第八章

腫瘤遺傳學(xué)內(nèi)容提要染色體異常與腫瘤：異常種類及標(biāo)記染色體癌基因：分類與激活抑癌基因：腫瘤發(fā)生的遺傳學(xué)說：單克隆、二次突變與多步驟損傷學(xué)說臨床遺傳性腫瘤：第一節(jié)癌家族綜合征癌癥的遺傳性，最早是從癌癥的家族聚集現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的，如胃癌家族、肝癌家族、最典型的例子還要算G家族。單克隆起源多克隆性細(xì)胞干系（stemline):占主導(dǎo)數(shù)目的克隆細(xì)胞系。眾數(shù)（modalnumber）：干系腫瘤細(xì)胞的染色體數(shù)目。旁系（sideline）：干系以外占非主導(dǎo)數(shù)目的克隆細(xì)胞系。1、腫瘤的染色體數(shù)目異常非整倍體亞二倍體

超二倍體亞三倍體<3n＝69亞四倍體<4n＝92食管癌染色體異常肺癌染色體異常2、腫瘤的染色體結(jié)構(gòu)異常

易位、缺失、重復(fù)、倒位、環(huán)狀染色體和雙著絲粒染色體。非特異性標(biāo)記染色體——不具代表性標(biāo)記染色體（markerchromosome）特異性標(biāo)記染色體——具代表性首次證實(shí)了一種染色體畸變與一種特異性腫瘤的關(guān)系，為Boveri的腫瘤染色體理論提供了實(shí)驗(yàn)證據(jù)

Ph染色體有重要的臨床意義：

①Ph染色體對慢性粒細(xì)胞白血病有較強(qiáng)的特異性，大約95％的慢性粒細(xì)胞白血病患者Ph染色體為陽性。

②Ph染色體有早期診斷價(jià)值，它可見于慢性粒細(xì)胞白血病早期患者的骨髓細(xì)胞中，且可以先于臨床癥狀出現(xiàn)。

③可作為判定治療效果的一種指標(biāo)?；瘜W(xué)治療后Ph染色體可減少、消失，因此可用于判斷療效。特異性標(biāo)記染色體還有Burkitt淋巴瘤的14q染色體等。

Burkitt淋巴瘤(BL)t(8;14)(q24;q32)四、腫瘤中其他特異性標(biāo)記染色體改有些染色體異常不屬于某種腫瘤所特有，即同一染色體可出現(xiàn)在不同腫瘤中，或不同的染色體異常可見于同一腫瘤中，像這樣只見于少數(shù)腫瘤細(xì)胞中，對于整個(gè)腫瘤來說不具代表性的染色體稱為非特異性標(biāo)記染色體。癌基因(oncogene)：是指能引起細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化的基因。第三節(jié)癌基因1910,Rous,Roussarcomavirus(RSV)1963,Dulbecco,癌基因假說：病毒可使正常細(xì)胞惡變?yōu)榘┘?xì)胞1970,Baltimore&Temin,RNA病毒的逆轉(zhuǎn)錄酶:反向轉(zhuǎn)錄，交換或重組宿主DNA1970,Martin,v-src(viraloncogene,v-onc)：RSV溫度敏感突變體，基因組內(nèi)存在src病毒癌基因。1971,Dresberg,v-srcinRSV：野生型和突變型（src缺失，無致癌性），src非必需，從何而來？一、癌基因的發(fā)現(xiàn)及識(shí)別

野生型——能夠擴(kuò)增，完整的逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組插入宿主細(xì)胞控制增殖部位腫瘤（很少）逆轉(zhuǎn)錄病毒（兩種形式）缺陷型——不能自我擴(kuò)增

宿主基因組mRNA（高度保守、來源功能不同）編碼蛋白—強(qiáng)誘導(dǎo)劑感染、整合雜交激活增殖、延長生命、解除限制逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組的末端插入順序宿主細(xì)胞腫瘤癌基因LTRψGAGPOLENVv-srcLTRv-srcC-SRC1976,Bishop,C-SRC(cellularoncogene,C-ONC)用v-src探針做Southern雜交src基因?yàn)樵┗騪ro-oncogene,POG病毒癌基因克隆人類染色體原位雜交同源原癌基因位點(diǎn)白血病易位斷裂點(diǎn)一致V-ablABL9q34.1CML發(fā)現(xiàn)人類癌基因的方法正常細(xì)胞：貼壁依賴性（anchoragedependency）——單層后停止生長腫瘤細(xì)胞：轉(zhuǎn)化（transformation）——上層繼續(xù)生長，細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化。導(dǎo)入、整合第一輪分離小鼠細(xì)胞腫瘤DNA轉(zhuǎn)化小鼠細(xì)胞腫瘤DNA小鼠細(xì)胞導(dǎo)入、整合轉(zhuǎn)化小鼠細(xì)胞第二輪轉(zhuǎn)化小鼠細(xì)胞重復(fù)4?5次分離、導(dǎo)入、整合

