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[医学] 认识癌細胞及癌症(1)

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發表於 2012-11-30 20:10:51 |只看該作者 |新文章置後
本帖最後由 tracytsao 於 2012-12-1 04:38 編輯
3 X9 t! |0 `  ^% p" h# h4 E% D, H8 |; T' o' j& W6 S' B+ {( U' x
癌細胞(cancer cell)
  m8 y. ], @6 }  V4 R& i<顯微鏡下的癌細胞>
  h4 `' F) I+ Y* B0 Q/ B3 L癌細胞由“叛變”的正常細胞衍生而來,經過很多年才長成腫瘤。在細胞分化過程中“叛變”細胞脫離正軌,自行設定增殖速度,累積到10億個以上我們才會察覺。癌細胞的增殖速度用倍增時間計算,1個變2個,2個變4個,以此類推。比如,胃癌、腸癌、肝癌、胰腺癌、食道癌的倍增時間平均是31天;乳腺癌倍增時間是40多天。由於癌細胞不斷倍增,癌症越往晚期發展得越快。8 j( ?7 d* L) S# @9 o2 y2 N& A
癌細胞的內外潛藏著自身無法克服和無法排除的逆轉因素,這是它的特點,也是它的缺點,造就了它的不穩定性。
% I6 f8 O; C7 ~科學家指出,癌症細胞在轉移過程中會遇到很多困難,首先要經過數十次變異,然後要克服細胞間粘附作用脫離出來,並改變形狀穿過緻密的結締組織。成功逃逸後,癌症細胞將通過微血管進入血液,在那裏它還可能遭到白細胞的攻擊。接下來癌細胞將通過微血管進入一個新器官(現被稱為“微轉移”)。在這裏,癌細胞面臨著並不友好的環境(稱作“微環境”),有些細胞當即死亡,有些分裂數次後死亡,還有一些保持休眠狀態,存活率僅為數億分之一。存活下來的癌細胞能夠再生和定植,成為化驗中可發現的“肉眼可見轉移”。隨著轉移的發展,它擠走了正常的細胞,破壞了器官的功能,最後足以致命。' s, o: L* x  i/ c2 y, w
組成
7 O4 U9 E$ P) {1、在細胞膜上' u* U( r$ x1 @, {3 b/ C3 ]
癌細胞的生存和發展離不開蛋白質的合成,然而,癌細胞在合成蛋白質時,則必須從健康細胞中奪取門冬醯胺,可是,及閘冬醯胺共生的門冬醯胺酶卻能控制癌細胞的生長,這是它無法克服的第一個矛盾。) x% {" n& I/ w: e; A% u
在大量的科學驗證明,人體內每個細胞的細胞膜上存在著一種cAMP(環式磷酸腺苷)的物質,這種物質是控制或調整細胞新陳代謝的主要成份(並不因為癌化而消失),有趣的是cAMP還有一個最顯著的能力,就是使癌細胞變成健康細胞(這是難能可貴的)。
  K- b! f- K3 W" D% I  |癌細胞的表面有一種腫瘤抗原(CEA),它能生成相應的抗體阻止癌細胞的生長和發展,這種自我免疫力是癌細胞與生俱來的又一矛盾。
+ i& _9 w: j* [6 ]  d# Z2、在細胞質中7 ^  J8 H) {; |8 ]$ Z* M6 i8 x- ~. E0 X' e
美國科學家謝伊1994年12月發現癌細胞中有一種能使癌細胞不斷複製並保持其遺傳特性的酶(Telomerase)。此酶的活性若被抑制和破壞,癌細胞的複製工程,也只好終止和結束。' g+ O' u0 C; @2 _) ]# h
3、在細胞核內# J$ ^/ @9 k& t! u- b
當代分子生物學的卓越成就,已經證實了細胞核結構中的DNA(去氧核糖核酸)分子在鏈腱排列上發生了改變時,就能立即向RNA發出“遺傳信息”的變異電報,於是細胞就發生了癌變,然而,在細胞核中還存在著一種與之特性相反的逆轉錄酶,這種逆轉錄酶的作用是使RNA再把自己所收到的DNA發來的變異電報返送回去,迫使DNA恢復正常的複製功能,這樣,癌細胞就變成了健康細胞。
$ N( n3 j2 v+ F4 I3 Z. ~/ b: I人體其實是由一個個細胞組成的社區。每個細胞照章行事,知道何時該生長分裂,也知道怎樣和別的細胞結合,形成組織和器官。而構建不同組織的“圖紙”,就是基因。
