第十一章腫瘤遺傳學(xué)

1第十一章腫瘤遺傳學(xué)2014.4.302本章節(jié)主要內(nèi)容腫瘤染色體理論腫瘤的克隆演化癌基因、抑癌基因的概念癌基因激活的途徑抑癌基因的作用腫瘤發(fā)生的遺傳學(xué)說3腫瘤泛指由一群生長失去正常調(diào)控的細胞形成的新生物(neoplasm)。腫瘤腫瘤細胞是一個累積了不同基因突變的體細胞，這些突變共同導(dǎo)致了細胞增殖的失控，結(jié)果形成大量細胞的集合——腫瘤。癌家族(cancerfamily)家族性癌(familialcarcinoma)第十一章腫瘤遺傳學(xué)概述4

腫瘤的發(fā)生具有家族聚集性和種族差異，也受環(huán)境因素的影響，因此腫瘤的發(fā)生是環(huán)境因素和遺傳因素共同作用的結(jié)果。環(huán)境因素只有改變遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能才能使正常細胞轉(zhuǎn)變?yōu)榘┘毎?。所以腫瘤發(fā)生的本質(zhì)是體細胞遺傳物質(zhì)的改變。

腫瘤是一種體細胞遺傳病第十一章腫瘤遺傳學(xué)概述5

一.癌家族（Cancerfamily）

某些癌癥具有家族性聚集傾向，表現(xiàn)為一個家系幾代人多個成員、同一/不同器官→惡性腫瘤

許多常見腫瘤如乳腺癌、結(jié)直腸癌、肺癌、胃癌等發(fā)生，一級親屬再發(fā)風(fēng)險高于一般群體3－10倍。如：Lynch癌家族綜合征

Li-Fraumeni綜合征第十一章腫瘤遺傳學(xué)概述6Lynch癌家族綜合征特點：1.腫瘤發(fā)生率高；

2.某種腫瘤（腺癌、肉瘤）發(fā)病率高；

3.腫瘤有多發(fā)性（部位）；

4.發(fā)病年齡早；

5.符合常染色體顯性遺傳特點。第十一章腫瘤遺傳學(xué)概述7Li-Fraumeni綜合征（LFS）是以乳腺癌為主的癌家族綜合征，呈AD，還患有腦瘤，骨肉瘤，橫紋肌肉瘤，白血病，肺癌，結(jié)腸癌，腎上腺皮質(zhì)癌等。Li-Fraumeni綜合征第十一章腫瘤遺傳學(xué)概述8二、腫瘤發(fā)生率的種族差異鼻咽癌中國人馬來人印度人

13.3:3:0.4

移居到美國的華人比美國人高34倍。松果體瘤日本比其他民族高十余倍。

——種族差異主要是遺傳差異所致，在腫瘤發(fā)生中也起作用。第十一章腫瘤遺傳學(xué)概述9第一節(jié)染色體異常與腫瘤染色體異常是癌細胞遺傳學(xué)的基本特征

細胞內(nèi)染色體的不穩(wěn)定是產(chǎn)生腫瘤的根本原因

——Boveri1914一、腫瘤的染色體異常第十一章腫瘤遺傳學(xué)10一、腫瘤的染色體異常（一）腫瘤的染色體數(shù)目異?！酁榉钦扼w或異倍體

染色體斷裂、重排形成的結(jié)構(gòu)異常的染色體經(jīng)常出現(xiàn)于某一種腫瘤細胞中，則稱之為標(biāo)記染色體。

染色體結(jié)構(gòu)異?！孜?、缺失，引起癌基因的激活和抑癌基因的失活，這是癌癥發(fā)生的重要分子基礎(chǔ)。（二）腫瘤的染色體結(jié)構(gòu)異常第十一章腫瘤遺傳學(xué)第一節(jié)染色體異常與腫瘤11一、腫瘤的染色體異常（一）腫瘤的染色體數(shù)目異?！酁榉钦扼w或異倍體第十一章腫瘤遺傳學(xué)第一節(jié)染色體異常與腫瘤12一、腫瘤的染色體異常

