预防癌症，早早做起：细胞叛逆者.ppt

　　预防癌症，早早做起

　　一篇癌症科普PPT，有一些专有词汇，但只有很少几个陌生词，请静下心阅读

　　2007年中国卫生事业发展情况统计公报： 2006年城市居民死亡率前五位依次为恶性肿瘤、脑血管病、心脏病、呼吸系病、损伤和中毒，农村居民依次为恶性肿瘤、脑血管病、呼吸系病、心脏病、损伤和中毒

　　细胞叛逆者

　　现 状

　　目前中国内地每死亡五人中即有一个是癌症;而在六十五岁人口以下人口中，每死亡四人中即有一个人是癌症 癌症死亡约占中国城乡居民总死亡构成的四分之一，内地癌症死亡率二十年上升了百分之二十九

　　现 状

　　人类在癌症面前不堪一击 在今天的美国，约有40%的人在一生中的某个时候会患上癌症，其中一半可以治愈，另一半则终将不治身亡。在20世纪90年代中期，仅在美国一地，每年就有50万条性命丧于癌症之手。从某种意义上说，这个数字高得骇人。 死因第一位为恶性肿瘤(城市地区居民) 据我国2000年卫生事业发展情况统计。其次为脑血管病、心脏病。 三分之一的癌症死因可归咎于烟草制品尤其是香烟的消费。十分之一的死因是结肠直肠癌，主要由不良膳食结构尤其是大量摄入肉类和动物脂肪引起。

　　目录

　　癌症的认识过程和宏观推演 害群之马：基因、细胞及癌的性质 癌症起源的线索：外部世界如何影响细胞内部 蛛丝马迹：搜寻原癌基因 一失足成千古恨：人类肿瘤中发现癌基因 章回体小说：肿瘤的多步发育 火上浇油：非诱变因素的致癌物 刹车势：发现肿瘤抑制基因 结肠——癌症发育的一个研究对象 基于基因和蛋白质的研究做微观分析 遗传文本的卫士： DNA修复及其故障 细胞中的信号蛋白质：生长控制设施 大厦将倾：颠覆正常生长控制 永生：死生有命，脱逃有术 助人自杀：凋亡和死亡程序 没有指针的钟：细胞周期钟 前路多艰：肿瘤的发育 否极泰来：运用癌症起源的知识，发展新疗法

　　害群之马：基因、细胞及癌的性质

　　从表面上看 几乎肆虐横行在人体的每一个部位， 迅速出现一大批集体倒戈的细胞 生命之花迅速凋谢 肿瘤与普通疾病不同，它们并非外敌，而是来自内部 肿瘤是自身细胞的背叛，害群之马 所有肿瘤细胞拥有同一个祖先

　　肿瘤来自内部的敌人

　　害群之马：基因、细胞及癌的性质—— 论述的焦点

　　人类对肿瘤的基本认识经历了漫长历史 透过认识历程，增加了我们对肿瘤的基本认识 肿瘤与普通细胞最大的不同 它不停止生长和分裂 肿瘤为什么能够快快裂变，无限扩? 肿瘤如何实现这一步? 内部机制是关注的焦点

　　害群之马：基因、细胞及癌的性质

　　人体自身的活动机制 由下自上的自组织 人体是一个受精卵发育而成 经过差别化过程 肌肉、皮肤、胃、脑神经等等。 细胞携带有整个蓝图 含有的信息量大大超出了它可能利用的数量 所有细胞具有完全相同的蓝图 DNA——受精卵 碱基序列 它们的外表、行为大不相同

　　基本知识

　　外部世界如何影响细胞内部

　　癌症的发生与患者的特殊经历或者生活方式有关。 伦敦医生珀西瓦尔·波特在1775年描述了早年曾干过扫烟囱活计的男人易患上阴囊癌 德国东部的沥青铀矿上，矿工们患肺癌死亡，而该病在大量社会人口中都极为少见 20世纪初，那些与新发现的X线打交道的人被发现易患皮肤癌和白血病 影响人体的外部因素 生活方式、饮食习惯或者环境——在癌症的发病中扮演着重要角色。 20世纪的第一个10年，日本首次人工诱导肿瘤获得成功。山际克三郎在兔子的耳朵上反复涂抹煤焦油。好多个月后，兔耳上生了皮肤癌

　　第一次人工诱导出肿瘤

　　外部世界如何影响细胞内部

　　可是，对于这些或者其他化学物质是如何诱发癌症这个根本问题，进展收效甚微。 致癌物质(即引起癌症的因素)是诱变因素(引起突变的因素) 证实诱变因素是致癌物质20世纪30年代，人们已经知道很多化学物质应用于实验动物身上，有致癌作用 不同的化学物对实验动物产生的致癌作用有很大差异 致癌作用最强的化学物之一是黄曲霉毒素。它是花生和谷物因贮存不当发霉后产生的 许多致癌物经由损坏DNA这一途径， 能够制造出突变基因 很多致癌物质直接作用于DNA分子，尤其是双螺旋两条链中的碱基。通过改变碱基结构，它们直接影响DNA的信息内容，这恰好就是诱变因素的意图 下一个问题? 如果说致癌物是通过改变基因来引发癌症，那么，癌细胞必定携有突变基因。

