临床肿瘤学课件：第五章 肿瘤的生物学行为

复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center临床肿瘤学概论临床肿瘤学概论第五章第五章 肿瘤的生物学行为肿瘤的生物学行为复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center恶性肿瘤的特征恶性肿瘤的特征l维持增殖信号（Sustaining proliferative signaling）l逃避生长抑制（Evading growth suppressors）l抑制细胞死亡（Resisting cell death）l使复制不止（Enabling replicative immortality）l诱导血管生成（Inducing angiogenesis）l激活侵袭和转移（Activating invasion and metastasis）l能量代谢重组（Reprogramming of energy metabolism）l逃避免疫破坏（Evading immune destruction）Hanahan D et al.Hallmarkers of cancer.The next generation.Cell 2011;144:646-674复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center第一节第一节 肿瘤细胞生长特性肿瘤细胞生长特性细胞周期细胞死亡细胞分化复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center一一.细胞周期与肿瘤细胞周期与肿瘤 细胞周期（cell cycle)细胞从一次分裂结束到下一次分裂完成 所经历的整个过程。细胞周期与肿瘤 分裂期细胞周期开始细胞间期复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center细胞周期的分期细胞周期间期(interphase)分裂期(M期,mitosis)G1期(DNA合成前期)S期(DNA合成期)G2期(DNA合成后期)G1SG2M复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center 间期：细胞分裂的准备阶段，完成细胞内成分的复制G1期:必要的生长和物质准备S 期:DNA复制G2期:检查修复以保证DNA复制的准确性 M期：遗传物质均等分配到子细胞，并使细胞一分为二细胞间期各期的特点复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer CenterSG2MG1lG0细胞（休止细胞）：暂不增殖，可重新进入细胞周期l终末分化细胞或永久细胞:不再增殖，如神经细胞，肌细胞增殖细胞非增殖细胞l增殖细胞：处于细胞周期的细胞增殖细胞和非增殖细胞复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center2001年10月8日美国人Leland Hartwell、英国人Paul Nurse、Timothy Hunt因对细胞周期调控机理的研究而荣获诺贝尔生理医学奖 Leland H.Hartwell R.Timothy(Tim)Hunt Sir Paul M.Nurse（一）细胞周期的调控机制（一）细胞周期的调控机制复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center 驱动机制：负责细胞生长和增殖，促进细胞完成细胞周期CDK,细胞周期蛋白,癌蛋白 监控机制：负责细胞损伤或接受生长阻滞信号时，使细胞周期停滞，启动细胞修复机制，确保DNA复制和分裂完成的准确性CDKI,抑癌蛋白 细胞周期检查点G1/S,S/G2,G2/M复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子（cyclin-dependent kinase inhibitor,CDKIs)抑制CDKs活性的成分如：p21,p27,p15,p16细胞周期蛋白（cyclins)-调控CDKs活性的最基本成分如：Cyclin A,B,D,E细胞周期蛋白依赖性激酶（cyclins dependent kinase,CDKs）-细胞周期调控的核心如CDK1,2,4,5,6,7驱动机制监控机制+-细胞周期检查点(check points)：G1/S,S/G2,G2/M复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center （二）细胞周期与肿瘤发生（二）细胞周期与肿瘤发生 正常组织：细胞周期调控机制精密而有规律 肿瘤：是一类细胞周期异常的疾病增殖细胞群非增殖细胞群（G0期），肿瘤复发根源 复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center肿瘤发生中细胞周期调控异常肿瘤发生中细胞周期调控异常 CDKs/Cyclins 过度表达 癌基因功能，过表达见于多种肿瘤 套细胞淋巴瘤中 Cyclin D1,黑色素瘤中 CDK4 CDKIs 失活 抑癌基因功能，见于多种肿瘤中 p16：多肿瘤抑癌基因，抑制G1-S期转换，一半肿瘤有突变，功能丧失 复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center（三）倍增时间和生长分数（三）倍增时间和生长分数 倍增时间(doubling time，DT)：指肿瘤细胞数增加一倍所需的时间 临床上实际是指肿瘤体积增大一倍所需的时间 生长分数(growth fraction，GF)：也称增殖比率，指S期和G2期细胞在肿瘤细胞群体中的比率。