肿瘤本质

肿瘤的起源和演进一、肿瘤的组织起源（一）、肿瘤组织起源探讨按发育生物学观点，肿瘤的细胞来源只能有两种：成熟分化的细胞去分化（de-differentiation）；机体或组织内本已存在的干细胞在特定的分化水平停止分化或分化失常（dys-differentiation）。

从组织结构和生化特点上，可能由于肿瘤组织与其原发组织的相似性，加上基因突变理论认为肿瘤的本质是体细胞基因突变的结果，人们理所当然地认为，肿瘤细胞就是成熟体细胞在恶变过程中去分化所致。

但现在研究认为，肿瘤可能是来源于干细胞的分化失常，而不是成熟细胞的去分化。

首先，按照基因突变理论，致癌因素作用于靶组织后，敏感细胞通过发生基因改变而获得增殖活性和/或抗凋亡特性，进入正性扩增状态。

但理论和经验表明，成熟细胞，比如肝细胞，无需返回低分化状态（即去分化），即可在增殖信号的刺激下进入旺盛的增殖，也无需重新恢复端粒酶活性就足以在其有限的分裂能力内将宿主摧毁，无端粒酶活性的细胞仍可增殖50代。

也就是说，如果只考虑基因对增殖和凋亡的影响，恶变细胞无需去分化和获得端粒酶活性。

第二，胚胎相关抗原是特定细胞在胚胎发育的特定阶段，即组织形成过程中的不成熟阶段，表达的分化抗原。

成熟体细胞不表达胚胎相关抗原，而一些组织在恶变后即可恢复表达能力。

许多年来这种能力被认为与癌变的发生有关，是细胞恶变后去分化的结果。

实际上在许多未发生肝癌的肝硬化病人血清内就有高水平的甲胎蛋白（AFP）表达，肝癌病人的癌周非癌肝组织往往也高表达AFP。

这些表达AFP的非癌细胞，同癌组织内表达AFP 的癌细胞一样，实际上是发挥代偿性增殖作用的、部分分化的干细胞。

不同的是，非癌肝组织内表达AFP的干细胞仍能被它们的微环境诱导分化，而癌组织内表达的AFP干细胞在它们的微环境中分化阻断。

癌胚抗原（CEA）、前列腺特异性抗原（PSA）和胎儿胃硫糖蛋白可能有类似的情况。

第三，肿瘤组织起源举例：1、癌肉瘤：多年来，对于癌肉瘤中肉瘤样细胞组织起源看法不一，主要有两种观点，一种认为其为“碰撞瘤”，起源于两种或多种干细胞，分别向两种方向分化；另一种观点为起源于一个具有多向分化潜能的干细胞，Emoto等应用子宫恶性混合瘤中腺癌成分和肉瘤成分分别进行克隆性分析表明，癌细胞能转化为肉瘤细胞，且兼有上皮细胞和肌源性间质细胞的形态学和免疫学特征。

支持单个全能干细胞转化学说。

2、最有代表性的是各种白血病。

不同类型的白血病表现为造血干细胞在不同发育阶段的分化阻断，这些白血病细胞在不同分化水平旺盛增殖，用去分化理论也难以理解。

同样，对白血病细胞进行化学干预，体外和体内实验均证实它们可以被诱导向成熟分化，分化后特征性标记的染色体消失，异倍体核型也趋向于向正常核型转化，而且分化过程中出现过渡态，即在形态上介于幼稚和成熟之间，在细胞表面标志上表现为既有幼稚细胞分化抗原，又有成熟细胞分化抗原，而诱导分化完成后只表达成熟细胞分化抗原。

总之，从正常组织的发生、发育和分化过程来看，肿瘤的产生实际上就是体内原已存在的干细胞未成熟分化的过程。

（二）、肿瘤起源方式－单克隆学说的某些实验证据1、采用特定解剖部位的基因型分析检测多灶性细支气管肺泡癌（multifocalbronchioloalveolar lung carcinoma ,BAC）的K-ras的第一外显子突变与p53的LOH （等位基因的杂合性丢失），结果显示12.5％的实体性BAC、40％的BAC卫星灶以及60％伴有喉转移的BAC中都有K-ras基因突变，且在原发灶、卫星灶及喉转移灶中突变形式完全相同，P53的LOH也同样在BAC中的三种病灶中保持一致。

