腫瘤遺傳6h方選修

1、醫(yī)學遺傳學,細胞生物學教研室,醫(yī)學遺傳學概述,一、醫(yī)學遺傳學的概念及其研究對象,醫(yī)學遺傳學： 是醫(yī)學與遺傳學相結(jié)合的一門學科。,研究的對象是我們?nèi)祟?，研究人類遺傳性疾病的發(fā)生機制、傳遞方式，為遺傳病的診斷、預防、治療提供科學依據(jù)和手段，從而控制遺傳病的發(fā)生，提高人類健康水平和人口素質(zhì)。,隨著科學的發(fā)展和各個學科的相互滲透，醫(yī)學遺傳學與生物化學、生理學、免疫學、病理學、藥理學、社會醫(yī)學等學科的關系越來越緊密，形成了臨床遺

2、傳學。,臨床遺傳學：主要研究各種遺傳病的臨床 診斷、產(chǎn)前診斷、治療、預防、 遺傳咨詢。,人類遺傳學：是研究人類正常性狀和病理性狀 的遺傳現(xiàn)象及其物質(zhì)基礎的科學。,二、醫(yī)學遺傳學的分支學科,細胞遺傳學：是研究人類染色體數(shù)目異常、 結(jié)構(gòu)畸變類型、產(chǎn)生機理及其與疾病 的

3、關系。,生化遺傳學：用生物化學方法，研究遺傳病 中的蛋白質(zhì)或酶的變化以及核酸的相 應改變，從而認識分子病和遺傳性代謝 病的機理。,分子遺傳學：用分子生物學方法，從基因的 結(jié)構(gòu)、突變、表達及調(diào)控等方面，研究控制遺傳病的遺傳物質(zhì)DNA的改變，為遺傳病的基因診斷、產(chǎn)前診斷、基因治療提供方法和手段。,群體遺傳學：研究群體的遺傳結(jié)構(gòu)及其變化規(guī)律。醫(yī)學群體

4、遺傳學則是研究人群中遺傳病的發(fā)病率、遺傳方式、基因頻率、基因型頻率、攜帶者頻率及其影響因素等，以便控制遺傳病在群體中的流行。,,腫瘤遺傳學：應用遺傳學的基本原理和方法，從不 同角度探討腫瘤與遺傳關系的一門學科。,免疫遺傳學：研究免疫現(xiàn)象的遺傳基礎， 從分子水平闡明人類免疫現(xiàn)象的遺傳、變異規(guī)律，了解與遺傳有關的免疫性疾病。,藥物遺傳學：研究藥物代謝的遺傳差異和不同個體對藥物不同反應的遺傳基礎，指導臨床醫(yī)生針對不同的個體用藥以及為新藥的

5、開發(fā)提供科學依據(jù)。,遺傳毒理學：研究環(huán)境因素對遺傳物質(zhì)損傷的機理，從而對環(huán)境中的三致物質(zhì)進行檢測。,三、醫(yī)學遺傳學在現(xiàn)代醫(yī)學中的地位,醫(yī)學遺傳學的快速發(fā)展，隨著科學不斷進步，疾病譜發(fā)生了很大變化，遺傳病對人類的危害越來越明顯，從以下幾點可以看出醫(yī)學遺傳學的重要地位。,1、遺傳病有上升趨勢,據(jù)統(tǒng)計我國每年出生2000萬嬰兒，約有30萬~40萬為嚴重遺傳病的患兒；從人群患病率來估計，單基因病約有3%~5%；多基因病15%~20%；染色體病約

6、有1%，腫瘤也是一種體細胞遺傳病，導致死亡中占據(jù)第二位。,2、自然流產(chǎn)中有50%是由染色體異常引起,3、智力低下者有1/3以上有染色體和基因異常引起,從人群中未患遺傳病的人來說，也并非與遺傳病無關，因為他們有可能是某種隱性遺傳病的攜帶者，據(jù)統(tǒng)計每個人約有5~6個隱性致病基因，雖然不患病，但要遺傳給后代。 臨床上常見疾?。焊哐獕骸⒐谛牟?、糖尿病、 精神分裂癥等，研究證明都與遺傳因素有關，列入多基因病。,腫瘤遺傳學Cancer

7、genetice,腫瘤遺傳學概述,概 念腫瘤遺傳學：應用遺傳學的基本原理和方法，從不同的角度探討腫瘤與遺傳關系的一門學科。,研究腫瘤發(fā)生、發(fā)展的遺傳基礎，其中包括染色體的改變、癌基因、抑癌基因的作用、突變與修復等，闡明腫瘤發(fā)生發(fā)展的遺傳機理，對腫瘤進行診斷、治療和預防。,腫瘤是一類嚴重危害人類健康的疾病，大量的證據(jù)表明，腫瘤的發(fā)生與遺傳和環(huán)境有密切的關系。大部分腫瘤與基因突變相關；腫瘤易感性與多基因相關。 腫瘤是一種體細胞遺