GF越大，对化疗越敏感 肿瘤细胞生成与丢失 复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center靶点为细胞周期调控机制中的相关蛋白 抑制CDKs 活性：抑制肿瘤细胞过度生长：如黄素蛋白类药物、CDK小分子抑制剂 抑制细胞周期检查点：不能修复损伤DNA 损伤细胞大量积累，加快肿瘤死亡 如CHK1,CHK2激酶活性抑制剂（四）细胞周期与肿瘤治疗（四）细胞周期与肿瘤治疗复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center细细二二.细胞死亡与肿瘤细胞死亡与肿瘤2009年细胞命名委员会（Nomenclature Committee on Cell Death)建议，符合下面任何一条分子学或形态学标准即可定义为“细胞死亡”：丧失细胞膜完整性，体外活性染料能够渗入 细胞彻底碎裂，成为离散的小体 在体内细胞残骸被邻近细胞吞噬复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center细胞死亡的形式细胞死亡的形式根据形态特征分为：细胞凋亡（apoptosis）细胞坏死（necrosis)自噬性细胞死亡（autophagic cell death)根据功能分为：程序性细胞死亡：凋亡和自噬性死亡 非程序性细胞死亡：坏死复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center2002年10月7日英国人悉尼布雷诺尔、美国人罗伯特霍维茨和英国人约翰苏尔斯顿，因在器官发育的遗传调控和细胞程序性死亡方面的研究获诺贝尔诺贝尔生理与医学奖。复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center（一）细胞凋亡（一）细胞凋亡（apoptosis)apoptosis)希腊语“Apoptosis”：像树叶或花的自然凋落复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center 指细胞在一定的生理或病理条件下，遵循自身的程序由基因调控的主动性死亡过程 是不同于坏死的死亡方式细胞凋亡的定义细胞凋亡的定义复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center 清除多余细胞 清除发育不正常的细胞 清除已完成任务的细胞及有害的细胞 参与免疫系统细胞的发育和克隆选择是多细胞生物维持自身稳定的重要生理机制之一细胞凋亡的生物学意义细胞凋亡的生物学意义复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center1.1.细胞凋亡的形态学特征细胞凋亡的形态学特征 细胞缩小,细胞质浓缩染色质凝集成新月体核固缩碎裂，凋亡小体 邻近巨噬细胞摄取和清除电镜观察复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center2.2.细胞凋亡生化改变细胞凋亡生化改变核小体间DNA双链裂解，形成180-200bp大小及其倍数的核苷酸片段 Ca 2+的堆积和重新分布谷氨酰胺转移酶的积累并激活细胞表面糖链、植物血凝素的增加细胞骨架的改变复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center3.3.细胞凋亡的基因调控细胞凋亡的基因调控促进细胞凋亡促进细胞凋亡抑制细胞凋亡抑制细胞凋亡bax,bcl-xsbcl-2,bcl-xl野生型野生型p53突变型突变型p53 caspase家族家族survivin FAS/Apo-1 XAIP细胞凋亡是一个多基因调控的过程复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center（1）Caspase家族家族l 1993年优秀华人科学家袁钧英等发现：线虫Ced-3基因和哺乳动物ICE 存在功能和序列相似性;ICE（interleukin-1-converting enzyme)l 1996年将ICE/Ced3统一命为caspase 即为半胱氨酰天冬氨酸特异性蛋白酶(cysteinyl Aspartate-specfic proteinase).复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center炎性亚家族凋亡亚家族起始分子：caspase-2,8,9,10 执行分子：caspase-3,6,7 主要功能:灭活细胞凋亡抑制蛋白剪切细胞结构蛋白和效应蛋白复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center（2 2）bcl-2bcl-2基因家族基因家族bcl-2:首先在t(14;18)的滤泡性淋巴瘤中发现bcl-2基因家族：一组bcl-2的同源蛋白，含有bcl-2同源结构域（bcl-2 homology,BH)和跨膜结构域。