第九章肿瘤遗传学

第九章肿瘤遗传学第1页，共83页，2023年，2月20日，星期三指生长失去正常调控而无限制地自主增生的细胞群。体细胞遗传物质的突变是肿瘤形成的直接原因。

肿瘤细胞是一个累积了不同基因突变的体细胞，故肿瘤属于体细胞遗传病。肿瘤(Tumor)第2页，共83页，2023年，2月20日，星期三恶性肿瘤的三个共同特征自主性生长浸润性生长和转移灶形成癌细胞的特性可传递给它的子细胞第3页，共83页，2023年，2月20日，星期三我国癌症死亡率（1994）城市136.75/10万占死亡21.96%第一位乡村105.53/10万占死亡16.51%第二位全国每死亡5个人中就有1人死于癌症第4页，共83页，2023年，2月20日，星期三肿瘤的分类及命名良性肿瘤恶性肿瘤（癌和肉瘤）生长速度慢快生长方式膨胀性生长浸润性生长与周围组织关系有包膜、不侵犯周围组织、界限清楚、活动度大破坏周围组织、界限不清、活动受限血液供应血液供应充分、肿瘤完整、体积有时很大血液供应不足、常在中间区形成坏死,发生溃烂转移无有全身影响一般不影响全身情况，如体积巨大或发生在重要器官，亦可威胁生命晚期严重影响全身，可出现极度衰弱、贫血（恶病质）治疗后不容易复发容易复发1.按生长特性分类：分为良性肿瘤和恶性肿瘤第5页，共83页，2023年，2月20日，星期三2.按组织来源分类：

——按不同组织来源分为①间胚叶肿瘤，如：纤维瘤、纤维肉瘤②上皮组织肿瘤,如：腺瘤、腺癌③神经组织肿瘤,如：神经纤维瘤、神经纤维肉瘤④其它杂类肿瘤,如：畸胎瘤、恶性畸胎瘤（畸胎癌）肿瘤的分类及命名第6页，共83页，2023年，2月20日，星期三3.命名良性肿瘤：组织来源十瘤

如：甲状腺瘤恶性肿瘤：上皮发生的恶性肿瘤——癌,组织来源+癌

如：鳞状上皮发生叫鳞状上皮癌腺上皮发生叫腺癌胎盘组织的绒毛滋养叶细胞发生的叫绒毛膜上皮癌

间胚叶发生的恶性肿瘤——肉瘤,组织来源+肉瘤

如：纤维组织发生叫纤维肉瘤骨——骨肉瘤淋巴组织——淋巴肉瘤

其它：肾母细胞瘤、视网膜母细胞瘤、白血病、黑色素瘤（恶性黑色素瘤）肿瘤的分类及命名第7页，共83页，2023年，2月20日，星期三一、遗传病与肿瘤（一）遗传病与肿瘤1、染色体病的癌变倾向Down综合征患者急性淋巴细胞性白血病的发病率高达1/95（群体发病率为1/3000）Klinefelter综合征病人易继发乳房癌或性腺母细胞瘤Turner综合征病人的条索状卵巢倾向于恶变为卵巢癌第8页，共83页，2023年，2月20日，星期三2、单基因病的癌变倾向第9页，共83页，2023年，2月20日，星期三1、视网膜母细胞瘤（可根据受累眼睛的不同，分为单侧性和双侧性两种。约40%患者为遗传型，呈AD遗传。）2、肾母细胞瘤

二、遗传性肿瘤

（hereditarytumors）

第10页，共83页，2023年，2月20日，星期三罕见（1/15000），ADCat'seye1、视网膜母细胞瘤(retinoblastoma,RB)第11页，共83页，2023年，2月20日，星期三视网膜母细胞瘤基因定位：13q14.1-q14.2RB基因突变：RBRB→RBrb→rbrb双侧发病

AD1.5岁前遗传型单侧发病

非AD

2岁后非遗传型发病部位方式发病年龄类型第12页，共83页，2023年，2月20日，星期三视网膜母细胞瘤的典型家系第13页，共83页，2023年，2月20日，星期三2、肾母细胞瘤（WT）

致病基因：11p13Wilms瘤基因（WT）：是一种抑癌基因，患者肿瘤组织中有WT基因的纯合缺失，正常组织中为杂合子，符合二次突变论。第14页，共83页，2023年，2月20日，星期三第一节遗传性肿瘤和染色体不稳定性综合征第15页，共83页，2023年，2月20日，星期三某些AR遗传病患者，存在DNA修复系统的缺陷，因而染色体具有不稳定性，易于断裂而重排。特点：①至少对一种DNA损伤因子有高度敏感性；②具有遗传不稳定性和对肿瘤易感性；③这类患者易患白血病或其他肿瘤。

