第一章 癌症的本质

第一章 癌症的本质

摘要:最初,人们认为肿瘤是身体的外来异物,但组织学观察发现肿瘤与正常组织有相似性,这为肿瘤分类提供依据。肿瘤可以按组织来源分类(上皮、内皮、造血、神经外胚层),但也有肿瘤不符合上述分类。诱发肿瘤的因素有生物、化学、物理因素。肿瘤是由肿瘤细胞与正常细胞的特征差异定义的,例如肿瘤细胞与正常细胞或组织的形态,增殖,代谢等差异。肿瘤的形成过程是一步步偏离正常细胞组织特征形态。肿瘤能力代谢特征:weiberg效应(有氧糖酵解)。

肿瘤按组织来源分类

上皮

上皮的肿瘤称为 癌 上皮- - 基底膜- - 间质 结构,若肿瘤突破基底膜到间质 称为 恶性肿瘤

鳞状细胞癌

来源于,上皮细胞中主要作用是封闭腔穴或管道的表面并且保护其下层细胞

腺癌

来源于,上皮组织中具有分泌能力的细胞,它们可以释放分泌物到自身形成的导管或腔穴中。通常这些分泌物的作用是保护上皮细胞层不受腔穴内物质的作用

间质

肉瘤

来源于多种间质细胞,包括:

  • 分泌胶原的成纤维细胞及其相关结缔组织细胞,它们是肌腱和皮肤的细胞外基质的主要组分;
  • 脂肪细胞,它们在胞质中储藏脂肪;成骨细胞,在胶原基质中聚集磷酸钙结品以形成骨骼;
  • 组成肌肉的肌细胞。
  • 相对多见于儿童的血管肉瘤是由血管内皮细胞的前体细胞产生的。

造血系统

来源于各种组成造血系统的细胞转化而来,包括免疫系统的细胞,如:红细胞、能分泌抗体的浆细胞、T淋巴细胞(简称T细胞)和B淋巴细胞(简称 B 细胞)。

白血病泛指造血细胞谱系的恶性衍生物,包括髓系和淋巴系。

白血病的肿瘤细胞是散布在循环系统中的单细胞群,而淋巴系(T淋巴细胞和B淋巴细胞)肿瘤则能够聚集在淋巴结形成实体瘤。

神经外胚层

来源于中枢和外周神经系统的各种细胞。

这类肿瘤通常被称为神经外胚层瘤 ,反映其是从早期胚胎的外胚层发育而来;

包括胶质瘤、胶质母细胞瘤、神经母细胞瘤、神经鞘瘤和髓母细胞瘤。

不适于上述分类的肿瘤

黑色素瘤

来源于皮肤和视网膜中内含色素的黑色素细胞,而黑色素细胞则是由胚胎中的神经脊发育而来。尽管与神经外胚层细胞的发源地如此接近,但随着发育过程,它却最终落脚在了皮肤和眼睛的组织中,为其提供色素,而与神经系统没有任何直接联系。

小细胞肺癌

来源于具有类似于神经分泌细胞特征的细胞 ,就像肾上腺中的某些神经脊来源的细胞一样,具有分泌功能。迄今为止还未确定小细胞肺癌是否起源于神经外胚层细胞。而另一种看法认为, 这些源于肺部内胚层细胞克隆的肿瘤 ,失去了一些自身上皮细胞的特征,同时又呈现出了一些神经外胚层细胞谱系的特征。这种细胞谱系的转换和随之而获得的一套全新的已分化成熟的特性,通常被称为转分化作用。

畸胎瘤

来源于生殖细胞(卵细胞和精子)前体在发育早期未能迁移到正确的位置,并在发育过程中一直处于异位所致。它们保留了早期胚胎细胞的多能性。同一个畸胎瘤中能看到组成胚胎的 3 个胚层——内胚层、中胚层、外胚层。

未知原发灶癌

在少数情况下 (2%~4%), 某些肿瘤已经完全丧失了其发源组织的特异性和分化特征,发生了去分化作用。发生去分化的这类肿瘤通常被归入 “未知原发灶癌 " (CUP), 很难从患者身上找到相应的原发肿瘤的部位。

