腫瘤學第九章

1、第九章第九章 腫瘤轉移腫瘤轉移l一、腫瘤多步驟轉移機制（如下圖所示 ）、早期原發(fā)瘤生長、腫瘤血管生成、腫瘤細胞脫落并侵入基質、進入脈管系統(tǒng)、瘤栓形成、繼發(fā)組織器官定位生長、轉移瘤繼續(xù)擴散 惡性腫瘤局部浸潤和血行播散的機制示意圖l二、腫瘤侵襲腫瘤細胞從原發(fā)瘤進入循環(huán)系統(tǒng)l（一） 腫瘤細胞的增殖與擴展l增殖活性是腫瘤侵襲、轉移的基礎和前提。l（二） 腫瘤細胞的分離脫落 瘤細胞的分離傾向與細胞結構的變化和粘附力下降相關。從分子角度分析，腫瘤細胞間存在一族調控細胞與細胞之間的粘附作用的分子稱為鈣粘連素。它們是鈣依賴性跨膜粘附分子，具有同種分子親和性。細胞漿內的鈣粘連素與胞漿內連接素結合使其與細胞骨架緊

2、密結合，形成鈣粘連素連接素復合體，起到穩(wěn)定腫瘤細胞間連接的作用。因此認為，在腫瘤的發(fā)生發(fā)展的各階段，鈣粘連素對維持多細胞結構起到至關重要的作用。l 細胞外基質（ECM）的降解有利于腫瘤細胞的浸潤轉移。腫瘤本身可產生多種分解酶（t-PA、n-PA、組織蛋白酶、透明質酸酶、型膠原酶、基質溶解素、肝素酶和凝血素等）。這些有機成分可分解細胞外基質和基底膜，另外，腫瘤細胞的一些代謝產物，如多肽、乳酸等也可進一步溶解小血管基底膜，有助于腫瘤細胞侵入循環(huán)系統(tǒng)。l（三） 惡性腫瘤的運動性和趨化性l腫瘤細胞具有阿米巴樣運動。目前已知的能促進腫瘤細胞運動的因子包括：l、刺激腫瘤細胞運動和侵襲的因子：AMF（自分泌

3、運動因子）l、刺激腫瘤細胞生長和運動的因子：EGF、類胰島素生長因子、HGF 、IL-1、IL-3 、IL-6l、刺激腫瘤細胞運動但抑制其生長的因子：TGF、干擾素l這些運動因子影響腫瘤細胞表面受體的分布，并調節(jié)腫瘤細胞運動過程中細胞與細胞之間、細胞與基質之間的結合。這種調節(jié)可能是通過改變受體的配子結合密度來協(xié)調細胞粘附和去粘附的周期過程。這個過程至少包括：l、腫瘤細胞受體與周圍基質配子的結合l、配子受體結合，調控信號進入細胞內l、細胞支架移動使細胞偽足樣伸展運動 l 瘤細胞具有運動能力，不僅在體外細胞培養(yǎng)證實，而在活體內證實瘤細胞有活躍的運動能力。運動方式有兩種：l、原位運動：瘤細胞膜突起鉆

4、入或其杠桿作用撬開周圍組織。l、移位運動：瘤細胞發(fā)生極化和向前運動，侵入周圍組織。l 遷入新的部位之后就發(fā)生增生、組織溶解、瘤細胞遷移和增生三者周而復始造成不斷浸潤。瘤細胞的運動能力與細胞本身骨架成分密切相關。l浸潤性瘤細胞的粘附力較低，彼此容易分離和脫落。l（四） 血管生成與腫瘤轉移、腫瘤血管形成是腫瘤發(fā)生轉移的必要條件。、腫瘤血管形成受腫瘤細胞和宿主內皮細胞、上皮細胞、間皮細胞、白細胞分泌釋放的多種活性因子誘導。l三、腫瘤轉移腫瘤細胞從循環(huán)系統(tǒng)進入繼發(fā)器官l（一） 腫瘤細胞錨定粘附l（二） 腫瘤細胞逸出循環(huán)系統(tǒng)l（三） 腫瘤細胞定位生長l（四） 轉移的休眠l 目前認為腫瘤血管生成缺如和正常

5、機體免疫功能狀態(tài)是促進轉移瘤細胞長期保持休眠狀態(tài)的兩大重要因素。l瘤細胞的化學趨向因子：l、腫瘤組織衍生的化學趨向因子l、補體C5衍生的化學趨向性多肽l、骨組織衍生的化學趨向因子l、其他。FMLP、 t-PA 、N-甲酰甲硫亮脯氨酸肽l四、腫瘤轉移的器官選擇性 年Paget提出種子與土壤學說，年，Ewing提出機械和解剖學說。l（一） 腫瘤轉移的器官選擇性規(guī)律l（二） 腫瘤細胞表型差異l（三） 組織器官微環(huán)境差異l（四） 參與腫瘤轉移器官選擇性的相關因素l五、研究腫瘤轉移的動物模型l實驗研究的結果主要看選擇的動物是否符合標準。l建立了免疫缺陷性動物模型如裸鼠模型l通過基因定位轉導技術可將腫瘤的