复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center有15个以上,分为三大类：bcl-2 subfamily:bcl-2,bcl-xl,bcl-w,Mcl-1,A1 抑制细胞凋亡bax subfamily:bax,bak,bok 促进细胞凋亡BH3 subfamily:bik,blk,biml,bad,bid,EGL-1 促进细胞凋亡bcl-2基因家族凋亡调节功能复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center细胞凋亡调控其他基因细胞凋亡调控其他基因 Fas/FasL：细胞凋亡信号传导作用 p53：wtp53 促进细胞凋亡 mtp53抑制细胞凋亡 C-myc：有生长因子：细胞增殖 生长因子缺乏：促进细胞凋亡复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center4.4.细胞凋亡产生的步骤细胞凋亡产生的步骤（1）信号传递：是指诱导细胞凋亡的细胞外因素进入细胞内的过程，主要是通过受体介导完成 细胞外因素（死亡配体，如FasL）和细胞表面受体（死亡受体DR，如FAS）结合激活死亡蛋白酶系统，诱导细胞凋亡。复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center（2）中央调控：线粒体内抗衡凋亡基因：caspase家族凋亡抑制基因：Bcl-2复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center（3）细胞结构改变：形态和生化特征 细胞缩小/细胞质浓缩 染色质凝集成新月体 凋亡小体 邻近巨噬细胞摄取和清除复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center5.5.细胞凋亡与肿瘤发生细胞凋亡与肿瘤发生细胞凋亡异常见于大多数恶性肿瘤中恶性肿瘤中细胞凋亡相关基因的异常 乳腺癌，肝癌，膀胱癌：bcl-2高表达在50%以上恶性肿瘤：p53基因突变肿瘤是细胞凋亡异常的疾病复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center6.细胞凋亡与肿瘤治疗诱导细胞凋亡是治疗肿瘤的一条有效途径化疗和放疗都可不同程度诱导细胞凋亡陈竺等研究了三氧化二砷治疗急性早幼粒细胞白血病(APL)的主要机制：诱导细胞凋亡复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center 三氧化二砷处理前 三氧化二砷处理后急性早幼粒细胞白血病Chen GQ,et al.Blood 1996;88:1052-1061 复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center（二）细胞自噬和自噬性细胞死亡（二）细胞自噬和自噬性细胞死亡 细胞自噬（autophagy）一种细胞内溶酶体降解的通路，将细胞内受损、变形、衰老或失去功能的蛋白质以及细胞器运输到溶酶体，消化和降解。自噬性细胞死亡（autophagic cell death)是一种伴发细胞自噬的特殊死亡形式，非细胞凋亡的程序性细胞死亡 自噬性细胞死亡生化标志 微管相关蛋白1轻链3（简称LC3/Atg8）自噬性底物如sequestosome 1(SQSTM1)增加复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center正常生理状态下细胞自噬的作用正常生理状态下细胞自噬的作用l及时清除细胞中的“垃圾”l在应激、分化、存活和免疫应答中起作用l为细胞提供能量，细胞内成分循环利用维持自身稳定和生存复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center细胞自噬的方式细胞自噬的方式 巨自噬 微自噬 伴侣分子介导的自噬复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center细胞自噬的分子机制细胞自噬的分子机制mTORmTOR为重要的负性调控分子为重要的负性调控分子l 诱导启动阶段：mTOR受抑制，形成ULK1-Atg13-FIP200激酶复合物，自噬信号启动l 成核阶段：囊泡成核，PI3KC3-Atg6-UVRAG等组成复合体，募集其他介导囊泡膜延长的Atg蛋白l 延长阶段：两种泛素化连接系统参与：Atg12-Atg5-Atg16多聚复合体；LC3及其靶分子磷脂酰乙醇胺(PE)复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center尚不清楚，双向效应作用：肿瘤抑制：细胞自噬保持细胞动态平衡 肿瘤存活：细胞自噬对抗营养缺乏，耐受应激 转移、复发：早期抑制，晚期促进细胞自噬与肿瘤发生、进展细胞自噬与肿瘤发生、进展复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center 促进细胞自噬：促进肿瘤细胞自噬性死亡，如mTOR抑制剂、许多化疗药物 抑制细胞自噬：使肿瘤细胞无法应对代谢压力，发生坏死 促进细胞自噬向细胞凋亡转化细胞自噬与肿瘤治疗细胞自噬与肿瘤治疗复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center（三）细胞分化与肿瘤（三）细胞分化与肿瘤 细胞分化（cell differentiation)同一来源的细胞通过分裂逐渐产生结构和功能上具有稳定性差异的另一类细胞的过程。