　　寻找这些突变基因

　　蛛丝马迹：搜寻原癌基因

　　两派之争——内生和传染 癌症系由化学和物理因素损害人体组织内部的细胞基因引起的。 传染因素才是致癌根源，癌症是一种传染病，经由病毒传播。 肿瘤病毒颗粒接管细胞，开始篡改宿主的生长控制机制，驱使细胞以及后代细胞不懈扩张。尽管病毒颗粒要比受感染的细胞小好几千倍，它却能篡夺细胞的控制权，操纵细胞的行为。一个传染性的肿瘤病毒颗粒，通过驱使细胞无穷生长、分裂，使得细胞增生形成肿瘤。

　　病毒的确诱发某些癌症，这是后话

　　蛛丝马迹：搜寻原癌基因

　　派别之争 双方都承认，在细胞内部运作着一个基因小群体，它们使得细胞及其后代失控生长 一种调和的设想 癌基因对于癌症的发生的确至关重要，但引起癌症的癌基因或许并非由侵入细胞的病毒带来，损害正常细胞基因的化学致癌物可能起了作用，一旦发生基因突变，细胞基因就变成了强有力的癌基因，就像传染性肿瘤病毒带入细胞的癌基因那样行事。 研究人员找到了细胞癌基因。这类基因的发现在癌症研究领域引发了一场声势浩大的革命，而且一直持续到现在。

　　蛛丝马迹：搜寻原癌基因

　　谜底来自劳斯肉瘤病毒，它常被称作RSV 1966年，已届耄年的劳斯，因为他在半个多世纪前的研究工作，获得了诺贝尔医学和生理学奖。 癌基因——src 当src通过一个传染性的RSV颗粒进入细胞后，驱使细胞以及后代细胞不息不懈地生长 研究者发现，所有鸟类的基因组中都至少有一个正常的src基因。 在包括人类的所有脊椎动物的基因组内，也发现了src基因。 以后几年间，在包括果蝇在内的远缘动物身上，又发现了正常src 基因的一个变体。 src无处不在 正常情况下，它在所有动物的细胞内，起着某种特殊功能的模板作用。 它拥有在适当环境下摇身一变为癌基因的潜力。 基因组中都至少隐藏着一个潜在的致癌因子。 似乎每一个细胞在其正常基因组内，都埋藏着邪恶的根芽——一个原本用于正常生息的基因。

　　想起辩证法

　　一失足成千古恨：人类肿瘤中发现癌基因

　　惊人的相似 在1982年，使用基因克隆新技术，人们已经能够分离某些人类肿瘤癌基因。研究者把从膀胱癌中分离出的一个癌基因同逆转录酶病毒研究人员早先克隆的一大批原癌基因相比较。比较之下，反映出惊人的联系：人类膀胱癌基因实际上和逆转录酶病毒研究人员发现的ras癌基因分毫不差。 结论：所有脊椎动物的细胞似乎都携带着一套共同的原癌基因。这些基因可以被逆转录酶病毒或者非病毒诱变因子变成有效的致癌基因。 “dear”(亲爱的)一词被意外误印为“dead”(致命的，死亡的)，书中的一整个章节将完全改变意义。 每个原癌基因都是遵照自己独特的突变机制变成癌基因的。

　　肿瘤的多步发育

　　肿瘤起源的故事很容易想得简单 一个化学诱变因子侵入细胞，袭击某个关键的原癌基因，把它变成一个癌基因 细胞响应癌基因的指示，开始了肆无忌惮的扩张之旅 最初发生突变的那个细胞的所有后裔都拥有了癌基因的副本，在癌基因的驱动下开始不眠不休的生长、裂变进程 冬去春来，年复一年，终于，几十亿个细胞聚集在一起形成了致命的肿瘤。

　　太理想了

　　肿瘤的多步发育

　　事实上，癌症是一连串事件的结果 70岁组人群结肠癌的发病率千倍于10岁组。其他大多数成年人癌症的发病率也随年龄增长急聚上升 大多数癌症的形成似乎需要四到六个这种前因事件。单个事件发生的概率本身已很低，似乎需要很多年时间。只有当过程中的所有步骤都已经完成，才会累积成医学上可察知的癌变。 癌症形成的理论可以重新表述为：导致人类肿瘤的稀有事件序列，由一系列的突变组成，它们渐进改变一个细胞的遗传面貌，将它一步步地推向失控生长。

　　火上浇油：非诱变因素的致癌物

　　肿瘤发育和物种进化表现出惊人的相似。 在人类组织内部，似乎也凸显出这么一个类似进程。此刻，竞争的生物形式是个体细胞。 一次突变袭击一个生长控制基因，将它变成一个对癌细胞的进化有益的变体，这种概率实在太小——在100万次细胞分裂中不到1次。 而且，形成肿瘤需要的突变数似乎很多——6个甚至更多。 在每一个关键性突变之后，新突变的那个细胞的后代必须繁殖到百万数之巨甚至更多 细胞群的这一段繁殖过程也许要历时几年到10年，这就说明了为什么在肿瘤形成过程中各步骤之间存在很长的间歇。

　　今天的癌症是几十年间的错误 防癌要早早做起

　　火上浇油：非诱变因素的致癌物

　　有效因子——化学和物理诱变剂——随机袭击细胞基因组 在非烟民身上要几百年时间才能完成的肺癌或膀胱癌的发育过程，在瘾君子身上只需短短几十年。 人体细胞自身分裂 反复接触高浓度的酒精会杀灭大多数口腔和咽喉内壁细胞。组织内部毗邻这些已故细胞的幸存者得到指令，进行生长和分裂来填补空缺。 生长和分裂的周而复始，使这些细胞的DNA产生突变。 雌激素——乳腺癌的根源，归咎到上皮细胞在雌激素驱动下的阶段性反复增殖。 结论：诱变因子的确有致癌作用，但是其他因素通过促进细胞增殖也有致癌作用。

