肿瘤多因素多步骤发病机理制专家讲座.pptx

第二章第二章肿瘤多原因多步骤发病机理制肿瘤多原因多步骤发病机理制概述：第一节、化学致癌第二节、物理致癌第三节、致瘤病毒第四节、遗传原因第五节、肿瘤发病多阶段第六节、问题与方向肿瘤多因素多步骤发病机理制第1页第一节第一节化学致癌化学致癌n n1975年Percivallpott发觉童年时当过烟囱清扫工男性易患肿瘤。1后，Volkman和Bell观察到长久与石蜡和焦油接触工人易患皮肤癌，德国科学家Rehn报道接触苯胺工人发生膀胱肿瘤，这些早期发觉促进了化学诱癌动物试验。n n化学致癌物：当前认为凡接触引发人或动物形成肿瘤化学物质，称为化学致癌物（chemicalcarcinogen）。当前发觉对动物有致癌作用化学物质已达余种，其中有些可能和人类肿瘤形成相关。肿瘤多因素多步骤发病机理制第2页n n一、化学致癌物分类依据作用方式分为直接致癌物，间接致癌物，促癌物 依据致癌物与肿瘤关系分为必定致癌物（defined carcinogen）可疑致癌物（suspected carcinogen）潜在致癌物（potential carcinogen）。肿瘤多因素多步骤发病机理制第3页必定致癌物(defined carcinogen)可疑致癌物(suspected carcinogen)潜在致癌物(potential carcinogen)依据化学致癌物与人类肿瘤关系肿瘤多因素多步骤发病机理制第4页n n1.直接致癌物：进入机体后与细胞直接作用，诱导细胞癌变化学物质。n n2.间接致癌物：进入体内经微粒体氧化酶活化，变成含有致癌作用化学物质n n3.促癌物：能促进其它致癌物诱发肿瘤形成化学物质n n4.必定致癌物（definedcarcinogen）经流行病学调查确定，临床医师和科学工作者都认可对人和动物有致癌作用，其致癌作用含有剂量反应关系化学致癌物。肿瘤多因素多步骤发病机理制第5页n n5.可疑致癌物（suspectedcarcinogen）含有体外转化能力，而且接触时间和发病率相关，动物致癌试验阳性，结果不恒定，且缺乏流行病学方面证据。n n6.潜在致癌物（potentialcarcinogen）是在动物试验中可取得一些阳性结果，但在人群中尚无资料证实对人含有致癌性物质。肿瘤多因素多步骤发病机理制第6页n n二、化学致癌物代谢活化二、化学致癌物代谢活化 n n（一）概念（一）概念n n1.1.前致癌物（前致癌物（precarcinogenprecarcinogen）：）：未经代谢活化不活泼间未经代谢活化不活泼间接致癌物称为前致癌物。接致癌物称为前致癌物。n n2.2.近致癌物（近致癌物（proximatecarcinogenproximatecarcinogen）：）：经体内代谢转经体内代谢转变为化学性质活泼、寿命极短致癌物称为近致癌物。变为化学性质活泼、寿命极短致癌物称为近致癌物。n n3.3.终致癌物（终致癌物（ultimatecarcinogen)ultimatecarcinogen)：与与DNADNA、RNARNA、蛋蛋白质等生物大分子共价结合造成它们损伤，引发细胞癌白质等生物大分子共价结合造成它们损伤，引发细胞癌变致癌物称为终致癌物。是由近致癌物转变而来带正电变致癌物称为终致癌物。是由近致癌物转变而来带正电亲电子物质。亲电子物质。肿瘤多因素多步骤发病机理制第7页n n（二）、酶作用：（二）、酶作用：n n、最主要活化酶是混合功效氧化酶系统、最主要活化酶是混合功效氧化酶系统:包含细胞色包含细胞色素素P450P450和和P448P448。n n、细胞色素、细胞色素P450P450超基因家族：最少分为十个家族，包超基因家族：最少分为十个家族，包含含100100多个基因，是外源性化学物质体内生物转化最主多个基因，是外源性化学物质体内生物转化最主要代谢酶。