卵巢疾病的遺傳學基礎

　　腫瘤的遺傳易感性遺傳因素在腫瘤發病過程中的作用非常重要，但遺傳性腫瘤并不多見，更多的隻是遺傳腫瘤的易感性。腫瘤的遺傳易感性是由特定的基因——染色體組合，即“易感基因”決定的，這些易感基因和它們發揮作用的機制還不很清楚，但一些事例表明它們可能通過細胞的生化、免疫和分裂機制促進腫瘤的發生。
                           
　　(1)酶活性異常：酶活性的異常可以影響緻癌化合物在體内的代謝和滅活。芳烴羟化酶可活化體内多種緻癌的多環芳烴促進腫瘤發生，這種酶的可誘導性在人群中是多态的，并按常染色體顯性遺傳。另一方面，酶的缺乏也可以導緻對腫瘤的易感狀态，DNA修複酶的缺陷就是着色性幹皮病患者易患皮膚癌的重要原因。
                           
　　(2)遺傳性免疫缺陷：機體正常的免疫監視系統不僅能抵禦外來抗原的侵入，同時也能識别成爲“異己”的突變細胞并加以排斥；但免疫缺陷卻使突變細胞得以逃脫監視而發展成腫瘤。許多免疫缺陷患者都有易患腫瘤的傾向。例如，嬰兒型無丙球蛋白血症患者易患白血病和淋巴系統腫瘤。

　　(3)染色體病：先天愚型患者急性白血病發生率比正常人群要高15～18倍，兩種疾病可能有共同的發病機制，即細胞分裂機制的紊亂。
                           
　　除此而外，現今已知的至少有200餘種單基因決定的性狀或疾病具有不同程度的易患腫瘤傾向，這類疾病可統稱爲遺傳性癌前疾病。

　　腫瘤和染色體異常

　　1．腫瘤的染色體數目異常  

　　 腫瘤細胞多數爲非整倍體，有兩種情況：①近二倍體，包括超二倍體和亞二倍體。比較常見的是8、9、12和21号染色體的增多或7、22和Y染色體的減少；②染色體數成倍增加(3倍、4倍)的高倍體，但通常倍數不完整，故稱爲高異倍性。多數實體瘤染色體數在二倍體上下或在3～4倍數之間，癌性胸腹水的染色體數變化更大。
                           
　　腫瘤染色體數目異常的另外一個特點是，即使在同一個腫瘤中，各瘤細胞的染色體數目也不相同，甚至差異較大，但大多數腫瘤都可以見到一、二個幹系，幹系細胞的百分比并不固定。
                         
　　2．腫瘤的染色體結構異常現今在56種人類腫瘤中已發現3152種染色體結構異常。結構異常的染色體又稱爲标記染色體，分爲兩種：一種是非特異性的，隻見于少數腫瘤細胞，對整個腫瘤不具有代表性；另一種是特異性的，經常出現在某一類腫瘤，對該類腫瘤具有代表性，如Ph染色體和14q+染色體兩個高度特異的标記染色體。還有一些标記染色體和染色體結構異常不是某一種瘤所特有，如巨大亞中着絲粒染色體、巨大近端着絲粒染色體、雙微體、染色體粉碎化等。另外，在人類染色體上還有一些易發生斷裂的部位，稱爲可遺傳的脆性部位。其中一些與染色體異常的斷裂點或已知癌基因的部位一緻或相鄰，它們與腫瘤的關系尚待闡明。

　　腫瘤發病的遺傳機制

　　1．體細胞突變  

　　腫瘤可以看作是在個體對腫瘤的遺傳易感性的基礎上，緻癌因子引起細胞遺傳物質結構或功能異常的結果。這種異常大多數不是由生殖細胞遺傳得來的，而是在體細胞中新發生的基因突變所緻，發生突變的癌前細胞在一些促癌因素作用下發展爲腫瘤。因此，目前認爲多數腫瘤是一種體細胞遺傳病。自然界中，基因突變是經常發生的。如果突變發生在與細胞增殖有關的基因，就可能導緻細胞擺脫正常的生長控制而表現出惡性細胞表型。許多緻癌物都是緻突變物，大多數都能引起可以修複、也可以導緻細胞死亡的DNA損傷。如果DNA修複不正常，細胞繼續存活，就成了潛在的癌細胞。
                           
　　(1)單克隆學說：既然腫瘤是體細胞突變的結果，那麽腫瘤應該是起源于單個突變細胞，因爲許多腫瘤的瘤細胞群都具有相同的染色體畸變和同工酶。
                           
　　(2)二次突變學說：一些細胞的惡性轉化需要兩次或兩次以上的突變。第一次突變可能發生在生殖細胞或由父母遺傳得來(合子前突變)，也可能發生在體細胞。第二次突變則均發生在體細胞本身。二次突變學說對一些遺傳性腫瘤的發生做出了很好的解釋。
                           
　　(3)基因外調節學說：一些學者認爲，體細胞癌變并不一定有基因的結構性改變。當基因以外的物質或因素如蛋白質、RNA、生物膜發生了改變，這些改變又能使與細胞生長、分化有關的基因異常地關閉或啓動表達，這樣的細胞就有可能轉化爲癌細胞。近年來的研究表明，基因的修飾如甲基化也能影響腫瘤相關基因的表達，從而促進細胞的轉化。
                         
