08 第8章 肿瘤.pptx

第1页：第八章 肿瘤遗传学

第八章肿瘤遗传学

第2页：本章内容第一节肿瘤发生的环境因素（图示）

第3页：本章内容导览

本章内容第一节肿瘤发生的环境因素第二节肿瘤发生的遗传因素第三节肿瘤的细胞学基础第四节肿瘤的分子基础第五节肿瘤发生的遗传学说第六节肿瘤的分子诊断和基因治疗第七节肿瘤与表观遗传

第4页：本章重点内容提示

• 本章重点内容提示
• 染色体不稳定综合征的类型
• 遗传性癌前病变和遗传性肿瘤的类型
• Ph染色体和14q+染色体形成机制及意义
• 癌基因概念、功能分类、激活机制
• 抑癌基因及其研究途径
• 二次突变学说
• 肿瘤的单克隆起源学说
• 肿瘤发生的多阶段模式学说（以结肠癌为例）
• 表观遗传的概念、特点、类型及与肿瘤的关系

第5页：肿瘤（neoplasm）

• 肿瘤（neoplasm）：一群生长失去正常调控的细胞形成的新生物。–85%为癌(carcinoma)–2%为肉瘤(sarcoma)–5%为淋巴瘤(lymphoma)–3%为白血病(leukemia)
• 肿瘤遗传学（Cancer Genetics)应用遗传学的基本原理、方法，从遗传方式、遗传流行病学、细胞遗传和分子遗传学等不同的角度探讨肿瘤发生与遗传的关系，从而探讨肿瘤防治的新途径的一门多学科渗透的新兴学科。

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第6页：癌发生于一个细胞的（恶变）克隆

• 癌发生于一个细胞的（恶变）克隆——癌起源于单细胞的恶变
• 癌有家族性和散发性——发生在生殖细胞的突变是可遗传的
• 肿瘤的发生涉及多基因、多因素、多途径、多阶段的复杂过程几个观点

第7页：癌发生涉及多个基因的变化细胞水平

• 癌发生涉及多个基因的变化细胞水平——体细胞遗传病基因水平——多基因病
• 癌的发生与常见的复杂性疾病一样，也是由遗传因素（基因变化）和环境相互作用的结果——多因素病
• 癌的遗传事件不是单一而是多途径，如涉及众多信号通路——多途径机制
• 癌的发生经历基因多次突变的累积，其发展是一个多阶段的过程——多阶段

第8页：第一节 肿瘤发生的环境因素

• 第一节肿瘤发生的环境因素
• 化学致癌物
• 射线
• 病毒
• 烟草和酒精等

第9页：一、化学致癌物

一、化学致癌物80-90%人类肿瘤形成的病因。大量动物实验证实：肿瘤发生需要两个主要阶段，即始动阶段和促进阶段。当细胞暴露于一定量的始动剂可能癌变时，标志始动阶段的开始。始动阶段通常是快速的，且不可逆转。促进阶段的特点是肿瘤细胞（始动细胞）的永生化和克隆化。此外，促进阶段的因素（促进剂）不直接影响DNA，故对细胞的影响是可逆的。肿瘤发生的环境因素

第10页：1.始动阶段肿瘤始动阶段的致

1.始动阶段肿瘤始动阶段的致癌物是一系列天然的或人工合成的化合物，分为直接作用和间接作用化合物（致癌物前体）。前者自身为致癌物，后者通过体内代谢最终转变为致癌物。肿瘤发生的环境因素

第11页：在致癌物前体中主要的一类酶是细胞色素

在致癌物前体中主要的一类酶是细胞色素P-450依赖性单氧化酶的同工酶，在群体中，酶的活性和诱导性的变异较大。例如，其中一种同工酶CYP1A1负责多环芳香类碳水化合物的代谢。群体中10%的个体拥有这种高度诱导形式的酶，因此，编码这些酶的基因具有多态性，影响人群对某一致癌物的易感性。其中，吸烟者患肺癌的风险较高与此基因变异相关。肿瘤发生的环境因素

第12页：2.促进阶段当经历始动阶段

2.促进阶段当经历始动阶段的细胞暴露于促进剂时，遗传损伤的细胞数将增加。随着持续分裂，这些具有遗传突变的细胞将面临着选择。因此，促进阶段涉及癌前病变细胞的增殖、恶性转化及肿瘤的进展等。肿瘤发生的环境因素

第13页：促进剂不致突变

促进剂不致突变，是通过诱导细胞增殖机制而起到促进肿瘤的作用。如蛋白激酶C是磷酸肌醇信号传导通路的复合物，正常情况下受控于第二信使乙酰甘油，TPA（纤维蛋白酶原激动子）激活蛋白激酶C，活化的蛋白激酶C引起靶蛋白的磷酸化，最终刺激细胞增殖。肿瘤发生的环境因素磷脂酰肌醇4,5二磷酸三磷酸肌醇甘油二酯TPA

第14页：二、辐射体内诱发肿瘤细胞体外使细胞转

二、辐射体内诱发肿瘤细胞体外使细胞转化辐射起致突变作用，通过造成DNA损伤而引起细胞的恶性转化。肿瘤发生的环境因素紫外线或电离辐射

第15页：1.紫外线UVA

1.紫外线UVA（320-400nm）UVB（280-320nm）UVC（200-280nm）UVB易被DNA碱基吸收，引起DNA碱基的改变。因此，被认为与皮肤癌的发生有关。肿瘤发生的环境因素

第16页：电磁辐射（X-线和γ-线）

电磁辐射（X-线和γ-线）电离辐射特殊辐射（α-粒子、β-粒子、原子和中子）自然环境的一部分，具有致癌性。电离辐射是广泛致癌物，可以诱导几乎任何年龄、任何物种的任何组织癌变。与紫外辐射不同，单独置于电磁辐射足以形成肿瘤。肿瘤发生的环境因素2.电离辐射