要代谢酶。n n、存在部位：以内分泌组织、平滑肌、肝、肾、肺、存在部位：以内分泌组织、平滑肌、肝、肾、肺、脑及脂肪组织中滑面内质网上为主。细胞色素脑及脂肪组织中滑面内质网上为主。细胞色素p450p450基因基因多态性是肿瘤易感性一个主要方面。多态性是肿瘤易感性一个主要方面。n n、作用：对化学致癌物代谢含有双重性。经过对致癌、作用：对化学致癌物代谢含有双重性。经过对致癌物环氧化、羟化、脱烷基化、氧化、还原、结合以及水物环氧化、羟化、脱烷基化、氧化、还原、结合以及水解，从而使致癌物活化或代谢成水解产物排出体外。解，从而使致癌物活化或代谢成水解产物排出体外。就双重性而言，同一个化学物质经过不一样转化过程能就双重性而言，同一个化学物质经过不一样转化过程能够代谢为有致癌性或无致癌性。够代谢为有致癌性或无致癌性。肿瘤多因素多步骤发病机理制第8页n n三、DNA加合物形成致癌物经过酶活化最终形成带有亲电子基团终致癌物后，可与细胞生物大分子结合，其中DNA是终致癌物攻击主要目标。终致癌物与DNA结合造成DNA化学修饰（chemicalmodification），形成致癌物-DNA加合物。n n（一）致癌物与DNA结合方式共价结合与非共价结合。肿瘤多因素多步骤发病机理制第9页n n（二）DNA加合物作用：n n1.碱基替换、缺失、插入、颠换；n n2.甲基硝基亚硝基胍（MNNG）可造成碱基烷化n n3.双功效烷化剂可造成DNA交联n n4.亚硝胺类致癌物可引发DNA单链、双链断裂。n n（三）DNA加合物作用结果：n n1.造成移码突变、点突变，DNA复制发生碱基配对错误n n2.DNA单链或双链断裂及交联损伤则影响DNA复制与转录，从而形成体细胞恶变分子基础肿瘤多因素多步骤发病机理制第10页前致癌物（未活化）代谢酶类近致癌物分解终致癌物（带正电）结合RNA结合蛋白质结合DNA致癌物致癌物-DNADNA加合物加合物DNA损伤细胞恶变肿瘤多因素多步骤发病机理制第11页n n（四）应用：n n从细胞或体液中检测加合物水平可作为人体暴露致癌物标志。如应用免疫亲和纯化联用高效液相色谱测定尿液中黄曲霉毒素B1鸟嘌呤加合物从而对人体接触黄曲霉毒素情况能够进行评定。肿瘤多因素多步骤发病机理制第12页n n四、遗传原因影响对致癌物敏感性。n n1.遗传原因影响酶体系活性影响致癌物代谢活化终致癌物形成n n2.遗传素质差异影响宿主对致癌物敏感性n n3.致癌物多样性及代谢体系差异最终又决定了机体对某一类致癌物高度易感和对另一类致癌物相反抗性。肿瘤多因素多步骤发病机理制第13页n n五、化学致癌物诱发肿瘤与特定基因改变相关。n n、化学致癌物作用点：为细胞癌基因和抑癌基因n n、作用：使癌基因激活，抑癌基因失活。化学致癌物诱发肿瘤常表现为特定基因位点改变如：结肠癌P53突变为GT;K-Ras基因突变为GA肿瘤多因素多步骤发病机理制第14页n n六、化学致癌物累积和协同效应。n n、累积作用:(summationeffect)是指两种或各种致癌物同时或相继作用于机体，其复合效应等于单独作用之和n n、协同作用:(synergistiiceffect)机体同时暴露于几个致癌物中其致癌作用高于个单独致癌物作用之和肿瘤多因素多步骤发病机理制第15页n n七、常见化学致癌物n n多环芳烃类n n芳香胺与偶氮染料n n亚硝胺类n n（一）多环芳烃类：含苯环化学致癌物，致癌作用强n n（二）芳香胺与偶氮染料：含苯环和氮原子化学致癌物，致癌作用较强亚硝酰胺亚硝胺肿瘤多因素多步骤发病机理制第16页n n（三）亚硝胺类：1.亚硝酰胺：为直接致癌物，2.