腫瘤發(fā)病的遺傳機(jī)理

　腫瘤可以看作是在個(gè)體遺傳素質(zhì)的基礎(chǔ)上，尤其是在個(gè)體對(duì)腫瘤的遺傳易感性基礎(chǔ)上，致癌因子引起細(xì)胞遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)或功能異常的結(jié)果。這種異常大多數(shù)不是由生殖細(xì)胞遺傳得來(lái)，而是在體細(xì)胞中新發(fā)生的基因突變所致。發(fā)生突變的癌前細(xì)胞在一些促癌因素的作用下發(fā)展為腫瘤。因此，有人認(rèn)為，多數(shù)為腫瘤可看成是一種體細(xì)胞遺傳病。

　　在自然界，基因突變是經(jīng)常發(fā)生的，突變?nèi)绻l(fā)生在與細(xì)胞增殖有關(guān)的基因，就可能導(dǎo)致細(xì)胞擺脫正常的生長(zhǎng)控制，表現(xiàn)出惡性細(xì)胞的表型性狀。

　　許多致癌物都是致突變物。它們大多數(shù)能引起DNA的損傷。這些損傷可以修復(fù)，也可以導(dǎo)致細(xì)胞死亡。如果DNA的修復(fù)不正常，細(xì)胞雖可繼續(xù)存活，但卻成了潛在的癌細(xì)胞，例如在著色性干皮病時(shí)，細(xì)胞由于缺乏DNA修復(fù)酶，因而在DNA被紫外線損傷后不能正常切除修復(fù)，結(jié)果導(dǎo)致皮膚癌發(fā)生。

　　腫瘤既然是體細(xì)胞突變的結(jié)果，則它就起源于單個(gè)突變細(xì)胞（單克隆）。許多腫瘤細(xì)胞群都具有相同的染色體畸變和同工酶，就是腫瘤發(fā)生的單克隆學(xué)說(shuō)的證據(jù)。

　　兩次突變說(shuō) 一些細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化需要兩次或兩次以上的突變。*次突變可能發(fā)生在生殖細(xì)胞或由父母遺傳得來(lái)，為合子前突變,也可能發(fā)生在體細(xì)胞；第二次突變則均發(fā)生在體細(xì)胞本身，這就是兩次突變（擊中）說(shuō)。兩次突變說(shuō)對(duì)一些遺傳性腫瘤，如視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的發(fā)生作出了合理解釋。遺傳型的視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤發(fā)病很早，并多雙側(cè)性或多發(fā)性。這是因?yàn)榛純撼錾鷷r(shí)全身所有細(xì)胞已有一次基因突變，只需要在出生后某個(gè)視網(wǎng)膜母細(xì)胞再發(fā)后一次突變（第二次突變）。就會(huì)轉(zhuǎn)變成為腫瘤細(xì)胞，故較易表現(xiàn)為雙側(cè)性或多發(fā)性。非遺傳型視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的發(fā)生則需要同一個(gè)細(xì)胞在出生后積累兩次突變，而且兩次都發(fā)生在同座位，因而概率很小，因此發(fā)病較晚，不具有遺傳性，并多為單側(cè)性，但該座位如果已發(fā)生過(guò)一次突變，則較易發(fā)生第二次突變，這也是非遺傳型腫瘤不是太少的原因。

　　一些學(xué)者認(rèn)為，體細(xì)胞癌變并不一定有基因結(jié)構(gòu)的改變，當(dāng)基因以外的物質(zhì)或因素如蛋白質(zhì)、RNA、生物膜發(fā)生了改變，而這些改變也能使與生長(zhǎng)、分休有關(guān)的基因異常關(guān)閉或啟動(dòng)，此時(shí)，細(xì)胞也能轉(zhuǎn)化為癌細(xì)胞，這一觀點(diǎn)稱為基因外調(diào)節(jié)學(xué)說(shuō)。近年來(lái)對(duì)遺傳印記的研究表明，基因的修飾如甲基化也能影響腫瘤有關(guān)基因的表達(dá)，從而促進(jìn)細(xì)胞的轉(zhuǎn)化。