8、傳病，各種環(huán)境因素作用于體細胞的遺傳物質(zhì)，引起DNA或染色體改變，在此基礎上，一個體細胞才能去分化并無限制地增殖而形成腫瘤細胞，再經(jīng)過促進和進展等過程，才形成各種惡性腫瘤。,每一個正常細胞中都存在兩種情況：一是某一特定的染色體抑制細胞分裂，它的丟失將引起腫瘤細胞的無限生長；另一種是某一特定的染色體促進細胞的分裂，當受到刺激激活時，細胞就發(fā)生分裂，由此推斷惡性腫瘤細胞的快速無限增殖，是由于促進分裂的染色體所致。今天大量的科學證據(jù)表明：

9、 抑制細胞生長的染色體 抑癌基因 促進細胞生長的染色體 癌基因,,,幾個觀點 ★腫瘤（癌）的發(fā)生與常見的復雜性疾病 一樣，是遺傳因素（基因）和環(huán)境因素 相互作用的結(jié)果。,★ 腫瘤細胞是由細胞內(nèi)與生長和增殖相關 的基因突變所引起。 從細胞水平上看：是體細胞遺傳病。 從基因水平上看：是多個基因的變化， 為基因病。,★

10、癌是由單個正常細胞轉(zhuǎn)化后無限增殖 的細胞克隆。,★癌是基因多次突變（缺失）的積累， 其發(fā)展是一個多因子介入的多階段過程。,★細胞癌變是細胞去分化的結(jié)果，主要 表現(xiàn)出低分化和高增殖的細胞特征。,第一節(jié)　腫瘤發(fā)生中的遺傳因素,一、腫瘤的家族聚集現(xiàn)象,,,1．癌家族 （cancer family）:是指一個家系中惡性腫瘤的發(fā)病率高（約20％），發(fā)病年齡較早，通常按常染色體顯性方式遺傳。即在一個家系中幾代人有多個成員發(fā)生同一器

11、官或不同器官的惡性腫瘤。,7代人842個成員95個患者，共發(fā)113個癌，發(fā)病年齡早，患者有不同器官的癌，以結(jié)腸癌為主(48人)，此外有子宮內(nèi)膜癌18人 、胃癌、卵巢癌、胰癌、乳腺癌等，男女發(fā)病機會均等，符合常染色體顯性遺傳(AD)。,2．家族性癌 （familial carcinoma）,家族性癌: 是指一個家族內(nèi)多個成員患同一類 型的腫瘤。,如：結(jié)腸癌病人有12%～25%有家族史，因此 結(jié)腸癌可

12、認為是家族性癌。 許多常見的腫瘤（如乳腺癌、胃癌、肺癌等）一般為散發(fā)，但患者的一級親屬的發(fā)病風險高于人群3-5倍，屬于多基因遺傳的腫瘤。,二、同卵雙生子發(fā)病一致率研究,,,77對白血病患者雙生子調(diào)查： 同卵雙生者發(fā)病的一致率高,遺傳因素,20對同卵雙生子發(fā)病部位調(diào)查： 患者均患同一部位的同樣腫瘤,遺傳因素,雙生子調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，同卵雙生發(fā)病的一致率非 常高，主要是他們的遺傳物質(zhì)基礎相同，遺傳的表型也基本相同。,三、腫瘤發(fā)生的種族

13、差異,移居到美國的華人鼻咽癌的發(fā)病率＞美國白人 高34倍。 黑人很少患 皮膚癌、 睪丸癌日本婦女患乳腺癌＜白人，松果體瘤＞其它民族10多倍。,種族是在地理、文化和遺傳背景等方面相對隔離的人群。不同種族中某些腫瘤發(fā)病率有明顯的差異例如：鼻咽癌 中國人 馬來人 印度人 發(fā)病率 13.3 3 0

14、.4,腫瘤發(fā)生的種族差異，主要是由于遺傳基礎不同造成的。同樣說明腫瘤發(fā)生與遺傳因素有關。,第二節(jié) 遺傳性惡性腫瘤和癌前病變,一些少見的腫瘤是由單個基因突變引起的，屬于遺傳性惡性腫瘤，其遺傳方式為AD。有的單基因病和綜合征中，有不同程度患惡性腫瘤傾向，稱為遺傳性癌前病變。如：視網(wǎng)膜母細胞瘤、神經(jīng)母細胞瘤、神經(jīng)纖維瘤、腎母細胞瘤（Wilms瘤）、家族性結(jié)腸息肉等,為眼球視網(wǎng)膜的惡性腫瘤，發(fā)生率1/20000~1/10000，多見于4歲

15、前發(fā)病，癥狀早期為眼底灰白腫塊，無自覺癥狀，很難發(fā)現(xiàn)，待腫瘤長入玻璃體，使瞳孔呈黃色光反射時，才被發(fā)現(xiàn)，稱為“貓眼”，惡性程度高，可隨血液循環(huán)轉(zhuǎn)移擴散，也能直接侵入顱內(nèi)。,一、視網(wǎng)膜母細胞瘤 （RB）,一部分視網(wǎng)膜母細胞瘤患者有13號染色體長臂缺失 核型為 46，XX（XY）del（13）（q14）這種病例常伴有畸形：大嘴大耳、寬鼻梁、智力低下等。,,遺傳型：約占40%，具有雙側(cè)發(fā)病，早發(fā)性 （1.5歲前發(fā)?。?， 有家族史，符合A