6、基因轉入小鼠特定組織細胞內，誘發(fā)特定類型的腫瘤，并可持續(xù)傳代。這就是轉基因腫瘤轉移動物模型 第二節(jié)第二節(jié) 腫瘤轉移的分子生物學基礎腫瘤轉移的分子生物學基礎l一、基因調控下的腫瘤轉移l 能誘發(fā)或促進癌細胞的轉移潛能，如Myc Ras Mos Raf Fes Fms Ser Fos P53等，其中Ras基因的活化可使多種細胞在產生腫瘤的同時伴有誘導轉移的活性l Thorgeirssion等首先報道將激活的或實變的Ras癌基因轉染給小鼠源性纖維母細胞瘤（NIH3T3）會引起大量的轉移，說明Ras癌基因能增強NIH3T3細胞內在的侵襲性。 l另一可能與腫瘤轉移密切相關的是CD44，也稱Pgp1抗原。有

7、研究表明CD44能促進循環(huán)腫瘤細胞在繼發(fā)器官定位，機制可能是通過自身信號傳導，促進腫瘤轉移多步驟地完成。lNm23是與腫瘤轉移有關的抑制基因，生化分析表明nm-23的基因產物為核苷酸二磷酸激酶（NDPK）。NDPK通過信號轉導影響腫瘤細胞微管的組合從而影響細胞微管、微絲等細胞骨架蛋白的活動，通過參與調節(jié)細胞內微管系統(tǒng)的狀態(tài)而抑制腫瘤的轉移。l近年來發(fā)現(xiàn)了一類強有利的金屬蛋白酶，組織抑制劑。即TIMP，又稱膠原酶抑制劑。它們可能參與間質膠原酶的代謝，使其失活。TIMP，表達改變與腫瘤細胞侵襲及轉移性活性密切相關，認為對腫瘤轉移的抑制作用主要表現(xiàn)在侵襲階段。最近還有實驗證明TIMP可能具有抑制血管

8、形成的作用。l二、粘附分子與腫瘤轉移l 腫瘤轉移過程包含兩個方面：一是分離，二是粘附。這些過程有眾多的粘附分子及促進粘附或分離的因素參與、充分了解這些因子的功效有助于深入探索腫瘤的轉移機制。l（一） 細胞與細胞間的粘附l、同源細胞間粘附：鈣連接素是此類細胞間粘附的基本物質。l、異質細胞間的粘附l、這種粘附是腫瘤細胞表面的粘附分子與其它類細胞表面不同粘附因子之間的連接。涉及到不同MHC來源細胞間配子與受體之間的識別和結合，正是這種結合的存在是不同細胞間的相互效應得以實現(xiàn)。l（二） 細胞與細胞外基質的粘附l分兩種：l一是結構成分：蛋白多糖，纖維蛋白結構l二是粘附成分；FN LN 玻璃體結合素。l

9、細胞與細胞外基質的粘附是通過受體來達到的，其中以整合素受體占主要比例l（三） 粘附因子的種類和作用l、整合素，參與不同細胞之間粘附連接，也可協(xié)助細胞與細胞外基質的結合。l、鈣連接素，參與同源細胞間的連接。l、免疫球蛋白類粘附因子，參與細胞與細胞間的連接l、選擇素，分為L、 E、 P三種。L-選擇素參與白細胞與其他細胞表面寡糖分子的結合。E-選擇素參與內皮細胞與顆粒細胞及白細胞結合。P-選擇素主要參與腫瘤細胞與血小板的粘附。l三、血管生成和腫瘤轉移l 如將腫瘤組織移植到兔的眼前房，腫瘤幾乎不能生長，如再將腫瘤組織移植到虹膜，移植的腫瘤生長很快。l（一） 血管形成過程l 在腫瘤周邊組織原有的血管基

10、礎上形成。血管形成為腫瘤提供養(yǎng)料，也為腫瘤細胞侵襲進入循環(huán)系統(tǒng)提供了一個良好的機會。血管生成時，內皮趨化原移行生長。 l過程包括：內皮移行基質降解內皮增殖。l 保持蛋白水解酶的平衡是保證新生血管形成的關鍵。這種平衡維持移形細胞內皮的增殖，促進新生內皮沿著自身的基底膜生長，之間形成管腔。l（二） 腫瘤血管形成的調節(jié)l主要受多種活性物質調節(jié)：l、GF類。包括酸性FGF (a FGF)、堿性FGF （b FGF ) 、PDGF（除了能促進多種細胞加快分裂外，主要起刺激血管內皮細胞生長和趨化移行等作用。）、VEGF（是從粘液細胞或神經(jīng)母細胞中提取的較強的血管生成因子，與肝素有較強親和性，能特異結合血管

