认识癌细胞
(2012-11-09 00:57:40)
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杂谈 |
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癌症是人体遗传基因染色体紊乱而出现的细胞增生症。人体遗传基因三万多个,分别附着在46条载体上,这46条载体就是我们所讲的“染色体”。因为这种载体用碱性物质染色后才能拍成照片,所以叫染色体。正常人的细胞染色体46条,而癌症就不同了。例如有直肠癌的染色体竞有800条。由于染色体的紊乱致使癌细胞分裂增殖失控,于是就出现了细胞增生症,形成肿瘤,这个肿瘤就叫癌,这个细胞就是癌细胞。
一、癌症的细胞学特征
癌细胞与正常细胞相比具有以下特征: 1.细胞能够无限增殖,多数细胞只能进行一定次数的分裂,例如在人的一生中体细胞一般能够分裂50~60次。这是因为机体中存在一种控制细胞分裂的机制即接触抑制,也就是说一个细胞接触另一个细胞时即停止分裂,只生长成单层细胞。如图A,一旦正常细胞分裂的遗传控制发生改变,控制机制丧失,这些细胞就会失去接触其他细胞是对其生长调节的敏感性,没有接触抑制现象,细胞就迅速分裂,生长成多层。如图B。
2.具有侵袭性和转移性。动物体内特别是衰老的动物体内常常出现肿瘤,这些肿瘤细胞位于某些组织特定部位,称之为良性肿瘤,如疣和息肉。如果肿瘤细胞具有侵袭性和转移性,则称之为恶性肿瘤,即癌症发生。良性肿瘤与恶性肿瘤的最主要区别是,恶性肿瘤细胞的表面糖蛋白减少导致细胞间黏着性下降,具有侵袭性和转移性,易于侵袭周围健康组织或通过血液组织或通过淋巴途径转移,并在其他部位黏着和增殖。经转移并在身体其他部位增殖产生的次级肿瘤称为转移灶,继续增殖,好像小老鼠会钻洞穿墙或随管线转移后一窝再一窝惹人厌。这是癌细胞的基本特征也是癌细胞的可怕性。
3.癌细胞的形态结构发生了变化,例如培养中的正常的成纤维细胞呈扁平梭形,当这种细胞转化成癌细胞后就变成了球形。
4.细胞间的识别作用改变,正常细胞间的识别主要是通过细胞膜上的糖被相互作用实现的,进而形成特定的组织和器官。癌细胞冲破了细胞间的识别作用,癌细胞在转移过程中除了要产生水解酶类,而且要异常表达某些膜受体蛋白,以便与别处细胞黏着并生长,同时借此逃避免疫监视作用,防止天然杀伤细胞的识别和攻击。
二、致癌的原因
引起细胞癌变的原因有多种,其主要原因是在致癌因子的作用下,正常细胞的原癌基因被激活以后细胞就发生转化引起癌变。与此相反,另一类有抑制细胞癌变和维持细胞正常生长作用的基因一旦失活或丢失也会导致细胞癌变。原癌基因是控制细胞生长和分裂的正常基因的一种突变形式,能引起正常细胞癌变,原癌基因最早发现于诱发肿瘤的劳氏肉瘤病毒。目前已经发现近百种原癌基因,其编码的蛋白质包括生长因子、生长因子受体、信号转导通路中的分子、基因转录调节因子和细胞周期调控蛋白等。抑癌基因实际上是正常细胞增殖过程中的负调控因子,它编码的蛋白往往起到阻止细胞周期进程的作用,如果抑癌基因突变,丧失细胞增殖的负调控作用,则导致细胞周期失控而过度增殖。正常情况下,原癌基因和抑癌基因维持着平衡,但在致癌因子的作用下,原癌基因会被激活,而抑癌基因却变得较弱或失活。因此,致癌因子是启动细胞癌变的“钥匙”,致癌因子主要有:①物理致癌因子,包括灼热、机械性刺激、创伤、紫外钱、放射线等。值得高度重视的是,受辐射危害可以来自环境污染,也可以来自医源。比如多次反复接受X射线照射检查或放射性核素检查可使受检人群患肿瘤机率增加,若用放射疗法治疗某些疾病,也可诱发某些肿瘤。②化学致癌因子,这类因素是目前导致肿瘤的主要原因,其来源甚广,种类繁多。与人类关系密切的化学致癌物就有数百种之多。化学物质致癌潜伏期相对较长,对人类危害极大,它广泛存在于食物、生产作业环境、农药、医疗药品之中。人们所熟知的黄霉毒素,在花生、玉米、高粱、大米等许多粮食作物中都有沾染,它具有公认的致癌作用,有明显的致癌力,已被证实可导致肝癌的发生。广布于自然界的亚硝胺类化合物(在腌制过的鱼、肉、鸡中含量较高)和熏烤或烧焦后的食物中(尤其是高蛋白食品,如鱼、肉、蛋类)致癌物的种类和含量剧增。③病毒致癌因子,近来发现人类的某些肿瘤与病毒的关系密切,在一些鼻咽癌、宫颈癌、肝癌、白血病等患者的血清中可以发现有相应病毒的抗体。另外精神因素、遗传因素、生活方式等也可以作为启动癌细胞生长的钥匙。多把“钥匙”一起用,才能启动“癌症程序”;“钥匙”越多,启动机会越大。现在人类还无法破解所有“钥匙”,因此还无法从根本上治愈癌症。