复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center形态结构生理功能生化特征细胞分化细胞分化的指标细胞分化的指标 复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center细胞分化的生物学意义细胞分化的生物学意义l细胞分化是多细胞生物最基本生命活动l胚胎期是最重要的细胞分化期 全能细胞：发育产能不同细胞类型的潜能 多能细胞：发育成本胚层细胞，如多能造血干细胞 l有些细胞发生一次分化,如神经细胞,有些细胞连续更新l机体有一套完整的,准确和适时的基因调控机制复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center（一）细胞分化与肿瘤发生（一）细胞分化与肿瘤发生恶性肿瘤的基本特征之一:细胞的异常分化,即正常的分化过程被阻断如白血病,多能干细胞在发育分化的某一阶段受阻，呈异常分化 恶性肿瘤是一种细胞异常分化的疾病复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center肿瘤细胞分化的特征肿瘤细胞分化的特征l 分化特征趋于消失：失去原来分化成特异细胞的特征；不同程度缺乏成熟的形态和完整的功能；l 出现新的分化特征：现原来组织或器官正常细胞没有的特征。l 越相似于相应正常细胞，分化越好，反之，分化越差复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Centerl 分化高：与正常细胞越相似，分化越高，恶性程度越低。l 分化低：与正常细胞差异越大（异型性，失极性，幼稚性，生长活跃等），分化越低，恶性程度越高。高分化腺癌低分化癌分化高低及与恶性程度的相关性分化高低及与恶性程度的相关性复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center细胞分化与肿瘤治疗细胞分化与肿瘤治疗诱导分化（induction of differentiation)治疗：l 应用诱导分化剂使恶性肿瘤细胞 逆转为正常或接近正常细胞的治疗方法l 是肿瘤治疗的一条新的途径 复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center诱导分化治疗举例诱导分化治疗举例 全反式维甲酸（ATRA)治疗急性早幼粒细胞性白血病（APL)我国学者在国际上率先应用，ATRA诱导分化治疗已成为APL的首选方法。复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center 维甲酸处理前维甲酸处理前 维甲酸处理后维甲酸处理后急性早幼粒细胞白血病复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center本节必需掌握的要点：本节必需掌握的要点：1.1.肿瘤中发生的细胞周期调控异常肿瘤中发生的细胞周期调控异常2.2.细胞死亡的形式细胞死亡的形式3.3.恶性肿瘤细胞分化的特征恶性肿瘤细胞分化的特征复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center第二节第二节 肿瘤微环境肿瘤微环境复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center肿瘤微环境的组成肿瘤微环境的组成是肿瘤细胞生长生存的内环境 肿瘤细胞 肿瘤周围细胞 细胞外基质（extracellular matrix,ECM)液体环境复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center肿瘤周围细胞：内皮细胞 成纤维细胞 免疫细胞 红细胞、巨核细胞、血小板 干细胞Dr.Mina BissellOct 17,2007 Erlanger Auditorium复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center细胞外基质 纤维连接蛋白 层粘连蛋白 糖蛋白 蛋白聚糖类液体环境 细胞因子/趋化因子 生长因子/受体 蛋白酶复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center肿瘤细胞可导致内环境平衡的破坏Bissell MJ,Hines WC.Why dont we get more cancer?A proposed role of the microenvironment in restraining cancer progression.Nat Med.2011;17(3):320-9.复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center一一.肿瘤血管形成肿瘤血管形成(angiogenesis)定义：从已存在微血管上芽生出新的毛细血管的过程 肿瘤生长和转移依赖于肿瘤组织内的新生血管复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center（一）肿瘤血管形成过程（一）肿瘤血管形成过程复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center 血管检测标记：CD34,CD31,VIII,微血管密度（MVD)血管标记CD34、CD31、FVIII复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center（二）肿瘤血管的结构组成与特征（二）肿瘤血管的结构组成与特征表现为结构不成熟性和失控性生长 血管结构紊乱 并非由均一内皮细胞层构成血管拟态血管镶嵌 分布杂乱、无序 