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[医学] 认识癌細胞及癌症（1）

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碩士班

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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

癌細胞(cancer cell)
<顯微鏡下的癌細胞>
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。
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。
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。
《組成》
1、在細胞膜上
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。
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）。
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。
2、在細胞質中
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。
3、在細胞核內
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。
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。
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。
《主要特徵》
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。
1、無限增殖
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。
2、接觸抑制現象喪失
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。
3、癌細胞間粘著性減弱
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、易於被凝集素凝集
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。
5、粘壁性下降
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。
6、細胞骨架結構紊亂
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。
7、產生新的膜抗原
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。
8、對生長因數需要量降低
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。
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。
《特點》
（一）癌細胞的一般特點
1、單個癌細胞的形態特點
主要表現在細胞核上，可歸納為五大特徵：
　　⑴、核大：癌細胞核可比正常大1-5倍。
　　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。
　　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。
　　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。
　　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。
　　⑹、癌細胞具有豐富的游離核糖體。
　　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
2、成堆癌細胞的排列特點
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。
（二）塗片的“陽性背景”
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。
（三）各種癌細胞的形態特點
癌細胞大致可分為三大類：鱗癌、腺癌、未分化癌。
1、鱗癌
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。
　　（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。
　　（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、腺癌
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：
　　(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。
　　（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。
3、小細胞型未分化癌
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。
《內部成因》
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。
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。
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。
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。

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