亚硝胺：为间接致癌物，需经体内代谢后才有致癌性特点：(1)广泛存在(2)环境中有大量前身物质肿瘤多因素多步骤发病机理制第17页第二节第二节物理性致癌物理性致癌n n、电离辐射是最主要物理性致癌原因，（）包含短波和高频为特征电磁波电子质子中子粒子肿瘤多因素多步骤发病机理制第18页（）损伤机制：形成自由基，破坏正常分子结构。对DNA损伤主要是单链断裂和碱基结构改变。、放射性同位素、紫外线肿瘤多因素多步骤发病机理制第19页第三节第三节致瘤病毒致瘤病毒概述：n n现已知道有上百种病毒可引发从两栖类到灵长类动物肿瘤，其中1/3为DNA病毒，2/3为RNA病毒。与人类肿瘤相关病毒：n n一、乳头状瘤病毒与宫颈癌（HPV）n n二、乙型肝炎病毒与肝癌（HBV）n n三、EB病毒与鼻咽癌和Burkit肉瘤（EBV）n n四、HTLV与人类T细胞白血病（HTLV）肿瘤多因素多步骤发病机理制第20页n n一、致瘤病毒分类：致瘤性DNA病毒致瘤性RNA病毒乳多空病毒类腺病毒类疱疹病毒类乙型肝炎病毒类痘病毒类是逆转录病毒以C型为主，其次为B型肿瘤多因素多步骤发病机理制第21页（一）致瘤性DNA病毒、共同特征：（）致癌作用发生在病毒进入细胞后复制早期阶段，瘤基因整合在宿主DNA上。（）在宿主DNA上定位含有选择性。（）病毒DNA编码蛋白质调整细胞周期、与抑癌基因相互作用。肿瘤多因素多步骤发病机理制第22页、感染致瘤性DNA病毒后宿主细胞分类（）允许性细胞（permissivecell)DNA病毒感染宿主细胞后它能够复制并最终造成细胞死亡。允许性细胞感染又称裂解性感染（lyticinfection）。（）非允许性细胞（non-permissivecell)指当病毒感染与其无关种属细胞时，病毒复制效率很低，甚至不能复制。非允许性细胞感染又称流产性感染（abortiveinfection）。肿瘤多因素多步骤发病机理制第23页（二）致瘤性RNA病毒分类：、依据病毒形态依据病毒形态、依据病毒、依据病毒 基因组是否完整基因组是否完整A型B型C型D型非缺点型缺点型肿瘤多因素多步骤发病机理制第24页、依据RNA病毒在动物体内致瘤潜伏期和体外转化能力急性致瘤性RNA病毒慢性致瘤性RNA病毒、依据RNA病毒基因组结构和致瘤机制不一样转导型逆转录病毒（transducing retroviruses)顺式激活逆转录病毒(cis-activating retroviruses)反式激活逆转录病毒(trans-activating retroviruses)肿瘤多因素多步骤发病机理制第25页非缺点型肉瘤病毒（含非缺点型肉瘤病毒（含src瘤基因）瘤基因）肿瘤多因素多步骤发病机理制第26页二、致瘤病毒致瘤分子机制、病毒编码产物模拟细胞内分子信号、病毒编码产物激活细胞信号传导路径、病毒编码产物对细胞周期干预调整肿瘤多因素多步骤发病机理制第27页第四节第四节遗传原因遗传原因n n种族分布差异n n家族聚集现象n n遗传性缺点易致肿瘤形成n n流行病学调查n n家系分析n n细胞遗传学n n分子遗传学表明与遗传原因相关提供了科学证据肿瘤多因素多步骤发病机理制第28页一、两次突变学说年代初，由Knudson提出。主要内容：、遗传性肿瘤第一次突变发生于生殖细胞，第二次突变发生于体细胞。、散发性肿瘤两次突变均发生于体细胞。肿瘤多因素多步骤发病机理制第29页二、常见遗传性肿瘤综合征n n1、呈常染色体显性遗传肿瘤：如：视网膜母细胞瘤，肾母细胞瘤，肾上腺或神经结神经母细胞瘤。家族性多发性大肠息肉病，神经纤维瘤病。n n2、呈常染色体隐性遗传遗传综合征遗传原因与环境原因在肿瘤发生中起协同作用。肿瘤多因素多步骤发病机理制第30页三、基因多态性与肿瘤遗传易感、一些肿瘤表型与cyclinD1多态性含有相关性。