高渗透性复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center（三）肿瘤血管生成的分子机制（三）肿瘤血管生成的分子机制血管血管生成因子生成因子血管生成抑制因子血管生成抑制因子碱性成纤维细胞生长因子碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)(bFGF)血管抑素血管抑素(angiostatin,ASangiostatin,AS)血管内皮生长因子血管内皮生长因子(VEGF)(VEGF)内皮抑素内皮抑素(endostatinendostatin)转化生长因子转化生长因子(TGF)(TGF)鲨鱼软骨提取物鲨鱼软骨提取物血管生成素（血管生成素（angiogenin)angiogenin)血管生成素血管生成素2 2表皮生长因子（表皮生长因子（EGF)EGF)血小板因子血小板因子4 4白细胞介素白细胞介素8 8血小板反应蛋白血小板反应蛋白促血管生成素（促血管生成素（angiopoietin)angiopoietin)肿瘤抑素肿瘤抑素肝细胞生长因子肝细胞生长因子组织金属蛋白酶抑制剂组织金属蛋白酶抑制剂血小板衍生生长因子（血小板衍生生长因子（PDGFPDGF）复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center血管内皮生长因子血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）促进内皮细胞生长增殖 调节基膜细胞基质降解 增加血管通透性复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center（四）抗血管生成治疗肿瘤策略抑制肿瘤血管形成是肿瘤治疗的重要策略正常血管 肿瘤血管形成 抗血管治疗阻断肿瘤血管生长信号、阻断新生血管形成复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center抗血管生成药物抗血管生成药物 单克隆抗体类 VEGFA抗体贝伐单抗（Bevacizumab）：可用于转移性结直肠癌和无法手术，局部进展，复发或转移的非鳞癌性的非小细胞肺癌的治疗 小分子靶向药物多靶点酪氨酸酶抑制剂舒尼替尼（Sunitinib）血管生成抑制因子内皮抑素、血管抑素肿瘤血管形成与肿瘤治疗不断研发中复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center肿瘤血管形成与肿瘤治疗复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center肿瘤血管形成与肿瘤治疗复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center抗肿瘤血管治疗的优点优点作用广泛，多种肿瘤不易产生肿瘤细胞的耐药性重复应用，不良反应少联合其它抗肿瘤药物：增效抗血管生成治疗的优点抗血管生成治疗的优点复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center二二.淋巴管形成淋巴管形成 淋巴管内皮细胞标记物 podoplanin,LYVE-1,VEGFR-3，desmoplakin 刺激淋巴管生成的主要分子 VEGF-C和VEGF-D，与受体VEGFR-3结合淋巴管形成（lymphangiogenesis)复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Centerl促进肿瘤的淋巴结转移，肿瘤转移的重要途径l淋巴结转移是判断病人预后和确定治疗方案的重要依据淋巴管形成与肿瘤转移复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Centerl抑制淋巴管生成是肿瘤治疗策略之一lVEGF-C、D抗体抑制其与VEGFR-3结合淋巴管形成与肿瘤治疗复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center三三.肿瘤干细胞肿瘤干细胞干细胞（stem cell)：具有无限或永生的自我更新能力 能产生至少一种类型高度分化的子代细胞 能够被诱导分化 分类 胚胎干细胞：全能干细胞成体干细胞：器官、组织特异性，eg.造血干细胞 复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center肿瘤干细胞（tumor stem cell,TSC)或称癌干细胞（cancer stem cell,CSC)：在肿瘤细胞群体中少量具有分化产生肿瘤细胞能力的细胞 不同肿瘤的干细胞标志物不同 如何有效分离和鉴定是难点 已发现的标志物CD34、CD44、CD133、CD30、CD117、BMI-1、Oct-3/4 肿瘤干细胞复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer CenterHuntly BJ,Gilliland DG.Leukaemia stem cells and the evolution of cancer-stem-cell research.Nat Rev Cancer.2005 Apr;5(4):311-21.