　　刹车势：发现肿瘤抑制基因

　　癌症的发育是连续激活一组癌基因的想法并不成立 有些肿瘤拥有CC癌基因，另一些是myc或erb，但同时具备两个癌基因的，极为罕见 唯一假设：癌细胞真的拥有六个甚至更多的突变基因，但大部分和癌基因没有瓜葛。存在的这些基因在人类肿瘤的形成中发挥着同样举足轻重的作用 把癌基因当作致癌基因的全部，犯了方向性错误 到20世纪80年代中期，在人类肿瘤DNA中找到了和癌基因迥异的突变基因 新来者被称作“肿瘤抑制基因” 正常细胞的基因似乎在使细胞放慢生长的脚步。事实上，它们就好比刹车，使细胞能够抵御疯长的倾向

　　刹车势：发现肿瘤抑制基因

　　原癌基因宛如汽车的油门踏板，它的突变癌基因形式好比将油门一踩到底，相反，肿瘤抑制基因的功能就像刹车。当正常细胞发育成癌细胞时，它们可能抛弃或者失活肿瘤抑制基因，导致刹车机制的缺陷。 肿瘤抑制基因的发现确实开启了癌症研究的另一扇大门——癌症的遗传性。 双保险 几乎所有的人体细胞都拥有两份基因副本，它们分别来自父母双方的基因。 两份基因副本给细胞提供了双保险。万一细胞意外失去了一个肿瘤抑制基因，另一份副本中的肿瘤抑制基因可以是绝好的替补队员。 不过由于复杂的遗传机制，每代细胞同时丢失两份基因副本的概率大约为十亿分之一

　　刹车势：发现肿瘤抑制基因

　　散发性视网膜神经胶质瘤 家族性病例，因其特殊，成为研究对像 克努森认为一个视网膜细胞必须经过两次基因突变才能发展为视网膜神经胶质瘤 两个靶基因是坐落在人体第13对染色体上的一个基因的两份副本，它们因为与视网膜神经胶质瘤的相关性而被称作Rb基因。每次突变敲掉其中的一份Rb基因副本。当只有一份基因副本失活时，该视网膜细胞仍可凭借幸免于难的另一份基因继续完全正常地生长。然而如果丧失了两份Rb基因，控制细胞繁殖的机制就会被破坏殆尽——细胞失去了它的刹车。 同化对方 在消除第二份肿瘤抑制基因时，肿瘤细胞通常走了一条捷径。由于人类染色体对中的两个伙伴(例如第13对染色体中，每一个都有一份Rb基因副本)总是肩并肩站在平行队列之中， 彼此打量、比较各自的DNA序列，然后交换遗传信息。 一个常见后果是，一个染色体中的某个基因序列替代了对方的对应序列。

　　刹车势：发现肿瘤抑制基因

　　“丧失杂合性”，1000之一的机会 细胞内部遗传多样性的丧失常被称作“丧失杂合性”。基因的两份副本以同一面目示人——它们同化了。 1000次细胞分裂中就有1次会发生这个或那个基因同化的情况。 基因克隆者们发动的大搜捕已经网罗到了一打以上的肿瘤抑制基因。几乎所有的结肠癌在其发育过程中， A户基因附近的染色体区域都被同化了。神经纤维瘤的诞生过程中，NF-l基因临近区域丧失了多样性。某些儿童肾癌中WT-l附近的染色体区域可见同样命运， 而成年人患此病症时则有VHL区域同化。多种肿瘤发育中可见p16基因丧失杂合性。 艰难地寻找 “丧失杂合性”提供了肿瘤抑制基因标识 首先寻找肿瘤细胞的丧失杂合性区域(染色体中) 狩猎队还要梳理几百万个DNA碱基才能找出一个目标肿瘤抑制基因

　　结肠：癌症发育的一个研究对象

　　人类的肠道是孽生癌症的沃土 病例多 在美国，其他许多器官肿瘤的发病率每年只有几百或几千例。而结肠癌的病例却非常丰富——每年的新增病例超过10万人。 细胞更新快 构成正常结肠上皮的细胞——即大肠壁的细胞层——更替通常很快。上皮细胞形成、成熟、然后脱落在结肠腔内，这一典型过程从头到尾只有两三天时间。肠道内壁不断地从火线上撤下短期工作的细胞，换上新队员。这样可以避免有缺陷的受损细胞积累过多，其中包括了生长控制基因已经发生突变的细胞。 结肠癌的发育经过一系列步骤 正常细胞和组织经过渐进的畸变，由完全正常开始，以高度癌变终结。