cyclinD1存在单个碱基多态性，可产生两种不一样转录本，二者在不一样肿瘤发生、发展中可能含有不一样作用。、胃癌遗传易感性与免疫相关基因多态、酶类基因多态、癌基因和抑癌基因多态关系亲密。肿瘤多因素多步骤发病机理制第31页四、易感基因与肿瘤遗传、家族性乳腺癌与遗传易感基因突变有亲密关系。家族性乳腺癌发生与号染色体BRCA1和号染色体长臂BRCA2及号染色体短臂上基因缺失相关。、家族性结肠癌包括各种错配修复基因改变。、肺癌有家族聚集现象。其遗传易感性与代谢酶CYP家族、GST家族、NAT家族多态性相关。肿瘤多因素多步骤发病机理制第32页第五节第五节肿瘤发病多阶段肿瘤发病多阶段n n一、癌变二阶段学说：第一阶段：特异性激发阶段第二阶段：非特异性促进阶段激发过程：正常细胞潜伏性瘤细胞特点：短暂、不可逆，引发遗传突变促进过程：潜伏性瘤细胞癌细胞特点：早期可逆，激发癌细胞增殖诱变物促癌物肿瘤多因素多步骤发病机理制第33页n n二、癌变多阶段分子基础n n肿瘤发生与发展多阶段过程包含：n n激发促进进展转移等几个阶段。1.动物试验致癌物与促癌物协同作用2.人类肿瘤（如结肠癌）发生过程中所经历增生、良性肿瘤、原位癌、浸润癌等一系列序贯性改变为癌变多阶段性提供了证据，肿瘤分子生物学进展从分子水平上说明了这种多阶段性发展本质。肿瘤多因素多步骤发病机理制第34页（一）细胞永生化是细胞癌变过程中主要阶段（一）细胞永生化是细胞癌变过程中主要阶段、细胞永生化、细胞永生化(immortalization)immortalization)（）定义：（）定义：正常细胞在一些原因作用下，逃避了老化期和危机期正常细胞在一些原因作用下，逃避了老化期和危机期两个限制点束缚后，取得了体外无限增殖能力。两个限制点束缚后，取得了体外无限增殖能力。（）两个限制点（）两个限制点A A：老化期（老化期（senescence)senescence)体外培养细胞经过若干次传代后，细胞停顿生长并不体外培养细胞经过若干次传代后，细胞停顿生长并不可逆地进入一个增殖静止阶段，即老化期。可逆地进入一个增殖静止阶段，即老化期。B:B:危机期（危机期（crisis)crisis)转化细胞能表示致瘤基因产物并连续增殖，培养一段转化细胞能表示致瘤基因产物并连续增殖，培养一段时间后，细胞仍再次脱离细胞周期而停顿生长，这一阶时间后，细胞仍再次脱离细胞周期而停顿生长，这一阶段称危机期。段称危机期。肿瘤多因素多步骤发病机理制第35页、病毒编码产物在细胞永生化过程中意义（）在体外转化细胞，建立各种细胞系（）深入活化瘤基因或灭活抑瘤基因，促进细胞恶变。、细胞永生化过程中基因协同作用细胞永生化过程中发生细胞周期失调、端粒酶重新激活等分子事件，一系列基因、端粒酶活化。肿瘤多因素多步骤发病机理制第36页n n（二）、体外转化试验中癌基因协同效应。试验证实单个癌基因不足以使细胞转化n n（三）、转基因动物模型提供了瘤基因协同效应体内依据。n n1987年，用转基因动物模型证实了癌基因在体内协同效应：以小鼠乳腺肿瘤病毒MMTV作为调控序列，构建MMTV-cMyc转基因，产生转基因小鼠在3-4个月时发生乳腺肿瘤，肿瘤呈散发性分布，局灶性生长，而构建MMTV-Ras基因所形成转基因鼠发瘤时间较MMTV-cMyc早；假如两种转基因鼠交配所取得F1代小鼠，其发生乳腺肿瘤速率大大高于单一携带Myc或Ras转基因鼠。肿瘤多因素多步骤发病机理制第37页n n三、人类肿瘤多阶段模型n n结肠粘膜上皮增生良性腺瘤腺癌转移癌n n抑癌基因APC丢失，良性腺瘤形成细胞Ras基因突变，克隆性增生抑癌基因DCC和p53丢失，良性转恶性。n n同时伴有DNA损伤修复基因突变DNA甲基化状态改变肿瘤多因素多步骤发病机理制第38页肠癌发生发展过程中五个分子事件肿瘤多因素多步骤发病机理制第39页