复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center肿瘤干细胞的生物学特性肿瘤干细胞的生物学特性 具有强大的克隆再生能力，能自我更新 具有多重耐药性和对放疗抵抗性 能激活DNA修复能力阻止细胞凋亡 具有早期微转移能力 具有异质性，导致临床过程、预后及治疗转归不同肿瘤干细胞的生物学特性复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer CenterHuntly BJ,Gilliland DG.Leukaemia stem cells and the evolution of cancer-stem-cell research.Nat Rev Cancer.2005 Apr;5(4):311-21.复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center 是难于治愈的重要原因常规抗肿瘤治疗难以彻底杀死TSC 肿瘤干细胞靶向治疗直接或间接针对肿瘤干细胞或其生存微环境以及重要信号传导通路环节肿瘤干细胞与肿瘤治疗复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer CenterThe Parthenolide analogue DMAPT,has been shown in AML.This potent inhibitorof NF-kB,which is highly active in AML stem cells but not normal HSCs,results in apoptosis of both AML and CML blast crisis stem cells,sparing normal HSCs.Guzman ML,Rossi RM,Karnischky L,etc.The sesquiterpene lactone parthenolide induces apoptosis of human acute myelogenous leukemia stem and progenitor cells.Blood.2005;105(11):4163-9.复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center本节必需掌握的要点：本节必需掌握的要点：1.1.肿瘤血管生成调控的常见基因及肿瘤血管生成调控的常见基因及与其相关的抗肿瘤治疗策略与其相关的抗肿瘤治疗策略复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center第三节第三节 肿瘤的播散肿瘤的播散复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center 定义：恶性肿瘤在生长和发展过程中所发生的向邻近组织的直接蔓延和向远处的转移是恶性肿瘤的最重要的生物学特性之一是恶性肿瘤难以根治的主要原因和常见致死原因 包括侵袭和转移是复杂、多步骤、有序的级联过程是同一过程的二个不同阶段二者根本区别在于播散病灶与原发肿瘤是否有连续性 复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center一一.肿瘤的侵袭（肿瘤的侵袭（invasion）定义：肿瘤细胞离开原发肿瘤，向周围组织直接蔓延，浸润和破坏邻近正常细胞和器官 是肿瘤播散的第一步 标志：肿瘤细胞突破基底膜复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Centerhttp:/screening.iarc.fr/atlaschhisto_detail.php?flag=1&lang=1&Id=hexocole&cat=B2复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Centerhttp:/screening.iarc.fr/复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Centerhttp:/screening.iarc.fr/atlaschhisto_detail.php?flag=1&lang=1&Id=00002221&cat=E2c1复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center（一）侵袭的主要途径（一）侵袭的主要途径 沿组织间隙 沿淋巴管 沿血管 沿浆膜面或粘膜面复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center（二）侵袭的步骤和机制（二）侵袭的步骤和机制 癌细胞分离 癌细胞附着基膜 细胞外间质（ECM）降解:肿瘤，成纤维细胞，巨噬细胞 癌细胞移出 肿瘤血管形成：促进肿瘤增殖并提供易被侵袭的血管Reymond N,dgua BB,Ridley AJ.Crossing the endothelial barrier during metastasis.Nat Rev Cancer.2013 Dec;13(12):858-70.复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center二二.