染色體斷裂、重排形成的結(jié)構(gòu)異常的染色體經(jīng)常出現(xiàn)于某一種腫瘤細胞中，則稱之為標(biāo)記染色體。（二）腫瘤的染色體結(jié)構(gòu)異常

染色體結(jié)構(gòu)異?！孜?、缺失，引起癌基因的激活和抑癌基因的失活，這是癌癥發(fā)生的重要分子基礎(chǔ)。第十一章腫瘤遺傳學(xué)第一節(jié)染色體異常與腫瘤131960年，Nowell——CMLmarkerchromosomePh染色體二、Ph染色體及其意義Ph染色體(Philadelphiachromosome):1960年首先在美國費城的慢性髓/粒細胞白血病(CML)患者骨髓和外周血淋巴細胞中，發(fā)現(xiàn)一個很小的近端著絲粒染色體，小于G組染色體，被稱為Ph染色體。t(9;22)(q34;q11)易位的結(jié)果而導(dǎo)致9q+和22q-。第十一章腫瘤遺傳學(xué)第一節(jié)染色體異常與腫瘤141973，Rowley——t(9;22）1960年，Nowell——CMLPh染色體t(9;22)(22pter→22q11::9q34→9qter)二、Ph染色體及其意義第十一章腫瘤遺傳學(xué)第一節(jié)染色體異常與腫瘤15作為CML診斷依據(jù)，約95%的CML病例中存在Ph染色體；用于早期診斷——Ph染色體先于臨床癥狀出現(xiàn)；用于預(yù)后判斷—Ph陰性CML對治療反應(yīng)差，預(yù)后不佳。Ph染色體具有重要的臨床意義二、Ph染色體及其意義Ph染色體具有重要的臨床意義

為腫瘤的染色體理論提供了主要的實驗證據(jù)，首次證明了一種染色體畸變與一種腫瘤的關(guān)系，被認為是腫瘤細胞遺傳學(xué)研究的里程碑。第十一章腫瘤遺傳學(xué)第一節(jié)染色體異常與腫瘤16三、腫瘤中其他特異性標(biāo)記染色體Burkitt淋巴瘤(BL)t(8;14)(q24;q32)第十一章腫瘤遺傳學(xué)第一節(jié)染色體異常與腫瘤1717三、腫瘤中其他特異性標(biāo)記染色體第十一章腫瘤遺傳學(xué)第一節(jié)染色體異常與腫瘤18癌基因是正常細胞中的一些基因，是細胞生長發(fā)育所必需的。一旦這些基因在表達時間、表達部位、表達數(shù)量及表達產(chǎn)物結(jié)構(gòu)等方面發(fā)生了異常，就可以導(dǎo)致細胞無限增殖并出現(xiàn)惡性轉(zhuǎn)化。原癌基因(protooncogene)第二節(jié)癌基因癌基因(oncogene)：是指能引起細胞惡性轉(zhuǎn)化的基因。第十一章腫瘤遺傳學(xué)19腫瘤病毒：能使敏感宿主產(chǎn)生腫瘤或使培養(yǎng)細胞惡性轉(zhuǎn)化的病毒，如Rous肉瘤病毒，EB病毒。1910年P(guān)eytonRous發(fā)現(xiàn)Rous肉瘤病毒（RSV）1970年Martin發(fā)現(xiàn)病毒基因組中的致癌基因（src）1.病毒癌基因和細胞癌基因第十一章腫瘤遺傳學(xué)第二節(jié)癌基因20一、癌基因的發(fā)現(xiàn)及識別1910年Rous發(fā)現(xiàn)雞肉瘤病毒(RSV---RNA反轉(zhuǎn)錄病毒）。1970年，Martin等通過分析野生型RSV和缺失轉(zhuǎn)化能力的變異株病毒基因的差別，發(fā)現(xiàn)細胞的惡性轉(zhuǎn)化與RSV基因組中的一個特定基因Src相關(guān)，命名為V-Src。1976年Bishop證明正常細胞中存在與v-oncogene同源序列——細胞癌基因c-oncogeng或原癌基因。80年代初Weinberg等幾個實驗室通過轉(zhuǎn)染實驗證明人體細胞中的癌基因H-ras?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)100多種的oncs。第十一章腫瘤遺傳學(xué)第二節(jié)癌基因21細胞癌基因（cellularoncogene，c-onc）是指存在于正常細胞中，與病毒癌基因高度同源的，具有使細胞轉(zhuǎn)化潛能的基因，也稱為原癌基因（proto-oncogene）。病毒癌基因（viraloncogene，v-onc）指在病毒基因組中可使細胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化的基因。2.病毒癌基因與細胞癌基因的關(guān)系（1）序列上高度同源（2）c-onc有內(nèi)含子，v-onc無內(nèi)含子（3）v-onc有致癌能力，而c-onc無，但突變后可能致癌1.病毒癌基因和細胞癌基因第十一章腫瘤遺傳學(xué)第二節(jié)癌基因223.理解：

