1、科研之路肺癌 吳九洲第一篇.概述 國內2002年共有2190623人發生腫瘤，其中肺癌占首位首位，男性中20.4%，占各腫瘤之首。 目前已知肺癌治療藥物效果與組織學類型和分子生物學、肺癌治療藥物效果與組織學類型和分子生物學、基因學相關基因學相關。多學科治療為肺癌的治療原則。 多學科治療與類型、期別、基因學相關，其中最熱的是期別。 未來肺癌的診斷應盡量發揮影像學診斷之作用，爭取組織組織學、生物基因學檢查學、生物基因學檢查，未取得合適有效的治療提供參數，多學科診斷、治療繼續有待擴大。化療仍為肺癌的主要治療，有效、毒性反應少的化療藥物研究仍有待于進一步開發。化療聯合相關靶向藥物為全身用藥研究的主流，

2、手術手術聯合靶向治療的研究，目前僅見回顧性研究，前瞻性隨機聯合靶向治療的研究，目前僅見回顧性研究，前瞻性隨機研究手術或放療聯合靶向治療有待發展研究手術或放療聯合靶向治療有待發展第二篇.肺癌的流行病學第三篇.肺癌的生物學及分子生物學的研究進展第一章：肺癌的分子生物學概述由正常組織向惡性肺癌組織的轉化是一個多步驟的過程，經過一系列的遺傳學和表現遺傳學的改變，最后由克隆擴張進化為侵襲性腫瘤。對肺癌的分子水平上的變化的鑒別和定性對于改善對肺癌的預防、早期診斷、治療和緩解病情都是非常重要的。總的目標是把這些發現轉化到臨床應用上，這些分子生物學的改變可作為：早期診斷的生物標記；預防的靶點；新的分子手段工具

3、；每個患者的個體化預后和治療方案的識別標志；特異性殺死或抑制肺癌細胞生長的靶點。無論在臨床、生物學、組織學還是分子生物學上，肺癌都是一種異質性疾病，這種異質性的根本原因還不清楚，但是也反映出細胞中所發生的變化具有不同的分化潛能，或者代表了在相同靶肺上皮細胞中發生了不同的分子改變。這種異質性和分子的復雜性是我們很難清楚地闡明肺癌的發病機制。肺癌發病的分子機制涉及多種癌基因、腫瘤抑制因子（TSG）、信號通路分子和其他細胞行為。第一節 肺癌的流行病學和易感性 遺傳因素會使某個個體更易患肺癌，或者是對致癌物的損壞力更敏感，或者就是易感性增加而與吸煙史無關。 全世界大約25%的肺癌病例與吸煙無關，這些病

4、例通常發生于婦女并且通常是腺癌。 分子生物學研究顯示，幾種已知的肺癌基因如KRAS、表皮生長因子受體（EGFR）和TP53存在著顯著不同的突變模式。 分子生物學加上臨床靶向治療的數據顯示，從不吸煙者所患的肺癌與經常吸煙者所患的肺癌是截然不同的兩種疾病。第二節 肺癌的基因組的不穩定性、端粒及DNA損傷惡性轉化是以基因不穩定為特征的，這種不穩定可以出現在染色體水平（缺失或獲得基因組物質、異位、微衛星DNA的不穩定性）、核酸水平（單個或數個核苷酸堿基的變化）或轉錄組（基因表達改變）。畸變總是發生在原始癌基因、抑癌基因（TSG）、DNA修復基因和其他可以促進細胞過度增生的基因。染色體末端端粒的損失也與

5、基因組的不穩定性相關，進而導致染色體異常。端粒的長度調控著細胞的復制能力，隨著每一次的細胞復制，端粒酶都會進行性的變短。一旦端粒酶變得太短，細胞就會衰老和凋亡。在癌變前的細胞中，端粒延長的激活酶端粒酶可以防止端粒的損失超過臨界點，而這對細胞的永生是必須的。盡管端粒酶在正常細胞中是休眠的，但在80%的NSCLC和幾乎所有SCLC中，端粒酶是活化的。在正常細胞中，DNA損傷的出現引發DNA修復反應，如果不成功，凋亡程序被激活以清除損壞的細胞。但在癌前細胞和癌細胞中，凋亡的程序本身已遭受破壞，使得未經修復或未修復好的DNA損傷在細胞克隆中持續存在。第三節 癌基因和生長刺激通路 癌基因的激活通常是由于