肿瘤的转移肿瘤的转移 定义：指恶性肿瘤细胞脱离原发部位通过一些渠道到达远隔组织和器官继续增殖生长，形成与原发肿瘤相同性质的继发肿瘤的全过程 约90%的恶性肿瘤患者死于转移 转移的前提是肿瘤细胞对周围间质的侵袭，并在其中浸润性生长 转移是侵袭的结果复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center（一）转移的途径（一）转移的途径 淋巴道转移 血道转移 种植性转移复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center淋巴道转移淋巴道转移 是肿瘤，尤其是癌常见的转移途径 肿瘤细胞穿透淋巴管壁，经淋巴液运行，到达引流的第一站淋巴结，继而顺序到达较远的淋巴结乳腺癌腋下前哨淋巴结 可有跳跃式转移 可作为隐匿性癌的首发症状甲状腺乳头状癌复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center乳腺癌腋下前哨淋巴结乳腺癌腋下前哨淋巴结 腋下前哨淋巴结（sentinel lymph node，SLN）为按淋巴引流方向来判断的理论上最早发生转移的一组淋巴结 可通过示踪剂在术中识别 如该组淋巴结经病理学检查未发现转移，则具备不作腋下淋巴结清扫的条件Bleicher RJ,OSullivan MJ,Ciocca V,etc.A prospective feasibility trial to determine the significance of the sentinel node gradient in breast cancer:a predictor of nodal metastasis location.Cancer.2008;113(11):3100-7.复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer CenterLee A,Krishnamurthy S,Sahin A,etc.Intraoperative touch imprint of sentinel lymph nodes in breast carcinoma patients.Cancer.2002;96(4):225-31.复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center血道转移血道转移 肿瘤细胞穿透血管壁，经血液运行，到达远隔部位形成转移灶 血道转移类型：根据原发肿瘤和瘤栓部位肺静脉型：肺左心全身腔静脉型：上下腔静脉引流区右心肺门静脉型：胃肠道肝肺椎静脉型：椎静脉脑及人体上下各处复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center种植性转移种植性转移 浆膜面种植性转移：肿瘤穿透浆膜，瘤细胞脱落种植到其他器官或组织如胃肠道癌引起的卵巢转移瘤（Krukenberg瘤）粘膜面种植性转移：呼吸道、消化道等黏膜种植，较少见 接触性种植性转移：肿瘤接触，手术器械引起“医源性”种植复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center卵巢的转移性癌，原发肿瘤为胃癌复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center（二）转移的步骤和机制（二）转移的步骤和机制复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center转移的步骤转移的步骤 肿瘤侵袭 肿瘤侵入脉管 在脉管内生存、行进，并附着脉管壁 肿瘤移出脉管 继续生长形成转移灶转移的步骤复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center转移的分子机制转移的分子机制细胞粘附分子钙黏附蛋白（cadherin）整合素（integrin）家族蛋白降解相关分子基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase,MMP）组织金属蛋白酶抑制剂TIMP（tissue inhibitor of metalloproteinase,TIMP）肿瘤转移相关基因复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center细胞粘附分子细胞粘附分子（cell adhesion molecule,CAM)cell adhesion molecule,CAM)指由细胞产生、介导细胞与细胞间或细胞与基质间相互接触和结合的众多分子的统称大多为糖蛋白，分布于细胞表面正常细胞之间的连接通过细胞粘附分子稳定组织的完整性 同质性粘附：相同细胞间(eg.肿瘤细胞)的粘附异质性粘附：肿瘤细胞与宿主细胞和宿主基质（eg.血管内皮细胞及内皮下基底膜）的粘附复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center钙黏附蛋白（钙黏附蛋白（cadherin）上皮-钙黏附蛋白(E-cadherin)研究最多 具有转移抑制作用 表达与分化程度、侵袭能力、恶性程度密切相关 多种肿瘤中 E-cadherin分子表达明显减少或缺失，导致瘤细胞侵袭与转移能力加强复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer CenterRakha EA,Abd El Rehim D,Pinder SE,etc.E-cadherin expression in invasive non-lobular carcinoma of the breast and its prognostic significance.Histopathology.2005 Jun;46(6):685-93.