第17页：三、病毒现已发现大量与人类肿瘤相关的

三、病毒现已发现大量与人类肿瘤相关的DNA和RNA病毒。作用机制：整合到宿主细胞DNA。对DNA肿瘤病毒而言，癌基因是病毒基因组的整合部分；对RNA肿瘤病毒而言，癌基因为病毒的供体，即病毒RNA经逆转录变为前病毒，再整合到宿主基因组。肿瘤发生的环境因素

第18页：常见DNA肿瘤病毒

常见DNA肿瘤病毒

EBV、乳头瘤病毒（HPV）和乙肝病毒；常见RNA病毒：人类T细胞白血病病毒和人类免疫缺陷病毒。EBV主要与Burkitt淋巴瘤和鼻咽癌的发生相关，如98%非洲人Burkitt淋巴瘤有EBV感染史；100%的鼻咽癌有EBV DNA。免疫缺陷病毒可以引起艾滋病和肿瘤在内的多种疾病。肿瘤发生的环境因素

第19页：肿瘤发生的环境因素

肿瘤发生的环境因素

第20页：一.肿瘤的遗传

一.肿瘤的遗传现象1.家族聚集性癌家族（Cancer family）

一个家系中多个成员患癌，患者子女患癌的机会比一般群体高，发病年龄早，通常为AD遗传。许多常见肿瘤如乳腺癌、结直肠癌、肺癌、胃癌等发生，一级亲属再发风险高于一般群体3－10倍。如：Lynch癌家族综合征Li-Fraumeni综合征第二节肿瘤发生的遗传因素

第21页：Lynch癌家族综合征特点

Lynch癌家族综合征特点

1.肿瘤发生率高；2.某种肿瘤（腺癌、肉瘤）发病率高；3.肿瘤有多发性（部位）；4.发病年龄早；5.符合常染色体显性遗传特点。肿瘤的遗传现象

第22页：Li-Fraumeni综合征

Li-Fraumeni综合征（LFS）是以乳腺癌为主的癌家族综合征，呈AD遗传，还患有脑瘤，骨肉瘤，横纹肌肉瘤，白血病，肺癌，结肠癌，肾上腺皮质癌等。肿瘤的遗传现象

第23页：2.家族性癌

2.家族性癌（FamilialCancer）一个家族内多个成员患同一类型的肿瘤,该家族成员对此类型肿瘤的遗传易感性增高。一级亲属再发风险高于一般群体3－4倍。3.同卵双生子发病一致率研究77对白血病患者双生子调查:同卵双生者发病一致率高遗传因素20对同卵双生子发病部位调查:患者患同一部位的同样肿瘤遗传因素肿瘤的遗传现象

第24页：4.肿瘤发生率

4.肿瘤发生率的种族差异不同种族中某些肿瘤发病率有明显差异例如：鼻咽癌中国人马来人印度人13.3 : 3 : 0.4移居到美国的华人比美国人高34倍。松果体瘤日本比其他民族高十余倍。种族差异主要是遗传差异所致，在肿瘤发生中也起作用。肿瘤的遗传现象

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第25页：二、遗传性肿瘤综合征--染色体不稳定

• 二、遗传性肿瘤综合征--染色体不稳定综合征代表性疾病：
• Bloom’s综合征
• Fanconi贫血
• 毛细血管扩张性共济失调
• 着色性干皮病共同特征：AR遗传，DNA修复系统异常，所以染色体DNA不稳定，易于发生断裂或重排，易患白血病或其他恶性肿瘤。

第26页：1.Fanconi贫血

• 1.Fanconi贫血（FA)
• 遗传方式：AR遗传。
• 表现：儿童骨髓疾病，患者全血细胞减少，又称先天性全血细胞减少症。白血病的发生率比一般人高20倍。常伴发侏儒，小眼球，心、肾畸形等。一些FA患者在粘膜与皮肤交界处（口唇，肛门和阴唇）可发生鳞状上皮癌。
• 病因：缺少核酸外切酶（exonuclease），非同源染色体之间常交联、易位。
• 致病基因：FANC（A-G，I，Ｌ，Ｍ）遗传性肿瘤综合征

第27页：2.Bloom综合征

• 2.Bloom综合征
• 遗传方式：AR遗传，东欧犹太人的后裔中多见。
• 表现：身材矮小，一岁时面部暴露于日光的部位出现蝴蝶状红斑，毛细血管扩张所致，常伴发白血病和其他恶性肿瘤，可恶变为纤维肉瘤、鳞癌和神经纤维肉瘤。
• 病因：患者染色体不稳定，有免疫功能缺陷。
• 致病基因：BLM，位于15q26.1遗传性肿瘤综合征

第28页：3.毛细血管扩张性共济失调症

• 3.毛细血管扩张性共济失调症（AT)
• 遗传方式：AR遗传。
• 表现：常在儿童期发病，患者1岁起进行性小脑共济失调，4-6岁时，眼、面部、颈部，尤其是眼结膜可出现瘤样毛细血管扩张，常伴发白血病，特别是T淋巴细胞白血病和乳腺癌。
• 病因：染色体自发断裂，14q12为断裂热点，所形成的淋巴细胞白血病常有14q+的易位。
• 致病基因：ATM，位于11q22.3遗传性肿瘤综合征

第29页：4.着色性干皮病（XP）

• 4.着色性干皮病（XP）
• 遗传方式：AR遗传。
• 表现：主要是皮肤对紫外线非常敏感，日光照射后可发生色素沉着，红斑等病变，可恶变为基底细胞癌或鳞状上皮癌，常在儿童期发生恶性肿瘤，并死于癌转移。
• 病因：缺少核酸酶，DNA的切除修复系统有缺陷，不能切除紫外线诱发的嘧啶二聚体，因而导致突变率增高。
• 致病基因：MXP（A－G，V）遗传性肿瘤综合征