6、基因擴增、點突變、重排引起的，或者通過由小RNA介導的基因過表達而引起，這些變化造成促進細胞生長的促有絲分裂的生長信號持續上調。盡管某個生長信號或信號通路的持續上調可促進細胞的惡性轉化，但也可造成“癌基因成癮性”這就是為何細胞變得依賴這一畸變的癌基因信號，得以長期生存下去的原因。 這就為治療學提供了一個明確的靶點，去除或抑制癌基因信號通路，成癮的腫瘤細胞就會死亡，而正常的未成癮細胞不會受到影響。圖5-1 NSCLC和SCLC中的信號通路 P90 搞懂這個圖一、表皮生長因子受體信號傳導通路二、RAS/RAF/MEK/MAPK/MYC信號傳導通路三、PI3K/AKT信號通路四、肺癌譜系依賴性癌基因

7、：NKX2-1(TITFI)五、EML4-ALK融合蛋白第四節 抑癌基因和生長抑制通路 抑癌基因功能的缺失是肺癌發生過程中重要的一步，經常是兩個等位基因都需要被滅活。一般來說，雜合性缺失（LOH）通過染色體缺失或易位滅活第一個等位基因，點突變、表觀遺傳學或轉錄沉默滅活第二個等位基因。肺癌中滅活的腫瘤抑制基因通常包括TP53、RB1、CDKN2A、FHIT、RASSF1A和PTEN。一、p53信號通路二、CDKN2A/RB信號通路三、染色體3p腫瘤抑制基因四、LKB1第五節 表觀遺傳學調控遺傳學異常與DNA序列改變相關，而表觀遺傳學異常是DNA序列未發生改變但基因表達卻發生了變化，因此后者可能是

8、可逆的。異常的啟動子超甲基化是發生在肺癌發生早期的表觀遺傳學改變，在衰老過程中甲基化的基因和不甲基化的基因，都可以出現這種超甲基化。一個通常非甲基化的基因啟動子區獲得甲基化會造成基因轉錄靜默，因此是造成腫瘤抑制基因失活的常見原因。在肺癌中許多基因因為啟動子超甲基化而被靜默。它們包括參與腫瘤抑制、組織侵襲、DNA修復、煙草致癌物解毒作用、分化等過程的基因。恢復表觀遺傳學沉默的基因的表達是一種新的靶點治療方法。組蛋白脫乙酰作用是一種典型的表觀遺傳學改變，可以抑制基因的表達。目前正在研究用組蛋白脫乙酰酶（DHAC）抑制劑來治療肺癌，其原理是通過抑制組蛋白脫乙酰作用來逆轉基因沉默。第六節、microR

9、NA介導的肺癌調控第七節 肺癌干細胞與Hedgehog、Notch和Wnt信號通路第八節 人類乳頭狀瘤病毒（HPV）介導的肺癌HPV在肺癌中的高檢出率提示，需要更多的研究來闡明其在肺癌發病機制中的作用，但是考慮到相同地區不同研究得出的結論存在顯著差異，后續的研究需要大量的樣本和詳盡的研究設計。結論 在肺癌中，基因表達的研究已經發現了新的基因和新信號通路，也鑒定出了可以更好的預測患者預后、對治療的反應及組織學檢查的基因標記。 對肺癌基因組中的改變的高分辨率的基因定位可以鑒別出基因組中單個基因的改變，這是通過對已知變異區的更好解析或對以前技術無法檢測出的變異區域的鑒別來完成的。 遺傳學改變的功能學

