肿瘤转移ppt课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,*,*,肿 瘤 转 移,概 述,肿瘤转移的概念,恶性肿瘤细胞从原发部位，经淋巴道、血管或体腔，到达其他部位继续生长，形成与原发瘤性质相同的肿瘤的全过程,肿瘤转移的途径,淋巴道转移,乳腺癌淋巴道转移主要至腋窝各组淋巴结,卵巢癌常发生髂区及腹主动脉旁淋巴结转移,肺癌首先侵犯肺门淋巴结,“,跳跃性,”,转移,“,逆行,”,或,“,交叉,”,转移,血道转移,侵入体循环静脉的瘤细胞经右心到达肺，在肺内形成转移灶,侵入门静脉系统的肿瘤细胞，首先在肝内形成转移瘤,侵入肺静脉的肿瘤细胞，或肺内转移瘤通过肺毛细血管进入肺静脉，经左心随主动脉血流播散至全身各器官（脑、骨、肾、肾上腺）,种植性转移,肿瘤侵袭器官被膜，蔓延至器官表面时，瘤细胞可以脱落，并像播种一样，种植在体腔和体腔内器官的表面，形成多个转移瘤灶。,如胃癌破坏胃壁侵及浆膜层癌细胞脱落，可种植于大网膜、腹膜、腹腔内器官表面。,转移克隆的形成,转移性癌细胞克隆是由非转移性肿瘤细胞逐渐演进而来,肿瘤在演进过程中不断使其恶性程度增加，转移能力也不断增加,1、肿瘤细胞遗传不稳定性而不断产生新的变异克隆,2、肿瘤所在的微环境不断对肿瘤细胞施加影响，使肿瘤细胞出现适应性变化,肿瘤转移的基本过程,原发瘤的增殖 肿瘤新生血管的生长 瘤细胞侵袭基底膜,在循环系统中存活 侵入血管或淋巴管,形成瘤栓并转运到远隔靶器官,滞留于靶器官微小血管中,穿出血管并形成微小转移灶,肿瘤血管形成，转移癌灶增殖,肿瘤侵袭,肿瘤侵袭是指癌细胞侵犯和破坏周围正常组织结构，进入脉管系统的过程,1、原发瘤的增殖扩展,原发瘤的增殖有利于其侵袭和浸润，肿瘤细胞不断增殖导致肿瘤组织内部压力增高，细胞趋向于向周围扩展,2、肿瘤细胞同型粘附与肿瘤细胞的分离,导致肿瘤细胞间同型粘附性下降的主要原因包括：,癌细胞间连接装置不发达,肿瘤细胞表面负电荷增多，使肿瘤细胞 间排斥力增加,肿瘤细胞粘附分子的表达下降,细胞外基质（,ECM）,与肿瘤侵袭,ECM,主要包括胶原蛋白、非胶原性糖蛋白，蛋白多糖和糖胺多糖等成分，对组成和稳定细胞外基质蛋白与蛋白之间、多糖与蛋白之间的结合起着重要作用。,ECM,成分的酶解有利于肿瘤细胞的侵袭与转移。而每种,ECM,成分的降解都需要特定的水解酶。,肿瘤细胞本身可以产生多种可降解基质的蛋白酶。主要包括丝氨酸蛋白酶、金属蛋白酶和半胱氨酸蛋白酶三大类。,3、肿瘤细胞运动性,运动方式包括阿米巴运动，借助鞭毛和纤毛的泳动和成纤维细胞样运动。,肿瘤细胞位移,伪足延伸,细胞膜波状起伏,定向位移 最能反映肿瘤细胞的转移能力,促使肿瘤细胞的运动的因素,刺激肿瘤细胞运动和侵袭的因子(自分泌运动因子,AMF),刺激肿瘤细胞生长和运动的因子(表皮生长因子,EGF、,类胰岛素生长因子、肝细胞生长因子等,),刺激肿瘤细胞运动但抑制其生长的因子（转化生长因子,TGF、,干扰素等）,转移的形成及特点,1、肿瘤细胞从循环系统进入继发器官,通过侵袭突破,ECM,屏障进入循环系统的肿瘤细胞绝大多数在短期内死亡，导致肿瘤细胞死亡的原因来自于肿瘤细胞本身及宿主环境：,肿瘤细胞本身因素,：,缺乏变形能力而难以顺利通过循环系统；细胞由于分子生物学特性而不能与血液成分形成癌栓；肿瘤细胞表面缺乏粘附因子的表达而不能有效地与血管内皮粘附结合等,。