細胞癌基因是細胞正常生長、分化所必需的，是生長發(fā)育過程中所不可缺少的。在發(fā)育過程中的一定時間、一定組織中定量的表達，產(chǎn)生生命活動中所必需的蛋白質(zhì)，促進某些生命過程的進行，使生長發(fā)育得以實現(xiàn)。在機體生長發(fā)育過程完成后多處于關(guān)閉狀態(tài)，即不表達或低表達。一旦在錯誤的時間，不恰當(dāng)?shù)攸c，不適量表達即可能導(dǎo)致細胞無限制的增長而趨于惡性轉(zhuǎn)化。第十一章腫瘤遺傳學(xué)第二節(jié)癌基因23二、原癌基因的分類生長因子生長因子受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)因子轉(zhuǎn)錄因子細胞凋亡調(diào)控因子第十一章腫瘤遺傳學(xué)第二節(jié)癌基因24第十一章腫瘤遺傳學(xué)第二節(jié)癌基因25三、細胞癌基因的激活機制突變點突變?nèi)笔Р迦氩《菊T導(dǎo)與啟動子插入基因擴增(geneamplification)均質(zhì)染色區(qū)(HSR)雙微體(DMs)第十一章腫瘤遺傳學(xué)第二節(jié)癌基因26染色體斷裂與重排轉(zhuǎn)錄激活融合基因(fusiongene)突變病毒誘導(dǎo)與啟動子插入基因擴增(geneamplification)三、細胞癌基因的激活機制第十一章腫瘤遺傳學(xué)第二節(jié)癌基因27腫瘤抑制基因(tumorsuppressorgene)或抑癌基因，是人類正常細胞中存在的能夠抑制腫瘤發(fā)生的一類基因。也稱抗癌基因(anti-oncogene)、隱性癌基因(recessiveoncogene)。第三節(jié)腫瘤抑制基因第十一章腫瘤遺傳學(xué)28正常細胞中存在的一類調(diào)節(jié)細胞生長增殖分化的基因，具有抑制腫瘤細胞增殖作用。與原癌基因區(qū)別：原癌基因是顯性基因，一個等位基因突變即可顯示致癌效應(yīng)；腫瘤抑制基因的突變，則是隱性的。一個腫瘤抑制等位基因發(fā)生突變，不會發(fā)生致癌效應(yīng)。即只有當(dāng)其一對基因拷貝失活、喪失功能后，形成隱性狀態(tài)才失去抑制腫瘤發(fā)生的作用，故亦稱隱性癌基因。第十一章腫瘤遺傳學(xué)第三節(jié)腫瘤抑制基因29一、腫瘤抑制基因的發(fā)現(xiàn)WT1基因：與兒童Wilms瘤密切相關(guān)。MTS1基因：即P16基因，在多種腫瘤改變。MTS2基因：P15基因，多種腫瘤改變。NF1基因：神經(jīng)纖維瘤P21基因：多種腫瘤P27基因：多種腫瘤BRCA1：乳腺癌DCC：直腸腫瘤APC：家族性腸息肉P73:Nm23…第十一章腫瘤遺傳學(xué)第三節(jié)腫瘤抑制基因30二、腫瘤抑制基因的作用調(diào)節(jié)細胞周期調(diào)控凋亡調(diào)節(jié)DNA損傷修復(fù)參與細胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制轉(zhuǎn)錄第十一章腫瘤遺傳學(xué)第三節(jié)腫瘤抑制基因31三、部分重要的腫瘤抑制基因p53基因

