肿瘤的基因诊断

肿瘤的分子诊断Molecular

diagnosisoftumors

多基因疾病是指疾病的发生涉及两个以上基因的结构或表达调控的改变。分子诊断是指利用分子生物学和分子遗传学的方法，通过检测基因的存在、结构变异和表达的异常，对人类状态和疾病做出诊断的方法。

肿瘤的分子诊断是指用分子生物学手段，通过检测肿瘤相关基因的存在，分析肿瘤相关基因的缺陷、表达及其功能，以达到肿瘤诊断的目的。概念一、肿瘤发生发展的分子机制

肿瘤自身原因

外因内因无限增殖转移空间资源

免疫监控

攘外

安内同流和污视而不见

肿瘤免疫监控失活功能丧失一、肿瘤发生发展的分子机制1、肿瘤自身一、肿瘤发生发展的分子机制1、肿瘤自身LimitlessreplicativepotentialTissueinvasion&metastasisSustainedangiogenesisInsensitivitytoanti-growthsignalsSelf-sufficiencyingrowthsignalsEvadingapoptosis一、肿瘤发生发展的分子机制1、肿瘤自身Self-sufficiencyingrowthsignalsAutocrineloopsOver-expressionofreceptorReceptorisalways‘on’Downstreamsignals一、肿瘤发生发展的分子机制1、肿瘤自身ExternaltriggersIntracellulartriggersDeathreceptorsCaspasesSensors(8,9)Executioners(3)Evadingapoptosis一、肿瘤发生发展的分子机制1、肿瘤自身Insensitivitytoantigrowthsignals一、肿瘤发生发展的分子机制1、肿瘤自身SustainedangiogenesisVEGF(血管内皮生长因子)FGF1/2（成纤维细胞生长因子）ThrombospondinThalidomideAvastin一、肿瘤发生发展的分子机制1、肿瘤自身Tissueinvasionandmetastases一、肿瘤发生发展的分子机制1、肿瘤自身LimitlessreproductivepotentialHayflickhypothesisLimitednumberofdoublingsTelomeremaintenanceTelomeraseNotalltumorcellshavethispotentialTumorstemcells

(1)免疫监视系统要素

识别力攻击力组成分工

快速反应特异反应

信息传递一、肿瘤发生发展的分子机制2、免疫监控失调（1）、免疫监视系统识别特异反应抗原递呈细胞一、肿瘤发生发展的分子机制2、免疫监控失调（1）、免疫监视系统攻击效应细胞一、肿瘤发生发展的分子机制2、免疫监控失调

（2）、免疫监视系统与肿瘤发生证据体内细胞突变随时在发生，但肿瘤不是随时发生。免疫缺陷与肿瘤发生免疫功能与肿瘤发展一、肿瘤发生发展的分子机制2、免疫监控失调（2）、免疫监视系统与肿瘤发生肿瘤监控失常原因识别问题肿瘤自身免疫细胞隐蔽抗原来源与正常细胞相同抗原递呈功能缺失无视一、肿瘤发生发展的分子机制2、免疫监控失调（2）、免疫监视系统与肿瘤发生肿瘤监控失常原因杀伤问题肿瘤自身

免疫细胞杀伤免疫细胞抑制因子功能异常抑制性免疫细胞一、肿瘤发生发展的分子机制2、免疫监控失调二、肿瘤的分子诊断内容肿瘤标志物的检测

1978年Herberman在美国国立癌症研究所召开的人类肿瘤免疫诊断会上提出的。由肿瘤组织和细胞产生的与肿瘤的形成、发生相关的物质,这些物质存在于肿瘤细胞的胞核、胞质、胞膜上或体液中；不存在于正常成人组织而见于胚胎组织,或在肿瘤组织中含量超过正常含量。存在于肿瘤患者的组织、体液和排泄物中，能够用免疫学、生物学及化学的方法检测。

原癌基因癌基因病毒癌基因肿瘤抑制基因肿瘤转移相关基因肿瘤耐药基因等肿瘤相关基因细胞基因组中调控细胞增殖和分化且具有能够使正常细胞发生恶性转化的基因，包括病毒癌基因和细胞癌基因；