* ]  l0 U) M; n2 ?# Z. D. _現在醫學家認為:人人體內都有原癌基因,絕對不是人人體內都有癌細胞。原癌基因主管細胞分裂、增殖,人的生長需要它。為了“管束”它,人體裏還有抑癌基因平時,原癌基因和抑癌基因維持著平衡,但在致癌因素作用下,原癌基因的力量會變大,而抑癌基因卻變得較弱。因此,致癌因素是啟動癌細胞生長的“鑰匙”,主要包括精神因素、遺傳因素、生活方式、某些化學物質等。多把“鑰匙”一起用,才能啟動“癌症程式”;“鑰匙”越多,啟動機會越大。我們還無法破解所有“鑰匙”,因此還無法攻克癌症。
* s. F6 F; r; H7 Q5 j1 r主要特徵
! [" ^/ s* q6 {癌細胞是由正常細胞轉化而來,它除了仍具有來源細胞的某些特性(如上皮癌仍可合成角質蛋白)外,還表現出癌細胞獨具的特性。; B6 E2 k. C' v, K7 U9 ~; q
1、無限增殖+ o( |- a* Y3 S6 [7 n
在適宜條件下,癌細胞能無限增殖,成為“不死”的永生細胞。正常細胞都具有一定的最高分裂次數,如人的細胞一生只能分裂50~60次。然而癌細胞卻失去了最高分裂次數。如在1951年由一位黑人婦女(名叫Henrietta Lacks)的宮頸癌細胞分離建立的HeLa細胞系,至今仍在世界許多實驗室中廣泛傳代使用。! i3 h; E7 D1 u8 ^+ t  h
2、接觸抑制現象喪失
  o) ^' i+ E5 e1 x; f/ u" E- @! l正常細胞生長相互接觸後,其運動和分裂活動都要停頓下來。在體外培養條件下則表現為細胞貼壁生長匯合成單層後即停止生長。癌細胞則不同,其分裂和增殖並不因細胞相互接觸而終止,在體外培養時細胞可堆累成立體細胞群,故癌細胞接觸對癌細胞的增殖無抑制作用。% E5 e8 S# U8 Z! Q6 `$ I% W! d
3、癌細胞間粘著性減弱! q2 E* p- p' N& X1 b$ k  O
癌細胞與其同源正常組織相比,細胞間的粘著性降低,故癌細胞在體內容易分散和轉移。在正常細胞外被中的纖粘連蛋白是一種細胞外粘著糖蛋白,它增強了細胞與細胞外基質間的粘著。癌細胞的纖連粘蛋白顯著減少或缺失,鈣粘蛋白合成發生障礙,從而破壞了細胞與基質之間和細胞與細胞之間的粘著,因此癌細胞具有易於侵潤組織和轉移的屬性。4 d" K6 W$ X/ f4 P4 M' c
4、易於被凝集素凝集/ T4 P8 `4 f6 M' c  _- z
與正常細胞相比,癌細胞更容易被凝集素所凝集,故引起癌細胞凝集所需的凝集素濃度要比正常細胞的低得多。癌細胞凝集性增強是由於質膜結構發生深刻變化所致。糖蛋白在質膜中的運動性增強,因而凝集素更容易將其受體(糖蛋白)簇集,形成更多的橫橋。質膜糖蛋白運動性增強還可能是由於與其相連的微絲受到破壞所致。
/ P6 J8 F* ~/ b& |0 G7 g5 _5、粘壁性下降2 T' @% K0 e8 x
在體外培養中,細胞貼壁生長,這與細胞分泌葡糖胺聚糖粘性物質有關。葡糖胺聚糖是構成細胞外基質的主要成分,可形成水合凝膠。癌細胞合成葡糖胺聚糖減少,導致細胞粘壁性能下降。0 S  ?% ^' f1 I3 U, R  Z) G) V2 m
6、細胞骨架結構紊亂
$ q9 j" `3 }; r, V2 c! C, n6 B* K癌細胞中微管變短,排列紊亂,微絲亦發生結構異常。src基因(即誘發肉瘤的基因)的產物PP60src是一種蛋白質激酶,該酶可使張力纖維兩端的粘著斑蛋白磷酸化,而使張力纖維與質膜脫離。肌動蛋白絲的量減少,引起質膜流動性增強,細胞屬性發生改變。由於細胞骨架結構紊亂,導致細胞外形亦發生改變。例如培養中的正常成纖維細胞呈扁平梭形,但被鳥類肉瘤病毒(含src癌基因)轉化後,則變成球形,表面出現小泡,此即由於細胞骨架成分紊亂所致。9 x0 T0 [9 o& K9 h* ?: v
7、產生新的膜抗原4 O$ r5 n9 T# ]- W' L& F7 y" ~
癌細胞丟失了質膜上的主要組織相容性抗原,而出現了一些新的相關性膜抗原。這些新的膜抗原是由正常細胞表面的糖蛋白修飾而成。同時由於表面蛋白質運動增強,使表面蛋白更易被相應抗體所凝集。$ t4 S9 I% A* o, _