16、D方式。非遺傳型：約占60%，多為單側(cè)發(fā)病，晚發(fā)性 （2歲以后發(fā)?。?，無家族史，散發(fā)的。,視網(wǎng)膜母細胞瘤,發(fā)病機理：“二次突變學說”,認為視母細胞瘤的發(fā)生需經(jīng)二次以上突變。,生殖細胞,分子水平研究表明：視母C瘤基因(RB)是一種 抑癌基因。 正常人 RBRB純合子 生殖細胞突變后形成雜合子RBrb ，由于rb為隱性，雜合子RBrb仍具抑癌功能，所以是攜帶者； 再發(fā)生一次突變 形成純合子rbrb或

17、半合子rb，才失去抑癌功能而致惡性轉(zhuǎn)化。 抑癌機理，主要是它去磷酸化后，與細胞轉(zhuǎn)錄因子(E2F)結(jié)合而抑制細胞周期由G1→S期的進展，從而抑制細胞增殖。,雜合性丟失,當?shù)任换蛱幱陔s合時，會出現(xiàn)丟失或突變另一個基因的趨勢，稱為雜合性丟失（LOH）。,抑癌機理，主要是它去磷酸化后，與細胞轉(zhuǎn)錄因子(E2F)結(jié)合而抑制細胞周期由G1→S期的進展，從而抑制細胞增殖。,,視網(wǎng)膜母細胞瘤(RB)雜合性丟失機制,二、腎母細胞瘤（WT）,腎母細

18、胞瘤是一種嬰幼兒腎的惡性腫瘤，發(fā)病率為1/10000，3/4的腫瘤在4歲前發(fā)病?？煞譃檫z傳型和非遺傳型。 遺傳型：多為雙則發(fā)病，發(fā)病年齡早， 符合AD方式，約占38%非遺傳型：多為單則發(fā)病，發(fā)病年齡晚， 約占62%,臨床表現(xiàn)：患者腹部有無癥狀的腫塊，腫塊光滑、質(zhì)堅硬，常伴有無虹膜癥、半側(cè)肥大、假兩性畸形以及智力低下等。 一些無虹膜癥患者，發(fā)現(xiàn)11號染

19、色體短臂中間缺失，核型 46，XX（XY）del（11）（ p12 p13）。 研究表明，在11p13上有抑癌基因，它的缺失與腎母細胞瘤的發(fā)生有關。,三、神經(jīng)母細胞瘤（NB）,神經(jīng)母細胞瘤是一種兒童中常見的惡性胚胎腫瘤，起源于神經(jīng)嵴。發(fā)病率約為1/10000，遺傳方式為AD。分為遺傳型和非遺傳型，遺傳型占20%，發(fā)病年齡早，有多發(fā)性特點，有的伴有神經(jīng)纖維瘤、甲狀腺髓樣瘤、節(jié)神經(jīng)瘤等。致病基因定位在 1p36.1~p36.2,一些單

20、基因遺傳病和綜合征中，有不同程度的患惡性腫瘤傾向，稱為癌前病變，其遺傳方式大部分為AD。（一） 家族性結(jié)腸息肉（FPC）家族性結(jié)腸息肉癥，人群發(fā)病率為1/10000，表現(xiàn)為青少年時結(jié)腸和直腸已有多發(fā)性息肉，盡管無癥狀，但35歲左右惡變?yōu)榻Y(jié)腸癌。90％未經(jīng)治療的患者將死于結(jié)腸癌?；蚨ㄎ挥?q21，是一種抑癌基因。,四、癌前病變的腫瘤,家族性結(jié)腸息肉癥系譜,結(jié)腸內(nèi)壁上有大小不等的息肉，多在30歲前無癥狀，但有發(fā)展為結(jié)腸癌的趨勢，其癥狀

21、是便血帶有粘液，腸梗阻等。,遺傳方式：常染色體顯性遺傳（AD）,（二）神經(jīng)纖維瘤（NF）,遺傳方式：常染色體顯性遺傳（AD），臨床表現(xiàn)：患者的皮膚有牛奶咖啡斑和纖維樣 皮膚瘤，有6個以上直徑超過1.5cm 的牛奶咖啡斑可診斷為該病。在兒童期時皮膚可出現(xiàn)神經(jīng)纖維瘤，主要分布于軀干，大小不一，質(zhì)軟，數(shù)多。成年患者的虹膜上可出現(xiàn)小結(jié)節(jié)。3%~15%

22、可惡變成纖維肉瘤、鱗癌等?；蚨ㄎ挥?7q11.2 它是一種抑癌基因。,（三）基底細胞痣綜合征（BCNS）,遺傳方式：常染色體顯性遺傳（AD），臨床表現(xiàn)：患者的面部、手臂和軀干部有 多個基底細胞痣，青春期增多， 可發(fā)生惡變， 40歲時大部分惡變 為基底細胞癌。 基因定位于9q22.3~ q31以上三種單基因病均為癌前病變的腫瘤。