　　结肠：癌症发育的一个研究对象

　　息肉 第5对染色体上的两份MC肿瘤抑制基因副本在息肉尚属早期、轻微异常生长阶段时，已经在细胞中发生了突变。随着息肉不断增生，细胞DNA中又出现了另外一个突变基因——ras癌基因。息肉再进一步，丧失一种沃金斯坦称作DCC的肿瘤抑制基因之后，细胞就站在了悬崖边上。最终，结肠癌细胞在这三种基因突变形式之外，还拥有第53肿瘤抑制基因的变体。 结果证明 癌症的发育是一个多步的复杂进程。它强化了肿瘤发育采取达尔文式进程的观点，即突变体不断经受选择，循环往复，形成肿瘤。 癌基因高度活化的同时，肿瘤抑制基因失活。 拿汽车来打个比方：癌细胞的生长得益于将油门一踩到底，同时刹车还失灵了。 发现了肿瘤抑制基因多种多样 导致形成乳腺癌和结肠癌的癌基因和肿瘤抑制基因存在很大不同。

　　遗传文本的卫士：DNA修复及其故障

　　DNA质检员 某些基因扮演的重要角色，在其正常阶段，并非主管细胞繁殖，而是质检 它们或直接或间接地保证细胞DNA的统一性 如果它们未能克尽职守，将导致细胞基因组中累积大量的突变基因，尤其包括前面所讲的生长控制基因 当车坏了，我们去修理;当DNA坏了，也需要修补。

　　遗传文本的卫士：DNA修复及其故障

　　DNA很容易被引诱，出错 绝大多数饮食中的诱变因子属于食物中的天然成分，而非人为的污染。 埃姆斯(Ames)记载了从煮过的咖啡到芹菜茎以及豆芽等几十种天然食品，它们都富含强力的天然诱变物质。 细胞每日正常能量代谢释放出几百万活性分子副产品。 其中许多是氧化剂和“自由基”，自由基中包含着高活性的不成对电子。与外部诱变因素一样， 这些内部的分子也能以化学方法改变细胞及DNA中的分子结构。DNA的信息内容再次受到篡改的威胁。 相反的力量 保护分子中有维生素C这样的天然抗氧化剂。 有些人体内的解毒酶维持在很高水平

　　遗传文本的卫士：DNA修复及其故障

　　DNA复制——千分之一的错误 在DNA聚合酶——为DNA复制服务的酶——复制出一段DNA后，由于聚合酶的操作失误，此刻DNA新链中每1000个碱基就有1个是错误的。 编辑机制 细胞内部有一套复制编辑机制，用它在DNA中查找复制错的碱基并将它们逐出双螺旋体。 “DNA修复” 细胞内还有一套类似的机制， 专门负责查找并切除遭化学诱变剂攻击及篡改的DNA碱基。这些复原遗传文本的过程称作“DNA修复”。 高空走钢丝 基因组的稳定好比一场战战兢兢的高空走钢丝表演，是高度警惕的修复机制和遗传混乱永无休止的持久战。

　　遗传文本的卫士：DNA修复及其故障

　　突变的累积至少受到三方面因素的影响： 外来的或内部诱变物对DNA的损害， 有一部分酶负责中和外来诱变剂，如吸烟导入人体的物质。 DNA复制中的错误， 弥补诱变物质或复制错误带来的破坏的DNA修复机制自身存在的缺陷 几种家族性癌症是由DNA修复的遗传缺陷引起的。 在各种DNA修复酶中， 有一些专司识别紫外线(UV)造成的损害。太阳或者褐肤灯产生的紫外线是一种短波辐射，它袭击DNA分子，使DNA链上的相邻碱基融合成怪异的双碱基复合体，给皮肤细胞造成明显损害。 我们还没有搞清DNA修复机制的全部的复杂原理。

　　细胞中的信号蛋白质：生长控制设施

　　基因是纯粹的信息，只不过是精确的抽象概念。 构成基因的DNA碱基序列对揭示基因的运作几无用处,要理解基因的工作情况，必须深入了解基因蛋白质的功能。 最根本的问题——正常细胞是如何确知其生长和抑制生长的时机呢? 基因不能告诉细胞自己委身何处、怎么会到达这个地方的、身体是否要求它生长 基因只能告诉细胞如何回应外部信号，即来自体内远近其他不同细胞的信号 人体内的每个细胞都仰仗它所在的细胞群落告诉它所处的方位、到达的路径及行事方式 正常组织是由几百万个细胞组成的系统，它们组成稳定的社会，互相传递信息表明自己的需要 癌细胞是一个叛逆者。

　　细胞中的信号蛋白质：生长控制设施

　　一种可溶性蛋白质分子传递生长信息 被称为生长因子 细胞释放出一个生长因子，其在胞际间隙移动，最终影响到它的目标——另一个细胞。 这个靶细胞的回应是启动生长和分裂程序。 通常生长因子分子只作距离很短的位移。细胞释放出的生长因子影响的是近邻细胞。 生长因子的合成和释放受到严密监控。 当组织供氧不足时，也会有生长因子释放。 当某个组织受损时，凝血块会止住出血。 ，血小板释放出几种生长因子——最主要的是血小板衍生生长因子(PDGF)——刺激邻近的结缔组织细胞生长。 当细胞被从活体组织中采出、置于培养皿中培养时，生长因子对细胞的刺激愈显重要。 正常细胞与癌细胞相比，它们毫无主见，其行为完全操纵在周围世界的手中，癌细胞与之相反： 癌细胞并不循规蹈矩。 对外部信号的依赖性很小。癌细胞响应其内部的生长刺激信号。

　　细胞中的信号蛋白质：生长控制设施

　　具体机制 在细胞表面密布着“受体”，起着触角的作用。 蛋白质链 受体分子的结构非常独特。它们有很长的蛋白质链，一端伸入细胞胞际间隙，中间段穿越细胞膜，另一端深入细胞内部。细胞外的这部分用以感知生长因子的出现;细胞内的部分负责在碰到生长因子后向细胞释放生化信号。 每一种生长因子都有自己的受体。