,宿主环境损伤因素：,免疫系统监视杀伤,血液的湍流可导致肿瘤细胞的破坏，毛细血管的垂直压力对肿瘤细胞的损伤,细胞素刺激内皮细胞产生的,NO,被认为是非特异杀伤循环癌细胞的重要因素,、肿瘤转移的器官选择性,（1）肿瘤转移器官选择性规律,肿瘤细胞的血行和淋巴道转移并不总是循着血流或淋巴液流动方向到达相应的脏器，即使通过渗透进入体腔，也不遵循自由沉淀规律继发生长。,从粘附分子的角度看，肿瘤转移的亲器官性是通过器官内皮细胞表达特异性粘附分子，而肿瘤细胞则产生这些粘附分子的特异性配体得以实现。,原发肿瘤 常见继发转移器官,肺小细胞癌 骨、脑、肝,结肠、胃癌 肝,肝癌 肺、骨,乳腺癌 骨、脑、肾上腺,甲状腺癌 骨,前列腺癌 骨,肾癌 骨、肝、甲状腺,睾丸癌 肝,膀胱癌 脑,皮肤黑色素瘤 肺、脑,眼脉络膜黑色素瘤 肝,神经母细胞瘤 肝、肾上腺,（2）肿瘤转移器官选择性的影响因素,不同肿瘤转移潜能不同，分化差、恶性程度高、生长快、病程晚的肿瘤易发生转移,各种肿瘤及肿瘤亚系的不同转移潜能可能由不同遗传编码、细胞表面结构、抗原特性、代谢特性、受体种类和分布、侵袭力与血管内皮细胞的粘附力、产生局部血凝因子或血管生成因子的能力以及对免疫反应的应答力等因素所决定,基因表达及各种调控信号分子的表达和传递在不同肿瘤和不同细胞亚系都有所不同，从而决定了其转移倾向,组织器官的微环境差异也对肿瘤的器官选择倾向有着重要的影响，继发脏器的微环境对转移肿瘤细胞具有特殊亲和力是肿瘤转移的重要基础,其他：,A、,影响肿瘤细胞与继发脏器脉管内皮细胞的细胞外基质粘附的因素,B、,化学趋化因子,C、,脏器相关免疫状态,肿瘤转移的分子生物学基础,一、转移相关基因,肿瘤转移表型既取决于对转移起促进作用的基因激活，又取决于对转移起抑制作用的基因的失活，以及二者之间的失衡,已知至少有10余种癌基因与肿瘤转移相关:,ras,家族、,myc、erbB-2、p53,等,转移促进基因：,ras、CD44,基因,转移抑制基因：腺病毒2,EIA,基因、,nm23,二、粘附因子与肿瘤转移,粘附因子是一类介导细胞与细胞、细胞与细胞外基质间粘附作用的膜表面糖蛋白。,肿瘤转移侵袭过程中的粘附类型：同型粘附、异型粘附、肿瘤细胞与,ECM,的粘附。,粘附分子种类：,1、选择素：包括选择素,P（P-selectin）、,选择素,E（E-selectin）,和选择素,L（L-selectin）,三个成员，表达于白细胞、活化的内皮细胞以及血小板表面，介导白细胞与其它细胞表面寡糖分子的结合。,肿瘤转移的一些关键步骤如循环肿瘤细胞的聚集和癌栓的形成，以及肿瘤细胞与特定脏器血管内皮的粘附结合都有选择素的参与,2、整合素：是一组细胞表面糖蛋白受体，其配体为细胞外基质（,ECM）,成分，主要功能是参与不同细胞间的粘附、介导细胞与,ECM,的结合等。,整合素与肿瘤的关系具有两重性：,在肿瘤发生早期，整合素表达的降低可导致肿瘤细胞与基底膜或,ECM,成分的粘附作用减弱，这有利于肿瘤在局部的增殖扩展,在肿瘤细胞进入循环后，整合素表达的增多有利于肿瘤细胞粘附于脉管内皮，继而发生侵袭、转移,3、免疫球蛋白类粘附因子：参与细胞之间的粘附。