所以为了更好地防止正常细胞发生癌变,我们要尽量避免接触物理的、化学的、病毒等各种致癌因子。另外细胞癌变与人的免疫力和心态也有着很的方关系。因此,要注意增强体质,保持心态健康,养成良好的生活习惯,从多方面积极采取保护措施。
在正常情况下,细胞内存在着与癌症有关的基因,这些基因的正常表达是个体发育、细胞增殖、组织再生等生命活动不可缺少的,这些基因只有发生突变时才有致癌作用,变成癌基因。这些具有引起细胞癌变潜能的基因称为原癌基因(proto-oncogenes)。原癌基因属于显性基因,等位基因中的一个发生突变,就会引起细胞癌变。正常细胞中虽然存在着原癌基因,但是原癌基因的活动受到严格的精密调控,其编码产物是细胞生长和分化所必需的,不会引起癌变。然而,当原癌基因发生了变化,产生了超出细胞活动所需要的产物,就会引起细胞癌变。原癌基因的这种变化称为原癌基因的激活。
癌症起始于一个细胞突变,而人体是由大量体细胞组成的。人的一生大约要进行1016次细胞分裂。即使不接触致癌剂,每个基因发生自然突变的概率为10-6。可以推算出人的一生中每个基因会有1010突变概率。由此估计,一个突变细胞中应当有许多与细胞增殖有关的基因发生突变,失去了对细胞增殖的调控能力。然而事实上,人体癌症发病率并没有预想的那样高。由此可见,一次突变并不足以将一个健康细胞转变为癌细胞。一个细胞癌变要求在一个细胞中发生几次单独的突变,它们共同作用才能诱发细胞癌变。经统计,一个细胞转化需要发生3~7次单独的随机突变。
虽然癌症起始于一个细胞突变,但是这个突变细胞的后代必须经过几次突变,才能形成癌细胞。流行病学的统计表明,癌症的发病率随年龄的增长而提高,而且是几何级数提高,癌症的发病率是年龄的3次方、4次方甚至5次方。癌症的渐进发生过程非一日之寒,需要数年时间,在此期间既有内因的作用,也有外因的诱发,致癌因子需要有剂量累积效应。癌症的发生要有许多因子的共同作用。体内还有免疫监控系统,可以随时消灭癌细胞。因此,许多癌症不是不可避免的。
细胞中还存在另一类基因与遏制细胞增殖有关,这类基因的缺失或失活,也可引起细胞癌变,这类基因叫做抑癌基因(antioncogenes)或肿瘤抑制基因(tumor suppressor genes)。抑癌基因与原癌基因不同,抑癌基因是隐性基因,需要两个等位基因都突变失活,才能引起细胞癌变。如果亲代传递给后代的某一抑癌基因中有一个等位基因无功能,这个后代个体就容易患癌症。在正常细胞中,原癌基因与抑癌基因协调配合,共同维持细胞的正常增殖活动。
癌基因的概念,最初来自于人们对有致癌作用的病毒──肿瘤病毒的研究和认识。早在1908年,两位荷兰科学家便发现了一种可以使家鸡白细胞变成癌细胞的病毒,后称为鸡白血病病毒。三年后,美国科学家劳斯发现了另外一种引起家鸡恶性肉瘤的病毒,后命名为劳斯肉瘤病毒。虽然肿瘤病毒所携带的基因数目并不很多,但是,确定并找出其中有致癌作用的基因非常困难。直至1976年,科学家才成功地从劳斯肉瘤病毒中分离得到了第一个能使细胞癌变的基因(取肉瘤sarcoma的缩写,sac基因),人们称这种基因为癌基因(oncogenes)。有趣的是,首次分离病毒癌基因的科学家随后竟然从正常的家鸡细胞中找到了和劳斯病毒癌基因序列几乎一模一样的基因。人类的第一个癌基因是1982年美国科学家从人膀胱癌细胞中找到的,因为它和先前已经获得的鼠肉瘤病毒的癌基因完全相同,故命名为ras基因(取鼠肉瘤rat sarcoma的缩写,ras基因)。
一个恶性肿瘤组织包含了几十亿的癌细胞。由于癌细胞总数的迅速扩张,肿瘤不断扩大。随着肿瘤组织的发展,它也越来越远离血管,这使得肿瘤组织因缺氧及其他营养物质难以继续存活与发展。因此,癌症发展的最初就是建立自己的血液供给。如果没有血液的供应,肿瘤组织边缘细胞难以存活。这就像我们玩战策游戏一样,要想攻城掠地,首先要发展内政。只有拥有了丰富的粮食能够养活更多的士兵时,才可能去侵略。癌症也是一样,癌症的最初发展比较慢,癌细胞也没有能力游走于不同组织。从临床上,正因为如此癌症发展会停滞数月甚至更长时间。这时癌细胞处于“休眠”状态。然而,一旦肿瘤激活血管生长,癌症将快迅发展。在血管组织周围数百条新的毛细血管将生长供应癌细胞营养与氧气。