第30页：一些单基因遗传的疾病和综合征中

• 一些单基因遗传的疾病和综合征中，有不同程度的恶性肿瘤倾向，称为癌前病变（precancerous lesion)。其遗传方式大部分为常染色体显性。
• 少数来源于神经或胚胎组织的肿瘤常为遗传性肿瘤。
• 遗传性肿瘤按常染色体显性遗传方式遗传，常为双侧性或多发性，发病早于散发型病例。
• 遗传性肿瘤虽然少见，但在肿瘤病因学研究上有重要意义。
• 三、遗传性癌前病变和遗传性肿瘤共同特征：

第31页：（一）遗传性癌前病变

（一）遗传性癌前病变

第32页：一）遗传性癌前病变1.家族性结肠息肉综合

• 一）遗传性癌前病变1.家族性结肠息肉综合征（Familial Polyposis Coli, FPC)
• 遗传方式：AD遗传
• 特征：为病变局限于结肠和直肠，息肉为腺瘤性，数目可多可少，十几岁时即可能开始恶变为腺癌，40岁前多恶变为癌。
• 致病基因：APC是一种抑癌基因，位于5q21-q22，在其有杂合性缺失的基础上，又经癌基因KRAS2、抑癌基因DCC、P53等的多步变化，才形成结肠腺癌。

第33页：遗传性肿瘤家族性结肠息肉综合征

遗传性肿瘤家族性结肠息肉综合征

第34页：2.Ⅰ型神经纤维瘤

• 2.Ⅰ型神经纤维瘤（Neurofibromatosis, NFⅠ)
• 遗传方式：AD遗传
• 表现：患者的皮肤有牛奶咖啡斑和纤维瘤样皮肤瘤，如有6个以上直径超过1.5cm的牛奶咖啡斑即可诊断为该病。在儿童期，皮肤中即可出现神经纤维瘤，主要分布于躯干，从针尖至橘子大小。3%～15%可恶变为纤维肉瘤、鳞癌和神经纤维肉瘤。
• 致病基因：NF1，位于17q11.2，是一种抑癌基因。遗传性肿瘤

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第35页：3.基底细胞痣综合征

• 3.基底细胞痣综合征（Basal Cell Nerves Syndrome, BCNS)
• 遗传方式：AD遗传
• 表现：患者面部、手臂和躯干有多数基底细胞痣，青春期增多，青年期即可发生恶变，40岁时90%恶变为基底细胞癌，并有颌骨囊肿。
• 致病基因：BCNS，位于9q22.3-q31，是一种抑癌基因。遗传性肿瘤

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第36页：二）遗传性肿瘤1.视网膜母细胞瘤

二）遗传性肿瘤1.视网膜母细胞瘤（Retinoblastoma，RB)儿童期（多在4岁以前）发病的一种眼内的恶性肿瘤发生率约1/10000～1/21000。临床表现：早期为眼底灰白色肿块，多无自觉症状，以后肿瘤长入玻璃体，使瞳孔呈黄色光反射时，才容易被发现，称为“猫眼”。遗传型多为双侧发病，发病早，有家族史。非遗传型多为单侧发病，且在2岁以后才发病。遗传性肿瘤

第37页：视网膜母细胞瘤（RB）遗传性非遗传

• 视网膜母细胞瘤（RB）遗传性非遗传性（散发型）
• AD遗传散发
• 家族史无
• 双侧单侧(约90%）
• 早发晚发
• 20～25% 75～80%遗传性肿瘤

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第38页：2.肾母细胞瘤（Wilms瘤

• 2.肾母细胞瘤（Wilms瘤，WT)婴幼儿恶性胚胎肿瘤，患者腹部有无症状的肿块。发病率为1/10000，3/4肿瘤发生在4岁以前，90%在20岁前发生，分为遗传型和非遗传型。遗传性非遗传性（散发型）
• AD遗传散发
• 双侧单侧
• 早发晚发
• 38% 62%遗传性肿瘤

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第39页：研究表明

研究表明

Wilms瘤基因(WT)是一种肿瘤抑制基因，基因产物为一种有锌指结构的蛋白质，与早期生长反应基因（EGR-1)DNA相结合而抑制其转录激活作用。患者的肿瘤组织中有WT的纯合缺失，其正常组织中则为杂合子。Wilms瘤发生机理可能与视网膜母细胞瘤相同。遗传性肿瘤

第40页：Wilms瘤如伴有无虹膜

Wilms瘤如伴有无虹膜，泌尿生殖道畸形，智力低下，则称为WAGR综合征。该综合征患者有11号染色体短臂的中间缺失del(11)(p13)，认为11p13位点载有肿瘤抑制基因。遗传性肿瘤

第41页：3.神经母细胞瘤

• 3.神经母细胞瘤（Neuroblastoma，NB)一种儿童常见的恶性胚胎瘤，起源于神经嵴，发病率约1/10000。有的NB还并发神经纤维瘤，神经节瘤，嗜铬细胞瘤等。可分为遗传型和非遗传型。遗传性非遗传性（散发型）
• AD遗传散发
• 早发晚发
• 多发单发
• 20% 80%致病基因：NBL1，定位于1p36.13。遗传性肿瘤

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第42页：同是一种肿瘤

同是一种肿瘤,为什么既有遗传型又有散发型?发病年龄又不同呢?1971年Knudson为解释家族性(遗传型)视网膜母细胞瘤提出二次突变学说(two hits theory),解释这种现象。遗传性肿瘤