10、特性及相關的信號通路的研究使得肺癌的靶向治療成為可能。從臨床上正在使用的到正在進行臨床前試驗的藥物，它們都是以已知的肺癌發生發展的信號通路為目標的，如增殖、抑制凋亡、血管生成和侵襲。第二章.肺癌的基因組改變 肺癌基因組的不穩定性引發許多突變事件的發生，進而導致大量嚴重的遺傳改變。一個或幾個核苷酸的突變可能會完全無害，也可能導致顯著的功能變化，這取決于特異的位點突變。而染色體水平的改變由于會對大量基因產生影響，因此是有害的，進而往往會成為腫瘤發生發展的前奏。因此，對于科研及臨床工作者來講，弄清楚基因組改變的特征，鑒定那些分子事件參與了腫瘤發生和多級進展的機制，是目前急需解決的關鍵問題。最終，基因

11、組改變引發腫瘤的各種研究成果都將會成為臨床治療的指南工具，將對治療產生深遠的影響。第一節 染色體結構變化和基因組失調：檢測的方法學策略第二節 肺癌中的染色體異常和基因組失衡：令人費解的景象第三節 生長抑制途徑異常：抑癌基因第四節 刺激生長信號通路的異常：原癌基因第五節：肺癌的基因融合：罕見還是未發現？第六節 肺癌中microRNA異常結論第三章.肺癌表現遺傳學改變：病理生物學和臨床改變第一節 遺傳學與表觀遺傳學互相作用第二節 DNA甲基化第三節 肺癌的表觀遺傳學治療結論第四章.肺癌血管生成開關的分子事件第一節 肺癌血管生成轉換：完整器官研究第二節 參與腫瘤血管分布的細胞及機制第三節 血管生成和

12、抗血管生成因子的體外檢測第四節 參與腫瘤血管生成的主要分子第五節 血管生成信號在肺癌中的作用第六節 抑制肺癌中血管生成的臨床應用第五章.蛋白質組學技術在肺癌治療中的應用第一節 蛋白質組學技術第二節 早期檢測第三節 蛋白質組學對預后進行分類第四節 治療效果結論第六章.肺癌的分子預后第一節 單基因的改變與患者的生存期第二節 基因表達陣列第三節 表觀遺傳沉默和基因甲基化第四節 蛋白組學分析和預后第五節 MICRORNAS和預后第六節 臨床潛力和未來發展方向 第七章.人肺癌中驗證腫瘤干細胞假說第一節 腫瘤干細胞假說第二節 腫瘤干細胞的鑒定策略第三節 非小細胞肺癌第四節 肺癌干細胞生物學進展第五節 肺癌

13、干細胞研究中的潛在困難結論第八章.肺癌與肺癌微環境第一節 血管生成第二節 成纖維細胞第三節 巨噬細胞第四節 中性粒細胞第五節 肥大細胞第六節 樹突狀細胞第七節 獲得性免疫第八節 臨床意義結論第九章.肺癌的小鼠模型 為了發現更有效的肺癌治療方法，有必要探索和改善肺癌的實驗動物模型。 小鼠原發的肺腫瘤在形態、組織學特性和分子特征方面都與人肺腺癌很相似，尤其是支氣管肺泡癌。而且由于人與小鼠的遺傳上的同源性，這種模型系統正吸引越來越多的研究者的注意。 目前，有三類普遍使用的方法用于建立小鼠的肺癌模型，及化學品或致癌劑誘導的肺癌模型；肺癌原位模型及肺癌的遺傳模型。第一節 化學品誘導的肺癌在不同品系的小鼠

14、中發生化學品或致癌劑誘導的肺癌的敏感性是不同的，A/J小鼠屬于高度敏感性鼠，敏感性比中度鼠BALB/c高20倍。這些敏感株發生肺癌的敏感性與K-ras基因第二個內含子的多態性高度相關，這種多態性可能會影響細胞核蛋白的結合能力從而影響基因的表達。除K-ras基因外，位于第6號染色體上的肺腺癌易感性基因1（Pas1)也與A/J小鼠的肺癌有關。正是由于Pas1和K-ras基因均位于第六號染色體上，因此認為Pas1基因也是癌基因總之，化學品或致癌劑誘導肺癌模型最大的好處就是其重復性較好，能用于鑒別可能的致癌劑及抑制劑。但這些模型也有缺陷，特別費時且是品系依賴性的，主要發生的是非小細胞肺癌。通過這種模型