8、對生長因數需要量降低( k5 H/ m7 G2 S4 ?; ?+ }
正常細胞在體外一般要在含有10%以上的血清的培養液中才能生長,血清中含有一些細胞生長所需要的生長因數,如表皮生長因數(PGF)、血小板衍生生長因數(PGDF)、胰島素等。而轉化細胞卻能在血清濃度很低的培養液中生長,對生長因數的需求量大大降低。
; d  @- X% C3 \9、此外,癌細胞還有許多不同于正常細胞的屬性,如葡萄糖運輸增加,產生新的細胞分泌物,還有具有豐富的內質網和高爾基體等。5 w- N- P2 |/ u6 K& V0 b7 C5 c# n
特點, V. t7 T0 \$ b/ O& c+ m' o
(一)癌細胞的一般特點6 m/ a, D4 O! G) K! @8 V/ ~) f
1、單個癌細胞的形態特點
9 n% g- o- E2 g- Q$ l( Q! L2 ~主要表現在細胞核上,可歸納為五大特徵:' p: q* t4 }; K  z0 k
  ⑴、核大:癌細胞核可比正常大1-5倍。4 T8 Y: e# _3 L" S
  ⑵、核大小不等:由於各個癌細胞核增大程度不一致,同一視野的癌細胞核,大小相差懸殊。
$ Q$ D, t. v; T3 a4 N8 `% A" F' r  ⑶、核畸形核膜增厚:癌細胞核可出現明顯的畸形,表現為細胞核形態不規則,呈結節狀、分葉狀等,核膜出現凹陷、皺褶,使核膜呈鋸齒狀。
, H- U8 V7 B4 D& J0 O  ⑷、核深染:由於癌細胞核染色質增多,顆粒變粗,核深染,有的可呈墨水滴樣,同時因核內染色質分佈不均,核的染色深淺不一。
  `  E4 P% ^3 _, }7 V0 h/ h; m) }  ⑸、核質比例失常:癌細胞核增大明顯,超過細胞體積的增大,故核質比例失常。並且癌細胞分化愈差,核質比例失常愈明顯。此外,細胞核染色質邊移,出現巨大核仁,異常核分裂,以及細胞體積增大,且大小不等,並出現梭形、蝌蚪形、星形等異常形態,亦可作為癌細胞的輔助診斷依據。
( R5 z$ }/ |0 ^! T+ k6 y" C  ⑹、癌細胞具有豐富的游離核糖體/ K- j0 ]  z. N8 N
  ⑺、癌細胞的表面發生了變化,由於細胞膜上的糖蛋白等物質減少,使得細胞彼此之間黏著性顯著降低,容易在體內分散和轉移
8 r0 ]+ T$ u) ]  V& i4 Q! A& U; h* B2、成堆癌細胞的排列特點: Q$ \% b6 P3 H. X0 N
成片鱗癌細胞,仍可帶有一定程度的鱗狀上皮的排列特點,如平鋪的鵝卵石樣,但極性消失,排列不規則;腺癌可出現不規則的腺腔樣排列;未分化癌則表現為束狀(單行)排列及鑲嵌樣(成片)排列等特徵,這些可作為診斷癌細胞和進行癌細胞分類的依據。
! C' h( v& a5 d+ f( \; C9 ^- q(二)塗片的“陽性背景”
7 S% j& _7 w' h8 m; A# u由於腫瘤組織,特別是浸潤癌和分化差的癌,易發生出血壞死。因此,塗片中常常可見成片的紅細胞和壞死細胞碎片,這種背景往往提示塗片可能為陽性,所以稱陽性背景。早期癌塗片背景多數乾淨,不易見到壞死細胞碎片。出血壞死並非腫瘤所獨有,在某些嚴重的炎症病變中也可出現,所以在沒找到癌細胞之前,決不能單憑陽性背景的有無,而診斷癌或排除癌。
( }0 |& D  _4 l(三)各種癌細胞的形態特點) J5 p; z. y. u$ e
癌細胞大致可分為三大類:鱗癌、腺癌、未分化癌。- W8 ~% N% M, ~' G& A& d
1、鱗癌: ~$ R  m. u+ k# P
一般起源於鱗狀上皮,也可起源於已經發生鱗化的柱狀上皮。根據塗片中大多數癌細胞的分化程度,可把鱗癌分為分化好和分化差兩大類。
/ h- z3 l7 [$ q) Y; G' {# U  (1)、高分化(角化型)鱗癌以類似表層細胞的癌細胞為主,並可見少量中層癌細胞,這些癌細胞分化比較成熟,表現多形性,如纖維形、蝌蚪形、蛇形等癌細胞,常散在分佈。癌細胞胞質角化明顯,故稱角化型鱗癌。5 u8 b! v% b0 s- O; F