RB基因

p16基因

p21基因

p27基因

BRCA1基因第十一章腫瘤遺傳學(xué)第三節(jié)腫瘤抑制基因32三、部分重要的腫瘤抑制基因第十一章腫瘤遺傳學(xué)第三節(jié)腫瘤抑制基因33三、部分重要的腫瘤抑制基因第十一章腫瘤遺傳學(xué)第三節(jié)腫瘤抑制基因34第十一章腫瘤遺傳學(xué)第三節(jié)腫瘤抑制基因35第十一章腫瘤遺傳學(xué)第三節(jié)腫瘤抑制基因36第十一章腫瘤遺傳學(xué)第三節(jié)腫瘤抑制基因37第十一章腫瘤遺傳學(xué)第三節(jié)腫瘤抑制基因38第十一章腫瘤遺傳學(xué)第三節(jié)腫瘤抑制基因39第四節(jié)腫瘤發(fā)生的遺傳學(xué)理論單克隆起源假說(monoclonaloriginhypothesis)二次突變學(xué)說(twomutationtheory)二次打擊學(xué)說(two-hittheory)多步驟損傷學(xué)說(multisteplesiontheory)多步驟致癌(multistepcarcinogenesis)第十一章腫瘤遺傳學(xué)40一、腫瘤的單克隆起源假說證據(jù)：1、特異性標(biāo)記染色體

2、G6PD活性的檢測第十一章腫瘤遺傳學(xué)第四節(jié)腫瘤發(fā)生的遺傳學(xué)理論4141腫瘤的單克隆起源假說：腫瘤細胞是由單個突變細胞增殖而成的，即腫瘤是突變細胞的單克隆增殖細胞群。幾乎所有腫瘤均是單克隆起源白血病和淋巴瘤的分子水平分析，表明所有淋巴瘤細胞都具有相同的免疫球蛋白基因或T細胞受體重排一些惡性腫瘤中所有的癌細胞都含有相同失活的X染色體同一腫瘤中有相同標(biāo)記染色體直接的癌基因、抑癌基因分析表明腫瘤克隆特性。一、腫瘤的單克隆起源假說第十一章腫瘤遺傳學(xué)第四節(jié)腫瘤發(fā)生的遺傳學(xué)理論42同是一種腫瘤,為什么既有遺傳型又有散發(fā)型?發(fā)病年齡又不同呢?

1971年Knudson為解釋家族性(遺傳型)視網(wǎng)膜母細胞瘤提出二次突變學(xué)說(twohitstheory),解釋這種現(xiàn)象。二、腫瘤發(fā)生的二次突變學(xué)說第十一章腫瘤遺傳學(xué)第四節(jié)腫瘤發(fā)生的遺傳學(xué)理論43二次突變學(xué)說：20世紀70年代AlfredKnudson提出解釋Rb的機理：視網(wǎng)膜細胞瘤是由兩個獨立并連續(xù)的基因突變產(chǎn)生的，即由二次突變事件引起的。遺傳性腫瘤病例中，第一次突變發(fā)生于生殖細胞，并且傳遞給胚胎發(fā)育的每一個體細胞，而第二次突變隨機發(fā)生在體細胞中。而非遺傳性視網(wǎng)膜母細胞瘤是同一體細胞發(fā)生兩次獨立的突變。因此前者具有發(fā)病早，雙側(cè)發(fā)病，有家族史等特點，而后者則相反。這一學(xué)說能最簡單的解釋腫瘤的顯性遺傳特征，還可以解釋在其他情況下，腫瘤的發(fā)生是一種隱性事件，即野生型基因產(chǎn)物可以抑制腫瘤產(chǎn)生，腫瘤中這一對等位基因發(fā)生了失活。這一學(xué)說除了被用于分析視網(wǎng)膜母細胞瘤外，還被用于解釋腎胚胎細胞癌等兒童腫瘤的發(fā)病原因及規(guī)律，而后被廣泛用于分析各種腫瘤的發(fā)生。但該學(xué)說對于腫瘤發(fā)生中的各種遺傳因素和環(huán)境因素的影響解釋粗糙，不能具體分析，是其弱點。二、腫瘤發(fā)生的二次突變學(xué)說第十一章腫瘤遺傳學(xué)第四節(jié)腫瘤發(fā)生的遺傳學(xué)理論44