23、,第三節(jié) 腫瘤的遺傳易感性,一些惡性腫瘤的發(fā)生有一定的遺傳易感性，在此基礎上接受了外界環(huán)境因素的作用，即可導致腫瘤的發(fā)生。腫瘤遺傳易感性：指在一定內(nèi)、外環(huán)境因素 影響下，由于遺傳基礎決定的個體易 患某種惡性腫瘤的傾向性。 既包括染色體水平改變，也有基因水平的改變。,一、染色體的脆性部位與腫瘤 人類染色體上還有一些易發(fā)生斷裂的部位，稱為可遺傳的脆性部位。 其中一些與瘤細胞染色體異常的斷裂點

24、一致或相鄰，另一些與已知癌基因的部位一致或相鄰。,如：葉酸敏感的脆性部位(2q11、2q13、6p23、 8q22、 9p21、 Xq27……)，腫瘤的關系：一些惡性腫瘤染色體畸變斷裂點與脆性位點一致，為染色體重排提供了條件。,二、染色體不穩(wěn)定綜合征與腫瘤 一些疾病由于DNA修復缺陷而致染色體不穩(wěn)定，易于發(fā)生斷裂或重排，稱染色體不穩(wěn)定綜合征，在此基礎上易患白血病或其它惡性腫瘤。,主要包括,,Bloom綜合征（布盧姆綜合征）F

25、anconi貧血（先天性全血細胞減少癥）毛細血管擴張性共濟失調(diào)著色性干皮病,(一)Bloom綜合征 遺傳方式：常染色體隱性遺傳（AR）多見于東歐猶太人，患者身材矮小、面部蝶形紅斑皮疹，免疫力下降，常伴白血病。 在患者外周血淋巴細胞培養(yǎng)中，姐妹染色單體交換（SCE）高于正常人10倍，主要是DNA聚合酶，連接酶活性↓，DNA 修復酶系有缺陷。 基因已定位于15q26.1。,遺傳方式：常染色體隱性遺傳（AR） 是一種兒童

26、骨髓疾病，全血細胞↓，伴侏儒，小眼球，心、腎畸形，皮膚有牛奶咖啡斑或色素沉著，易患白血病，比一般人高20倍，可發(fā)生鱗狀上皮癌。其染色體自發(fā)斷裂率高，缺少外切核酸酶。 基因定位在 20q13,(二)Fanconi貧血,(三)毛細血管擴張性共濟失調(diào)遺傳方式：常染色體隱性遺傳（AR） 多在兒童期發(fā)病，1歲左右學走路時出現(xiàn)共濟失調(diào)，4~6歲時，面部，頸部毛細血管擴張，動眼N障礙，眼球不能隨意轉(zhuǎn)動，免疫功能缺陷，患者拌有白血病，特別

27、是T淋巴細胞白血病和乳腺癌。 致病基因定位在 11q22→q23,(四)著色性干皮病遺傳方式：常染色體隱性遺傳（AR） 患者皮膚對紫外線敏感，受到陽光照射的部位，色素沉著、紅斑、水泡、結(jié)疤→皮膚癌。常在兒童期發(fā)生惡性腫瘤而死亡。,原因：患者體內(nèi)DNA修復系統(tǒng)缺陷，缺少核酸內(nèi)切酶，不能切除被紫外線誘發(fā)的嘧啶二聚體，由基因突變引起。,三、免疫缺陷與

28、腫瘤 腫瘤的發(fā)生是一個多步過程，免疫缺陷能使突變細胞得以逃脫免疫監(jiān)視，而發(fā)展成為腫瘤。許多免疫缺陷患者都有易患腫瘤的傾向，例如無丙球蛋白血癥；免疫缺陷癥等，患者淋巴細胞減少，無漿細胞，不能形成抗體，常常被病菌感染早期死亡，幸存者易患白血病和淋巴系統(tǒng)腫瘤等。,四、染色體病與腫瘤 臨床資料表明，染色體病患者易患腫瘤，例如： 21三體綜合征（先天愚型） 易患白血??； 18三體綜合征 易患腎母細

29、胞瘤； Turner綜合征（性腺發(fā)育不全） 易患卵巢癌； Klinefelter綜合征（先天性睪丸發(fā)育不全） 易患男性乳腺癌。,綜上所述， 染色體脆性部位； 染色體不穩(wěn)定綜合征；免疫缺陷??；染色體病它們與腫瘤的發(fā)生有關，在決定腫瘤的易感性上起重要作用，即說明易感基因的存在，腫瘤具有遺傳易感性。,第四節(jié) 染色體異常與腫瘤,1941年，B

30、overi提出了腫瘤的染色體理論，證明腫瘤細胞來源于正常細胞，染色體畸變是引起細胞惡性轉(zhuǎn)化的主要原因。,一、腫瘤的染色體異常 多數(shù)腫瘤都有染色體異常。同一腫瘤的各細胞中，染色體有相同的特點，這表明它們來源于一個共同的突變細胞，經(jīng)分裂形成克隆。由于內(nèi)外環(huán)境的影響，同一腫瘤細胞有不同的核型。,不同核型的細胞生存和增殖能力不同，有的細胞在選擇中被淘汰，有的則形成增殖優(yōu)勢。 ▲在腫瘤細胞群體中，占主導地位的細胞群 （克?。?就構(gòu)成其干