　　细胞中的信号蛋白质：生长控制设施

　　结构 蛋白质链 系统部件通常排列成一直线，就像排成一列传递水桶的分子救火队员。打头的蛋白质将信号传给队伍中的下一个蛋白质，后者再依次传递下去。生化学家把这个命令链称作“信号级联”。 原癌基因蛋白质存在于“信号级联”的关链路径中 跨坐在细胞信号处理的主要通道上。凭借这种战略位置，它们能够影响细胞的行为。

　　战略位置

　　大厦将倾：颠覆正常生长控制

　　癌症就是一种由于细胞中枢信息处理错误引起的疾病。 原癌基因和癌基因勾画了系统的蓝图，指引着元器件——一信号转导蛋白质的行动。遗传蓝图完好无损时，整个信号系统运作流畅，细胞作出的生长和休眠的决定也准确无误。但是，如果当突变损及该蓝图时，系统的某些部件会发生故障，扰乱整个决策程序。

　　大厦将倾：颠覆正常生长控制

　　肿瘤蛋白通过模拟正常细胞遭遇生长因子后释放的信号，激活信号处理系统 有一类肿瘤蛋白诱使癌细胞向紧邻的外部环境释放生长因子。因子实际上很可能返身刺激刚刚释放出它们的那个细胞，促使该细胞生长。许多种人体肿瘤能向周围环境释放出大量的PDGF和EGF 受体功能不正常，会误导细胞，使细胞误以为自己身处生因子的海洋之中，而实际上没有一个生长因子。有些乳腺癌细胞能制造出一个截短了的EGF受体，该受体没有遇到EGF时照样能不停地煽风点火 有些人体癌细胞的受体分子异常地多。当细胞表面的受体分子异常密集时，它们会聚集起来，自发释放信号 细胞生长摆脱对外源生长因子的常规依赖还有一条路， 那就是ras蛋白的功能障碍。一波又一波不停地向细胞发送生长刺激信号，以至信号泛滥成灾 正常的myc基因制造的蛋白质位于细胞核中，诱使其他生长因子促进基因发挥作用。 myC癌基因总处在高度活跃状态，即便没有生长因子出现，它也能驱使细胞不断生长。 在很多人体肿瘤中都发现了myc基因的癌基因形式。 有些癌症通过增加myC基因的副本数实现恒久、 密集的表达。 肿瘤蛋白持续激活信号系统，并且无须任何外部的生长刺激信号就能令细胞不停增殖

　　大厦将倾：颠覆正常生长控制

　　刹车 癌基因的作用还只是事情的一半。肿瘤抑制基因在肿瘤的形成中也同样重要。 肿瘤从它的环境中收到两种生长调节信号——刺激生长和抑制生长的两种信号。 在回应外部生长抑制信号的机制中，许多肿瘤抑制蛋白充任元器件。如果失去了肿瘤抑制蛋白，细胞就不能正确回应抑制信号。 突变不是加强了肿瘤抑制基因的功能，而是失活或者是使之功能失效 TGF-B 　NF-1 细胞核中还有其他一些抑制蛋白， 包括产p16、Rb、p53基因和WT-1肿瘤抑制基因制造的蛋白质。 两组平行的信号系统 原癌基因和肿瘤抑制蛋白在正常细胞中形成了不同的信号系统，一组致力于促进生长，一组抑制生长。这样描述尽管诱人，但实在是一种误解。事实上，这两类蛋白是作为发挥正负两方面作用的木同部件，共同构成了一个信号系统。

　　永生：死生有命，脱逃有术

　　无限生长 癌基因的失控和肿瘤抑制基因的缺陷，为癌细胞无限生长提供了完满的解释。 组织限制细胞增殖有两种不同的方法。一是剥夺细胞的生长因子，或是让细胞暴露在生长抑制信号之中。 细胞自杀 另一种限制细胞繁殖的方法是一帖猛药：诱使细胞自杀以图控制细胞的数量。牺牲品的灭亡也是控制细胞群规模的一种重要方法。 阻止细胞无限繁殖的这个障碍叫做“细胞必死性” 正常组织赋予其细胞的分裂次数是有限的，似乎意在建立阻遏肿瘤发育的屏障。这种屏障确保早期的肿瘤细胞群只能分裂一定的回合，在肿瘤细胞用完定额后即停止生长 肿瘤细胞群突破了细胞必死的屏障。

　　永生：死生有命，脱逃有术

　　细胞怎么会知道何时该停止生长、逐渐老去呢? 有一个“世代闹钟”登录这些记号。当闹钟达到预先设定的时间，数尽一定的世代数，它就会铃声大作，告知细胞停止生长、走向死亡。癌细胞却长袖善舞，有本事对闹铃声充耳不闻，继续它无尽的生长和分裂。 为防止染色体的融合和崩溃，染色体拥有特殊的端点。 端粒的作用类似鞋带两头防止磨损的保护物。 每一个人类的染色体都是线形结构，因此它有两个端粒。 人类的染色体中，端粒是由TTAGGC这个碱基序列重复1000次左右构成的。 人体细胞的端粒随细胞的反复生长和分裂渐次缩短。最后，由于端粒不足，细胞开始老化，然后出现危象，最后死亡。 端粒酶可以修补端粒 癌细胞复活了端粒酶，违逆了造化的神工。 现在束缚癌细胞繁殖的障碍只剩下一个了——肿瘤患者的身体承受肿瘤细胞无限增殖的能力。