　　二、癌基因

　　與腫瘤發(fā)生相關(guān)的基因可分為兩大類：一類稱為癌基因（oncogenes）,它們能促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖；另一類稱腫瘤抑制基因（tumor-suppresor gene）或抑癌基因，它們能調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長(zhǎng)和分化而抑制腫瘤的發(fā)生。這兩類基因的作用正好相反。它們的異常，或增強(qiáng)細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖，或去除正常的生長(zhǎng)抑制，結(jié)果都會(huì)導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。

　　癌基因：在致瘤病毒、人體和動(dòng)物腫瘤都發(fā)現(xiàn)了能導(dǎo)致細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化的核酸片段，稱之為癌基因。來(lái)自病毒的稱為病毒癌基因（v-onc），來(lái)自細(xì)胞的稱為細(xì)胞癌基因（c-onc）或原癌基因（proto-oncogene），它們具有轉(zhuǎn)化的潛能，可被激活成為癌基因。后來(lái)發(fā)現(xiàn)從酵母菌到人類的正常細(xì)胞幾乎都有與之類似的片段。這種進(jìn)化上的高度保守性表明它們具有重要的生物學(xué)意義。

腫瘤發(fā)病的遺傳機(jī)理

　zui早發(fā)現(xiàn)的病毒癌基因是雞Rous肉瘤病毒的v-src基因，以后又發(fā)現(xiàn)了與之同源的、見(jiàn)于正常雞細(xì)胞的細(xì)胞癌基因（c-src）。許多癌基因都以zui先見(jiàn)于的病毒來(lái)命名，如見(jiàn)于猴肉瘤病毒（Simian sarcoma）的稱為sis基因，見(jiàn)于鳥(niǎo)類髓細(xì)胞增多癥病毒（Myelocytomatosis）的稱為myc基因等。zui早發(fā)現(xiàn)的人類癌基因是H-ras基因，它是通過(guò)用人膀胱癌細(xì)胞系提取的DN段轉(zhuǎn)染小鼠細(xì)胞，引起后者惡性轉(zhuǎn)化而證實(shí)。以后在其他許多腫瘤和白血病也證明了人癌基因的存在。

　　1．癌基因的功能和分類 已知的原癌基因已近100種，其中許多已定位不同的染色體區(qū)帶。這些基因與細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖等基本功能有關(guān)。它們或編碼生長(zhǎng)因子、生長(zhǎng)因子受體和蛋白激酶而在生長(zhǎng)信號(hào)的傳遞和細(xì)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(dá)或復(fù)制的調(diào)控（表9－2）。因此，可以按原癌基因的產(chǎn)物將其分為若干類型。如以src為代表的*激酶類，以ras 為代表的G蛋白類，以myc為代表的核蛋白類，以sis為代表的生長(zhǎng)因子類，以reb為代表的生長(zhǎng)因子受體類等。原癌基因在個(gè)體發(fā)育或細(xì)胞分裂的一定階段十分重要，但在成體或平時(shí)卻不表達(dá)或表達(dá)受到嚴(yán)格的控制，當(dāng)其發(fā)生突變或被異常激活時(shí)，產(chǎn)生的癌蛋白在性質(zhì)或數(shù)量上異于正常，就可能導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化。

表9－2 一些重要的癌基因

癌基因 來(lái)源 染色體定位 生化性質(zhì) 信號(hào)傳導(dǎo)蛋白 　 　 　 abl Abelson鼠白血病病毒 9q34 蛋白激酶 src 雞Rous肉瘤病毒 20q12-13 蛋白激酶 trk 人大腸癌 1q32 蛋白激酶 H-ras Harvery大鼠肉瘤病毒 11p15.5 GTPase N-ras 各種人類腫瘤（如神經(jīng)母細(xì)胞瘤） 1p13 GTPase 分泌生長(zhǎng)因子 　 　 　 sis 猴肉瘤病毒 22q12.3-13.1 血小板生長(zhǎng)因子（PLGF）β鏈 生長(zhǎng)因子細(xì)胞 表面受體 erb-A 　 17q21-22 固醇受體 核蛋白結(jié)合蛋白 myc 雞肉瘤 8q24 結(jié)合DNA N-myc 人神經(jīng)母細(xì)胞瘤 2p24 未知
　　2．癌基因的激活癌基因可以通過(guò)多種方式被激活而過(guò)度表達(dá)。

