變(pointmutation)

體細(xì)胞內(nèi)的原癌基因可以因點突變而激活成為癌基因;第一百一十一頁，共159頁。

原癌基因RAS家族的點突變?nèi)嗽┗蛉四[瘤突變HRAS1膀胱癌Gly12→Val肺癌Gly16→LeuKRAS2大腸癌Gly12→Val肺癌Gly12→CysGly12→ArgGly12→Lys第一百一十二頁，共159頁。NRAS急性粒細(xì)胞白血病Gly12→AspGly13→ValGly13→Asp神經(jīng)母細(xì)胞瘤Gly61→Lys黑色素瘤Gly61→Lys纖維肉瘤Gly61→Lys肺癌Gly61→Arg第一百一十三頁，共159頁。

單個堿基突變改變了編碼蛋白質(zhì)的存在形式而使癌基因激活.

K-ras

N-ras

H-rasRAS有GTPase

活性；GTPase激活蛋白(GAP)GAP第一百一十四頁，共159頁。二、腫瘤抑制基因（1）功能是抑制細(xì)胞的生長和促進細(xì)胞的分化。（2）當(dāng)兩個等位基因突變或缺失而喪失功能，即處于純合失活狀態(tài)時，細(xì)胞就會因正常抑制的解除而惡性轉(zhuǎn)化。（3）一般分成兩組：把關(guān)基因（gatekeeper）和管護基因（caretaker）。第一百一十五頁，共159頁。把關(guān)基因通過抑制細(xì)胞增殖或促進細(xì)胞凋亡(apoptosis)，直接控制腫瘤的發(fā)生和演進。管護基因關(guān)系到DNA修復(fù)和維護基因組的完整性。它們的失能可增加把關(guān)基因、原癌基因等癌相關(guān)基因的突變速率，進而促進腫瘤的發(fā)生和演進。第一百一十六頁，共159頁。視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的RB基因是一個典型的把關(guān)基因。抑制激活第一百一十七頁，共159頁。RB基因定位于13q14，約200kb,有27個外顯子，編碼的蛋白P105含928個氨基酸。RB蛋白在60%以上已研究過的人類腫瘤中失活，其失活可通過多種不同的機制實現(xiàn)，包括基因突變、表觀遺傳沉默、RB蛋白磷酸化，或者RB1蛋白與DNA腫瘤病毒的癌蛋白結(jié)合。

第一百一十八頁，共159頁。DNA錯配修復(fù)基因(MLH1,MSH2,MSH6和PMS2)是典型的管護基因。MSH2-MSH6Recognitionofbase-basemispairsandsinglebaseinsertion-deletionmispairs5’3’CCCCCCCCGGGG

-

GGGMLH1/PMS2MSH2MSH65’3’ATCGGCGCTAGC

T

GCGMSH2MSH6MLH1/PMS2MSH2-MSH3Recognitionofinsertion-deletionmispairs(2-3basepairs)5’3’CACACACACAGTGT--GTGTMLH1/PMS2MSH2MSH3第一百一十九頁，共159頁。腫瘤抑制基因及其產(chǎn)物腫瘤抑制基因染色體定位基因產(chǎn)物及其功能基因異常引起的腫瘤遺傳型散發(fā)型RB113q14.2P105，細(xì)胞周期調(diào)節(jié)視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤小細(xì)胞肺癌等P5317p13.1P53，細(xì)胞周期調(diào)節(jié)Li-Frameni綜合征肺癌，乳腺癌等WT111p13鋅脂蛋白，結(jié)合DNAWillms瘤肺癌等NF117p11.2GTP酶活化蛋白神經(jīng)纖維瘤Ⅰ型－DCC18q21.3跨膜磷蛋白，調(diào)節(jié)細(xì)胞粘著未知結(jié)直腸癌APC5q21-22調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、細(xì)胞遷移、細(xì)胞粘著及染色體穩(wěn)定性等。家族性腺瘤息肉結(jié)直腸癌、食管癌、胃癌、小細(xì)胞肺癌等MCC5q21

家族性腺瘤息肉結(jié)直腸癌、小細(xì)胞肺癌、非小細(xì)胞肺癌等

BRCA117q21核內(nèi)鋅脂蛋白，DNA損傷應(yīng)答、轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)等家族性乳腺癌、卵巢癌BRCA213q12-13與BCRA1活性相似家族性乳腺癌第一百二十頁，共159頁。腫瘤發(fā)生的遺傳學(xué)說一、腫瘤的單克隆起源假說（1）除少數(shù)例外，癌是原始的、單個細(xì)胞增殖的后代，即癌為單克隆起源。

第一百二十一頁，共159頁。（2）有許多證據(jù)證明腫瘤的克隆特性:B或T細(xì)胞淋巴瘤的所有細(xì)胞都有相同的免疫球蛋白基因或T細(xì)胞受體基因重排。對女性腫瘤的研究發(fā)現(xiàn)，一些惡性腫瘤的所有癌細(xì)胞都含有相同失活的X染色體。第一百二十二頁，共159頁。二、腫瘤的多步驟損傷學(xué)說從正常細(xì)胞到形成臨床上可檢測的腫瘤往往需要經(jīng)過一個很長的時期，有多種遺傳因素參與。