第43页：四、肿瘤的遗传易感性

• 四、肿瘤的遗传易感性
• 肿瘤的遗传易感性：具有某些遗传缺陷或某种基因多态性变异型的个体容易发生肿瘤的特性；
• 肿瘤的遗传易感性最明显的临床特征：家族史，例如：乳腺癌，两个易感基因BRCA1和BRCA2二者生殖细胞突变的妇女乳腺癌：60－90％卵巢癌：20－60％

第44页：每一个正常细胞中有一种特殊的排列可以抑制

• 每一个正常细胞中有一种特殊的排列可以抑制细胞分裂，…假定存在一些抑制分裂的染色体，它的丢失将引起肿瘤细胞的无限生长…，另一方面，假定还存在促进分裂的染色体，…当受到某种刺激激活时，细胞就发生分裂…，由此可推断恶性肿瘤细胞的快速无限增殖的趋势，是由于促进分裂的染色体的持久优势所致。Theodor Boveri，1911
• 抑制细胞生长的染色体肿瘤抑制基因
• 促进细胞生长的染色体癌基因第三节肿瘤的细胞学基础－－染色体异常与肿瘤

第45页：肿瘤的染色体异常数目异常结构异常染色体

肿瘤的染色体异常数目异常结构异常染色体异常是癌细胞遗传学的基本特征细胞内染色体的不稳定是产生肿瘤的根本原因——Boveri 1914肿瘤的细胞学基础

第46页：同一肿瘤的每个细胞具有共同的染色体特点

• 同一肿瘤的每个细胞具有共同的染色体特点经分裂、增殖而成的克隆同一突变细胞但由于各种因素影响，克隆癌细胞核型有不同变化。克隆演化（clone evolution)主导克隆---干系(stem line)--众数(modal number)非主导克隆---旁系(side line)
• 一、肿瘤染色体数目异常—多为非整倍体或异倍体肿瘤的细胞学基础

第47页：超二倍体（染色体

超二倍体（染色体>46条)非整倍体亚二倍体（染色体<46条）三倍体多倍体四倍体数目变化并不反映恶性程度。肿瘤的细胞学基础

第48页：肿瘤细胞染色体（Hep-2）

肿瘤染色体（Hep-2 cell line）肿瘤的细胞学基础

第49页：染色体断裂、重排形成的结构异常的染色体

• 染色体断裂、重排形成的结构异常的染色体经常出现于某一种肿瘤细胞中，则称之为标记染色体。染色体结构异常——易位、缺失，引起癌基因的激活和抑癌基因的失活，这是癌症发生的重要分子基础之一。
• 二、肿瘤染色体结构异常肿瘤的细胞学基础

第50页：1.Ph染色体

1.Ph染色体1960年首先在美国费城的CML患者骨髓和外周血淋巴细胞中，发现一个很小的近端着丝粒染色体，小于G组染色体，被称为Ph染色体。原因：t(9;22)(q34;q11)结果导致9q+和22q-（Ph）肿瘤的细胞学基础

第51页：作为CML诊断依据（图示）

肿瘤的细胞学基础t(9;22)(q34;q11) 9q+和22q-(Ph)(95%）

第52页：作为CML诊断依据

• 作为CML诊断依据，约95%的CML病例中存在Ph染色体；
• 用于预后判断——Ph阴性CML对治疗反应差，预后不佳；
• 用于早期诊断——Ph染色体先于临床症状出现。肿瘤的细胞学基础Ph染色体临床意义：

第53页：2. 14q+染色体（图示）

肿瘤的细胞学基础t(9;22)(q34;q11) 9q+和22q-(Ph)(95%）

第54页：2. 14q+染色体

2. 14q+染色体

Burkitt淋巴瘤（BL）患者的特异性标记染色体，在75%的BL患者中存在。机制：t(8;14)(q24;q32) 8q-和14q+8q24易位至14q32 myc与IgH结合肿瘤的细胞学基础

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第55页：肿瘤的细胞学基础t(8

肿瘤的细胞学基础t(8;14)(q24;q32) 8q-和14q+

第56页：肿瘤的细胞学基础

肿瘤的细胞学基础

第57页：第四节 肿瘤的分子基础癌基因和抑癌基因

第四节肿瘤的分子基础癌基因和抑癌基因

第58页：原癌基因（proto-oncogene）

• 原癌基因（proto-oncogene）：正常细胞内存在的、参与细胞生长分化并具有使细胞癌变潜能的基因。癌基因（oncogene）：原癌基因的异常改变将引起细胞无限增殖和恶性转化，称为癌基因。
• 一、癌基因肿瘤的分子基础－癌基因

第59页：1.癌基因的发现

• 1.癌基因的发现
• 1910年Rous发现鸡肉瘤病毒(RSV-RNA反转录病毒）。
• 1970年，Martin等通过分析野生型RSV和缺失转化能力的变异株病毒基因的差别，发现细胞的恶性转化与RSV基因组中的一个特定基因Src相关，命名为V-Src。
• 1976年Bishop证明正常细胞中存在与v-oncogene同源序列—细胞癌基因c-oncogene或原癌基因。
• 80年代初Weinberg等几个实验室通过转染实验证明人体细胞中的癌基因----H-ras。
• 现已发现488个人类oncogenes。肿瘤的分子基础－癌基因

第60页：存在于肿瘤病毒基因组

• 存在于肿瘤病毒基因组中、使靶细胞发生恶性转化的基因，称为病毒癌基因。
• 正常细胞内存在与病毒癌基因同源的基因，称为细胞癌基因。
• 序列上高度同源；
• c-onc有内含子，v-onc无内含子；
• v-onc有致癌能力，而c-onc无，但突变后可能致癌。肿瘤的分子基础－癌基因