惡性腫瘤的發(fā)生需經(jīng)兩次以上的突變。

遺傳性病例中，第一次突變發(fā)生于生殖細胞，結(jié)果個體每一個細胞均帶有一個突變，成為突變的雜合子。在此基礎(chǔ)上發(fā)生的第二次突變是體細胞突變。兩次突變累加，即可完成始動（initiation)，而從良性細胞變成惡性細胞。惡性細胞在一定條件下，形成增殖優(yōu)勢，即可完成促進階段,形成惡性細胞克隆。

因此，遺傳型病例常為雙側(cè)或多發(fā)且發(fā)病較早。二、腫瘤發(fā)生的二次突變學(xué)說第十一章腫瘤遺傳學(xué)第四節(jié)腫瘤發(fā)生的遺傳學(xué)理論45

在非遺傳性病例中，

兩次突變都是體細胞突變，而且必須在同一個體細胞中兩次發(fā)生獨立才能完成始動的過程。這種機會比較少，需要經(jīng)過漫長過程的積累。

因此非遺傳性腫瘤多為單發(fā)，且發(fā)病較晚。二、腫瘤發(fā)生的二次突變學(xué)說第十一章腫瘤遺傳學(xué)第四節(jié)腫瘤發(fā)生的遺傳學(xué)理論46二、腫瘤發(fā)生的二次突變學(xué)說第十一章腫瘤遺傳學(xué)第四節(jié)腫瘤發(fā)生的遺傳學(xué)理論47腫瘤發(fā)生多接階段過程，經(jīng)過兩次以上打擊。三、腫瘤發(fā)生的多步驟損傷學(xué)說第十一章腫瘤遺傳學(xué)第四節(jié)腫瘤發(fā)生的遺傳學(xué)理論48腫瘤是一種多因素、多階段、累積漸進的過程需要突破基因和細胞水平監(jiān)視具體過程分為：始動階段：細胞癌基因和抑癌基因平衡被打破，細胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化促進階段：始動狀態(tài)的細胞發(fā)生新的基因突變，細胞獲得更強大生長動力；MHC分子表達降低，逃脫免疫監(jiān)視。某些細胞系形成干系克隆。是治療的關(guān)鍵階段。惡化轉(zhuǎn)移階段：增速加快，不再需要新的基因改變，對環(huán)境依賴減少某些亞型表達轉(zhuǎn)移基因，此時不可逆。48三、腫瘤發(fā)生的多步驟損傷學(xué)說第十一章腫瘤遺傳學(xué)第四節(jié)腫瘤發(fā)生的遺傳學(xué)理論49三、腫瘤發(fā)生的多步驟損傷學(xué)說

結(jié)腸癌發(fā)生的分子事件第十一章腫瘤遺傳學(xué)第四節(jié)腫瘤發(fā)生的遺傳學(xué)理論50第五節(jié)遺傳型惡性腫瘤一、常染色顯性遺傳的惡性腫瘤綜合征（一）視網(wǎng)膜母細胞瘤兒童期（多在4歲以前）發(fā)病的一種眼內(nèi)的惡性腫瘤發(fā)生率約1/21000～1/10000臨床表現(xiàn)：早期為眼底灰白色腫塊，多無自覺癥狀，以后腫瘤長入玻璃體，使瞳孔呈黃色光反射時，才容易被發(fā)現(xiàn)，稱為“貓眼”。