提取DNA建立文庫克隆

人癌基因DNA序列二、癌基因的分類及激活機(jī)制?點(diǎn)突變：單個(gè)堿基的改變使基因激活表達(dá)出現(xiàn)功能變異

?基因擴(kuò)增（geneamplification）：95%腫瘤復(fù)制使拷貝數(shù)增加，癌蛋白過表達(dá)。成神經(jīng)細(xì)胞瘤——HSR，DMs。激活機(jī)制Oncogenamplificationinhumantumors神經(jīng)母細(xì)胞瘤N-myc基因的擴(kuò)增

均質(zhì)染色區(qū)（homogeneous雙微體stainingregion，HSR）（doubleminutes，DMS）

?染色體重排（染色體易位）：

有些癌基因從其染色體的正常位置轉(zhuǎn)移到另一染色體的某個(gè)位置，由于調(diào)控環(huán)境發(fā)生變化，導(dǎo)致從相對靜止?fàn)顟B(tài)變成激活狀態(tài)，使原癌基因表達(dá)產(chǎn)物顯著增加而導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。

1、原癌基因的轉(zhuǎn)錄激活：易位插入到一個(gè)強(qiáng)大的啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件附近。Burkitt淋巴瘤（非洲兒童惡性淋巴瘤）t（8；14）（q24；q32）8q24——C-myc，編碼DNA結(jié)合蛋白；14q32——IgH（免疫球蛋白重鏈）

2、融合基因的產(chǎn)生（fusiongene）

慢性粒細(xì)胞白血病t（9；22）（q34；q11）9q34——abl（原癌基因），編碼酪氨酸激酶22q11——bcr（breakpointclusterregion）染色體易位使二者形成bcr-abl融合基因，表達(dá)增高，蛋白質(zhì)產(chǎn)物也由p145變成p210，其酪氨酸蛋白激酶活性大為增加，導(dǎo)致慢性粒細(xì)胞白血病的發(fā)生。

Chromosomaltranslocationscommonlyoccurringinhumantumors抑癌基因與調(diào)控細(xì)胞分裂和分化過程相關(guān)，可能與生長因子、某些蛋白激酶類活性密切相關(guān)，只是抑癌基因給予細(xì)胞的信號(hào)與原癌基因相反。腫瘤抑制基因的作用調(diào)節(jié)細(xì)胞周期調(diào)控凋亡調(diào)節(jié)DNA損傷修復(fù)參與細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制轉(zhuǎn)錄一、p53基因17p13.1,長20kb,11個(gè)外顯子,393個(gè)aa,53kD磷酸化蛋白質(zhì);結(jié)腸癌、乳腺癌、肝癌、肺癌等50%的惡性腫瘤。

（1）N端酸性轉(zhuǎn)錄激活區(qū)：激活轉(zhuǎn)錄，介導(dǎo)蛋白間相互作用。與mdm2蛋白（p53負(fù)調(diào)控因子）結(jié)合。（2）序列特異性結(jié)合區(qū)（核心區(qū)）：特異性結(jié)合DNA，突變區(qū)域（6個(gè)位點(diǎn)，40%p53錯(cuò)義突變）。（3）寡聚區(qū)：介導(dǎo)自身蛋白四聚體的形成。（4）羧基端：與DNA非特異性結(jié)合，參與核心區(qū)與DNA結(jié)合時(shí)的錯(cuò)構(gòu)調(diào)節(jié)。4個(gè)功能區(qū)DNA損傷P53水平升高，G1期停止分裂前修復(fù)細(xì)胞凋亡DNA損傷P53失活，G1期停止不能增殖腫瘤分裂不良或死亡細(xì)胞分化、PIG3GADD45IGF-BP3BAXMDM2p21PCNA（增殖細(xì)胞核抗原）CDKmdm2蛋白負(fù)反饋DNA復(fù)制p53基因的失活機(jī)制：（1）自身突變，p53蛋白失去結(jié)合能力，最重要。（2）MDM2癌基因的負(fù)調(diào)節(jié)。被刺激表達(dá)的mdm2蛋白形成一反饋調(diào)節(jié)環(huán)，與p53蛋白結(jié)合、催化其降解，抑制p53蛋白的反式激活，使其抑制增殖、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、分化的功能喪失。（3）p53蛋白與癌蛋白之間的相互作用。——結(jié)合后促進(jìn)其降解，抑制其功能活性。如DNA腫瘤病毒蛋白SV40大T抗原、腺病毒E1B轉(zhuǎn)化蛋白、人乳頭瘤病毒E6蛋白等。腫瘤抑制基因及其產(chǎn)物腫瘤抑制基因染色體定位基因產(chǎn)物及其功能基因異常引起的腫瘤遺傳型散發(fā)型Rb113q14p110細(xì)胞周期調(diào)節(jié)視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤小細(xì)胞肺癌等WT111p13鋅脂蛋白，結(jié)合DNAWillm瘤肺癌等p5317p13.1p53，細(xì)胞周期調(diào)節(jié)Li-Frameni綜合征肺癌，乳腺癌等NF117p11.2GTP酶活化蛋白神經(jīng)纖維病，Ⅰ型－DCC18q21參與細(xì)胞表面作用未知結(jié)腸直癌APC5q21