第61页：通过转化实验

通过转化实验证明人体细胞中的癌基因H-ras。肿瘤的分子基础－癌基因

第62页：肿瘤的分子基础理解

理解

细胞癌基因是细胞正常生长、分化所必需的，是生长发育过程中所不可缺少的。在发育过程中的一定时间、一定组织中定量的表达，产生生命活动中所必需的蛋白质，促进某些生命过程的进行，使生长发育得以实现。在机体生长发育过程完成后多处于关闭状态，即不表达或低表达。一旦在错误的时间，不恰当地点，不适量表达即可能导致细胞无限制的增长而趋于恶性转化。肿瘤的分子基础－癌基因

第63页：2.癌基因的功能分类

• 2.癌基因的功能分类
• 生长因子：sis, PDGF
• 生长因子受体：erbB1, EGFR
• 信号传递因子：src, Ras
• 核转录因子：Raf, myc, fos, jun
• 细胞周期素、CDK网络成分和激酶抑制子肿瘤的分子基础－癌基因依其编码产物（分布于细胞的不同部位）功能分类：

第64页：癌基因在细胞内的分布肿瘤的分子基础

癌基因在细胞内的分布肿瘤的分子基础－癌基因

第65页：3.癌基因的激活机制

• 3.癌基因的激活机制细胞中原癌基因可以通过一些机制被激活,导致基因表达或过表达,从而使细胞癌变。一般分为4类:
• 点突变
• 基因扩增
• 染色体易位或重排
• 启动子插入激活肿瘤的分子基础－癌基因

第66页：3.1点突变

3.1点突变（point mutation）单个碱基突变而改变了编码蛋白质的功能使癌基因激活，如K-rasN-ras，H-ras第12、13、61密码子突变。肿瘤的分子基础－癌基因

第67页：3.2基因扩增

• 3.2基因扩增（gene amplification）
• 细胞学水平：均质染色区（HSR）—染色体某个节段、相对解旋、浅染区，染色体增长。双微体（DM）—扩增的DNA脱离染色体，分散为成双的染色质小体。
• 分子水平：基因拷贝倍增------如神经母细胞瘤N-myc。肿瘤的分子基础－癌基因

第68页：均质染色区（HSR）和双微体

均质染色区（HSR）和双微体（DM）肿瘤的分子基础－癌基因

第69页：3.3染色体易位或基因重排染色体

3.3染色体易位或基因重排染色体断裂与重排导致细胞癌基因在染色体上的位置发生改变，与其他高表达基因形成融合基因，或易位到启动子或增强子附近而被激活。CML:t（9;22）9q+和22q-（Ph1）BL: t（8;14）8q-和14q+肿瘤的分子基础－癌基因

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第70页：3.4启动子插入

3.4启动子插入（promoter insertion）接种4－12个月ALV鸡（1日龄）B.C淋巴瘤（ALV：鸟类白细胞组织增生病毒，含有LTR，具有启动子活性，一旦整合到细胞癌基因c-MYC旁可使之激活）肿瘤的分子基础－癌基因

第71页：二、肿瘤抑制基因（Tumor Sup

• 二、肿瘤抑制基因（Tumor Suppressor Gene, TSG）
• 概念：正常细胞中存在的一类调节细胞生长增殖分化，具有抑制肿瘤细胞增殖作用的基因。
• 与原癌基因区别：原癌基因是显性基因，一个等位基因突变即可显示致癌效应；肿瘤抑制基因是隐性基因。一个肿瘤抑制等位基因发生突变，不会发生致癌效应。即只有当其一对基因拷贝失活、丧失功能后，形成隐性状态才失去抑制肿瘤发生的作用，故亦称隐性癌基因。

第72页：TSG发现及研究的途径

• TSG发现及研究的途径－－发现TSG的方法和证据
• 细胞融合实验
• 克隆第一个TSG（RB1）
• 杂合性丢失(Loss of heterozygosity, LOH)
• 罕见家族性癌综合征研究肿瘤的分子基础－TSG

第73页：1.细胞融合实验

• 1.细胞融合实验
• Harris（1971）
• 应用微细胞技术
• 将含有一条正常染色体的微细胞与肿瘤细胞融合，可抑制肿瘤，这为寻找TSG提供线索。肿瘤的分子基础－TSG

第74页：2.克隆第一个TSG-RB

2.克隆第一个TSG-RB1细胞遗传学证据：1976年对多个RB患者染色体缺失鉴定，最后确定于13q14。肿瘤的分子基础－TSG

第75页：分子遗传学证据

分子遗传学证据

1983年：Cavanee用13q12-q14片段为探针，经杂交实验确证存在此区域存在一个4.7kb的基因。1986年：Friend首先分离一cDNA克隆，LeeWH又克隆了三个重叠的cDNA克隆，进行RB基因测序。1988年：Su Huang HJ用反转录酶为载体将RB导入RB细胞系，基因表达并抑制肿瘤特征，证实RB1是一个TSG。RB1：200kb，27exons，mRNA4.7kb，编码105kD蛋白，928个氨基酸，是一与DNA结合的磷酸化蛋白质，具有一个GGAAGTA元件，受P53调节。肿瘤的分子基础－TSG

本页为表格页，源文件提取文字存在粘连，表格结构待人工还原。

第76页：RB基因为第一个被克隆

RB基因为第一个被克隆的TSG肿瘤的分子基础－TSG

第77页：3.杂合性丢失

• 3.杂合性丢失
• 杂合性丢失（Loss of heterozygosity，LOH）：肿瘤细胞染色体特定区域的杂合性等位基因中一个丢失的现象；
• 在肿瘤抑癌基因中普遍存在；
• 可以用能区分两等位基因的多态标记来检测杂合性丢失。DNA多态标记的杂合性丢失可有助于确定与其紧密连锁的抑癌基因的存在并精确定位。肿瘤的分子基础－TSG