遺傳型多為雙側(cè)發(fā)病，發(fā)病早，有家族史。非遺傳型多為單側(cè)發(fā)病，且在2歲以后才發(fā)病。第十一章腫瘤遺傳學(xué)51一、常染色顯性遺傳的惡性腫瘤綜合征（一）視網(wǎng)膜母細胞瘤第十一章腫瘤遺傳學(xué)第五節(jié)遺傳型惡性腫瘤52（二）腎母細胞瘤（Wilms瘤，WT)嬰幼兒惡性胚胎腫瘤，患者腹部有無癥狀的腫塊。發(fā)病率為1/10000，3/4的腫瘤發(fā)生在4歲以前，90%在20歲前發(fā)生。可分為遺傳型和非遺傳型。一、常染色顯性遺傳的惡性腫瘤綜合征第十一章腫瘤遺傳學(xué)第五節(jié)遺傳型惡性腫瘤53

研究表明：

Wilms瘤基因(WT)是一種抑癌基因，基因產(chǎn)物為一種有鋅指結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，與早期生長反應(yīng)基因（EGR-1)的DNA相結(jié)合而抑制其轉(zhuǎn)錄激活作用。患者的腫瘤組織中有WT的純合缺失，其正常組織中則為雜合子。

Wilms瘤發(fā)生機理可能與視網(wǎng)膜母細胞瘤相同。（二）腎母細胞瘤（Wilms瘤，WT)一、常染色顯性遺傳的惡性腫瘤綜合征第十一章腫瘤遺傳學(xué)第五節(jié)遺傳型惡性腫瘤54Wilms瘤如伴有無虹膜，泌尿生殖道畸形，智力低下，則稱為WAGR綜合征。該綜合征患者有11號染色體短臂的中間缺失，del(11)(p13),因此認為11p13位點載有腫瘤抑制基因。（二）腎母細胞瘤（Wilms瘤，WT)一、常染色顯性遺傳的惡性腫瘤綜合征第十一章腫瘤遺傳學(xué)第五節(jié)遺傳型惡性腫瘤55一、常染色隱性遺傳的惡性腫瘤綜合征（一）Bloom綜合征

常染色體隱性遺傳病，東歐猶太人的后裔中多見。病因：患者染色體不穩(wěn)定，有免疫功能缺陷。表現(xiàn)：身材矮小，一歲時面部暴露于日光的部位出現(xiàn)蝴蝶狀紅斑，毛細血管擴張所致。常伴發(fā)白血病和其他惡性腫瘤。可惡變?yōu)槔w維肉瘤、鱗癌和神經(jīng)纖維肉瘤。致病基因BLM位于15q26.1第十一章腫瘤遺傳學(xué)第五節(jié)遺傳型惡性腫瘤56基因定位于15q26.1基因全長4.5kb，ORF長4251bp蛋白質(zhì)為159kDa，1417個氨基酸殘基編碼產(chǎn)物是RecQDNA解鏈酶家族成員BLM基因一、常染色隱性遺傳的惡性腫瘤綜合征（一）Bloom綜合征第十一章腫瘤遺傳學(xué)第五節(jié)遺傳型惡性腫瘤57臨床特征身材矮小慢性感染免疫功能缺陷日光敏感性面部紅斑輕度顏面畸形一、常染色隱性遺傳的惡性腫瘤綜合征（一）Bloom綜合征第十一章腫瘤遺傳學(xué)第五節(jié)遺傳型惡性腫瘤58一、常染色隱性遺傳的惡性腫瘤綜合征（二）Fanconi

貧血常染色體隱性遺傳，兒童骨髓疾病?；颊呷毎麥p少，又稱先天性全血細胞減