癌基因在正常细胞的基因组中存在不表达状态表达水平不足以引起细胞的恶性转化癌基因：定位功能癌基因，产物分泌蛋白生长因子sisPDGFβ链跨膜蛋白受体型酪氨酸激酶erbB2,EGF样受体erbB,EGF受体fms,CSF-1受体膜结合蛋白G-蛋白非受体型酪氨酸激酶rasp21rassrcpp60src胞浆可溶性蛋白非受体型酪氨酸激酶丝氨酸/苏氨酸激酶信号转导连接蛋白

Raf，ab1crk,SH2/SH3调节蛋白vav,SH2调节蛋白胞核蛋白转录因子Myb，mycfosjunerbA,T3受体表1细胞癌基因按其产物定位和功能分类能够抑制细胞恶性转化或抑制细胞异常增殖的基因

目前研究较多的有p53基因、pRB基因、p16蛋白、p15蛋白、p21等。抑癌基因基因染色体定位相关肿瘤基因产物及功能RB13q14RB、成骨肉瘤、胃癌、SCLC、乳癌、结肠癌p105，控制生长WT11p13WT、横纹肌肉瘤、肺癌、膀胱癌、乳癌、肝母细胞瘤WT-ZFP，负调控转录因子NF-117p12神经纤维瘤、嗜铬细胞瘤、雪旺氏细胞瘤、神经纤维肉瘤GAP，拮抗p21rasBDCC18q21.3结肠瘤P192,细胞粘附分子p5317p13星状细胞瘤、胶质母细胞瘤、结肠癌、乳癌、成骨肉瘤、SCLC、胃癌、磷状细胞肺癌P53控制肿瘤生长erbA17q21ANLLT3受体，含锌指结构的转录因表2已确定的几种抑癌基因野生型P53生物学活性当DNA损伤的时候,P53基因就明显表达使细胞在G1期生长阻滞，促使细胞凋亡。抑制肿瘤细胞生长保持DNA完整性包括肿瘤转移促进基因或肿瘤转移抑制基因。肿瘤转移相关基因肿瘤耐药基因其表达使肿瘤细胞对药物产生耐药的基因。

血小板衍生生长因子（PDGF）表皮生长因子（EGF）

VGF基因等

肿瘤生长因子

肿瘤的基因诊断肿瘤的基因诊断目前主要集中在以下几个方面：肿瘤转移标志物肿瘤抗药基因突变的癌基因肿瘤相关的病毒基因标志分类机制分子标志应用于癌症诊断分子遗传性染色体易位

t(9；22)，t（14；18），t(11；12)等白血病、淋巴瘤等点突变p53,ERras等胃癌、膀胱癌、乳腺癌、前列腺癌、结肠癌、胰腺癌、肺癌等缺失BRCA1，BRCA2，DCC等乳腺癌、结肠癌改变拼接CD44，muc-1,VLA-4等结肠癌、肾癌、乳腺癌、脑瘤等扩增erb-B2,EGFR,N-myc,ras乳腺癌、脑瘤、神经母细胞瘤比例改变明胶酶A/TIMP2乳腺癌转移等病毒性病毒转化HPV,HCV,HBV，EBV宫颈癌、肝癌、鼻咽癌等组织性组织分化PSA,PSMA前列腺癌muc-18,酪氨酸酸酶，Mage-3黑素瘤AFP,白蛋白肝癌甲状腺球蛋白甲状腺癌NPGP9.5，酪氨酸羟化酶表面活性物质等神经母细胞瘤肿瘤性肿瘤细胞特征CEA肺癌、结肠癌、胃癌、乳腺癌β-HCG黑素瘤等CK-19肺鳞癌端粒酶结肠癌、乳腺癌、头颈部癌等微卫星体等结肠癌、乳腺癌、头颈部癌等表3

肿瘤基因诊断的分子标志及其应用

可分为四大类组织特异性基因标志肿瘤特异性基因标志血管生成因子其它与肿瘤转移相关的分子及基质蛋白酶及其抑制剂肿瘤转移基因标志物组织特异性基因标志物指肿瘤组织和/或起源正常组织所特有，在淋巴组织和血细胞中不存在的。如角质蛋白家族（CK）mRNA、粘蛋白基因、表皮生长因子受体（EGFR）mRNA等。存在于肿瘤及其起源的正常细胞中，不存在于其他细胞。如CEAmRNA、AFPmRNA、PSAmRNA等血管生成因子如血管内皮细胞生长因子（VEGF）等。