第78页：肿瘤的分子基础－TSG

肿瘤的分子基础－TSG

第79页：4.罕见家族性癌综合征研究

• 4.罕见家族性癌综合征研究
• 家族性癌（familial carcinoma）：一个家族中多个成员患同一类型的肿瘤。
• 例如，
• （1）RB
• （2）Li-Fraumeric Syndrome（LFS）Malkin（1990）在5个LFS家系中发现患者体细胞中p53突变和LOH；分子水平分析：均有相同的248处T-C碱基替换，并证实均有二次突变（第一次生殖细胞突变，第二次体细胞突变）。发现鉴定TSG的重要线索和途径。肿瘤的分子基础－TSG

第80页：肿瘤（家族性）基因Chr肿瘤类型

肿瘤（家族性）基因Chr肿瘤类型功能家族性腺瘤性息肉APC 5q21结肠癌信号传导VHL综合征VHL 3q25肾癌嗜老细胞瘤调节转录Wilms瘤WT1 11q13儿童肾癌调节转录家族性黑色素瘤CDKN2A 9p21黑色素瘤胰腺癌细胞周期调节遗传性非息肉结肠癌MSH 22p16结肠癌DNA错配修复遗传性非息肉结肠癌MLH 13p21结肠癌DNA错配修复家族性乳腺癌BRCA1 17q21乳腺癌，卵巢癌？家族性乳腺癌BRCA2 13q12乳腺癌，卵巢癌？多发性内分泌肿瘤MEN1 11q13甲状旁腺和垂体癌？胰岛细胞癌类癌瘤多发性神经纤维瘤NF1 17q11.2神经纤维瘤催化Rnas失活肉瘤，胶质瘤现已知约有720多种TSG（http://www.sanger.ac.uk）家族性癌综合征和相关的肿瘤抑制基因肿瘤的分子基础－TSG

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第81页：三、肿瘤错配修复基因（自学）四

• 三、肿瘤错配修复基因（自学）
• 四、肿瘤转移基因和肿瘤转移抑制基因（自学）

第82页：五、癌的发生与细胞周期调控肿瘤的细胞

• 五、癌的发生与细胞周期调控肿瘤的细胞周期调控细胞增殖的调节受控于复杂的信号传导网络，主要涉及三类调节蛋白：
• 细胞周期素（Cyclin）
• 细胞周期素依赖性激酶（cyclin-dependent kinase, CDK）
• 细胞周期素依赖性激酶抑制剂（cyclin-dependentkinase inhibitor, CDKI）

第83页：细胞周期检查点

• 细胞周期检查点：
• G1/S检查点：当存在未修复的DNA损伤时，DNA复制将被阻止，无法修复的损伤导致细胞凋亡,在S期内可能有一个额外的独立损伤检查点；
• G2/M检查点：细胞被阻止进入有丝分裂期直至完成DNA复制和损伤修复；
• 纺锤体检查点：阻止染色体在有丝分裂中的分离直至所有染色体均正确地附着在纺锤丝上。肿瘤的细胞周期调控

第84页：在多数肿瘤中G1/S检查点失活

在多数肿瘤中G1/S检查点失活，该检查点在肿瘤的发生中发挥重要作用。三个关键的肿瘤抑制基因RB、TP53和CDKN2A（p16INK4A），在肿瘤发生中处于关键地位，而且是肿瘤细胞中最常见异常的基因。肿瘤的细胞周期调控

第85页：RB基因及产物在细胞周期中的作用

RB基因及产物在细胞周期中的作用

RB基因产物为一个110kD的核蛋白，磷酸化使其失活，去磷酸化使其激活。去磷酸化的pRB结合并失活细胞转录因子E2F，而后者具有促进细胞周期进展。在细胞进入S期前2-4小时，pRB被磷酸化，解除了对E2F的抑制，使细胞进入S期。肿瘤的细胞周期调控

第86页：P53基因及产物在细胞周期中的作用

P53基因及产物在细胞周期中的作用

P53基因位于17p13.1，是另一个调控细胞周期的重要基因，该基因产物为一个53kD的核蛋白。当细胞DNA损伤后，P53蛋白集聚，使P21基因表达上调，细胞阻滞于G1期，在细胞进入S期前修复损伤的DNA。P53和P21的相互调节对于使损伤的细胞阻滞于G1期是必需的。肿瘤的细胞周期调控

第87页：CDKN2A基因及产物在细胞周期中的作用

CDKN2A基因及产物在细胞周期中的作用

CDKN2A（以前被称为MTS1或INK4A）位于9p13，也是G1期检控点的重要成员之一。它编码两个结构上不相关的蛋白质。外显子1α、2和3编码INK4A或p16。第二启动子在外显子1β上游启动转录。外显子1β被剪接至外显子2和3，造成阅读框架的移位，因而编码一完全不相关的蛋白质p14或ARF（Alternative Reading Frame）。肿瘤的细胞周期调控

第88页：肿瘤的细胞周期调控

肿瘤的细胞周期调控

第89页：同一肿瘤的每个细胞具有共同的染色体特点

• 同一肿瘤的每个细胞具有共同的染色体特点经分裂、增殖而成的克隆同一突变细胞各种因素影响克隆癌细胞核型有不同变化克隆演化主导克隆:干系(stem line)和众数(modal number)非主导克隆：旁系(side line)第五节、肿瘤发生的遗传学说
• 一、肿瘤单克隆起源学说