　　永生：死生有命，脱逃有术

　　玉石俱焚 杀灭癌细胞的药物实验会玉石俱焚，对正常细胞也造成了毁灭性打击。这些药物不具备选择能力——即在猛攻癌细胞的同时确保正常细胞尽量不受波及。 阿喀琉斯之踵 端粒酶是两类细胞性状共享常规的一个罕有的例外，因此它很有可能就是癌细胞的阿喀琉斯之踵;端粒酶对癌细胞的生长是不可或缺的;而多数正常细胞中并不存在端粒酶，因此它们的持续生存也不具有对端粒酶的依赖性。 白壁有暇——有些正常细胞如白细胞，它们在特定情况下也会拥有端粒酶。

　　助人自杀：凋亡和死亡程序

　　细胞自杀 人体组织能够诱使多余的或者是有缺陷的细胞自杀 凋亡就像雕塑家的凿子，毫不留情地剔除无用的细胞 感染了各种病毒的细胞会努力激活凋亡程序。 生物体在所有细胞中都埋设了地雷线。当细胞内的某个癌基因被激活时，这些细胞都被规定必须自杀 BC2癌基因专门阻止死亡程序的触发

　　助人自杀：凋亡和死亡程序

　　P53肿瘤抑制基因 p53有很多中枢控制者影响着细胞作出凋亡与否的决定， 其中最有名的是P53肿瘤抑制基因。 细胞依靠P53蛋白质帮助感知DNA损害。只有当成功地修复了DNA的损害后， p53蛋白才会颁发进入DNA复制阶段的许可证。 癌细胞第一步就是失活P53基因

　　没有指针的钟：细胞周期钟

　　细胞周期钟 每个细胞都要有功能良好的大脑，亦即要有坐镇总指挥部，接收各分支机构的信息，权衡利弊，作出慎重的决定。 所有促进细胞增殖的信号最终必须汇总到细胞周期钟 细胞外部的生长因子激发的信号通过细胞质导入细胞核，影响周期钟的运转

　　没有指针的钟：细胞周期钟

　　过去10年中，人们已经揭开了这位神秘人物的面纱。它就是隐身在细胞核深处的细胞周期钟。它高踞大班台之后，听取复杂的输入信息，作出艰难的抉择，发号施令。 一是细胞周期蛋白;另一是细胞周期蛋白依赖激酶(CDK) CDK的活动实现了磷酸基与靶蛋白的结合。 靶蛋白的磷酸化改变了靶蛋白的功能，使它陷入高度活跃或者完全静止的状态。由于激酶把磷酸酯涂抹在许多不同的靶蛋白上，它可以同时改变细胞中的不同进程，将高强度的信号传遍细胞内部 CDK受到它的伴侣蛋白(细胞周期蛋白 cyclins )的控制，它是CDK的导盲犬 ，为CDK指出合适的靶蛋白。 细胞走过生长周期中的不同阶段，细胞周期蛋白也随之来了又去

　　没有指针的钟：细胞周期钟

　　细胞分裂周期 (S阶段)细胞将花6～8个小时复制DNA、 (G2阶段) 3～4小时准备细胞分裂 (M阶段)细胞开始分裂，即有丝分裂这个阶段仅有1小时。 (Gl阶段)分裂后形成的两个子代细胞将花10～12个小时准备下一轮DNA复制。

　　没有指针的钟：细胞周期钟

　　肿瘤抑制蛋白对细胞周期钟产生影响。 有几种起着时钟制动的作用，人们对它们进行了深入研究。 在G1阶段的中后期，视网膜神经胶质瘤蛋白起着总刹车的作用 P53肿瘤抑制蛋白产生第二种蛋白P21，挤进所有的细胞周期蛋白一CDK 组合复合体，以此阻断细胞周期钟机制 蛋白质15和16，也起着抑制细胞周期钟的作用 两者中的任何一种都能够阻断在G;生长周期阶段中起作用的某种重要的CDK， 从而阻止细胞在G;阶段中期后继续生长 TGF-B这种强力生长抑制蛋白，很多作用是通过p15发挥出来的

　　没有指针的钟：细胞周期钟

　　简单示例：从G1向S阶段转移

　　没有指针的钟：细胞周期钟

　　看看肿瘤病毒致癌的成功途径 使用DNA和RNA DNA和RNA分子都能编码遗传信息。与RNA相比， DNA非常地稳定。不过病毒的寿命很短，因此有些病毒采用DNA，有些则采用RNA分子作为遗传数据库 DNA肿瘤病毒必须侵入细胞，寄生在宿主的DNA的设施中， 指引它生产出所需要的蛋白质、酶等 病毒是一种诱因 90%以上的宫颈癌细胞中都有人乳头状瘤病毒 (HPV)出现 ，女性的性伙伴人数越多，宫颈癌的发病率就越高。

　　前路多艰：肿瘤的发育

　　前路多艰 癌基因胜利俘获了一个细胞，会触发细胞的凋亡自杀程序 细胞老化和危象的威胁 突破必死性障碍 免疫系统会筑起一道防线抵御肿瘤的发育。自然杀伤细胞(NK)的白细胞，它们似乎专司识别和歼灭变异的细胞。 …… 在细胞意图形成肿瘤的道路上，关山阻隔，人体设置了数不清的障物。路远且长，险阻重重。