家族性腺瘤息肉

MCC5q21-22

家族性腺瘤息肉

第五節(jié)腫瘤發(fā)生的遺傳學(xué)說一、腫瘤的單克隆起源假說（monoclonaloriginhypothesisoftumor）單個(gè)體細(xì)胞基因突變前癌細(xì)胞腫瘤細(xì)胞單克隆增殖細(xì)胞群單克隆起源的證據(jù)：白血病、淋巴瘤——相同的免疫球蛋白基因表達(dá)，相同的T細(xì)胞受體基因重排，相同的標(biāo)記染色體，實(shí)體瘤相同的癌基因或腫瘤抑制基因突變。（FISH法）致癌因子促癌因素體細(xì)胞突變和克隆選擇的結(jié)果女性X連鎖基因分析：胚胎早期隨機(jī)失活嵌合體依賴于G6PD活性的細(xì)胞染色女性雜合子女性惡性腫瘤癌細(xì)胞都含有相同失活的X染色體。X1X2X1

X2X1

X2X1

X2X1

X2失活野生型X1

X2二、二次突變學(xué)說視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤——20世紀(jì)、70年代，AlfredKnudson遺傳性：40%，雙側(cè)性、多發(fā)性、早發(fā)性、家族性，早15—30個(gè)月。非遺傳性：60%，單側(cè)性、單發(fā)性、發(fā)病遲、散發(fā)性。二次突變學(xué)說（twomutationtheory）二次打擊論（two-hittheory）細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化——兩次或兩次以上的突變第一次，生殖細(xì)胞或父母遺傳體細(xì)胞第二次，均發(fā)生在體細(xì)胞

Thetwomutationtheory（RB，13q14）occasionalcellInactivatesoneofitstwogoodRbgenes

三、腫瘤的多步驟損傷學(xué)說美麻省理工Land等人（1983）發(fā)現(xiàn)：過量增殖大鼠胚胎成纖維細(xì)胞癌細(xì)胞兩種致癌基因的聯(lián)合作用，每個(gè)基因只完成一個(gè)步驟。多步驟損傷學(xué)說（multisteplesiontheory）多步驟致癌（multistepcarcinogenesis）假說多個(gè)相關(guān)基因的協(xié)同作用，多階段的演變，被激活、失活，時(shí)間（先后順序），空間（相互配合），共同作用。轉(zhuǎn)染EJ-HRASRAS，v-myc大腸癌發(fā)生的多階段模型染色體的變化轉(zhuǎn)移基因的變化5q變異或缺失12p變異18q缺失17p缺失18q，8p缺失APC，MCCDNA低甲基化rasDCCp53DCC等細(xì)胞生長增強(qiáng)正常腸上皮

腺瘤I腺瘤II腺瘤III癌多階段癌變

癌

癌的機(jī)理

遺傳因素

環(huán)境因素癌基因的激活通過環(huán)境中的致癌物誘導(dǎo)基因突變點(diǎn)突變

病毒啟動(dòng)子插入

基因擴(kuò)增例如：香煙中含有的基因的重排（易位）可使p53抑癌基因第246位堿基發(fā)生置換誘發(fā)肺癌抑癌基因的失活點(diǎn)突變堿基的缺失、插入霉菌產(chǎn)生的染色體的缺失毒素可使p53抑癌基因第24位堿基的甲基化堿基發(fā)生置換肝癌的發(fā)生DNA修復(fù)酶基因的突變失活第六節(jié)臨床上的遺傳性腫瘤AD視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤GeneRB1(retinoblastoma)Chromosomallocation13q14.1q14.2InheritanceAutosomaldominant,withincompletepenetranceinaround50%ofcases.Prevalence1in20,000.Around10%ofcaseshaveafamilialbasis.Wilms瘤