　　2．癌基因學說與腫瘤發生相關的基因有兩大類：一類稱爲癌基因；另一類稱爲腫瘤抑制基因或抑癌基因、抗癌基因。癌基因和腫瘤抑制基因的作用正好相反，它們的異常或增強細胞的生長和增殖，或去除正常的生長抑制與分化，結果都會導緻腫瘤發生。另外，還有一些與腫瘤轉移有關的基因，包括促進和抑制腫瘤轉移的基因。
                           
　　(1)癌基因：近些年來，在緻瘤病毒、人體和動物腫瘤中都發現了能導緻細胞惡性轉化的核酸片段，即癌基因。來自病毒的稱爲病毒癌基因。來自細胞的稱爲細胞癌基因或原癌基因，它們具有轉化的潛能，可被激活成爲癌基因。後來發現從酵母菌到人類的正常細胞幾乎都有與細胞癌基因或原癌基因相類似的片段。
                           
　　1)癌基因的功能和分類：已知的原癌基因已近100種，其中許多已經定位到不同的染色體區帶。這些基因通過其編碼的生長因子、生長因子受體、或蛋白激酶而在生長信号的傳遞和細胞分裂中發揮作用，或通過編碼的DNA結合蛋白而參與基因的表達或複制的調控。原癌基因在個體發育或細胞分裂的一定階段十分重要，但在個體發育成熟後或平時卻不表達或表達受到嚴格控制。當其發生突變或被異常激活、産生的癌蛋白在質和量上異于正常時就可能導緻細胞發生惡性轉化。

 2)癌基因的激活：包括突變激活和易位激活。
                           
　　突變激活體細胞内的原癌基因可以通過點突變而成爲癌基因，産生異常的基因産物；也可由于點突變使基因擺脫正常的調控而表達。因此，突變激活又稱爲激活的質變模式。
                           
　　易位激活染色體易位是癌基因激活的另一種形式。易位導緻癌基因的重排或融合，産生異常的蛋白質而使細胞轉化。原癌基因通過易位插到強有力的啓動子附近或外來的DNA插入也可以導緻激活。另外，基因的倒位也可使原癌基因激活。
                           
　　3)癌基因擴增：原癌基因還可以通過自身的擴增而過度表達。在腫瘤細胞，尤其是來源于胚胎神經組織的腫瘤細胞中有時見到的雙微體和染色體上的均染區就是原癌基因DNA片段擴增的表現。
                           
　　(2)腫瘤抑制基因：又稱爲抑癌基因或抗癌基因。它們的功能是抑制細胞的生長和促進細胞的分化。當兩個等位基因都因突變或缺失而喪失功能，即處于純合失活狀态時，細胞就會因正常抑制的解除而惡性轉化。現今在不少的腫瘤中已經證實了相應的抑制基因的存在、缺失及其在腫瘤發病中的作用，這些腫瘤在臨床上都呈常染色體顯性遺傳方式。盡管從基因水平上看它們都是隐性遺傳，即兩個等位基因均有突變方能使細胞惡性轉化，如Rb和p53基因。然而并非所有抑癌基因都必須在兩個等位基因都喪失功能的情況下才導緻腫瘤的發生。現已知APC基因是以顯性形式起作用的，即丢失一個等位基因也可緻病，換言之保留單個正常抑癌基因的産物尚不足以抑制癌的發生。
                           
　　腫瘤發生是一個多階段的過程，通常涉及到多個基因。在腫瘤發生發展過程中既有腫瘤抑制基因的丢失，也有癌基因的活化，而且活化或丢失的基因不隻是一種。以結腸癌爲例，在家族性結腸腺瘤發展成爲結腸癌的過程中存在ms癌基因和p53、。APC和MCC等幾個抑癌基因的異常。這些基因改變中的任何一種如果是遺傳性的，就構成了對該腫瘤的家族性易感性的基礎。

　　(3)腫瘤轉移基因和轉移抑制基因
                           
　　1)轉移基因：一些編碼細胞表面受體分子的基因可能和瘤細胞的轉移有關，如層粘素受體、整合素(integrins)。瘤細胞能夠分泌一些蛋白質，如Ⅳ型膠原酶能降解基底膜中的相應成分，增加瘤細胞侵襲基底膜的能力。另一類在腫瘤細胞中表達增高的生物活性因子，如自分泌移動蛋白、胰島素樣生長因子I和Ⅱ，能促進細胞僞足的形成和能動性的提高。此外，許多癌基因轉染培養中的細胞後可增強細胞的浸潤和轉移能力。