第16页，共83页，2023年，2月20日，星期三Bloom综合征1Fanconi贫血2共济失调性毛细血管扩张症3着色性干皮病4第17页，共83页，2023年，2月20日，星期三临床特征身材矮小，发育迟缓免疫功能缺陷日光敏感性面部红斑轻度颜面畸形30岁前多发肿瘤和白血病一、Bloom综合征（Bloom’ssyndrome,BS）

第18页，共83页，2023年，2月20日，星期三Bloom综合征第19页，共83页，2023年，2月20日，星期三Bloom综合征细胞遗传学改变：染色体易发生断裂和结构畸形，颊粘膜细胞在分裂间期可见细胞内出现多个微核结构。

第20页，共83页，2023年，2月20日，星期三Bloom综合征细胞遗传学改变：姐妹染色体交换率（SCE）增高第21页，共83页，2023年，2月20日，星期三细胞遗传学改变：四射体存在第22页，共83页，2023年，2月20日，星期三基因定位于15q26.1基因全长4.5kb编码产物是RecQDNA解链酶家族成员Bloom综合征BLM基因第23页，共83页，2023年，2月20日，星期三二、Fanconi贫血（fanconi’sanemia,FA）儿童期的骨髓疾病，AR。特点：

--进行性全血细胞减少，又称先天性全血细胞减少症；

--生长发育迟缓；

--有贫血、易疲乏、易出血和感染等症状；

--肿瘤发病率高。第24页，共83页，2023年，2月20日，星期三染色体自发断裂率增高，单体断裂、裂隙等畸变多，双着丝粒体、断片、核内复制也常见。约10%患者转变为白血病，且死于本病者比正常人群高约20倍。Fanconi贫血第25页，共83页，2023年，2月20日，星期三FA细胞对于一些交联剂如丝裂霉素C等反应敏感；缺少核酸外切酶，因而对用交联剂诱发的交联缺乏修复能力。根据染色体不稳定性的体现以及FA细胞对交联剂敏感性的检测可对该病作出诊断。Fanconi贫血第26页，共83页，2023年，2月20日，星期三三、共济失调性毛细血管扩张症

（ataxiatelangiectasia,AT）AR，临床特征为小脑性共济失调，眼毛细血管扩张，各种免疫缺陷及肿瘤易感性高，常死于感染性疾病。多见于儿童期发病，6岁以后眼和面、颈部出现瘤样小血管扩张。第27页，共83页，2023年，2月20日，星期三AT患者对电离辐射敏感，也有较多的染色体断裂。染色体畸变非随机性，常见有14/14易位或其他涉及14号染色体的改变，14q12为断裂热点。致病基因（AT）：11q22共济失调性毛细血管扩张症第28页，共83页，2023年，2月20日，星期三四、着色性干皮病（xerodermapigmentosum，XP）

皮肤对紫外线敏感；异常皮肤色素沉着；早发性皮肤癌。第29页，共83页，2023年，2月20日，星期三着色性干皮病第30页，共83页，2023年，2月20日，星期三着色性干皮病

遗传性核酸内切酶缺乏，切除修复缺陷。第31页，共83页，2023年，2月20日，星期三第二节

染色体异常与肿瘤第32页，共83页，2023年，2月20日，星期三染色体异常既是细胞癌变的原因也是细胞癌变的结果。

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

——Boveri1914第33页，共83页，2023年，2月20日，星期三34

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（cloneevolution)

主导克隆---干系(stemline)--众数(modalnumber)