与肿瘤侵袭和转移密切相关的几种：,ICAM-1：,它从肿瘤细胞表面脱落进入循环系统成为可溶性分子后，可协助肿瘤细胞逃逸细胞毒,T,细胞和,NK,细胞的免疫监视杀伤效应，促使肿瘤发生转移,VCAM-1：,参与协助肿瘤逸出循环系统，进入继发脏器,NCAM：,其功能为信息传导和调控细胞生长，其缺失可能导致细胞生长失控,4、钙依赖粘附素（,cadherins）,包括,E-cadherin,、,N-cadherin,和,P-cadherin,三个亚类，主要参与介导同型细胞间的粘附作用,E-cadherin,的表达与肿瘤转移潜能呈负相关,5、,CD44,由单一基因编码的一类具有高度异质性的单链膜表面糖蛋白，介导多种细胞与细胞、细胞与,ECM,之间的粘附作用,对肿瘤,CD44,表达的分析有助于评价肿瘤的转移潜能和判断患者预后,三、细胞外基质水解酶与肿瘤转移,1、丝氨酸蛋白酶,：包括纤维蛋白溶解酶原激活因子（,PA），,白细胞弹力蛋白酶和组织蛋白酶,G,PA,可将纤维蛋白溶解酶原转变为纤维蛋白溶解酶，后者可溶解纤维蛋白、,FN、LN、,蛋白多糖核心蛋白等成分，并且可促使胶原酶原变为活性的胶原酶，共同参与对基质的酶解作用,PA,包括组织型（,t-PA）,和尿激酶型（,u-PA）,两类，二者均有较强的激活纤维蛋白溶解酶原的作用。,在肿瘤的病理过程中，,t-PA,可促使肿瘤细胞降解细胞外基质，而,u-PA,促进肿瘤侵袭和转移的效应主要表现在参与细胞分化、血管生成、细胞迁移、细胞外基质降解和组织重建等过程。,MMP,可被特异性金属蛋白酶抑制因子（,TIMP）,抑制,人类,TIMP,家族主要有,TIMP-1、TIMP-2,和,TIMP-3,三个成员,2、金属蛋白酶,MMP,可水解不同类型的胶原蛋白、,LN、FN、,弹力蛋白和蛋白多糖的核心蛋白，从而在,ECM,降解、肿瘤侵袭和转移过程中发挥重要作用,TIMP,可有效抑制多种肿瘤细胞的,ECM,降解能力和体外侵袭能力,3、半胱氨酸蛋白酶,如肿瘤相关胰蛋白酶原，肝素酶、组织蛋白酶,B、,组织蛋白酶,D,和组织蛋白酶,L,等均在肿瘤侵袭和基质降解中起到相应的作用,四、血管生成与肿瘤转移,任何原发和继发性肿瘤直径超过23,mm,都必须有血管长入,肿瘤新生毛细血管基底膜往往存在缺陷，对肿瘤转移的发生具有重要意义,1、微血管密度与肿瘤的生物学特性,肿瘤组织中微血管密度的测定有助于肿瘤的诊断及预后判断,2、肿瘤血管生成过程及调节,肿瘤血管的发生是通过宿主原有血管的出芽而实现的,新生血管的形成过程是一个多步骤的序贯过程,血管新生是血管生长因子和血管生长抑制因子均衡作用的结果,血管生成因子：,VEGF、FGF、angiogenin、EGF、TNF-,等,血管生成抑制因子：,PF4、,鱼精蛋白、凝血栓蛋白和,干扰素等,五、免疫细胞与肿瘤转移,机体的抗肿瘤免疫杀伤功能主要以细胞免疫（巨噬细胞、,T,细胞、,NK,细胞、细胞毒,T,淋巴细胞、,TIL,细胞、,LAK,细胞等）为主，对于病毒诱发的肿瘤，体液免疫亦起着重要作用,免疫效应细胞对肿瘤转移的影响主要在两个环节起作用：即清除肿瘤细胞和抑制肿瘤生长,1、细胞毒,T,淋巴细胞（,CTL）,特异性抗肿瘤免疫效应细胞,CTL（CD,+,8）,抗肿瘤效应具有,MHC,约束性。