腫瘤學(xué)第二章

1、第二章 腫瘤多因素多步驟發(fā)病機理制 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)童年時當(dāng)過煙囪清掃工的男性易患腫瘤。100年后，Volkman和Bell觀察到長期與石蠟和焦油接觸的工人易患皮膚癌，德國的科學(xué)家Rehn報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)誘癌的動物實驗。 化學(xué)致癌物：目前認(rèn)為凡接觸引起人或動物形成腫瘤的化學(xué)物質(zhì)，稱為化學(xué)致癌物（chemical carcinogen）。目前發(fā)現(xiàn)對動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)對人和動物有致癌作用，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，而且接觸時間和發(fā)病率相關(guān)，動物致癌實驗陽性，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）是在動物實驗中可獲得某些陽性結(jié)果，但在人群中尚無資料證明對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：至少分為十個家族，包括100多個基因，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重要方面。 、作用：對化學(xué)致癌物的代謝具有雙重性。通過對致癌物的環(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)過不同的轉(zhuǎn)化過程可以代謝為有致癌性或無致癌性。,三、DNA加合物的形成 致癌物經(jīng)過酶活化最終形成帶有親電子基團的終致癌物后，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 共價結(jié)合與非共價結(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、點突變，DNA復(fù)制發(fā)生堿基配對錯誤 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)用高效液相色譜測定尿液中黃曲霉毒素B1的鳥嘌呤加合物從而對人體接觸黃曲霉毒素的狀況可以進(jìn)行評估。,四、遺傳因素影響對致癌物的敏感性。 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體對某一類的致癌物高度易感和對另一類的致癌物的相對抗性。,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：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或相繼作用于機體，其復(fù)合效應(yīng)等于單獨作用之和 、協(xié)同作用:(synergistiic effect) 機體同時暴露于幾種致癌物中其致癌作用高于個單獨致癌物作用之和,七、常見的化學(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 （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,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：(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,（）損傷機制： 形成自由基，破壞正常分子結(jié)構(gòu)。對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類動物的腫瘤，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)病毒感染與其無關(guān)的種屬細(xì)胞時，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制 、病毒編碼產(chǎn)物模擬細(xì)胞內(nèi)分子信號 、病毒編碼產(chǎn)物激活細(xì)胞信號傳導(dǎo)途徑 、病毒編碼產(chǎn)物對細(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 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)生與號染色體BRCA1和號染色體長臂BRCA2及號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： 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)過程：正常細(xì)胞 潛伏性瘤細(xì)胞 特點：短暫、不可逆，引起遺傳突變 促進(jìn)過程：潛伏性瘤細(xì)胞 癌細(xì)胞 特點：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)展的多階段過程包括： 激發(fā) 促進(jìn) 進(jìn)展 轉(zhuǎn)移等幾個階段。 1

15、.動物實驗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)生過程中所經(jīng)歷的增生、良性腫瘤、原位癌、浸潤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期兩個限制點的束縛后，獲得了體外無限增殖的能力。 （）兩個限制點 A：老化期（senescence) 體外培養(yǎng)細(xì)胞經(jīng)過若干次傳代后，細(xì)胞停止生長并不可逆地進(jìn)入一個增殖靜止階段，即老化期。 B:危機期（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)一段時間后，細(xì)胞仍再次脫離細(xì)胞周期而停止生長，這一階段稱危機期。,、病毒編碼產(chǎn)物在細(xì)胞永生化過程中的意義 （）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)胞永生化過程中基因協(xié)同作用 細(xì)胞永生化過程中發(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)化實驗中癌基因協(xié)同效應(yīng)。 實驗證明單個癌基因不足以使細(xì)胞轉(zhuǎn)化 （三）、轉(zhuǎn)基因動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)基因動物模型證實了癌基因在體內(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