第90页：致癌因子促癌因素细胞突变细胞转化癌细胞克

• 致癌因子促癌因素细胞突变细胞转化癌细胞克隆证据：
• 特异性标记染色体
• G6PD活性的检测单克隆起源学说

第91页：同是一种肿瘤

• 同是一种肿瘤,为什么既有遗传型又有散发型?发病年龄又不同呢?1971年Knudson为解释家族性(遗传型)视网膜母细胞瘤提出二次打击学说(two hits theory)，解释这种现象。
• 二、二次打击学说二次打击学说

第92页：正常细胞转化为恶性细胞需要两次以上突变

• 正常细胞转化为恶性细胞需要两次以上突变事件的发生
• 正常人约有1014个细胞，在人的整个一生中约进行1016次细胞分裂，人体的自发突变频率约为1.4×10-10，实际上加上辐射和自然界普遍存在的致突变剂的影响，突变频率要远高于这个数值。如果单个突变可以致癌，仅据自发突变率计算，人一生中大约有28％细胞将癌变，那么癌症将是日常事件。二次打击学说

第93页：恶性肿瘤的发生需经两次以上的突变

恶性肿瘤的发生需经两次以上的突变

遗传性病例中，第一次突变发生于生殖细胞，结果个体每一个细胞均带有一个突变，成为突变的杂合子。在此基础上发生的第二次突变是体细胞突变。两次突变相加，即可完成始动（initiation)，而从良性细胞变成恶性细胞。因此，遗传性病例常为双侧或多发且发病较早。二次打击学说

第94页：在非遗传性病例中

在非遗传性病例中，两次突变都是体细胞突变，而且必须在同一个体细胞中两次发生独立才能完成始动的过程。这种机会比较少，需要经过漫长过程的积累。因此，非遗传性肿瘤多为单侧、单发，且发病较晚。二次打击学说

第95页：二次打击学说

二次打击学说

第96页：Alfred Knudson二次打击

• Alfred Knudson二次打击（two hits）学说：
• 连续两次基因突变使正常细胞转化为癌细胞。
• 生殖细胞突变+体细胞突变遗传性肿瘤
• 正常体细胞两次突变散发性肿瘤
• 补充：多次打击二次打击学说

第97页：结肠癌发生的分子事件多阶段模式学说

• 结肠癌发生的分子事件多阶段模式学说
• 三、癌发生的多阶段模式学说18

第98页：肿瘤发生多阶段过程

肿瘤发生多阶段过程，经过两次以上打击。

第99页：第六节 肿瘤的分子诊断和基因治疗

第六节肿瘤的分子诊断和基因治疗目前，肿瘤的诊断主要依据：病史、症状、体征和各种辅助检查，如血液学、病理学、免疫学、微生物学、寄生虫学、影像学检查等，具有其各自的局限性，且无法在症状、体征及生化改变之前，作出诊断→分子诊断。

第100页：分子诊断

• 分子诊断：在分子生物学理论和技术发展基础上建立起来的一门全新的诊断技术。通过从分子水平上对生物大分子检测，从而对肿瘤作出诊断的方法称为分子诊断。生物大分子：核酸(DNA和RNA)和蛋白质分子诊断常用的方法：基因诊断和肿瘤标志物检测。
• 一、肿瘤的分子诊断

第101页：肿瘤基因诊断

肿瘤基因诊断（tumor gene diagnosis）

用分子生物学的理论和技术，直接从基因水平检测肿瘤致病基因的缺陷，从而对肿瘤作出诊断的方法。基因诊断的意义：不仅能对某些疾病作出确切诊断，也能确定基因与疾病有关联的状态，如疾病的易感性、发病类型和发展阶段等，对肿瘤的发病风险、预后进行预测。基因诊断的主要技术：核酸分子杂交、聚合酶链反应和生物芯片技术。1.肿瘤的基因诊断

第102页：肿瘤标志物

• 肿瘤标志物：肿瘤细胞和组织由于相关基因或异常结构的相关基因的表达所产生的蛋白质和生物活性物质。
• 肿瘤标志物在正常组织中不产生或产量甚微，而在肿瘤病人组织、体液和排泄物中可检测到。此外，在病人机体中，由于肿瘤组织浸润正常组织，引起机体免疫功能和代谢异常，产生一些生物活性物质和因子，虽然这些物质和因子特异性低，但与肿瘤发生和发展有关，也可用于肿瘤辅助诊断。
• 临床意义：早期发现或诊断原发肿瘤；筛查肿瘤高危人群；鉴别肿瘤的良、恶性；判断肿瘤的发展过程；观察肿瘤的治疗效果；预测肿瘤的复发和预后。2.肿瘤标志物检测肿瘤标志物检测

第103页：肿瘤标志物分类（5类）

• 肿瘤标志物分类（5类）
• 原位性肿瘤相关物质：如各种癌细胞内的酶；
• 异位性肿瘤相关物质：如异位性激素、在肺癌时促肾上腺皮质激素(ACTH)明显升高；
• 胎盘和胎儿性肿瘤相关物质：某些成人组织细胞发生癌变时，胎盘性或胚胎性物质就会产生或表达如hCG(人绒毛膜促性腺激素)，AFP(甲胎蛋白)等。肿瘤标志物检测

第104页：肿瘤标志物分类

• 肿瘤标志物分类
• 病毒性肿瘤相关物质：与肿瘤有关的病毒有HTL-1病毒(成人T细胞白血病)、EBV病毒(Burkitt淋巴肉瘤)、HPV病毒(宫颈癌与皮肤癌)、HBV病毒(肝癌)和人巨细胞病毒等；
• 癌基因、抑癌基因及其产物：各种致癌因素诱发基因激活和抑癌基因失活及其表达产物异常，是肿瘤发生、发展的重要标志。肿瘤标志物检测