非主导克隆---旁系(sideline)一、数目异常——多为非整倍体或异倍体第34页，共83页，2023年，2月20日，星期三数目异常特点：（1）实体瘤：二倍体到四倍体之间，其中二倍体左右和三倍体到四倍体之间的情况多见。（2）癌性积水：染色体数目波动幅度较大。注意：数目改变与肿瘤恶性程度不成正比。第35页，共83页，2023年，2月20日，星期三第36页，共83页，2023年，2月20日，星期三（二）染色体结构异常第37页，共83页，2023年，2月20日，星期三特异性标记染色体(markerchromosome)：在某种肿瘤或某类肿瘤中恒定出现，具有特定形态的结构异常染色体。对该肿瘤具有代表性。（1）慢粒白血病（CML）的Ph染色体（2）Burkitt淋巴瘤的14q＋染色体（二）染色体结构异常标记染色体第38页，共83页，2023年，2月20日，星期三markerchromosome（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Ph1染色体。第39页，共83页，2023年，2月20日，星期三t（9;22）（22pter→22q11::9q34→9qter）（1）Ph染色体原因：t（9；22）（q34；q11）易位结果导致9q+和22q-（Ph1）第40页，共83页，2023年，2月20日，星期三意义：①诊断依据：约95%的CML病例中存在Ph1

染色体；②早期诊断依据：Ph1染色体先于临床症状出现。③预后判断依据：

Ph1阴性CML对治疗反应差，预后不佳；（1）Ph1染色体第41页，共83页，2023年，2月20日，星期三（2）14q＋染色体t(8;14)(q24;q32)

见于75％的Burkitt淋巴瘤。第42页，共83页，2023年，2月20日，星期三（2）14q＋染色体第43页，共83页，2023年，2月20日，星期三第44页，共83页，2023年，2月20日，星期三三、染色体脆性部位与肿瘤

染色体脆性部位：染色体上某一点由于其分子结构上的特点，在一定条件下（如叶酸缺乏时），易于发生变化而成裂隙或断裂。分类：

1、罕见型

2、普通型第45页，共83页，2023年，2月20日，星期三脆性部位与肿瘤的发生

恶性淋巴瘤细胞：易位t(12；14)(q13；q32)，染色体脆性部位12q13的表达高达13%。急粒白血病：倒位inv(16)(p13q22)，染色体脆性部位16q22也有35~36%的表达率。常见型脆性部位表达率增高反映染色体稳定性降低。第46页，共83页，2023年，2月20日，星期三47第三节癌基因和抑癌基因

肿瘤发生的分子基础第47页，共83页，2023年，2月20日，星期三48

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-oncogeng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100多种的oncs。第48页，共83页，2023年，2月20日，星期三49病毒癌基因是存在于肿瘤病毒基因组中、使靶细胞发生恶性转化的基因。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；第49页，共83页，2023年，2月20日，星期三50通过转染实验证明人体细胞中的癌基因H-ras。第50页，共83页，2023年，2月20日，星期三51

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。第51页，共83页，2023年，2月20日，星期三52

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）使细胞发生癌变、引起细胞无限增殖和恶性转化的基因。在肿瘤细胞中原癌基因往往被激活，处于活跃表达的状态第52页，共83页，2023年，2月20日，星期三蛋白激酶信号转导蛋白生长因子核内转录因子细胞癌基因的分类程序性细胞死亡调节因子第53页，共83页，2023年，2月20日，星期三蛋白激酶类（proteinkinase）产物均属酪氨酸激酶受体，各种生长因子与相应受体结合，能引起受体酪氨酸激酶活化，引起细胞增殖。C-fms、C-ros、C-trk、C-kit和C-met等。

第54页，共83页，2023年，2月20日，星期三产物为生长因子，能与相应细胞生长受体结合并引起细胞的增殖。C-sis，C-int2、C-hst等。

生长因子类（growthfactor）第55页，共83页，2023年，2月20日，星期三信号转导蛋白类（singletransductionprotein）产物为在细胞内起信号传导作用的G蛋白类。生长因子与相应的受体结合后，通过细胞内系列分子间的相互作用，最终把信号传至核内，引起细胞增殖。C-ras、C-src、C-abl、C-yes、C-raf、C-mos等。第56页，共83页，2023年，2月20日，星期三核内转录因子类（transcriptionfactor）

产物为DNA结合蛋白，参与基因的表达和复制的调控。C-mys、C-jun和C-fos等。第57页，共83页，2023年，2月20日，星期三程序性细胞死亡调节因子可以使细胞不受程序性死亡调节，可以使细胞产生无限增值并容易形成肿瘤。如BCL-2第58页，共83页，2023年，2月20日，星期三59癌基因在细胞内的分布第59页，共83页，2023年，2月20日，星期三60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:基因扩增启动子插入激活点突变染色体易位或重排第60页，共83页，2023年，2月20日，星期三611点突变（pointmutation）单个碱基突变而改变了编码蛋白质的功能使癌基因激活.K-rasN-ras,H-ras，12、13、61codon突变第61页，共83页，2023年，2月20日，星期三622基因扩增（geneamplification）细胞学：

