肿瘤细胞代谢的特点(上)
肿瘤组织比正常组织代谢旺盛,尤以恶性肿瘤理更为明显。其代谢特点与正常组织相比并无质的差别,但在一定程度上反映了瘤细胞分化不成熟和生长旺盛。现代医学利用肿瘤细胞这些代谢特点,设计了针对肿瘤的诊断和治疗方法。
一、核酸代谢
核酸(包括核糖核酸RNA和脱氧核糖核酸DNA)是生命的遗传物质。核酸在生命中起着重要作用,DNA的复制是细胞增殖的前提,DNA转录为RNA进而翻译为蛋白质是生命的基础。DNA的复制以原来的双链DNA为模板,依照碱基配对的原则(A-T,G-C)进行。DNA的复制和转录受到干扰,就会影响到细胞的增殖和细胞蛋白质的合成,最终导致细胞死亡。
DNA复制示意图
肿瘤组织合成DNA和RNA的聚合酶活性均较正常组织高,与此相应,核酸分解过程明显降低,故DNA和RNA的含量在恶性肿瘤细胞均明显高于良性肿瘤细胞和增城细胞。肿瘤细胞恶性程度越高,增殖生长越快,需要的核酸就越多。从另一个角度理解,就是肿瘤恶性程度越高,其细胞内核酸的含量就越高,在目前诊断肿瘤最准确的方法——病理学检查中,则表现为肿瘤细胞核的染色(常规HE染色呈蓝色)越深。
有些化疗药物,结构上与核酸相似,如5-FU(5-氟尿嘧啶),在细胞内经过一系列转化过程,从而影响DNA的合成,并以伪代谢产物形式掺入RNA中干扰蛋白质的合成。最终导致细胞不能分裂增殖而死亡。恶性肿瘤细胞,由于生长活跃,需要的核酸多,受化疗药物影响大;人体内增生活跃的细胞如骨髓造血细胞和毛囊细胞,也容易受化疗药物影响而出现抑制,表现为白细胞减少、脱发等副作用,这种损害多数是可逆的,停药和或经治疗后可以恢复;一些增殖不活跃的细胞如肌肉和神经元细胞,则受化疗的影响较少。
二、蛋白质代谢
细胞蛋白质的合成,依据DNA的碱基序列,依照碱基配对原则(A-U,G-C)转录为RNA,再依照RNA序列翻译合成蛋白质。
肿瘤组织的蛋白质合成及分解代谢跟核酸代谢一样,比正常细胞增强,但合成代谢超过分解代谢,甚至可夺取正常组织的蛋白质分解产物,合成肿瘤本身所需要的蛋白质,结果可使机体处于严重消耗的恶病质(cachexia)状态。肿瘤的分解代谢表现为蛋白质分解为氨基酸的过程增强,而氨基酸的分解代谢则减弱,可使氨基酸重新用于蛋白质合成。这可能与肿瘤生长旺盛有关。
肿瘤组织还可以合成肿瘤蛋白,作为肿瘤特异抗原或肿瘤相关抗原,引起机体的免疫反应。有的肿瘤蛋白与胚胎组织有共同的抗原性,亦称为肿瘤胚胎性抗原。例如肝细胞癌能合成胎儿肝细胞所产生的甲种胎儿蛋白(AFP),此外,卵巢、睾丸含有卵黄囊结构的生殖细胞肿瘤患者血中AFP也有升高;内胚层组织发生的一些恶性肿瘤如结肠瘤、直肠癌等可产生癌胚抗原(CEA);胃癌可产生胎儿硫糖蛋白等。虽然这些抗原并无肿瘤特异性,也不是肿瘤所专有,但检查这些抗原,可以作为肿瘤筛查的方法之一,如结合其他改变如临床病史、临床表现、抗原指标的动态变化等,更可帮助诊断相应的肿瘤和判断治疗后有无复发。
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