即它只杀伤表面带有特异性肿瘤抗原和,MHC-I,类分子的靶细胞,CTL,并不能清除原发肿瘤灶，但在清除循环中的单个肿瘤细胞或少量肿瘤细胞集团中发挥较大作用,2、自然杀伤（,NK）,细胞,NK,细胞是细胞免疫中的非特异成分，不需经抗原刺激其杀瘤作用即正常存在，因此先于,CTL,发挥作用而处于机体抗肿瘤的第一道防线,NK,细胞具有抵御肿瘤转移的能力，这种能力可被干扰素、,IL-2,和,TNF-,增强,3、肿瘤浸润淋巴细胞（,TIL）,TIL,存在于肿瘤局部，可被,IL-2,激活并发生增殖反应，能特异性、高效地杀伤自体肿瘤细胞,TIL,对异体肿瘤和体外培养的肿瘤细胞杀伤能力很弱。,4、单核巨噬细胞,巨噬细胞杀伤肿瘤的机制：,ADCC,作用；,通过非特异性膜受体，直接与肿瘤细胞结合，发挥杀瘤效应；,通过巨噬细胞分泌的某些产物（如,TNF-）,抑制肿瘤的生长；,活化巨噬细胞的溶酶体酶的杀瘤作用；,巨噬细胞与致敏,T,细胞、特异性抗体和补体协同发挥抗瘤效应,肿瘤转移诊断与阻止肿瘤转移,一、转移的常规诊断方法,影像学手段：普通,X,线摄片,CT、MR、,超声诊断技术、核素骨扫描、常规病理组织学方法（局部切除淋巴结、活检组织）,以上方法只能检测到较大的转移瘤灶或数量较多的肿瘤细胞集团，而却难以发现小的转移灶和微转移（,micrometastasis）,的存在,二、肿瘤微转移及其检测方法,肿瘤微转移概念：恶性肿瘤在发展过程中，播散并存在于血液循环、淋巴管、骨髓及各组织器官中的少量肿瘤细胞，尚未形成转移性结节，且无任何临床表现，常规病理学、影像学等方法难以发现和检测到的转移,检测微转移的方法：,连续切片法,免疫组织化学技术,流式细胞,聚合酶链反应（,PCR）,及逆转录,PCR（RT-PCR）,技术,三、阻止肿瘤转移的发展方向,肿瘤转移是一个多阶段、多步骤的复杂过程，不同种类肿瘤转移特性不同，但各种肿瘤转移过程中一些关键步骤是基本一致的,通过对肿瘤转移的整个过程及其调控、影响机制的深入了解，可以探索阻止肿瘤转移的治疗方案。特别是针对转移中的一些关键环节如基因突变、血管生成、粘附等设计调节阻断方法,，,以达到遏止肿瘤转移的目的,1、肿瘤转移的基因治疗,基因治疗,的概念：将功能基因通过分子生物工程手段转染异常细胞，纠正致病基因的表达，使其获得功能蛋白或酶等基因表达产物，从而达到治疗的目的,基因治疗分类,：,体细胞基因治疗：将受体细胞在体外培养，转染人外源基因后再将细胞回植体内,直接基因治疗：在选择载体上插入目的基因，再将载体注入人体内使其直接转染靶细胞,基因转移方法：,病毒法,：,逆转录病毒（表达持续、稳定，只感 染分 裂细胞，安全，但滴度低，转染效率低）,腺病毒（滴度高，转染效率高，但表达不能持续、稳定，免疫原性高）,非病毒法,：基因枪、磷酸钙共沉淀法、电穿孔法、显微注射法、脂质体包裹转染,基因治疗肿瘤的目标（策略）,抑制活化癌基因：,利用反义核酸序列特异地与互补的癌基因,DNA,和,RNA,结合，从而阻断癌基因转录或翻译,增强抑癌基因的表达：,将正常抑癌基因导入肿瘤细胞中补偿或替代缺失的抑癌基因，以抑制肿瘤生长或逆转其表型，即所谓的基因替代疗法,提高肿瘤免疫治疗的疗效：,通过外源性基因表达提高人体免疫系统对恶性肿瘤细胞的识别和杀伤能力，包括两种方式：,直接方式：增加肿瘤的抗原性，使肿瘤细胞容易被机体免疫系统识别,间接方式：激活机体的免疫潜能细胞，提高其识别和杀伤肿瘤细胞的能力。