31、系。 ▲干系的染色體數(shù)目稱為眾數(shù)。 ▲干系以外占非主導地位的細胞群，稱為旁系。由于條件改變，干系可以轉(zhuǎn)變?yōu)榕韵?，旁系也能成為干系。有的腫瘤沒有明顯的干系，有的則可以有兩個或兩個以上的干系。,,腫瘤染色體異常,,染色體數(shù)目異常染色體結(jié)構(gòu)異常,（一）染色體數(shù)目異常,,超二倍體亞二倍體亞三倍體亞四倍體,多為非整倍體,也有整倍體的改變：三倍體、四倍體、六倍體、八倍體等

32、 稱為多倍體。,,高異倍體,（二）腫瘤的染色體結(jié)構(gòu)異常,大多數(shù)腫瘤細胞染色體數(shù)目異常的同時，還有結(jié)構(gòu)異常。異常類型表現(xiàn)出“無規(guī)律性”。 結(jié)構(gòu)異常包括缺失、倒位、重復、易位、環(huán)狀染色體、雙著絲粒染色體、等臂染色體等。 腫瘤細胞中形成的特定結(jié)構(gòu)異常的染色體,能穩(wěn)定遺傳，稱為標記染色體 。,非特異標記特異標記,:見于少數(shù)腫瘤細胞，對整個腫瘤來 說不具有代表性。:指經(jīng)常出現(xiàn)在某一類腫瘤細胞內(nèi)，對該腫瘤具有代表性。

33、,1、特異性的標記染色體 （1） Ph1染色體（費城1號染色體）由于首先在美國費城（Philadelphia）發(fā)現(xiàn)，故命名為Ph染色體. 95%慢性粒細胞性白血病(CML)細胞中存在Ph染色體。為9號染色體與22號染色體易位后重組的22號染色體。,易位形式的核型： 46，XX(XY),-22,+t(9;22) (9pter?9q34::22q11?22qter;

34、 22pter?22q11::9q34?9qter),9號 22號,9q34斷點,,22q11斷點,,Ph1染色體首次證明了一種染色體結(jié)構(gòu)畸變與一種特異性腫瘤的恒定關系。Ph染色體是慢性粒細胞白血病典型的特異性標記染色體。Ph染色體可以出現(xiàn)在臨床癥狀之前，所以，它在早期臨床診斷上有一定的意義，約有95%的慢粒白血病中可檢測出Ph染色體，有時在臨床治療中作為一個指標，Ph染色體出現(xiàn)

35、率↓說明病情好轉(zhuǎn)。 注意：白血病人的染色體數(shù)目是正常的。,（2）14q+染色體 14q+染色體是Burkitt淋巴瘤（常見于非洲兒童的惡性淋巴瘤）所特有的結(jié)構(gòu)異常染色體。由于易位 t（8；14）（q24；q32） 即8號染色體長臂在q24處斷裂，斷片易位到14號染色體長臂q32處，形成8q-和14q+二條染色體。 14q+成為該病的標記染色體。,（3）實體瘤的染色體缺失 肺癌（包括小細胞肺癌、肺腺癌、肺鱗癌）

36、有3號染色體短臂的缺失， del（3）（p14 p23） 視網(wǎng)膜母細胞瘤（ 13q- ） 有13號染色體長臂的缺失，del（13）（q14 ）腎母細胞瘤（11p-） 有11號染色體短臂的缺失， del（11）（ p13 p14 ）,2、非特異性的標記染色體,指出現(xiàn)在多種腫瘤細胞內(nèi)的標記染色體，它們并不為某種腫瘤所特有。常見的有雙微體、巨A染色體、巨大近端著絲粒染色體、環(huán)形染色體等。,（1）雙微體 （雙微小染色體）

37、 多見于神經(jīng)源腫瘤和小兒腫瘤，如：神經(jīng)母細胞瘤、神經(jīng)膠質(zhì)瘤、橫紋肌瘤、胚胎性肉瘤等。雙微體 是腫瘤細胞中成對出現(xiàn)的兩個直徑約0.5μm的球狀染色體。在一個腫瘤細胞中雙微體數(shù)目1對到50對不等。,（2）巨A染色體 巨A染色體又稱巨大亞中央著絲粒標記染色體，是A組（1~3號）的染色體易位而成。在精原細胞瘤、乳腺癌、鼻咽癌等腫瘤細胞中發(fā)現(xiàn)這種標記染色體。,（3）巨大近端著絲粒染色體 比正常細胞中大近端著絲粒染色體（13、1

38、4、15號）還要大。已在多種腫瘤中發(fā)現(xiàn)，如胃癌、結(jié)腸癌、鼻咽癌、肺癌、喉癌、宮頸癌、卵巢癌、精原細胞癌、淋巴肉瘤、黑色素瘤等。,(三) 腫瘤染色體的脆性位點,脆性部位在人類染色體上還有一些易發(fā)生斷裂的部位，稱為可遺傳的脆性部位。其中一些與腫瘤細胞染色體異常的斷裂點一致或相鄰，另一些與已知癌基因的部位一致或相鄰。當脆性部位斷裂后，可導致腫瘤的發(fā)生。,注意：※ 大多數(shù)染色體異常不屬于某種腫瘤所特有?！?某種染色體異?？沙霈F(xiàn)在不同腫瘤中