突变的癌基因癌基因的突变是癌基因激活的重要方式和途径。除了见到较大范围片段的缺失或插人以及染色体转位之外，大多数情况下，都是少数核苷酸或单个碱基的突变。.癌基因点突变的检测单链构象多态性（SSCP）检测技术等

.肿瘤相关的病毒基因EB病毒（EBV）人乳头瘤病毒（HPV）乙型肝炎病毒（HBV）、丙型肝炎病毒（HCV）感染对于这些肿瘤组织细胞中相关病毒基因及其编码产物的检测，可以作为这些类型的肿瘤诊断的标志。致瘤病毒引起的恶性转化作用引起了人们极大的关注肿瘤基因诊断的常用方法PCR、RT-PCRSouthernblot杂交技术、Northernblot杂交技术基因芯片基因测序。肿瘤基因的分子诊断意义

1.肿瘤的早期诊断和筛选2.肿瘤疗效监测3.肿瘤的预后判断4.肿瘤微转移检测

肿瘤基因检测在肿瘤微转移检测中

应用举例前列腺癌特异性基因DD3PCA3

DD3PCA3是一种非编码RNA的基因，定位于9q21～22染色体。它为前列腺癌特异性基因之一，DD3PCA3mRNA仅在前列腺癌细胞中表达，而在其它正常组织和癌组织以及细胞系中均不表达。DD3mRNA14外显子扩增结果M：50bpDNALadder；1：LNCaP阳性对照；2～3：PCa；4：PIN(前列腺上皮内瘤变

)；5～6：BPH(前列腺增生)；7：直肠癌；8：直肠癌癌旁；9：结肠癌；10：结肠癌癌旁；11：乳腺癌；12：甲状腺癌；13：胃癌；14：胃癌癌旁；15：膀胱癌；16：软组织纤维肉瘤；17：转移性腺癌；18：淋巴结转移性黑色素瘤；19：卵巢成熟性畸胎瘤；20：正常肝脏；21：胆囊；22：胎盘；23：试剂空白。DD3mRNA13外显子扩增结果M：50bpDNALadder；1：LNCaP阳性对照；2～3：PCa；4：PIN；5～6：BPH；7：直肠癌；8：直肠癌癌旁；9：结肠癌；10：结肠癌癌旁；11：乳腺癌；12：甲状腺癌；13：胃癌；14：胃癌癌旁；15：膀胱癌；16：软组织纤维肉瘤；17：转移性腺癌；18：淋巴结转移性黑色素瘤；19：卵巢成熟性畸胎瘤；20：正常肝脏；21：胆囊；22：胎盘；23：试剂空白。DD3mRNA34外显子扩增结果M：50bpDNALadder；1：LNCaP阳性对照；2～3：PCa；4：PIN；5～6：BPH；7：直肠癌；8：直肠癌癌旁；9：结肠癌；10：结肠癌癌旁；11：乳腺癌；12：甲状腺癌；13：胃癌；14：胃癌癌旁；15：膀胱癌；16：软组织纤维肉瘤；17：转移性腺癌；18：淋巴结转移性黑色素瘤；19：卵巢成熟性畸胎瘤；20：正常肝脏；21：胆囊；22：胎盘；23：试剂空白。前列腺组织和其他肿瘤组织及癌旁组织DD3mRNA检测结果

M：50bpDNA标准；1：LNCaP阳性对照；2：BPH；3：健康男性志愿者；4～10为PCa；11为试剂空白。

外周血DD3mRNA的RT-PCR扩增电泳图

RT-PCR检测结果

44例PCa组中13例可见DD3mRNA阳性结果(其中B期、C期及D期分别有为0例、2例，11例)。30例BPH患者和18名健康男性志愿者标本中均未检出DD3mRNA。外周血DD3mRNA的巢式RT-PCR扩增电泳图

M：50bpDNA分子量标准；1：LNCaP阳性对照；2：阴性对照(女性)；3：BPH患者；4：健康男性志愿者；5～8：未治疗的PCa；9：试剂空白巢式RT-PCR检测结果44例PCa组中21例可见DD3mRNA阳性结果(其中B期、C期、D期分别有1例、5例、15例)30例BPH患者和18名健康男性志愿者均未见阳性结果两种方法对PCa患者外周血DD3mRNA检出率比较RT-PCR巢式RT-PCR+-+13