,肿瘤自杀基因疗法：,表达产物能够使靶细胞自杀的基因称为自杀基因，如白细胞介素1-,转化酶基因(,IL-1ICE)。,自杀基因作用方式：直接作用于导入该基因的肿瘤细胞 旁观者效应,提高肿瘤放疗敏感性：,外源基因转染诱导放射敏感性，从而增加射线对肿瘤细胞的杀伤作用,外源基因转染的肿瘤细胞发生细胞周期阻滞，出现瘤细胞同步化，增加放射治疗杀伤作用,基因诱导放射防护，降低正常组织放射损伤,减轻正常组织的药物或放射损伤,肿瘤治疗的最终目地是通过最大限度地消灭肿瘤组织，同时保护正常组织以延长患者寿命和提高生活质量,通过导入外源性基因可以提高正常组织的抗药物或放射线损伤的能力，如多药耐药基因（,MDR）,导入人骨髓细胞，使骨髓细胞能耐受多种化疗药物抑制作用从而可以加大化疗药物剂量,2、血管生成抑制剂与抗肿瘤转移,血管生成抑制剂抑制肿瘤新生血管形成的机制：,阻断内皮细胞降解周围基质的能力,直接抑制内皮细胞的功能,阻断血管生成因子的合成和释放，拮抗其作用,阻断内皮细胞表面整合素的作用,已发现的具有血管生成抑制活性的化合物：,抗生素、维生素,D3,衍生物、维甲酸类、多磺基化合物、肝素类似物及细胞外基质成分等,血小板因子4（,PF4）：,是一种强有力的血管生成抑制剂，能使,FGF,丧失生物活性，并能增加,TNF-,的功效,TNP-470：,是烟曲霉素的一种类似物，它可能通过抑制内皮细胞的生长而使肿瘤血管生成减少，从而达到抑制肿瘤转移的作用,血小板反应素-1（,TSP-1）：,是多种细胞分泌的一种糖蛋白，能抑制血管生长因子对各种活性因子的刺激，并能抑制血管内皮的,“,爬行,”,生长,姜黄素：可抑制肿瘤的增殖播散，它不但能抑制新生血管的形成，还可使已形成的微血管崩解，其机制可能是通过调节内皮细胞增殖期蛋白酶的活性从而阻止和破坏肿瘤血管的形成,3、细胞粘附因子抑制剂与抗肿瘤转移,肿瘤转移的每个阶段、每一步骤都包含了肿瘤细胞粘附与去粘附的过程，粘附因子起着极为重要的调控作用。通过调节粘附因子的表达、分布以及功能状态有可能成为阻止肿瘤转移的有效途径之一,肿瘤细胞表面的主要粘附因子是整合素，研究表明：整合素家族参与肿瘤细胞与基底膜、血小板、内皮细胞等之间的粘附。,钙粘素（,cadherin）：,主要介导同源性细胞之间的粘附，,E-cadherin,是防止肿瘤细胞从原发瘤脱落的重要因素，转染,E-cadherin mRNA,使其表达增加，能使肿瘤细胞侵袭力明显降低。,肿瘤转移是一个在多基因遗传特性改变的基础上，涉及诸多活性分子（粘附因子、血管生成因子、基质水解酶、免疫细胞等）和多种调控机制的序贯连续的多环节过程。,因此，阻断其中一个环节或改变任意调控因子的分布、表达和功能状态，都可能成为控制肿瘤转移的有效手段,