39、。※ 大多數(shù)實體瘤中很少有恒定的標記染色體。 ▲ 染色體異常不是腫瘤發(fā)生的始動因素，而是致癌因子作用的結(jié)果，癌變過程的重要環(huán)節(jié)。它將導致不同事件的發(fā)生，包括基因激活、失活、轉(zhuǎn)錄異常、擴增等，繼而導致細胞的癌變。,,,第五節(jié) 癌基因與腫瘤抑制基因,基因的改變是腫瘤發(fā)生的分子基礎，與腫瘤發(fā)生相關的基因可分為兩大類,,癌基因抑癌基因,這兩類基因的作用正好相反。它們的異常會導致細胞的異常生長和增殖，或去除正常的生長抑制，結(jié)果都會導致腫

40、瘤發(fā)生。,一、癌基因,癌基因是正常人體和動物細胞內(nèi)以及致癌病毒內(nèi)所固有的能引起細胞惡性轉(zhuǎn)化的核苷酸序列(DNA片段)。在個體發(fā)育的早期與細胞的生長分化等功能有關，但在發(fā)育的后期癌基因處于封閉狀態(tài)，即不表達或低表達。其本身無致癌作用。一旦被激活，它們會異常表達，合成與癌細胞有關的蛋白，使正常細胞轉(zhuǎn)化為惡性細胞。,病毒癌基因（v-onc）細胞癌基因（c-onc）或原癌基因,癌基因分兩類,,（一）病毒癌基因（v-onc）是位于逆轉(zhuǎn)錄病毒基

41、因組內(nèi)的一段核苷酸序列。逆轉(zhuǎn)錄病毒是一類具有逆轉(zhuǎn)錄酶的RNA病毒，能誘發(fā)動物產(chǎn)生腫瘤，稱為RNA腫瘤病毒。最早發(fā)現(xiàn)是1910年，Rous將雞肉瘤的無細胞抽提液接種到健康的雞身上，誘發(fā)產(chǎn)生了肉瘤，從而發(fā)現(xiàn)了Rous肉瘤病毒。,根據(jù)來源不同病毒癌基因分為4類 ? 腺病毒癌基因 ? 多瘤病毒癌基因 ? 皰疹瘤病毒癌基因 ? 逆轉(zhuǎn)錄病毒癌基因,病毒癌基因誘發(fā)細胞惡變方式 (3種) ? 癌基因

42、直接誘發(fā)產(chǎn)生腫瘤 ? 整合誘發(fā)細胞癌基因表達 ? 誘發(fā)正常細胞惡性轉(zhuǎn)化后，本身在細胞內(nèi)消失,（二）細胞癌基因（c-onc）或原癌基因細胞癌基因：是存在于人和動物細胞基 因組中的正?；?，有與病毒癌基 因同源的DNA序列，激活后可引起細 胞癌變。,細胞癌基因是存在于人類細胞中的正?；?，在正常情況下，并不引起細胞癌變。而且細胞癌基因在一定時間、一定組織中的定量表達，是維持細胞的正常生理功能、調(diào)節(jié)

43、細胞的生長和分化所必需的。當機體生長發(fā)育過程完成后，細胞癌基因則處于關閉（封閉）狀態(tài)，即不表達或低表達。只有在致癌因子的作用下使癌基因被激活，在錯誤的時間、地點進行異常表達，導致細胞癌變。,細胞內(nèi)的原癌基因高度保守，從酵母到人都存在，這些基因與細胞生長，增殖，分化有關，并受到精細和嚴格的控制。,1、細胞癌基因的功能和分類,按細胞癌基因的產(chǎn)物及功能不同分為4大類： （1）蛋白激酶類 （2）信號傳遞蛋白類 （G蛋白類） （

44、3）核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子類（核蛋白類） （4）生長因子類,細胞癌基因與細胞的生長、增殖等功能有關。它們編碼生長因子、生長因子受體和蛋白激酶而在生長信號的傳遞和細胞分裂中發(fā)揮作用；或者編碼DNA結(jié)合蛋白而參與基因的表達或復制的調(diào)控。,正常情況下細胞癌基因在人體中不表達或僅有低度表達，處于封閉狀態(tài)，但在胚胎發(fā)育或細胞分裂的一定階段十分重要，具有一定的生理功能。當其受到致癌因子作用時，可以通過多種方式被激活，使癌基因表達，導致細胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化。

45、,2、細胞癌基因的激活,細胞癌基因的激活方式,,點突變啟動子插入基因擴增染色體斷裂與重排,（1）點突變激活：細胞內(nèi)的原癌基因可以因點突變而成為癌基因，產(chǎn)生異常的基因產(chǎn)物；也可由于點突變使基因失去正常的調(diào)控而過度表達。因此，突變激活又稱為激活的質(zhì)變模式。,例如：膀胱癌，癌基因ras12位密碼子GGC→GTC，甘氨酸→纈氨酸，結(jié)果導致細胞具有轉(zhuǎn)化細胞的特征?，F(xiàn)今已在膀胱癌、結(jié)腸癌等許多腫瘤發(fā)現(xiàn)了ras基因，后者編碼一種膜蛋白，稱為