15、能在晚期檢測到低轉移性肺癌。而且，對于研究香煙誘導肺癌，小鼠可能不是一個很好的模型。最后，使用化學品或致癌劑誘導的腫瘤可能有很多細胞類型，有些可能不是與人類肺癌相關。第二節 肺癌原位模型腫瘤的原位模型是指將腫瘤細胞懸液或者新鮮的腫瘤組織直接注入腫瘤的原發器官。使用免疫缺陷的小鼠促進了建立人類原發腫瘤的模型，因為這些小鼠不能有效排除人類的細胞。將腫瘤細胞注射于腫瘤的原發部位可清晰地分析一些微環境因素在原發腫瘤發生發展中的作用，此外，使用這種模型最主要的優點在于它概括和再現了腫瘤進展的整個過程，包括腫瘤的原位的生長，原位的血管及淋巴管侵襲，進入血管和淋巴管，遷移到轉移器官以及在相關的轉移器官中種植

16、及生長。現已有幾種原位注射的途徑，包括支氣管內注射、胸廓內注射、胸膜內注射和靜脈注射等（如需找參考文獻回書找）。可注射腫瘤細胞懸液，也可將皮下移植瘤的碎片移植入受體小鼠的肺實質。在這些模型中，將腫瘤細胞直接注入肺實質的方法快捷、對小鼠損傷小，而且滲漏到胸模內的腫瘤細胞很少。此外，對側的未經注射的肺，以及淋巴結、肝臟、腦部和骨的轉移與否可用于評價不同肺癌細胞株的轉移效率。肺癌原位模型續關于腫瘤的一個難點是微轉移（一個或少于10個細胞的細胞團）的檢測。為了提高腫瘤在不同器官中的可視性，可將腫瘤細胞用不同的熒光素或生物發光標記物標記，比如綠色熒光蛋白（GFP）和熒光素酶。單純的GFP標記的腫瘤細胞可

17、通過熒光顯微鏡檢測新分離的腫瘤組織檢測到，生長在器官表面或內部的腫瘤數目可通過計算機圖像分析軟件評估及定量分析。通過反轉錄病毒介導的GFP標記不僅成功地標記到原發部位的腫瘤，也用于分析區域和遠處的轉移。用GFP或熒光素酶標記細胞的一個主要優點就在于能在活體的小鼠體外檢測和分析腫瘤的情況。此外，在這種原位小鼠模型中，這種非侵入性的實時影像學檢查方法用于檢測經包囊修飾的腺病毒傳遞系統的效率。因此，采用標記細胞的方法促進了活體成像技術的發展及研究的縱向深入，因為同一只小鼠可被檢測多次。多種肺癌的原位模型與GFP-標記細胞的活體成像技術結合使用，可以清晰地實習顯示腫瘤預防藥物或抗轉移藥物的效果。此外，

18、還可以分析這些藥物對腫瘤預防或抗轉移效率的一些重要參數，例如：用藥的途徑對藥物的最大耐受劑量所需的治療效果與治療時間之間的關系停藥后藥效持續的長度等因此，人類腫瘤的原位動物模型作為一種工具能模擬人類腫瘤的各個發展階段，用于發現新的腫瘤預防和抗腫瘤轉移藥物的開發，制定腫瘤藥物治療方案以及分析這些藥物對腫瘤各個階段的影響機制。第三節 肺癌的遺傳模型轉基因小鼠的品系的建立能誘發類似人類的肺癌，從而能夠鑒定出驅動肺癌發生發展的基因。攜帶有人類肺癌突變基因的轉基因小鼠的構建使科學家們更好的研究了這些基因觸發人類肺癌的機制。但是，這些肺癌的遺傳模型也存在一些主要的缺點：小鼠只發生一些種類的肺癌通常這些腫瘤都不轉移，這與人類的情況都不太相同小鼠的生存時間較短，不太可能研究肺癌的進程。為了改進肺癌的小鼠模型，Jackson及同事建立了一種Lox-St