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癌症 — 细胞的癌变高中生物组
曹东义 摘
要:
癌症是威胁人类健康的严重疾病之一，它的病变原因是细胞发生了癌变。本文重点概述了癌变细胞如何产生及癌变的内外因素；特别是现代生物技术的发展为癌症的诊断、治疗提供的方法。 关键词：癌症、癌变细胞、致癌因子、原癌基因、抑制基因、肿瘤、基因治疗、免疫治疗。 说起癌症，总让人不寒而栗,癌症是威胁人类健康的最严重的疾病之一，在目前世界上因病死亡的人数中，癌症居第二位，仅次于心血管疾病。它有100多种，几乎可以在身体的任何一个部位发生，通常按照在体内发病部位命名它，其中肺癌是死亡率最高的一种癌症，癌症通常也叫恶性肿瘤，它是由癌变细胞(cancer
cell)不受控制无限增殖生长引起的，从而破坏周围组织的疾病。 一、癌变细胞的产生 细胞是有一定寿命的，正常机体的组织细胞都要经历分裂而来，生长分化而成熟，最后衰老死亡的过程。机体不断的通过细胞分裂而产生新的细胞，以保持机体细胞数量的相对平衡。在分裂周期的G1期细胞有三种发展方向：(1)持续分裂细胞；(2)暂时不分裂细胞；(3)不分裂细胞，这类细胞脱离了细胞周期轨道向着分化方向发展，在基因的选择性程序表达的调控下，发展成为特定的组织细胞，执行着特定的生理功能。例如心肌细胞和神经细胞等，以上三种类型细胞都受机体的精确调控，也就是说细胞分裂和分裂后所处的状态要受到严格的调控。但是，当有些细胞受到致癌因子的影响作用时，细胞中的遗传物质发生了改变，使正常的细胞周期被打乱，细胞分裂就会失去控制，细胞不能按正常的程序分裂分化，失去了细胞周期的调控，成为不断生长连续不断分裂的恶性增殖细胞，这就是癌变细胞.。 二、引发癌症的致癌因子 致癌因子大致分三类：物理致癌因子，化学致癌因子和生物致癌因；物理致癌因子主要指辐射，如紫外线，X射线，ß射线等。居里夫人在研究工作中长期被射线照射受到损伤最终导致了白血病；氟氯碳化物的排放，使大气平流层中臭氧层变薄，照射到地面的紫外线增强，人体皮肤癌患者增多。化学致癌因子种类较多，多达上千种，常见的无机物如石棉、砷化物、硌化物，镉化物等；有机物如联苯胺、烯烷烃、亚硝胺、黄曲酶等，日长生活中吸烟就是人体摄入化学致癌物质的主要途径之一，香烟中可分析出20多种化学致癌因子；生物致癌因子主要指病毒引发的癌症，这是因为它们含有病毒基因以及致癌有关的核酸序列，通过感染人的细胞后,将病毒基因整合到寄主细胞的DNA上，从而激活细胞的原癌基因。如Rous肉瘤病毒等。 三、导致细胞癌变的内在因素—原癌基因 正常情况下，任何动物的细胞的染色体上本来就存在着与细胞癌变有关的致癌基因：包括原癌基因和抑制基因，它们是细胞中一类固有的正常基因。它们的存在不仅无害，而且，这些基因按程序有控制地表达是个体发育、细胞生长、组织再生以及功能发挥所必需的。原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程；抑制基因主要是阻止细胞不正常的增殖。正常情况下致癌基因受到阻碍，其活动受到精确的调控，并且其基因产物也是细胞生长分化所必需的，并不引起细胞癌变，使细胞保持正常状态，但当致癌因子作用下可诱发愿癌基因和抑制基因发生变异，导致原癌基因激活成为致癌基因，使正常细胞的生长和分裂失控而发生转化成为癌变细胞。 四、致癌基因类型 （1）原癌基因点突变形成：在编码顺序的特定位置上的某个核苷酸发生了突变，改变了控制合成的蛋白质功能，使细胞生长失控而发生癌变。 （2）强启动因子插入原癌基因形成：使基因的表达能力增强，使基因的转录速度增加，产生的蛋白质增加使细胞的代谢失去平衡，从而引起细胞恶性增殖。 （3）染色体移位形成：原癌基因从它在染色体上的正常位置转移到另一个染色体的某个位置上，使其调节环境发生改变，从而使原癌基因从静止状态变成激活状态引发癌变。 当然，除此之外还有其他机制或途径可以使原癌基因激活而导致细胞癌变。 五、癌变细胞的主要特征 癌变细胞由正常细胞转化而来，除了仍具有来源细胞的某些特征外，还表现出癌细胞独具的特征。 （1）无限增殖：正常细胞都有一定的分裂次数，人的体细胞一般只能分裂50-60次，而癌变细胞却不受限制在适宜的条件下无限增殖，如1951年由一黑人妇女的宫颈癌细胞分离培养建立的Hela细胞系，至今仍在世界的许多实验室广泛的被传代使用。 （2）细胞形态结构发生了改变：通常正常的细胞有特定的形态如骨骼肌细胞呈扁平梭形；小肠黏膜细胞呈柱状；红细胞呈圆饼状，而癌变细胞则多呈求形。 （3）癌变细胞表面也发生了变化;细胞膜上的糖蛋白等物质减少,使得细胞彼此之间的黏着性减小,细胞之间的信息交流减弱,也减弱了机体对癌细胞的调控. （4）可分泌与转移有关的蛋白酶类物质:癌变细胞能产生一系列可降解细胞外基质成分的蛋白酶类,使得癌变细胞具有易于游走、侵润组织和转移的属性。 此外，癌变细胞运动性强，有与转移有关的趋向运动和吞噬能力；以及易于和血管、淋巴管内皮细胞粘连，从而易于获得滋生营养的优势等特征。 六、癌变细胞的发展和扩散 通常癌细胞只是一个细胞生长发生异常，而后随着细胞分裂，在它周围就会出现越来越多的和它一样的异常细胞。通过相当长的一段时间，这些细胞就形成了肿瘤（tumor），这是一群不受控制分裂生长而形成的一个异常细胞群。由于癌变细胞不断分裂，细胞数量越来越多，它们和周围的正常组织细胞争夺营养并侵害正常的细胞，造成组织器官的功能障碍或功能丧失。并且一些癌变细胞由于黏着性差易于移动，还可以从肿瘤上脱落进入血液，这样癌细胞就扩散到其他的组织部位，进一步侵害其他的组织器官，给机体带来更大的伤害直至影响个体生命。 七、癌症的发现和诊断 通常情况下，从癌变细胞出现到肿瘤被发现一般要几年的时间，这期间肿瘤给机体带来的临床症状不明显或是没有，并且没有疼痛，不易被人发现，或被人忽视。一经被发现就经常已经就癌症中晚期了，甚至是癌细胞已经扩散了。已经错过了治疗的最佳时期了，这也是癌症死亡率高的重要原因。因此如何及早发现并诊断出癌症，是救助癌症病人、挽救患者生命、降低癌症死亡率最关键的问题。医学专家一致认为在未出现任何临床症状之前即能检测出肿瘤是否存在，比任何新型药物疗法更能有效的援救生命。 有没有有效的，在肿瘤尚未形成或很小的时候就能够检测到癌症的方法？以便及早进行治疗那。现代生物技术为此提供了分子诊断技术。多年的研究已经表明，多种癌症是与特定的致癌基因的突变有密切关系，因此可以在肿瘤还很小，甚至在肿瘤发生之前就利用PCR等技术检测到相关基因的改变，并针对实际情况进行适当的治疗。此外，在癌症发生时，端粒酶就会具有活性，而在正常细胞中端粒酶很少出现。端粒每经过一次分裂就会变短一些，当端粒短到一定程度时，就会导致细胞衰老和死亡。而端粒酶则可以阻止端粒变短，从而阻止细胞衰老和死亡，所以肿瘤细胞是不易死亡的。因此人们又可以通过对端粒酶的检测为癌症的早期诊断标准。 八、癌症的治疗 目前传统的治疗癌症的方法有外科手术、放疗和化疗。当癌症被发现并且未扩散到其他部位时，外科手术是较好的治疗方法，只要切除肿瘤，就可以达到治疗的目的。但是肿瘤如果已经扩散或者不能彻底的切除，就可以采用放疗。放疗是通过发出高能的射线破坏细胞，由于癌变细胞生长速度快，所以它对射线更为敏感。而化疗是通过药物来杀死癌细胞它是一种有效的方法，因为药物能分布全身，去杀死癌细胞，或者延缓癌细胞生长。 传统的手术、放疗和化疗等方法虽然对癌症有一定的疗效，但都不够尽善尽美。手术虽可切除肿瘤，但无法保证所有的肿瘤细胞都被切除，也不能排除肿瘤发生的原因；而放疗和化疗除了有严重的毒副作用外，许多肿瘤对其不敏感或是产生抗性，这些治疗都有局限性。研究人员一直在努力寻找着新的癌症治疗方法，综合治疗便是未来肿瘤治疗的发展方向，而基因治疗和免疫治疗这两个方面的研究成果的应用，近年来引起了医学界的广泛重视。 基因治疗肿瘤是指以适当的基因转移技术将特定的外源基因导入肿瘤细胞或患者体细胞内，通过外源基因的表达产物或对宿主细胞本身基因表达的影响，直接或间接的杀伤或抑制癌变细胞、或为其他治疗方法创造有利条件的一种肿瘤生物治疗方法。目前基因治疗中常见的治疗性基因主要有三种：①直接杀伤或抑制癌变细胞生长的基因，包括抑制基因、癌基因的反义序列、程序性细胞死亡基因等。②可提高免疫系统能力的基因，如细胞生长因子的编码基因等。③多种药物的耐药性基因，转如这样基因的主要目的是提高造血细胞及其他细胞对放疗、化疗和其他抗癌药物的耐药性。 