由MaxWilms醫(yī)師于1899年首先予以描述，又稱腎母細(xì)胞瘤。腫瘤起源于后腎胚基組織，為兒童期腎臟最常見的惡性腫瘤，多發(fā)生于兒童，偶見于成人。多數(shù)為散發(fā)性，但也有家族性病例的報(bào)道（占1%—2.4%），以常染色體顯性方式遺傳，伴不完全外顯性。部分病人伴有不同的先天畸形。腎母細(xì)胞瘤的發(fā)生與位于11q13的WT-1基因（Wilmstumor-associatedgene）的丟失或突變有關(guān)。

Bloom綜合征（Bloomsyndrome，BS）染色體不穩(wěn)定綜合征：AR，AD，XR；不穩(wěn)定性、易患腫瘤。1、臨床特征身材矮小、免疫功能缺陷、面部紅斑、顏面部畸形，腫瘤、白血?。?0歲前）；猶太后裔。AR2、細(xì)胞遺傳學(xué)改變?nèi)旧w不穩(wěn)定性1）染色體斷裂結(jié)構(gòu)畸變；頰粘膜間期細(xì)胞微核。2）姐妹染色單體交換（SCEs）。3）編碼序列、非編碼序列之間——斷裂性突變。4）短期培養(yǎng)淋巴細(xì)胞——四射體。BrdU5－溴脫氧尿苷dT脫氧胸苷基因定位于15q26.1基因全長4.5kb，ORF長4251bp蛋白質(zhì)為159kDa，1417個(gè)氨基酸殘基編碼產(chǎn)物是RecQDNA解鏈酶家族成員Bloom綜合征BLM基因Bloom綜合征的分子遺傳學(xué)診斷體外培養(yǎng)細(xì)胞BLM基因組DNAPCR擴(kuò)增全長cDNASSCP技術(shù)篩查異常片段——序列分析Bloom綜合征的細(xì)胞遺傳學(xué)診斷正常細(xì)胞SCEs<10Bloom患者細(xì)胞SCEs：50—100短期：T、B淋巴細(xì)胞，骨髓細(xì)胞B淋巴細(xì)胞系（EB病毒轉(zhuǎn)化）長期T淋巴細(xì)胞系成纖維細(xì)胞系（SV40轉(zhuǎn)化）3、分子遺傳學(xué)BLM基因AR15q26.1轉(zhuǎn)錄4.5kb的mRNA,有效可讀框——4251個(gè)核苷酸殘基。

翻譯蛋白質(zhì)159kD、1417aa基因編碼產(chǎn)物：RecQDNA解鏈酶DNA依賴性三磷酸腺苷酶

DNA解鏈酶

蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能：修復(fù)BLM基因突變突變型blm蛋白缺乏RecQDNA解鏈酶活性

無法修復(fù)異常的DNA結(jié)構(gòu)染色體不穩(wěn)定性Fanconianemia貧血(范可尼貧血)1927年，F(xiàn)anconi報(bào)道兄弟三人間患一種綜合征，表現(xiàn)為先天性畸形、貧血，骨髓脂肪化，至今文獻(xiàn)記載的病例已超過l000例。本病無種族或地區(qū)差異，一家中可見多人發(fā)病。

【臨床表現(xiàn)】本病為一種常染色體隱性遺傳，多5－10歲發(fā)病，男：女人約1.3：1，屬于先天性再生障礙性貧血?；颊咧橇Φ拖?，發(fā)育差。隨年齡增長逐漸出現(xiàn)發(fā)育停滯現(xiàn)象。血象提示全血細(xì)胞減少，網(wǎng)織紅細(xì)胞絕對值減少。貧血為正細(xì)胞或稍大細(xì)胞性。一些病例紅細(xì)胞壽命縮短，血紅蛋白F增加，骨髓增生減低，但發(fā)病初期可增生活躍。漿細(xì)胞和組織嗜堿細(xì)胞增多。這類病人除有典型再障表現(xiàn)外，還伴有多發(fā)性的先天畸形(皮膚棕色色素沉著，骨骼畸形、性發(fā)育不全等)。其病因可能是染色體的異