　　2)轉移抑制基因：一些基因能提高瘤細胞的抗原性，如主要組織相容複合體(MHC)中的某些抗原具有強大的免疫原性，能增強自然殺傷細胞和細胞毒性T細胞對瘤細胞的殺傷效應，降低其轉移能力。一些基因編碼的蛋白酶能夠直接或間接地抑制促進轉移的蛋白質，如金屬蛋白酶組織抑制因子基因編碼的一種糖蛋白和與轉移密切相關的膠原酶結合後可降低瘤細胞的活性，減低其侵襲和轉移能力。nm23基因的表達與腫瘤的轉移密切相關，它編碼的l7kd的蛋白質在有轉移的乳腺癌中表達高，而在無轉移的腫瘤組織中表達低，表明nm23可能是一種腫瘤抑制基因，它的産物可能通過影響細胞的運動結構，或與DNA結合、調節基因活動而發揮作用。
                        
                         
　　除腫瘤細胞外，受體細胞的一些基因在轉移竈生成中也具有一定作用。由此可見，轉移基因、轉移抑制基因和宿主有關基因的表達最終決定了腫瘤的轉移。
                           
　　綜上所述，腫瘤的發生發展是一個複雜的生物學過程，它是細胞遺傳物質異常的結果，同時也涉及機體的内環境的各種因素，包括機體的免疫能力、各種生長因子和生物活性物質，這些都是基因表達的結果。因此，可以認爲腫瘤是一種主要是體細胞基因突變引起的遺傳病，其中癌基因和抑癌基因的異常起着關鍵的作用。

　　髀瘤遺傳學常用的研究方法

　　1．細胞水平
       
　　(1)血、組織細胞培養，進行染色體核型分析。
　　  
　　(2)細胞培養後制備染色體标本片，然後采用同位素、生物素、地高辛或酶等标記的DNA探針直接進行原位雜交。
　
　　2．分子水平
                           
　　(1)基因克隆：基因克隆是将包含目的基因的外源性DNA與DNA載體相連接，然後導入合适的細菌細胞中。外源性DNA随着載體在細菌細胞内繁殖而不斷複制，然後可将這些擴增的基因分離、純化以供研究之用。常用的載體至少有四類：①質粒；②細菌噬菌體；③粘性質粒；④酵母菌人工染色體。
                           
　　(2)多聚酶鏈反應(PCR)：多聚酶鏈反應是一種通過DNA多聚酶作用在體外迅速合成DNA序列的方法。利用一對人工合成的寡聚核苷酸引物，在熱循環儀中合适的反應條件和DNA多聚酶的催化下，通過與模闆DNA相互作用，即變性、退火、延長等過程的反複，使目的DNA得以數十萬倍計地擴增，進一步用于DNA鑒定和序列測定等多方面的研究。
                           
　　(3)基因探針檢測：以基因探針探測未知标本的方法很多，無論用那一種方法，均可采用聚合酶鏈反應使DNA片段拷貝數擴增幾十萬倍以上，可以使基因診斷更省标本，更易成功。
                           
　　1)Southern印記法：DNA片段經電泳分離後按分子量大小排列在瓊脂糖凝膠上，然後轉移到纖維素膜等支持膜上進行預雜交和雜交。此分析法分兩種，一種是直接分析法：由于基因缺失或突變，當備測DNA經限制性内切酶消化後所産生的DNA片段與正常DNA片段長度不同，探針雜交後可探測出DNA酶解片段長度上的差異。另一種是間接分析法：對某些基因的變化目前尚未找出特異的限制性内切酶将正常基因與突變基因區别開來，因此，采用限制性DNA片段長度多态性分析，通過突變基因與特定的多态性片段緊密連鎖而被發現。

　　2)斑點雜交：此方法的原理和Southem印記法相同。隻是DNA樣品量少，把樣品變性處理後直接吸附在纖維素膜上進行雜交。
                         
　　3)Northern印記法：此法用探針與RNA進行雜交，反映基因産物的過度表達。也就是先提取RNA，用乙二醛或甲醛變性處理，然後凝膠電泳分離，再轉移至支持膜上進行雜交。
                         
　　4)人工合成探針直接探測法：合成的探針是一種寡聚核苷酸。探測某一突變點時需要合成兩種探針，一種與正常基因片段序列一緻，另一種與突變基因片段序列一緻。
                           
　　(4)DNA序列測定：DNA序列測定的基本方法有兩種。一種使DNA的化學降解法，另一種使DNA合成法。兩種方法都有一系列DNA分子生成，這些DNA分子的長度隻差一個堿基，可經聚丙烯酰胺凝膠電泳分離，在凝膠上形成帶梯。在典型的序列實驗中同時進行4個不同堿基的反應，反應産物置同一塊凝膠上分4行電泳，然後進行放射自顯影。相應于某一長度的放射性顯帶隻出現于其中一行電泳中，因此，根據各條帶在各行電泳中的位置可确定存在于DNA分子中相應位置的核苷酸。這樣，DNA序列就被讀爲依次由一條帶到下一條帶的堿基順序。測定基因中核苷酸序列對于了解基因結構、功能和基因突變具有極其重要的意義。
                           
　　(5)轉基因動物：利用轉基因動物可以研究人體基因在活體的調節和表達。在體外将目的基因注入動物的受精卵，然後将載有外源性目的基因的受精卵移植到動物體内。在由此繁衍形成的後代中，可以研究外源性基因在個體中的表達以及結構和功能的改變。