第105页：肿瘤分子靶向治疗是利用具有一定特异性的载

• 肿瘤分子靶向治疗是利用具有一定特异性的载体，将药物或其他杀伤癌症和肿瘤细胞的活性物质选择性地运送到癌症和肿瘤部位，把治疗作用或药物效应尽量限定在特定的靶细胞、组织或器官内，而不影响正常细胞、组织或器官的功能，从而提高疗效、减少毒副作用的一种方法。
• 二、肿瘤的基因治疗－分子靶向治疗

第106页：1.靶向治疗

• 1.靶向治疗
• 器官靶向：器官移植
• 细胞靶向：只针对某种类别的癌症和肿瘤细胞，药物进入体内后可选择性地与这类细胞特异性地结合，从而引起细胞凋亡。
• 分子靶向：针对癌症和肿瘤细胞里面的某一个蛋白家族的某部分分子，或者是指一个核苷酸的片段，或者一个基因产物进行治疗。分子靶向治疗是目前癌症和肿瘤治疗的一个“闪光点”，凭着它的特异性和有效性，已取得很大成功，是目前国内外治疗的“热点”。

第107页：2.肿瘤基因治疗针对所有肿瘤

• 2.肿瘤基因治疗针对所有肿瘤：
• 人工杀伤肿瘤细胞，如将编码某些毒素的基因或能增强药物敏感性的基因导入肿瘤细胞。
• 刺激肿瘤细胞的自身杀伤功能，如将编码外源抗原或细胞激酶的基因导入肿瘤细胞以增强免疫系统抗肿瘤的能力。
• 诱导正常组织产生抗肿瘤物质如干扰素等，或用重组疫苗预防和治疗肿瘤。
• 导入某些编码化学药物的基因。针对癌基因激活所引起的肿瘤→导入基因特异性反义寡核苷酸针对肿瘤抑制基因失活所引起的肿瘤→导入野生型肿瘤抑制基因肿瘤基因治疗策略：体内和体外

第108页：第七节 肿瘤与表观遗传表观遗传

第七节肿瘤与表观遗传表观遗传

基于非基因序列改变所致基因表达的变化。表观遗传类型表观遗传特点遗传性基因序列无变化基因表达有变化DNA甲基化组蛋白修饰染色质重塑RNA干扰

第109页：表观遗传

表观遗传

第110页：DNA甲基化

DNA甲基化

第111页：组蛋白修饰

组蛋白修饰

第112页：表观遗传与肿瘤的关系

表观遗传与肿瘤的关系DNA甲基化与肿瘤高甲基化：肿瘤相关基因关闭低甲基化：肿瘤相关基因开放组蛋白乙酰基化与肿瘤组蛋白乙酰基化：肿瘤相关基因开放组蛋白去乙酰基化：肿瘤相关基因关闭

第113页：表观遗传与肿瘤

表观遗传与肿瘤

第114页：肿瘤学中的热点和进展

• 肿瘤学中的热点和进展
• 肿瘤学的研究已经形成了一个丰富而复杂的知识体系，揭示了肿瘤作为一种疾病涉及到其基因的动态改变。
• 病理学研究表明损害一般都出现在正常细胞进化成恶性肿瘤细胞过程的中间阶段。它揭示肿瘤细胞的基因在许多地方总是多变的，它的损害可以微小到只有点的突变，也可以明显到发生染色体的改变。

第115页：人类肿瘤和动物模型

• 人类肿瘤和动物模型的观察说明肿瘤的发展阶段是经由一个类似达尔文进化过程。肿瘤细胞是在正常细胞繁殖和动态平衡调节通路中发生了背叛。为使一个正常细胞发生癌变，需要有许多靶细胞的调节通路被打断。
• 在人类肿瘤中哪些通路是在细胞自身基础上发生的？哪些通路是与微环境中接受到的信号相关联的？

第116页：肿瘤与表观遗传

• 2000年，Douglas Hanahan和Robert A. Weinberg在《Cell》上撰写题目为：《The Hallmarks of Cancer》的综述，阐明了肿瘤细胞的6个基本特征，这一肿瘤学经典综述很快被生命科学工作者和教科书大量引用，截止到今天，已经被引用12677次（2014.6.4）。
• 2011年3月4号，他们在《Cell》上再次发表该综述的升级版，题目为：Hallmarks of Cancer: The Next Generation。简述了最近10年肿瘤学中的热点和进展（例如细胞自噬、肿瘤干细胞、肿瘤微环境等），并且将过去的6个特征扩增到10个特征。截止到今天，已经被引用5060次（2014.6.4）。
• 总之细细读完全文，能够快速的了解肿瘤学流派的全貌以及肿瘤研究中的重要事件，毫无疑问该文又将缔造引用神话。

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第117页：肿瘤发展途径（图示）

• 最近10年肿瘤学中，将原有的肿瘤细胞六大特征扩增到了十个，这十个特征分别是：
• 1.自给自足生长信号（Self-Sufficiency in GrowthSignals）；
• 2.抗生长信号的不敏感（Insensitivity to AntigrowthSignals）；
• 3.抵抗细胞死亡(Resisting Cell Death)；
• 4.潜力无限的复制能力(Limitless ReplicativePotential)；
• 5.持续的血管生成(Sustained Angiogenesis)；
• 6.组织浸润和转移(Tissue Invasion and Metastasis)；
• 7.避免免疫摧毁(Avoiding Immune Destruction)；
• 8.促进肿瘤的炎症（Tumor Promotion Inflammation）；
• 9.细胞能量异常（Deregulating Cellular Energetics）；
• 10.基因组不稳定和突变（Genome Instability andMutation）。

第118页：肿瘤发展途径（图示）

2011肿瘤的十大特征（Hallmarks of Cancer: The Next Generation）

第119页：肿瘤发展途径

肿瘤发展途径

第120页：Thank you!

Thank you!