这一结果在分子水平提示BAC的单克隆性，并将BAC的多灶性解释为肿瘤细胞经淋巴道、支气管播散的结果。

2、X－连锁克隆性分析分析女性子宫平滑肌瘤的单克隆性。

应用葡萄糖－6－磷酸脱氢酶单体型分析。

但某些不能用单克隆解释的，有报道子宫平滑肌瘤切除13年后，在双大腿、网膜、腹膜及盆腔再次发生多个肿瘤，病检为分化良好的平滑肌瘤，且肺部没有病灶，这用转移难以解释。

二肿瘤的演进肿瘤的演进――恶性肿瘤在生长过程中变得越来越富有侵袭性的现象称为肿瘤的演进（progression），包括生长加快、浸润周围组织和远处转移等。

肿瘤的异质性（heterogeneity）――肿瘤细胞的不同亚克隆在侵袭能力、生长速度、对激素的反应、对抗癌药的敏感性等方面的差异肿瘤的生长过程中，可能有附加的基因突变作用于不同的瘤细胞，使得瘤细胞的亚克隆获得不同的特性。

例如需要较多生长因子的亚克隆可因生长因子缺乏而不能生长，而有些需要较少生长因子的亚克隆在此时即可生长；机体的抗肿瘤反应可杀死那些具有较高的抗原性的亚克隆，而抗原性低的亚克隆则可以躲过机体的免疫监视。

由于这些选择，肿瘤在生长过程中能保留那些适应存活、生长、浸润与转移的亚克隆。

这就是肿瘤的异质化。

三、干细胞及其作用干细胞（Stem Cells）是一类未分化的细胞或原始细胞，是具有自我复制能力的多潜能细胞。

在一定的条件下，干细胞可以分化成机体内的多功能细胞，形成任何类型的组织和器官，以实现机体内部建构和自我康复能力。

（一）干细胞的分类与来源根据其发育阶段，于细胞可分为胚胎干细胞（Embryonic Stem Cell）和成体干细胞（Adult Stem Cell）。

胚胎干细胞包括ES细胞（Embryonic Stem Cell）、EG 细胞（Embryonic Germ Cell）；成体干细胞包括神经干细胞（Neural Stem Ce11， NSC）、血液干细胞（Hematopoietic Stem Cell，HSC）、骨髓间充质干细胞（Mesen chymal Stem Cell，MSC），表皮干细胞（EPidexmis Stem Cell）等。

据报道，胚胎干细胞可来源于畸胎瘤细胞（EC）、桑椹球细胞（ES）、囊胚内细胞团（ES）、拟胚体细胞（ES）、生殖原基细胞（EG）等。

当受精卵分裂发育成囊胚时，将内细胞团（Inner Cell Mass）分离出来进行培养，在一定条件下，这些细胞可在体外“无限期”地增殖传代，同时还保持其全能性，因此被称为胚胎干细胞。

胚胎干细胞在培养条件下，若加入白血病抑制因子LIF（Leu kaemia Inhlbitory Factor），则能保持在未分化状态，若去掉LIF，胚胎干细胞迅速分化，最终产生多种细胞系，如肌肉细胞、血细胞、神经细胞或发育成“胚胎体”。

据报道，成体干细胞可以由下列几个方面得到：（1）胚胎细胞——由胚胎干细胞定向分化，或移植分化而成。

（2）胚胎组织——由分离胚胎组织、细胞分离、或培养而成。

（3）成体组织——由脐血、骨髓、外周血、骨髓间质、脂肪细胞等得到。

早在1970年小鼠胚胎于细胞在体外进行培养就已经获得成功。

然而，人胚胎干细胞的体外培养直到最近才取得进展，1998年，美国科学家Jumes Thomson首次取得了人类胚胎干细胞在体外的非分化增殖，他们从体外受精的人胚胎内细胞团分离胚胎于细胞，进行体外培养，并获得了成功，证明了人体胚胎于细胞与啮齿类动物有极为相似的特点。