　　前路多艰：肿瘤的发育

　　给养和排泄——后勤问题(战争就是打后勤) 要肿瘤细胞群仍处在较小的规模，它就可以靠扩散来解决给养和排泄这两个后勤问题。一旦细胞簇长到直径有1毫米大小，分子扩散就遇到了困难。 发展自己的血液循环系统 如果正常细胞处在缺氧状态，它们会释放出血管内皮生长因子(VEGF)，促使内皮细胞增殖形成新的毛细血管。 癌细胞簇中的一些成员，模仿周围的正常细胞，学会了分泌生长因子、从附近组织中吸引内皮细胞、促使这些内皮细胞增殖的本领。

　　前路多艰：肿瘤的发育

　　癌细胞转移 癌症死者当中，只有不到10%的人死于在原发地茁壮成长的肿瘤。 在人体别的地方安营扎寨的癌细胞远征军，常常致人死命。

　　肿瘤

　　淋巴

　　上皮细胞

　　转移状态

　　血官

　　恶性肿瘤

　　肌肉

　　连接组织

　　前路多艰：肿瘤的发育

　　转移过程极其复杂，艰难 突破其生长的障碍物 基膜是试图离开肿瘤母体的癌细胞遇到的第一道路障 癌症源自上皮细胞，上皮细胞构成许多内脏的腔道内壁和皮肤的外层。上皮细胞层下有一层蛋白质结构网，即分隔上皮和结缔组织、血液循环的“基膜”。 肿瘤细胞释放出一些酶，劈开构成基膜网的蛋白质。 分泌蛋白酶也是肿瘤细胞在肿瘤发育多步进程的后期学会的招术 与出现密集的毛细血管网一样，肿瘤样本中高浓度的蛋白酶对患者而言，不是个好兆头——已经到了后期。 突破“基膜”，侵略细胞与通往远方的高速公路网建立了密切联系。 有些肿瘤细胞以血管作为移民路径;另一些则选择了淋巴管。在这两种情况下，单个细胞或一小簇细胞会脱离肿瘤母体，沿管道漂流，在远处的某个地方上岸。 冒险者面临的几乎都是灭顶之灾 活着渡过循环系统的惊涛骇浪 必须攀上淋巴管或者血管的峭壁陡崖，掘穿管道的保护层，进入底层组织 细胞先锋队员还必须设法在受到各方排异的环境中茁壮成长

　　前路多艰：肿瘤的发育

　　冒险者成功有充足的条件 遗传多变性 在肿瘤发育的后期，肿瘤细胞群在总体上产生巨大的遗传多变性 ，少数恰好拥有特别有利的基因的细胞，将赢得战争。多变性带来了可能的成功。 数量巨大 肿瘤母体已得到极大发展，不断派遣大量的侦察队员执行这种任务 足够长时间 珠积寸累，水滴石穿，只要不断努力，几乎无望的使命终将得以完成。

　　前路多艰：肿瘤的发育

　　迁徙的规律 结肠癌的迁徙细胞常常在肝脏落户 乳腺癌细胞在骨骼处找到了机会 肺癌细胞有可能转移到脑部

　　否极泰来：运用癌症起源的知识，发展新疗法

　　遗传学和分子生物学的武器来对付这种最复杂的人类疾病。 癌症是一种因基因受损导致的疾病。 发现不同的生长控制基因，促使我们探索每个人体细胞内部的复杂的决策系统 用关键的信号处理蛋白来理解细胞的逻辑，正是这些蛋白决定了细胞对大量刺激物的反应;它们组合成一个精密的信号处理系统。 发现了人体细胞的心脏和主宰——细胞周期钟 作为细胞命运的主宰，它作出生长或分化的决策。 家族性癌症综合征在受孕的一刻即已注定，散发性癌症则是个人一生中随机发生的遗传意外的结果。

　　否极泰来：运用癌症起源的知识，发展新疗法

　　降低癌症死亡率，主要依靠识别和消除癌症的不同病因 尤其是膳食结构和生活方式的某些方面。 只要遵循低脂肪、低肉类的膳食结构，远离烟草制品，美国人可以把他(她)因癌症丧生的风险降低一半，也就是说因癌症死亡的风险只有十分之一。 一些流行病学家确信，只要严格遵守低脂、素食的膳食结构，包括大量食用新鲜蔬菜和水果，可以更多地降低风险。 绝大多数病例可以追溯到空气和食物中的化学污染。

　　否极泰来：运用癌症起源的知识，发展新疗法

　　大约半数癌症和饮食有密切关联， 西方的膳食结构导致其结肠癌的发病率比非洲中部某些地方高上10～20倍。 日本人的饮食习惯致使其民众胃癌发病率比美国人高出6倍。 植物性食品是一把双刃剑，因其既有致癌成分，又有抗癌成分。 维生素A、 C、E，能够中和某些重要的致癌物质，如正常细胞代谢产生的氧化剂和自由基。

　　否极泰来：运用癌症起源的知识，发展新疗法

　　癌症的早期发现愈来愈显出重要性，但非常困难 在癌细胞群还很小的时候，我们就必须找到它。 癌细胞，尤其使肿瘤发育初期阶段的癌细胞，在几乎所有方面都和正常细胞类似。 癌细胞独有的基因和蛋白质 例如ras癌基因的突变 研究人体脱落的细胞，分析排泄物