肿瘤诱因

生物因素

病毒

物理因素

辐射

化学因素

煤焦油提炼物: 3- 甲基胆蒽(3M)、苯并芘、二苯并蒽

物理或化学致癌因素可诱导突变

  1. X射线导致果蝇基因突变
  2. Ames Test 通过组氨酸缺陷的沙门氏菌菌株突变后可以在培养基生存,并通过克隆多少评估化合物的致突变能力。结论:强致癌化合物同时也是很强的致突变剂。那些不是很强的致癌剂诱导突变的能力也较弱。

肿瘤的形成过程

1. 增生

增生与正常组织之间只有微小的差别,细胞数量异常增多,也能发育成正常组织。

2. 化生

一种已分化组织转变为另一种分化组织的过程,虽然是正常细胞但是长错了位置,如食管癌变前的一个早期指征就是出现一种巴氏食管 (Barrett's esophagus) 化生情况,食管中的扁平上皮细胞会被一种常见于胃部的分泌型上皮细胞取代。尽管这些细胞具有非常正常的外观 ,但这种化生通常被认为是食管癌的早期病变步骤。

3. 不典型增生

特征:细胞核大小和形状改变,细胞核染色加深,核质比例增大,核分裂能力增强,与组织中正常分化相关的胞质特征丢失。在不典型增生组织中, 原见于正常组织的不同类型细胞的数量比例都发生了改变。不典型增生是完全良性肿瘤至恶性癌变之间的过渡状态。

腺瘤(腺瘤、息肉、乳头状瘤和疣)是不典型增生的上皮瘤。在显微镜下观察 ,腺瘤中的组织是不典型增生的,它们通常长到一定大小便停止生长,并且绝不穿过基底膜,所以与基底膜下方的上皮组织仍然是隔开的。正是由于这一点,一般认为它们是良性的。

4. 恶性肿瘤

突破基底膜并且侵及下层组织的肿瘤属于恶性肿瘤。更进一步的异常是肿瘤扩散至体内其他部位,即形成了转移瘤。转移不仅有侵袭突破基底膜的能力,而且获得了运动和适应周围新环境的特性。

原发灶肿瘤细胞能通过循环系统转移到机体远处而形成新的癌细胞克隆。癌细胞侵袭到邻近的组织中,进入血管和淋巴管,通过这些管道迁徙到身体远端,并再次突破血管或淋巴管,侵入下层组织,在此处形成新的癌细胞克隆。

肿瘤由单克隆发育而来

理论上,肿瘤可以起源于单克隆或多克隆。但因为肿瘤的发生发展都需要很漫长的过程,这就为肿瘤块中某一单克隆群体发展成为优势群体提供了充裕的时间。所以,大多数人类肿瘤都是单克隆群体,即从单个的祖细胞开始逐步走向恶性转化。这些祖细胞通常被称为起源细胞

肿瘤的能量代谢

Warburg 效应:肿瘤细胞的有氧糖酵解

Warburg 效应解释:有氧糖酵解中间产物可以作为很多涉及细胞生长,如核酸和脂类的合成分子的前体。肿瘤细胞通过糖酵解途径的负反馈机制,阻断糖酵解途径的最后一步,使细胞内积累了大量早期中间代谢物,满足肿瘤细胞快速增殖需要。

机制:

丙酮酸激酶M1 亚型:\(PK_{M1}\)(在大多数成体组织中表达)

丙酮酸激酶M2亚型:\(PK_{M2}\)(早期胚胎细胞、快速生长的正常细胞和肿瘤细胞中表达)

磷酸烯醇丙酮酸 :PEP (糖酵解的最后一步产物)

正常情况下,\(PK_{M1}\) 催化PEP 生成 丙酮酸;并调控丙酮酸由细胞质运送到线粒体;

肿瘤细胞中,\(PK_{M2}\) 调控丙酮酸在细胞质内分解为乳酸;

与 \(PK{M1}\) 相比,\(PK{M2}\) 的催化效率非常低,这就导致了糖酵解中间产物大量聚集,并参与到其他生化合成通路中。

参考《癌生物学第二版》