46、p21蛋白。,（2）啟動子插入,細胞癌基因附近一旦被插入一個強大的啟動子，也可被激活。例如：逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組的兩端含有長末端重復序列，內(nèi)含較強的啟動子。一旦插入到細胞癌基因附近或內(nèi)部，使癌基因激活，而過度表達，導致細胞癌變。,（3）癌基因擴增,細胞癌基因通過復制可使其拷貝數(shù)大量增加，稱基因擴增。為此癌基因編碼的蛋白過度表達，從而激活并導致細胞惡性轉(zhuǎn)化。,在腫瘤細胞尤其是胚胎神經(jīng)組織腫瘤細胞中，有時見到的雙微體和染色體上的均染區(qū),就是原

47、癌基因DNA片段擴增的表現(xiàn)。,在人類腫瘤中，約有95%的病例，細胞中有雙微體，它是一對環(huán)狀不含著絲粒染色體片段。,染色體斷裂與重排導致癌基因的重排或融合，產(chǎn)生異常的蛋白而使細胞轉(zhuǎn)化。 例如：慢性粒細胞白血病，95%有染色體易位t（9；22）（q34；q11），形成了一種結(jié)構(gòu)與功能異常的融合基因。它編碼的蛋白能促成細胞的惡性轉(zhuǎn)化。有時染色體斷裂與重排，使癌基因激活和抑癌基因失活，導致細胞癌變。,（4）染色體斷裂與重排形成融合基因,

48、二、腫瘤抑制基因（抑癌基因或抗癌基因）,腫瘤抑制基因：是一類存在于正常細胞中，能抑制腫瘤形成的基因。,它的功能是抑制細胞的生長、增殖和癌基因的激活；促進細胞的分化；誘導細胞的凋亡。,癌基因和抑癌基因的突變（癌基因為激活；抑癌基因為失活）都有可能導致腫瘤發(fā)生。,第1個發(fā)現(xiàn)的腫瘤抑制基因是Rb基因，位于13q14，通過視網(wǎng)膜母細胞瘤的研究發(fā)現(xiàn)。 最有名氣的腫瘤抑制基因是P53基因，與許多腫瘤的發(fā)生相關。1、Rb基因 Rb基因名稱

49、來自（Retinoblastoma）視網(wǎng)膜母細胞瘤 Rb基因位于13q14 全長約200kb,有27個外顯子，編碼928個氨基酸組成的蛋白質(zhì)，分子量為110kD。 Rb蛋白功能是調(diào)節(jié)細胞周期，抑制細胞增殖。,30%的視網(wǎng)膜母細胞瘤中涉及Rb基因的缺失。也發(fā)現(xiàn)Rb基因的剪接錯誤、點突變及啟動子的缺失。 Rb基因的缺失或功能喪失不僅見于視網(wǎng)膜母細胞瘤，而且還見于骨肉瘤、小細胞肺癌、乳腺癌等腫瘤中。,人的P53基因定位于17p13

50、.1，含11個外顯子，轉(zhuǎn)錄2.5kb的mRNA，編碼393個氨基酸組成蛋白（細胞周期蛋白），分子量為53kD。 P53基因的突變與50%的腫瘤發(fā)生相關，常發(fā)生在結(jié)腸癌、乳腺癌、肝癌、肺癌等多種腫瘤中。 P53基因是一種腫瘤抑制基因。,2、P53基因,P53蛋白的4個功能區(qū)：(1)N-端（氨基端）調(diào)控活性區(qū)—行使功能的區(qū)域，可激活轉(zhuǎn)錄，介導蛋白質(zhì)相互作用的區(qū)域，由73個氨基酸構(gòu)成。(2)序列特異性結(jié)合區(qū)—核心區(qū)，具有特異性結(jié)

51、合DNA的功能，此區(qū)域含有大量的突變熱點。(3)寡聚區(qū)—介導P53蛋白自身形成4聚體。(4)C-端（羧基端）—與DNA非特異性結(jié)合區(qū)。,P53基因的作用 調(diào)節(jié)細胞周期，抑制細胞分裂，促進細胞凋亡和分化，保護基因組的完整性，抑制腫瘤細胞生長。P53為核內(nèi)磷酸化蛋白，作為轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控其它蛋白的活性，達到調(diào)節(jié)細胞周期和促進細胞凋亡的作用。P53蛋白的失活導致細胞周期的紊亂，失去抑癌作用而使細胞癌變。,編碼G蛋白（信號轉(zhuǎn)導）,抑癌基因

