瞭解癌症的幕後元凶:癌基因

癌基因與腫瘤不可分割的關係:

惡性腫瘤可以看做一種基因病,為什麼這麼說呢?

惡性腫瘤有兩個顯著的特點:異常增殖和低分化,異常增殖主要指的是細胞不受限制的增殖,低分化指的是細胞的外觀和行為表現,更像是一種原始的細胞,如胚胎細胞,具有分化潛能,而不像具有特定功能的高分化細胞。

惡性腫瘤的發生與發展與兩種基因密切相關:癌基因與抑癌基因。

原癌基因是在正常細胞中參與細胞生長、代謝、促進和調節細胞增殖的基因,當它過度表達時就稱為癌基因。

而抑癌基因與原癌基因相反,其功能是抑制細胞生長、增殖和分化,並可抑制腫瘤生長。

這兩類基因合理地配合運作是細胞維持正常增殖與分化狀態的必要條件,一旦失去平衡,進而引起一連串的基因改變、生物化學改變,可能導致腫瘤的發生與發展。

瞭解癌症的幕後元兇:癌基因


下面我們來了解一下幾大與腫瘤相關的癌基因:


癌基因

癌基因根據來源又可分為病毒癌基因和細胞原癌基因。

瞭解癌症的幕後元兇:癌基因


病毒癌基因是來自外界的病毒感染細胞後,將一部分病毒癌基因帶入到宿主細胞中,引起一系列改變,最終引起癌症,最初科學家在1908年雞身上發現感染一種逆轉錄病毒後,會引起雞患鱗癌,這名科學家後來得了1966年諾貝爾醫學與生理學獎。

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Rous博士


生活中,我們也有一些熟知的例子,如宮頸癌與人乳頭瘤狀病毒(HPV)密切相關,其發生機制仍在探索之中,因此目前使用的宮頸癌疫苗其實是HPV這種病毒的疫苗,發現HPV與宮頸癌聯繫的科學家也獲得了2008年諾貝爾醫學與生理學獎。

瞭解癌症的幕後元兇:癌基因

圖森教授


此後科學家苦苦尋找更多與病毒相關的癌症,但沒什麼收穫,直到細胞原癌基因相關研究的出現,才打開了癌症研究領域的另一扇大門。


細胞原癌基因原本就存在於細胞之中(但有假說指出這類基因也很可能來自於病毒,只不過是非常多年以前,隨著病毒就進入祖先的基因之中,並遺傳了下來),原癌基因平時只有極低的轉錄活性,只有原癌基因被激活後編程癌基因才會誘導細胞轉化。


癌基因的表達產物稱為轉化蛋白,原癌基因的激活方式有點突變(基因改變了幾個字母)、染色體重排(大段的基因位置改變)、基因擴增(一段基因重複多次)、啟動子插入(具有開關功能的序列插入到原癌基因前面)等。


癌基因的分類與功能

1. HER家族


屬於表皮生長因子受體類,當與相應配體(表皮生長因子)結合後,形成同源二聚體或異源二聚體(兩個完全一樣的受體蛋白結合叫做同源二聚體,不完全一樣的結合叫做異源二聚體),使受體的酪氨酸激酶磷酸化(相當於開關打開),激活細胞內的信號傳導通路,調節細胞的增殖、凋亡、血管生成、黏附和移動等。

瞭解癌症的幕後元兇:癌基因


其中EGFR和HER2的過表達與異常與肺癌的發生密切相關,EGFR過表達尤其明顯(43%-89%),HER2過表達率在5%-50%。

這種過表達已成為肺癌治療的靶點。


2. RAS基因家族

分為HRAS、KRAS和NRAS三種,表達的RAS蛋白稱為小G蛋白。

也與細胞內的下游信號傳導有關,肺腺癌中,以KRAS突變為主,佔RAS基因突變的90%。

RAS突變引起癌症的原因是其突變降低了RAS蛋白水解GTP的能力(GTP結合RAS蛋白後使其磷酸化打開開關,但用完後要被水解掉才能關閉開關),導致RAS蛋白與GTP持續結合,下游信號通路RAF1/MAPK持續活化,促進細胞生長。

RAS突變可能與菸草中的多環芳烴和芳香胺有關,其預後較差,可能對化療與放療耐受,再提醒我們遠離菸草的危害!


3. Myc家族

最早發現與人類Burkitt淋巴瘤,其突變形式是易位,即一大段基因跑到其他染色體上了,由此原癌基因被活化。也有通過擴增突變。

Myc基因產物Myc蛋白可與DNA結合,促進基因表達。RAS的激活可促進Myc基因的表達,產生Myc蛋白。這種相互促進的正反饋模式也是腫瘤不受控制生長的原因。


4. ALK融合基因

最早在2007年在一例非小細胞肺癌(NSCLC)患者發現EML4-ALK突變,即EML4基因斷裂,轉了一個方向,插入到ALK基因中,形成融合基因EML4-ALK融合基因,導致酪氨酸激酶異常表達,促進細胞惡性轉化。

已發現的融合方式有10多種,EML4-ALK是最常見的融合方式。ALK融合多見於年輕、不吸菸和少量吸菸、EGFR及KRAS陰性的肺腺癌患者(30%-40%)。中國NSCLC患者中ALK融合陽性率為3%-11%,因其對TKI響應較好,患者預後較好,被稱為“鑽石突變”。


5. Sox基因

Sox基因在小細胞肺癌(SCLC)和非小細胞肺癌(NSCLC)中都有過量表達,引起血清中Sox4特異性抗體增加,而正常人血清中Sox4特異性抗體正常,Sox4基因可能與肺癌有關。


6. MDM2基因

MDM2蛋白可與抑癌基因產物p53蛋白和Rb蛋白結合,使後者失活,使抑癌基因失去作用就意味著MDM2蛋白可促進腫瘤生長。

在肺癌組織中也可觀察到MDM2的過表達,且進展期MDM2表達陽性率較早期高,可能與肺癌的進展有關。

瞭解癌症的幕後元兇:癌基因


小結

正是分子生物學的發展使我們對腫瘤有了更科學的認識,也為腫瘤的治療發現更多的可行靶點。

在肺癌治療歷史中,過去不久前還是化療為主的時代,現在大家都站在分子生物學的基礎上,研究與開發更精準的治療,試圖攻克肺癌,攻克腫瘤,只要我們一起堅持,未來一定有更多驚喜。


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