免疫治疗是指利用肿瘤疫苗对患者进行免疫接种，激发患者对肿瘤细胞的特异性免疫应答，从而达到清除癌变细胞的目的。肿瘤疫苗是用灭活的自体癌细胞，提取的癌抗原或人工合成的癌细胞抗原和核酸疫苗。这种治疗方法不伤损正常细胞，同时还可以诱发免疫记忆，维持长期免疫效应，防止肿瘤细胞的发生和转移复发，是一种理想的特异性主动免疫治疗方法。肿瘤疫苗的来源可分为①细胞疫苗：即用灭活的癌变细胞，使之成为失去致癌作用、但仍保留抗原性的瘤苗。②抗原制剂：包括肿瘤抗原和人工合成多肽抗原疫苗，是利用免疫、生化技术分离纯化癌变细胞膜中的抗原成分或根据抗原多肽序列密码人工合成多肽抗原。③核酸疫苗：是指将编码肿瘤抗原的基因融合到重组质粒或病毒中来制备疫苗。近年来应用基因工程技术构建编码了多种肿瘤抗原多肽基因，通过载体的表达产生了互不干扰的多表达重组多肽，从而激发相应的T淋巴细胞克隆，进行免役治疗。 九、癌症的预防 癌症是威胁人类健康的严重疾病之一。由于发病早期往往不表现出任何症状，难以及时发现；而对于癌症晚期的病人，目前还缺少有效的治疗手段。因此，在生活中保持积极乐观的生活态度、选择健康的生活方式、有意识地远离各种致癌因子，尽量回避罹患癌症的风险，就显得尤为重要。 首先健康的生活方式是预防癌症最积极的方式，科学家曾对癌症的病因进行过详细的分析，结果显示，不当的饮食和吸烟导致癌症的比例分别高达35％和30％，在其他因素中病毒感染占10-15％；饮酒占3％；环境污染占2％；药物与医疗、工业制品、食品添加剂、紫外线等因素所占比例不到1％。吸烟是引发肺癌的主要原因，在烟草所含的尼古丁、焦油等物质有极强致癌性。 某些食物中含有致癌物质，长期接触食用容易导致细胞癌变。如发霉的、熏制的、和烤焦的以及高脂肪的食品都含有许多致癌因子。当然也有许多食物中含有抑制癌变的物质，例如动物肝脏中富含的维生素A；许多蔬菜水果中富含维生素C、胡萝卜素和纤维为素，此外维生素E和绿茶中含有的多元酚，这些都是抗癌物质。 十、癌症和心理健康 大量的研究表明:心理因素在癌症的发生、发展和转移过程中具有十分重要作用。学者在对小白鼠进行的应激防卫能力与肿瘤细胞生长关系的动物实验也发现：能积极主动进行防卫的小鼠，在接种了癌细胞后，肿瘤的生长速度要比不能进行积极主动防卫的对照组小鼠缓慢且病死率低。关于心理健康状态和癌症之间生物学联系的研究是一个新的有意义的研究课题，途径可能是多方面的，其中之一是免疫系统，事实上，人体免疫系统的正常功能很大程度上是靠减少心理压力来保持的，也就是说，心理上的压力在很大程度上可以影响人体的免疫系统的正常功能。长期的忧郁、焦虑、紧张或恐惧可使人的自身免疫力下降，使细胞的癌变发生几率增大。 心理健康状况对癌症的治疗也有很大的影响，
由于癌症目前仍然是一类死亡率较高的疾病，因此癌症患者的紧张、恐惧和焦虑的心情很严重。一方面癌症患者面临着比其他病人更为错综复杂的人际关系和心理活动；另一方面普遍存在的恐癌心理，使周围人们的紧张和对患者的过分关怀无形中又加重了他们的心理负担。使患者表现为出严重的恐癌心理而采取否认态度或精神上解除武装，不积极配合治疗，甚至拒绝治疗；或因为心理因素造成治疗后的预期性反应过度，而使治疗不能按期完成；还有因心理负担而造成饮食、睡眠不佳，而使身体状况逐日下降者；甚至有人因绝望而选择轻生。这些不良的心理因素对癌症的治疗极为不利。反之，患了癌症之后，科学的对待疾病，调整好心态保持一种乐观、积极向上的态度，主动参与治疗的大部分患者都可以在不同程度上得到康复，甚至可以出现奇迹。所以心理健康在癌症病人的康复过程中，具有举足轻重的作用
。 因此保持健康的心态和乐观的情绪是预防癌症和治疗癌症所必须的心理因素。 参考文献： 1.科学探索者（细胞与遗传）-----美国研究性学习教材
2002.10 P70---73 页 2.孙
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张丽萍-----《现代生物学进展》
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P11页
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