52、在正常情況下能抑制腫瘤的發(fā)生，有抑癌作用，當發(fā)生異常后而失活，則變?yōu)橹掳┗颉?抑癌基因的失活方式：缺失、點突變、 DNA 甲基化DNA 甲基化：指在甲基轉(zhuǎn)移酶的作用下，將甲基轉(zhuǎn)移到DNA的胞嘧啶第5位碳原子的過程。 DNA 高度甲基化后可使抑癌基因失活,總之，癌基因與抑癌基因都是在腫瘤的發(fā)生機理過程中發(fā)

53、現(xiàn)的，它們分別承擔著細胞生長的正負調(diào)控，維持細胞正常的重要因素，是正常細胞基因組的固有成分。沒有它們的存在，細胞將無法進行正常的生命活動，當它們發(fā)生異常，即癌基因的激活與抑癌基因的失活，才具有致癌性，導致細胞癌變。,第六節(jié) 腫瘤發(fā)生的遺傳學說,一、單克隆起源學說： 腫瘤細胞群體來自單一細胞的克隆。,,致癌因子引起體細胞突變，使正常細胞轉(zhuǎn)化為前癌細胞，然后在一些促癌因素作用下，發(fā)展成為腫瘤細胞。按這個學說的觀點，腫瘤細胞是由

54、單個突變細胞增殖而成的。,最初一個關鍵基因或一系列事件導致某一細胞向腫瘤方向轉(zhuǎn)化，形成不可控制的細胞增殖，最后形成腫瘤。單克隆學說的證實：1、女性葡萄糖-6磷酸脫氫酶（G6PD）是X連鎖基因，在腫瘤中表現(xiàn)出均失活或均不失活。2、同一腫瘤所有細胞具有相同的標記染色體。,細胞必須發(fā)生兩次突變才能形成腫瘤。遺傳性腫瘤的第一次突變發(fā)生在生殖細胞內(nèi)，并遺傳給后代，后代體細胞又一次發(fā)生突變，使細胞轉(zhuǎn)化形成腫瘤。 學說的證實：視網(wǎng)膜母細胞

55、瘤 遺傳性 非遺傳性 雙側(cè) 單側(cè) 早發(fā) 晚發(fā) 家族性 散發(fā)性 二次突變論在其他腫瘤的研究中也得到證實。,二、二次突變論學說：,家族性腫瘤與散發(fā)性腫瘤發(fā)生的比較,,,,,,,,,,,,,,,,,,,家族性,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,散發(fā)性

56、,生殖細胞突變,,多克隆腫瘤雙側(cè) 早發(fā),,體細胞突變,正常基因,,單克隆腫瘤單側(cè) 晚發(fā),,體細胞突變,,體細胞突變,三、腫瘤的多步驟遺傳損傷學說：,研究表明，腫瘤的發(fā)生是多步驟的，涉及到多種相關基因協(xié)同作用，包括細胞癌基因的激活和抑癌基因的失活。這是癌發(fā)生不可缺少的事件，它與環(huán)境中的致癌因子密切相關，即化學致癌物、射線、病毒等。當致癌因子作用于細胞后，多次發(fā)生遺傳損傷，經(jīng)啟動和促進，使細胞惡變形成腫瘤。腫瘤的發(fā)生是遺傳因素和環(huán)境因素共

57、同作用的結(jié)果。,癌基因的異常表達 癌基因突變 癌基因低甲基化 癌基因擴增 染色體易位(基因重排，融合基因)抑癌基因失活 抑癌基因缺失 抑癌基因高甲基化,正常細胞,,DNA損傷,,體細胞突變,,控制細胞凋亡的基因突變,,進入始動階段,,克隆性增殖,,惡性腫瘤,致癌因子,,,生殖細胞突變,,抑癌基因失活,,癌基因激活,,始動階段,,促進階段,,額外突變,腫瘤發(fā)生的過程,病毒基因整合,,在這個

58、多步變化的過程中，一個細胞的惡性轉(zhuǎn)化至少需要二次以上的突變，有的腫瘤則需要6—7次遺傳事件，才能完成惡性轉(zhuǎn)化?？傊?，由于各種原癌基因發(fā)生了量變和質(zhì)變，導致表達異常，造成細胞分裂與分化失控，通過多階段演變而轉(zhuǎn)化為腫瘤細胞。例如，結(jié)腸癌的發(fā)生至少經(jīng)過6個階段： 上皮細胞過度增生、早期腺瘤、中期腺瘤、晚期腺瘤、腺癌、轉(zhuǎn)移癌。,,正常細胞,,,,,,5q21上基因丟失或突變,細胞增殖,,早期腺瘤

59、,中期腺瘤,,,Ras癌基因突變,,,18q21上基因丟失,,晚期腺瘤,,,腺癌,,,轉(zhuǎn)移癌,,17q13上基因丟失,DCC,P53,,其它染色體上基因丟失,結(jié)腸癌多步驟發(fā)生及相關基因改變的模式圖,抑癌基因,抑癌基因,思考題（作業(yè)） 1、舉例說明腫瘤發(fā)生的遺傳因素。2、簡述細胞癌基因功能、分類及激活方式。 3、以“二次突變論學說”舉例說明遺傳性腫瘤 與非遺傳性腫瘤發(fā)生的過程及其區(qū)別。4、簡述腫瘤發(fā)生的遺傳機理。 （ 任