  (2)、低分化(非角化型)鱗癌:癌細胞形態類似底層鱗狀上皮細胞,少數類似中層鱗狀上皮細胞,不出現或很少出現表層癌細胞。癌細胞形態主要為圓形、卵圓形,多數成片脫落,也可單個散在,胞質少、不角化。HE染色呈暗紅色,巴氏染色為暗綠色,核大,核仁清楚。
2 q$ p* w" C2 }1 i! I2、腺癌( h8 Z( ~/ E1 Z
一般起源於柱狀上皮和腺上皮。根據癌細胞大小,細胞內的粘液多少,有無形成腺腔樣結構,腺癌亦可分為兩型:
) N' L& u$ L/ c: T  (1)、高分化腺癌常形成腺樣排列。癌細胞大,胞質豐富,HE染色為淺紅色,巴氏染色為淺綠色,其中可見粘液空泡。核大,核染色質顆粒粗,染色深,核仁巨大。
: K/ U- W  B. M1 V! c, p  (2)、低分化腺癌癌:細胞小、胞質少,嗜鹼性,粘液空泡少見。癌細胞常成團脫落,排列緊密,形成桑椹樣結構。核小偏位,邊緣胞質隆起。核染色質較粗,核仁小。
  N) `9 F  j/ _6 G" R3、小細胞型未分化癌4 O- x; {* F* u) q( {
一般認為起源于支氣管上皮的嗜銀細胞,可產生多肽類激素而引起內分泌症狀,故屬於神經內分泌腫瘤。癌細胞小,圓形、卵圓形或瓜子形。胞質極少,細胞核約比淋巴細胞大半倍到一倍,核畸形明顯,染色深,癌細胞排列緊密而不重疊,成片出現時,往往呈鑲嵌樣結構;單行排列時呈束狀。這是未分化癌的特徵性表現。" L5 O* Q. i7 z" n
內部成因" x( x. E4 X+ l7 q6 E: w4 c! b, G
在正常情況下,細胞記憶體在著與癌症有關的基因,這些基因的正常表達是個體發育、細胞增殖、組織再生等生命活動不可缺少的,這些基因只有發生突變時才有致癌作用,變成癌基因。這些具有引起細胞癌變潛能的基因稱為原癌基因(proto-oncogenes)。原癌基因屬於顯性基因,等位基因中的一個發生突變,就會引起細胞癌變。正常細胞中雖然存在著原癌基因,但是原癌基因的活動受到嚴格的精密調控,其編碼產物是細胞生長和分化所必需的,不會引起癌變。然而,當原癌基因發生了變化,產生了超出細胞活動所需要的產物,就會引起細胞癌變。原癌基因的這種變化稱為原癌基因的啟動。' k  T& G% X* `) Q4 `% I6 ~3 X% s
癌症起始於一個細胞突變,而人體是由大量體細胞組成的。人的一生大約要進行10^16次細胞分裂。即使不接觸致癌劑,每個基因發生自然突變的概率為10-6。可以推算出人的一生中每個基因會有10^10突變概率。由此估計,一個突變細胞中應當有許多與細胞增殖有關的基因發生突變,失去了對細胞增殖的調控能力。然而事實上,人體癌症發病率並沒有預想的那樣高。由此可見,一次突變並不足以將一個健康細胞轉變為癌細胞。一個細胞癌變要求在一個細胞中發生幾次單獨的突變,它們共同作用才能誘發細胞癌變。經統計,一個細胞轉化需要發生3~7次單獨的隨機突變; s7 o/ I+ Q; x3 @' p* X5 Q( g
雖然癌症起始於一個細胞突變,但是這個突變細胞的後代必須經過幾次突變,才能形成癌細胞。流行病學的統計表明,癌症的發病率隨年齡的增長而提高,而且是幾何級數提高,癌症的發病率是年齡的3次方、4次方甚至5次方。癌症的漸進發生過程非一日之寒,需要數年時間,在此期間既有內因的作用,也有外因的誘發,致癌因數需要有劑量累積效應。癌症的發生要有許多因數的共同作用。體內還有免疫監控系統,可以隨時消滅癌細胞。因此,許多癌症不是不可避免的。3 A5 P4 N) b, M7 ?' ~
細胞中還存在另一類基因與遏制細胞增殖有關,這類基因的缺失或失活,也可引起細胞癌變,這類基因叫做抑癌基因(antioncogenes)或腫瘤抑制基因(tumorsuppressorgenes)抑癌基因與原癌基因不同,抑癌基因是隱性基因,需要兩個等位元基因都突變失活,才能引起細胞癌變如果親代傳遞給後代的某一抑癌基因中有一個等位基因無功能,這個後代個體就容易患癌症。在正常細胞中,原癌基因與抑癌基因協調配合,共同維持細胞的正常增殖活動。( U  H- L4 q/ N  F

& y( k9 i% j) V5 D* r
青山無所爭、福田用心耕

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