从而使胚胎干细胞可能被用来取代病人体内的环损组织细胞，达到治疗疾病的目的。

1999年12月美国科学家Margarel Goodell发现小鼠肌肉组织干细胞可以“横向分化”（Trans－Differentiation）成血液细胞，这一发现很快被世界各地的科学家证实，并且发现人成体干细胞同样具有“横向分化”的功能。

现在已证明人的骨髓干细胞可以分化为肝脏细胞、肌肉细胞、神经细胞等。

这种横向分化具有相当的普遍性，也就是说，“横向分化”可以利用病人自身的健康组织干细胞，诱导分化病损组织的功能细胞，从而达到治疗各种组织坏损性疾病的目的。

这种方法的优点是，既可克服由于异体细胞移植的免疫排斥，又可以克服胚胎细胞来源的不足以及其它社会伦理和法律问题。

1999年12月干细胞研究被美国《科学》杂志评为1999年度世界十大科学之冠。

2000年12月干细胞研究再次被《科学》杂志评为该年度世界十大科学成就之一。

（二）干细胞的应用研究由于干细胞具有特定的分化潜能，表现其全能性、多能性和专能性，近几年来世界各国科学家对干细胞的临床应用研究已取得很大的进展，现举例如下：1.胚胎干细胞育出心脏组织以色列工学院最近宣布，科学家首次从胚胎干细胞中培养出人类心脏组织。

他们培育出的心脏组织，可以自然跳动，并且有新生心脏组织的电特性和机械性。

这项实验证明：以细胞移植治疗心脏病的可能性是巨大的。

过去一直认为当心脏细胞受到损害后，不能自行修复，此项发现，对治疗世界上最主要的一种致命疾病可能具有重大意义。

2.骨髓干细胞育出肾脏组织英国科学家近日报道，他们已经用骨髓干细胞培育出了肾脏组织，这在器官移植手术中是一个重大突破。

这一突破，使那些等待器官移植的病人不必再依赖干器官捐献，医生可通过修补受损肾脏来达到治疗的目的。

同时，也是第一次证明了成人骨髓干细胞可以发育成成熟的肾脏细胞。

3.成人干细胞治心梗德国医生近日宣布，他们使用病人自己的干细胞治疗心肌梗塞取得了可喜的成果。

4.脐血干细胞由干脐带血和胎盘含有大量的干细胞，而干细胞又具有极强的造血功能，因而受到越来越多医生的重视和利用。

1979年，医学界首次发现脐带血中含有恢复白血病患者造血功能的细胞。

自 1998年以来，从胎盘和脐带血中提取出来的血液已挽救了数百人的生命。

5.皮肤干细胞我国研究人员已发现人体烧伤皮肤原位处存在着皮肤干细胞，利用它在一定药剂调控下能使烧伤皮肤原位再生，修复如初，这是我国在皮肤干细胞研究及其临床应用上的重大突破。

6.神经组织细胞瑞典神经学家Bjorklund及其同事应用从流产胎儿脑中分离的神经组织细胞，移植人患者的脑中来治疗帕金森症，经对术后10年的病人进行跟踪研究，发现移植的神经元仍然存活，并继续产生多巴胺，而且患者的症状得到明显改善。

7.胰岛干细胞美国佛罗里达大学教授Ramiya及其同事从尚未发病的糖尿病小鼠的胰岛导管中分离出胰岛干细胞，并在体外诱导这些细胞分化成为产生胰岛素的β细胞，移植实验表明，接受移植的糖尿病鼠血糖浓度控制良好，而对照的小鼠死干糖尿病。

这为干细胞治疗糖尿病奠定了实验基础。

（三）新的干细胞分离标志-CD133近年来，干细胞的研究的发展在很大程度上依赖于细胞分化抗原的研究进展。

目前已发现了很多细胞分化抗原，如人造血干细胞标志包括CD34+、CD38-、Lin-、HLA-DR+、Thy+、c-Kit+、CD45RA-和CD71-等。

NATURE上有篇文章纯化造血干细胞用到了13个分化抗原：CD34+、CD38-、Lin-、HLA-DR+、Thy+、c-Kit+、CD45RA-和CD71-。