第一百二十三頁，共159頁。

ＡPC突變DNA

ＫRAS

ＤCC

突變P53突變轉(zhuǎn)移

LOH甲基化突變LOH

LOH相關(guān)基因（5q）（12p）（18q）（17p）正常上皮上皮增生早期腺瘤中期腺瘤晚期腺瘤結(jié)腸癌轉(zhuǎn)移大腸癌形成的模式圖（FearonandVogelstein）第一百二十四頁，共159頁。大腸癌第一百二十五頁，共159頁。有癌家族史的大腸癌10~30%第一百二十六頁，共159頁。2002年世界范圍內(nèi)男性大腸癌發(fā)病率第一百二十七頁，共159頁。、2002年世界范圍內(nèi)女性大腸癌發(fā)病率第一百二十八頁，共159頁。中國城市大腸癌發(fā)病率抽樣調(diào)查結(jié)果

大腸癌發(fā)病率(/105)

城市1988-19921993-1997變化男女男女哈爾濱14.614.817.313.6↑北京16.116.718.718.9↑天津13.212.816.716.0↑上海27.126.833.332.1↑武漢11.911.214.113.5

↑

中國試點市、縣惡性腫瘤的發(fā)病與死亡中國醫(yī)藥科技出版社北京.中國2002第一百二十九頁，共159頁。中國城市大腸癌死亡率抽樣調(diào)查結(jié)果

大腸癌死亡率(/105)

城市1988-19921993-1997變化男女男女哈爾濱7.87.57.86.8 ↑北京9.410.410.910.7 ↑天津5.76.06.97.6 ↑上海15.215.118.817.9 ↑武漢7.27.27.67.6 ↑中國試點市、縣惡性腫瘤的發(fā)病與死亡中國醫(yī)藥科技出版社北京.中國2002第一百三十頁，共159頁。大腸癌的分期與存活率

分期 Dukes分期TNM分期 5年存活率(%)Ⅰ DukesA期

T1-2,N0M0

>90ⅡA DukesB期

T3,N0M0 60-85ⅡBDukesB期

T4,N0M0 ⅢADukesC期

T1-2,N1M0 25-65ⅢBDukesC期

T3-4,N1M0ⅢCDukesC期

T任何,N2M0Ⅳ DukesD

T任何,N任何M1 5-7第一百三十一頁，共159頁。

大腸癌早期診斷的策略自然人群普查癌前病變隨訪遺傳家族預(yù)測第一百三十二頁，共159頁。大腸脫落細(xì)胞正常大腸粘膜上皮脫落1-51010/24小時收集方案 腹瀉法 普通糞便法檢測方法 普通光鏡法

IHC分析方法

DNA指數(shù)分析法

基因檢測

(聯(lián)合多項癌基因和抗癌基因檢測)第一百三十三頁，共159頁?；驒z測RAS、MYC、erB2等癌基因突變檢測

。APC、MCC、DCC、p53及RB等抑癌基因突變及啟動子區(qū)域甲基化分析

。用五個微衛(wèi)星標(biāo)記(BAT25,BAT26,D2S123,D5S346,和D17S250)進行MSI分析。對5號、17號和18號染色體進行LOH檢測。第一百三十四頁，共159頁。晚期成團癌細(xì)胞第一百三十五頁，共159頁。早期癌細(xì)胞第一百三十六頁，共159頁。糞便中的淋巴瘤細(xì)胞第一百三十七頁，共159頁。大腸癌的發(fā)生率在逐年上升，近年美國已達46／10萬，國內(nèi)一些比較發(fā)達的城市已達30／10萬，因此大腸癌已成為發(fā)達國家和地區(qū)導(dǎo)致死亡的主要疾病之一。年全世界大腸癌的發(fā)病數(shù)估計在94萬左右，約有10％為遺傳性，其中遺傳性非息肉性結(jié)直腸癌（HNPCC）是遺傳性大腸癌最普遍的一種形式，為常染色體顯性遺傳病，占總的大腸癌（CRC）發(fā)生率的2％-7％。第一百三十八頁，共159頁。表觀遺傳學(xué)指以不涉及到核苷酸序列的改變、但可以通過有絲分裂和減數(shù)分裂進行遺傳的生物現(xiàn)象為內(nèi)容的生命學(xué)科.通過DNA的甲基化、組蛋白修飾、染色質(zhì)重塑和非編碼RNA調(diào)控等方式來控制表觀遺傳的沉默.第一百三十九頁，共159頁。ChangesinDNAmethylationduringmammaliandevelopment

第一百四十頁，共159頁。McGarvey,K.M.etal.CancerRes2006;66:3541-3549表觀遺傳沉默第一百四十一頁，共159頁。TranscriptionfactorTranscriptiongeneUnmethylatedPromoter5′3′TranslationProteinmRNAepigeneticsilencing①beforetranscription(promotermethylation,histonedeacetylationandchromatinremodeling)②aftertranscription(miRNA)③aftertranslation?(antibody?)Normally第一百四十二頁，共159頁。CH3CH3MLH1CH3CH3CH3HypermethylatedPromoter(Condensed)5′3′Beforetranscription

TranscriptionfactormRNATranscriptionfactorTranscriptionSilencingofgeneTranslationMLH1UnmethylatedPromoter5′3′CondensationofpromoterchromatinHypermethylatedPromoter/hypoacetylated5′3′MLH1CH3CH3CH3CH3CH3Protein第一百四十三頁，共159頁。anti-MLH1anti-MSH2MLH1UMLH1MAbsenceofMLH1ExpressioninTumorswithMLH1Methylation+/++/--/+Simpkinsetal.HumMolGenet1999第一百四十四頁，共159頁。CombinedBisulfiteRestrictionAnalysis(COBRA)bisulfiteconversionoftumorDNA -req