癌症特征
癌症特征(Hallmarks of Cancer)是由 Douglas Hanahan 和 Robert Weinberg 提出的一个标志性概念体系,旨在将癌症复杂的病理过程简化为一组核心的生物学能力。这一框架不仅揭示了正常细胞转化为恶性肿瘤的共性逻辑,也为现代肿瘤免疫治疗、靶向治疗及代谢重塑研究提供了根本性的理论支撑。随着研究的深入,该体系已从最初的 6 项特征演进为包含非突变表观遗传重构及微生物群调控在内的多元全息模型。
核心能力:经典六大特征
癌症细胞通过遗传与表观遗传的改变,获得了超越正常细胞生理限制的六项基本能力:
- 自给自足的生长信号: 通过癌基因(如 RAS, MYC)活化,细胞不再依赖外部生长因子的刺激。
- 抗生长信号的不敏感性: 抑癌基因(如 RB, TP53)的功能缺失导致细胞周期检查点失效。
- 逃避细胞凋亡: 细胞通过上调 BCL-2 等抗凋亡蛋白,屏蔽死亡受体通路信号。
- 无限复制潜力: 激活端粒酶,维持染色体末端长度,实现“细胞永生化”。
- 持续的血管新生: 分泌 VEGF 等因子,诱导形成异常的新生血管网,供应氧气与营养。
- 组织浸润与转移: 发生上皮-间质转化(EMT),获得突破基底膜并远程定植的能力。
新兴特征:代谢与免疫的演进
在最新的演进中,代谢重塑与免疫逃逸被确立为肿瘤生存的关键支柱:
- 细胞能量代谢的重构: 即 Warburg效应,肿瘤细胞倾向于使用有氧糖酵解以支持生物量合成。
- 逃避免疫摧毁: 利用 PD-L1 等检查点分子抑制 T细胞 活性,或招募 Tregs 及 MDSCs 营造抑制性微环境。
- 促癌性炎症: 肿瘤相关的炎症反应不仅不杀伤肿瘤,反而分泌生长因子和蛋白酶促进恶性进展。
正常细胞 vs. 癌症特征对照表
| 特征维度 | 正常生理状态 | 癌症特征表现 |
|---|---|---|
| 增殖控制 | 严格依赖外部稳态信号 | 自发性持续增殖信号 |
| 基因组稳定性 | 高效修复,突变率极低 | 基因组不稳定性,突变堆积 |
| 微环境交互 | 分工明确的协作网络 | 劫持周围间质细胞助力生长 |
参考文献与学术点评
[1] Hanahan D, Weinberg R A. (2000). The Hallmarks of Cancer. Cell.
[学术点评]:肿瘤生物学历史上引用最高的论文之一,首次系统化了癌症研究的复杂逻辑。
[2] Hanahan D, Weinberg R A. (2011). Hallmarks of Cancer: The Next Generation. Cell.
[学术点评]:引入了代谢重塑和免疫逃逸作为新兴特征,并阐明了基因组不稳定性及促癌炎症的“赋能”作用。
[3] Hanahan D. (2022). Hallmarks of Cancer: New Dimensions. Cancer Discovery.
[学术点评]:最新的演进版本,补充了非突变表观遗传改变、微生物群及细胞衰老等全新维度。