复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center整合素（整合素（integrin）家族）家族 是一类膜镶嵌蛋白，有和两个亚单位非共价形成异二聚体复合物 细胞表面受体 在细胞信号传导过程中起重要作用 与肿瘤细胞的侵袭和转移密切相关复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center基质金属蛋白酶（基质金属蛋白酶（MMPs）一组能水解细胞外基质的蛋白水解酶，需要钙锌等金属离子为辅助因子 几乎能降解ECM中各种蛋白成分 在肿瘤侵袭转移中起关键性作用 亚型1)间质胶原酶，又称基质金属蛋白酶1（MMP-1）2)IV型胶原酶,又称明胶蛋白酶2（MMP-2）3)基质溶解素,又称蛋白多糖酶（MMP3）4)膜型基质金属蛋白酶（MT-MMP）复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center金属蛋白酶组织抑制剂金属蛋白酶组织抑制剂(TIMP)可抑制基质金属蛋白酶 TIMP与MMPs的活性水平和相互关系决定ECM降解和合成平衡，决定肿瘤侵袭与转移的潜能复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center肿瘤转移相关基因肿瘤转移相关基因 肿瘤转移抑制基因（metastasis suppressor gene）nm23基因 KAI1基因 KISS1基因 肿瘤转移基因（tumor metastatic genes）MTA-1基因 TIAM1基因复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center（三）肿瘤转移的治疗策略（三）肿瘤转移的治疗策略复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center本节必需掌握的要点：本节必需掌握的要点：1.1.肿瘤转移的途径肿瘤转移的途径复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center第四节第四节 肿瘤免疫肿瘤免疫宿主免疫功能肿瘤复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center肿瘤抗原肿瘤抗原机体的免疫监视机体的免疫监视肿瘤的免疫逃逸肿瘤的免疫逃逸肿瘤的免疫肿瘤的免疫治疗治疗复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center一一.肿瘤抗原（肿瘤抗原（Tumor Antigen）指细胞在癌变过程中新出现或过表达的抗原物质总称肿瘤抗原肿瘤抗原复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center 根据肿瘤抗原特异性分为肿瘤特异性抗原（tumor specific antigen，TSA）肿瘤相关抗原（tumor-associated antigen，TAA）复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center（一）肿瘤特异性抗原（一）肿瘤特异性抗原 指只存在于肿瘤组织中而不存在于正常组织中的肿瘤抗原 按抗原产生机制分类理化因素（紫外线、X线等）诱发的肿瘤抗原病毒基因编码抗原（EBV、HPV、HTLV等)突变基因编码抗原（突变的Ras、p53、EGFR等）按不同个体和不同组织学类型肿瘤中的分布差异分类存在于同一组织学类型的不同个体肿瘤不同组织学类型的肿瘤共有复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center肺癌与表皮生长因子受体（肺癌与表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor，EGFR）基因突变）基因突变 对靶向药物酪氨酸酶抑制剂gefitinib和erlotinib有效的非小细胞肺癌中常见EGFR基因酪氨酸激酶结构域的突变 此类突变更多见于腺癌，女性，亚洲人群和无吸烟史的患者 突变检测有助于预测患者对靶向治疗的敏感性 突变的EGFR基因所编码的蛋白（抗原）已能检测复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center肺癌肺癌EGFR基因突变检测基因突变检测-直接测序直接测序EGFR基因 19外显子缺失突变（p746-750delELREA）EGFR基因 21外显子点突变（L858R）复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Centerhttp:/ University Shanghai Cancer Center（二）肿瘤相关抗原（二）肿瘤相关抗原 指非肿瘤细胞所特有，正常细胞也存在的抗原，只是其含量在有肿瘤时明显增加 根据抗原产生的机制分类胚胎抗原组织特异性分化抗原 过表达抗原复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center乳腺癌乳腺癌Her2基因扩增及蛋白表达检测基因扩增及蛋白表达检测HER2（红色）（红色）/CEP17（绿色）（绿色）无扩增有扩增复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center 肿瘤抗原在肿瘤诊治中的价值诊断：血清肿瘤标志物，病理免疫组化检查评价监测疗效、复发转移及预后治疗靶点复旦大学上海医学院肿瘤学系复旦大学上海医学院肿瘤学系Fudan University Shanghai Cancer Center二二