　　（1）突變激活：體細(xì)胞內(nèi)的原癌基因可以因點(diǎn)突變而成為癌基因，產(chǎn)生異常的基因產(chǎn)物；也可由于點(diǎn)突變使基因擺脫正常的調(diào)控而過(guò)度表達(dá)。因此，突變激活又稱為激活的質(zhì)變模式（qualitative model）。例如在膀胱癌細(xì)胞株由于癌基因ras的12位密碼子GGC變?yōu)镚TC，使*變?yōu)?，結(jié)果導(dǎo)致細(xì)胞具有轉(zhuǎn)化細(xì)胞的特征。現(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p21蛋白。

　　（2）易位激活：易位導(dǎo)致癌基因的重排或融合，產(chǎn)生異常的蛋白而使細(xì)胞轉(zhuǎn)化。例如慢性粒細(xì)胞白血病9；22易位，形成了一種結(jié)構(gòu)與功能異常的融合基因bcr-abl。它編碼的蛋白能促成細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化。

腫瘤發(fā)病的遺傳機(jī)理

原癌基因通過(guò)易位插到強(qiáng)力的啟動(dòng)子附近也可導(dǎo)致激活。Burkitt淋巴瘤的t（8;14）即c-myc癌基因由8號(hào)染色體易位到14號(hào)染色體的免疫球蛋白重鏈基因附近，易位使c-myc置于免疫球蛋白H鏈基因的啟動(dòng)子控制下。免疫球蛋白基因是一個(gè)活躍的基因，為了抵抗進(jìn)入體內(nèi)的各種抗原，它不斷編碼各種抗體蛋白，其啟動(dòng)子特別活躍，因而易位的c-myc基因轉(zhuǎn)錄活性明顯增高。增多的myc蛋白質(zhì)使一些控制生長(zhǎng)的基因活化，zui終導(dǎo)致細(xì)胞惡變。

　　（3）癌基因擴(kuò)增：原癌基因還可因某種原因自身擴(kuò)增而過(guò)度表達(dá)。在腫瘤細(xì)胞尤其是胚胎神經(jīng)組織腫瘤細(xì)胞中有時(shí)見(jiàn)到的雙微體（double minutes）和染色體上的均染區(qū) （homogenously staining region）就是原癌基因DN段擴(kuò)增的表現(xiàn)。例如，在腫瘤細(xì)胞中c-myc癌基因可擴(kuò)增數(shù)百到數(shù)千倍。

　　三、腫瘤抑制基因

　　腫瘤抑制基因又稱為抑癌基因或抗癌基因（anti-oncogenes）。它們的功能是抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)和促進(jìn)細(xì)胞的分化。當(dāng)兩個(gè)等位都因突變或缺失而喪失功能，即處于純合失活狀態(tài)時(shí)，細(xì)胞就會(huì)因正常抑制的解除而惡性轉(zhuǎn)化。視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的Rb基因就是一個(gè)典型的例子。遺傳型視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤患者出生時(shí)Rb基因的一個(gè)等位基因由于生殖細(xì)胞突變而喪失功能，出生后如視網(wǎng)膜母細(xì)胞中另一個(gè)等位基因發(fā)生了體細(xì)胞突變，這個(gè)細(xì)胞就會(huì)轉(zhuǎn)化為腫瘤細(xì)胞。現(xiàn)今在不少的腫瘤均已證實(shí)了相應(yīng)的抑制基因的存在、缺失及其在腫瘤發(fā)病中的作用（表9－3）。這些腫瘤在臨床上都呈染色體顯性遺傳方式，但從基因水平上看，它們都是隱性的，因兩個(gè)等位基因均有突變才能使細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化。

　　視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤（Rb）基因定位于13號(hào)染色體1區(qū)4帶，全長(zhǎng)約200kb,有27個(gè)外顯子，編碼924個(gè)氨基酸的核磷蛋白（Rb蛋白），分子量為110kb，具有抑制腫瘤細(xì)胞增殖生

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