均质染色区（HSR）—缺少正常深、浅染色区的染色体某个节段

双微体（DM）—染色体区域重复复制形成的许多DNA片段释放到胞浆中形成分散的、成双的染色体小体。是一对环状、约1Mb长的DNA片段；由于没有着丝粒，DMs随机分配到子代细胞中。分子水平：

基因拷贝倍增。神经母细胞瘤N-myc第62页，共83页，2023年，2月20日，星期三双微体第63页，共83页，2023年，2月20日，星期三64

3染色体易位，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,易位到启动子或增强子附近而被激活,或与其他高表达基因形成融合基因.CMLt（9；22）9q+和22q-（Ph1）

BLt（8；14）8q-和14q+第64页，共83页，2023年，2月20日，星期三65如逆转录病毒感染细胞后，其基因组两端的长末段重复序列（LTR）插入到c-onc的适当位置，其启动子可使c-onc激活，这是动物细胞c-onc的主要激活方式。4、病毒诱导与启动子插入第65页，共83页，2023年，2月20日，星期三66

人类肿瘤的代表性癌基因及其分类

前癌基因作用

癌基因

活化机制

亚细胞定位

人类的肿瘤

生长因子：

PDGF-β链

sis

过度表达

细胞外

星形细胞，骨肉瘤，乳腺癌等

FGF

hst-1

过度表达

细胞外

胃癌，胶质母细胞癌

生长因子受体：

（具蛋白质激酶活性）

EGFR家族

erb-B1

过度表达

透膜

肺鳞癌，脑膜瘤，卵巢癌等

erb-B2

扩

增

透膜

乳腺癌，卵巢癌，肺癌，胃癌等

erbB-3

过度表达

透膜

乳腺癌

csf-1受体

fms

点突变

透膜

白血病

参与信息转导蛋白质：

结合GTP

H-ras

点突变

胞膜内

甲状腺癌，膀胱癌等

K-ras

点突变

胞膜内

结肠癌、肺癌、胰腺癌等

N-ras

点突变

胞膜内

白血病，甲状腺癌

细胞核调节性蛋白质：

转录活化物

c-myc

易

位

核

内

Burkitt淋巴瘤

N-nyc

扩

增

核

内

神经母细胞瘤，肺小细胞癌

L-myc

扩

增

核

内

肺小细胞癌

第66页，共83页，2023年，2月20日，星期三67二、肿瘤抑制基因/抑癌基因

（TumorSuppressorGene，TSG）

正常细胞中存在的一类调节细胞生长增殖分化的基因，具有抑制肿瘤细胞增殖作用。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；肿瘤抑制基因的突变，则是隐性的。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67页，共83页，2023年，2月20日，星期三68TSG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第68页，共83页，2023年，2月20日，星期三69细胞融合实验Harris（1971）应用微细胞技术将含有一条正常Chr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。第69页，共83页，2023年，2月20日，星期三70克隆第一个TSG–RB1细胞遗传学证据：

1976年对多个RB患者Chr缺失鉴定，最后确定于13q14第70页，共83页，2023年，2月20日，星期三RB1基因分子遗传学证据：

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SuHuangHJ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长，27exonsmRNA4.7kb，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-GGAAGTA元件，受p53调节。第71页，共83页，2023年，2月20日，星期三72RB基因—第一个被克隆的TSG第72页，共83页，2023年，2月20日，星期三

肿瘤抑制基因及其产物基因名称染色体定位诱发的肿瘤类型Rb13q14视网膜母细胞瘤、骨肉瘤、小细胞肺癌、乳腺癌等WT111p13儿童肾细胞瘤、肺癌等P5317p13.1多种肿瘤NF117q11.2神经纤维瘤、肉瘤、胶质瘤P216p21.1多种肿瘤APC5q21家族性腺瘤息肉DCC5q21-22家族性腺瘤息肉

第73页，共83页，2023年，2月20日，星期三p53基因

基因定位：17p13.1，全长20kb。与目前已知的任何一种肿瘤抑制基因和癌基因相比，P53基因在50%左右的人类恶性肿瘤中存在变异，占第一位。

第74页，共83页，2023年，2月20日，星期三三、肿瘤转移基因与转移抑制基因

肿瘤转移基因：基因的表达和改变能够促进肿瘤细胞转移的基因。整合素内糖苷酶和Ⅳ型胶原酶

第75页，共83页，202