　　否极泰来：运用癌症起源的知识，发展新疗法

　　在少量组织样本中发现突变基因的技术正在突飞猛进 基础分子研究将为我们带来丰厚的回报 人类基因组工程，即在世界范围内对人体细胞拥有的全部基因进行合作筛查的一个项目，将会推动研究工作的进步。 在弄清癌细胞传导缺陷的过程中，研究者发现很多基因和蛋白质可以成为新一代抗癌药物的很有魅力的攻击目标。

　　否极泰来：运用癌症起源的知识，发展新疗法

　　制造新的抗癌药物的方法将彻底改观 直到最近，人们仍在由化学成分组成的大药库中筛选极少数具有有效抗癌功用的品种 筛查工作将日益交托给自动控制装置 研制的新药将以癌细胞内部独有的蛋白质作为攻击目标，不会殃及无辜

　　词汇表

　　原癌基因(oncogene)是细胞内与细胞增殖相关的基因，是维持机体正常生命活动所必须的，在进化上高等保守。当原癌基因的结构或调控区发生变异，基因产物增多或活性增强时，使细胞过度增殖，从而形成肿瘤。

　　①生长因子，如sis ②生长因子受体，如fms、erbB ③蛋白激酶及其它信号转导组分， 如src、ras、raf ④细胞周期蛋白，如bcl-1 ⑤细胞凋亡调控因子，如bcl-2 ⑥转录因子，如myc、fos、jun

　　词汇表

　　抑制基因 抑癌基因也称为抗癌基因。抑癌基因的产物是抑制细胞增殖，促进细胞分化，和抑制细胞迁移，因此起负调控作用，通常认为抑癌基因的突变是隐性的。

　　词汇表

　　抑制基因 转录调节因子，如Rb、p53; 负调控转录因子，如WT; 周期蛋白依赖性激酶抑制因子(CKI)，如p15、p16、p21; 信号通路的抑制因子，如ras GTP酶活化蛋白(NF-1)，磷脂酶(PTEN); DNA修复因子，如BRCA1、BRCA2。 与发育和干细胞增殖相关的信号途径组分，如：APC、Axin等

　　词汇表

　　原癌基因的激活 恶性肿瘤的发生归根到底是因为原癌基因的激活和抑癌基因的功能丧失，往往涉及多个基因的改变。原癌基因的激活方式多种多样，但概括起来无非是基因本身或其调控区发生了变异，导致基因的过表达，或产物蛋白活性增强，使细胞过度增殖，形成肿瘤 包括： 点突变 ——基因突变 DNA重排——染色体易位 插入激活——病毒 基因扩增—— 原癌基因的低甲基化 ——致癌物质

　　词汇表

　　肿瘤形成的外因 人类肿瘤约80%是由于与外界致癌物质接触而引起的，根据致癌物的性质可将其分为化学、生物和物理致癌物三大类。 根据它们在致癌过程中的作用，可分为启动剂、促进剂、完全致癌物。 启动剂是指某些化学、物理或生物因子，它们可以直接改变细胞遗传物质DNA的成分或结构，一般一次接触即可完成，其作用似无明确的阈剂量，启动剂引起的细胞改变一般是不可逆的。 促进剂本身不能诱发肿瘤，只有在启动剂作用后再以促进剂反复作用，方可促使肿瘤发生 促癌物的种类很多，如某些激素、药物等。有的促癌物只对诱发某种肿瘤起促进作用，而对另一种肿瘤的发生不起作用 有些致癌物的作用很强，兼具启动和促进作用，单独作用即可致癌。称为完全致癌物。如多环芳香烃、芳香胺、亚硝胺、致癌病毒等。

　　词汇表

　　肿瘤形成的外因 化学致癌物 亚硝胺类 在变质的蔬菜及食品中含量较高 多环芳香烃类 广泛存在于沥青、汽车废气、煤烟、香烟及熏制食品中 芳香胺类 乙萘胺、联苯胺、4-氨基联苯等，可诱发泌尿系统的癌症 烷化剂类 芥子气、环磷酰胺 氨基偶氮类 奶油黄，可将人工奶油染成黄色的染料 碱基类似物 其结构与正常的碱基相似，进入细胞能替代正常的碱基参入到DNA链中而干扰DNA复制合成 氯乙烯 潜伏期一般在15年以上 某些金属 如铬、镍、砷等也可致癌

　　词汇表

　　肿瘤形成的外因 生物性致癌因素 包括病毒、细菌、霉菌等。其中以病毒与人体肿瘤的关系最为重要，研究也最深入。 肿瘤病毒，与人类肿瘤发生关系密切的有四类病毒：1、逆转录病毒(如T细胞淋巴瘤病毒，HTLV-I)2、乙型肝炎病毒(HBV)、3、乳头状瘤病毒(HPV)和4、Epstein-Bars病毒(EBV)。 逆转录病毒能把自身的遗传信息整合到宿主细胞的染色体中，成为细胞的组成部分 后三类都是DNA病毒 霉菌，以黄曲霉毒素(aflatoxin)为最强，黄曲霉菌广泛存在于污染的食品中，尤以霉变的花生、玉米及谷类含量最多 物理因素 电离辐射 紫外线

　　要点

　　癌症特点 潜伏期长 高致命 发病率高 以预防为主 尽早做起，从青年做起 从生活中一点一滴做起 养成良好习惯 定期查体