肿瘤学“圣经”《癌症生物学》第3版学习笔记系列之三
肿瘤学“圣经”《癌症生物学》第3版学习笔记系列之三Chapter 2: The Nature of Cancer本章从形态学与生物学层面确立了对癌症的基础认知。癌症并非外来异物,而是源于自身正常组织的细胞功能故障。理解癌症的本质,需要厘清其组织起源分类、渐进式发展过程、克隆演化模式以及环境因素在致病中的核心地位。绝大多数人类肿瘤(>80%)源于上皮组织,被称为癌 (Carcinomas)。这反映了上皮细胞作为身体保护层或代谢活跃层,面临最高的损伤风险和增殖需求。癌 (Carcinomas):起源于上皮细胞,而上皮细胞本身可来自外胚层、中胚层或内胚层。主要分为两类:•鳞状细胞癌 (Squamous cell carcinomas):源于起保护作用的上皮(如皮肤、食道)。•腺癌 (Adenocarcinomas):源于具有分泌功能的上皮(如肺、胃、乳腺)。非上皮性肿瘤:•肉瘤 (Sarcomas):源于中胚层的间充质细胞(如成纤维细胞、脂肪细胞、成骨细胞),约占1%。•造血系统肿瘤:包括白血病(单细胞游离状态)和淋巴瘤(形成实体瘤块)。•神经系统及神经嵴来源肿瘤:如神经胶质瘤、神经母细胞瘤、黑色素瘤(源于神经嵴,虽有上皮特征但独立分类)。特殊类型:•畸胎瘤 (Teratomas):源于生殖细胞,保留了全能性。成熟畸胎瘤是极少数基因组呈野生型(无突变)的肿瘤。•间变性/未分化肿瘤 (Anaplastic tumors): 细胞完全丧失了组织特异性特征(去分化),难以通过形态学辨别起源,通常代表恶性程度极高。2. 肿瘤发展的多步骤演进 (Tumor Progression)癌症不是一种非黑即白的状态,而是一个从正常到恶性的渐进过程。组织病理学揭示了这一连续谱:增生 (Hyperplasia): 细胞数量异常增加,但组织结构和细胞形态保持正常。化生 (Metaplasia): 一种成熟上皮被另一种成熟上皮取代(如Barrett食管),通常发生在交界处。异型增生 (Dysplasia): 细胞形态出现异常(核质比增大、核深染、有丝分裂增加),是良性到恶性的过渡态。腺瘤/息肉 (Adenomas/Polyps): 形成肉眼可见的良性肿瘤性增生,但仍尊重组织边界。原位癌 (Carcinoma in situ): 肿瘤细胞已具备恶性形态,但仍局限于上皮层内,尚未突破基底膜 (Basement Membrane)。浸润癌 (Invasive Carcinoma): 突破基底膜并侵入周围基质,这是判断“恶性”的关键物理界限。转移 (Metastasis): 癌细胞在远处器官定植,造成90%的癌症死亡。3. 肿瘤的单克隆起源 (Monoclonal Origin)经典证据表明,尽管肿瘤肿块巨大,但它们均起源于单个发生突变的祖先细胞。证据链:• X染色体失活镶嵌: G6PD杂合子患者的平滑肌瘤中,所有肿瘤细胞均表达同一种G6PD同工酶,证明其源自单一祖细胞。• 免疫球蛋白重排: 骨髓瘤细胞表达完全相同的抗体分子。• 染色体标记: 如慢粒白血病 (CML) 中所有癌细胞均携带特定的费城染色体易位。克隆演化修正: 虽然起源是单克隆的,但由于基因组不稳定性,肿瘤在生长过程中会不断积累新突变。因此,临床检测到的晚期肿瘤在遗传上往往呈现高度异质性,表现出表观上的多克隆特征,但所有细胞仍共享早期的主干突变 (Truncal mutations)。环境因素主导的证据: 癌症发病率的巨大地理差异主要由环境和生活方式决定,而非遗传背景。移民研究显示,移民后代的患癌风险会迅速趋同于迁入地的水平。致癌物与诱变剂:Ames测试: 确立了大多数化学致癌物也是诱变剂 (Mutagens),它们通过损伤DNA引起体细胞突变。代谢活化: 许多前致癌物 (Procarcinogens) 本身无毒,需经肝脏代谢活化为终致癌物 (Ultimate carcinogens) 后才具有致突变性。肿瘤促进剂 (Tumor Promoters): 约40%的致癌物在Ames测试中呈阴性(非诱变性)。它们本身不致突变,而是通过促进细胞增殖或炎症,加速已突变细胞的扩增(如酒精、炎症因子)。Basement Membrane (基底膜): 上皮组织与间质之间的特化胞外基质层,肿瘤细胞是否突破此层是良恶性的分水岭。Transdifferentiation (转分化): 细胞跨谱系分化的现象;EMT(上皮-间质转化)常被视为表型可塑性的一种特例,赋予癌细胞侵袭力。Truncal Mutations (主干突变): 存在于肿瘤所有亚克隆中的早期突变,反映了肿瘤的单克隆起源,是理想的治疗靶点。Diagnostic Bias (诊断偏差): 筛查技术的普及可能导致发病率数据的虚高(发现大量惰性肿瘤),因此死亡率往往是更可靠的统计指标。本章界定了癌的生物学本质:它是源于正常组织的细胞功能障碍。病理学分类主要依据组织类型(如上皮来源的癌、间充质来源的肉瘤),并以突破基底膜作为恶性转化的物理标准。多重证据证实肿瘤呈单克隆起源,但随后演化出高度异质性。流行病学与Ames测试揭示,环境因素通过致突变或肿瘤促进机制,驱动了体细胞的恶性演进。