11、內皮細胞，促進內皮細胞生長，并具有血管通透性，可協(xié)助腫瘤細胞進入脈管系統(tǒng)。）l、血管生成營養(yǎng)素l、白介素類。包括IL-1 IL-8l、其他。小分子脂類、核苷酸、維生素。l腫瘤血管生成步驟：l、血管內皮基底膜溶解l、內皮細胞向腫瘤組織遷移l、內皮細胞在遷移前沿增殖l、內皮細胞管道化、分支形成血管環(huán)l、形成新的基底膜l這一復雜過程是腫瘤細胞、血管內皮細胞與其微環(huán)境相互影響的結果。l l四、纖維蛋白溶解酶及其調節(jié)因子l（一） PA的分類和功能lPA（纖維蛋白溶解酶激活因子）l纖維蛋白酶原在PA作用下變成纖維蛋白溶解酶。lt-PA可促進腫瘤細胞降解細胞外基質。從腫瘤組織勻漿中所測t-PA水平的高低可作

12、為預后的指標之一。lw-PA促進腫瘤侵襲和轉移的效應主要表現(xiàn)在參與細胞分化、血管形成、細胞遷移、細胞外基質降解和組織重建等過程。lu-PA過度表達可判斷其惡性度。l（二） PAI的分類和功能lPAI有三種：lPAI主要由內皮細胞、肝細胞、血小板分泌，存在于血漿中、血小板和內皮細胞的基質中。腫瘤細胞也分泌PAI。lPAI首先在胎盤中發(fā)現(xiàn)，滋養(yǎng)葉細胞、單核細胞、內皮細胞、成纖維細胞等也可合成，有糖基化和非糖基化兩種類型，前者為分泌型，后者為細胞內型，前者主要執(zhí)行抑制u-PA的功能，后者抑制細胞凋亡。lPAI，抑制PA的活性，而PAI屬蛋白酶連接素，功能不清。PAI系統(tǒng)可屬腫瘤轉移抑制因子。l五、基

13、質金屬蛋白酶與組織抑制劑l（一）基質金屬蛋白酶的種類和結構l、種類l（）膠原酶l（）明膠酶l（）基質溶解酶l（）膜內基質金屬蛋白酶l、結構l 由幾個特征性結構域組成。包括氨基末端多肽、催化區(qū)域片段、羥基末端血凝乳酶樣結構。l（二）金屬酶組織抑制劑的種類和結構l、種類l 有四種：TIMPs1-4l、結構l 有兩個關鍵性結構：較大的三環(huán)氨基末端區(qū)域和相對較小的三環(huán)羥基末端片段，兩者共同組成蛋白酶前體復合物。l（三）基質金屬蛋白酶的功能及調節(jié)l、功能l（）降解基底膜和細胞外基質l（）促進原發(fā)腫瘤和繼發(fā)腫瘤的生長l（）制造出適應腫瘤生長擴散的微環(huán)境l（）促進腫瘤血管生長。l、調節(jié)l 以酶原形式分泌到細

14、胞外，受相應活化因子調節(jié)活化，在特定刺激因子作用下誘導轉錄發(fā)揮生理病理功能。l六、機體免疫狀態(tài)與腫瘤轉移l （ 一 ） 、 機 體 免 疫 監(jiān) 視 殺 傷 系 統(tǒng) 包 括 ：ADCC(抗體依賴細胞毒細胞)、NK細胞、T細胞、巨噬細胞、LAK細胞、及細胞毒T淋巴細胞。l腫瘤細胞發(fā)生轉移需具備以下條件：l、生長增殖l、轉移潛能l、免疫逃逸 三個條件才可能實現(xiàn)轉移。 l（二）、 接觸性抑制和密度依賴性抑制的喪失，錨著依賴性喪失。腫瘤細胞對生長因子的需求降低，瘤細胞產生生長因子并與細胞表面的相應受體結合后，作為自我刺激，誘導DNA合成和細胞增生。l 細胞表面膜改變l、轉化細胞被植物血凝素所凝集的性質大

15、于正常細胞l、細胞表面纖維連接蛋白的喪失l、膜轉運系統(tǒng)功能增加l（三）、抗原性改變l 腫瘤特異性抗原 幾個重要概念：l一、腫瘤的異質性：l 腫瘤雖起源于單個轉化細胞，但它在不斷增生形成一個腫瘤的過程中，因細胞遺傳性狀不穩(wěn)定而不斷的變異，造成該腫瘤內的瘤細胞彼此在基因表型上的不一致，從而許多瘤細胞表現(xiàn)出彼此不同的生物學性狀形成了腫瘤的異質性。l轉移的異質性：l 同一瘤體內瘤細胞轉移能力的差異： l二、轉移過程：（血行轉移）l、瘤細胞從原發(fā)瘤脫離，浸潤細胞外基質，進一步穿入間質血管壁，l、瘤細胞自血管壁脫落進入血循環(huán)l、在循環(huán)中存活的瘤細胞粘附于靶器官的血管壁內皮細胞l、瘤細胞再穿透血管壁進入靶器官基質內形成微小轉移瘤。l瘤細胞在進入血管以前，需穿透基底膜，高轉移瘤