癌症十大特征

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癌症十大特征(The 10 Hallmarks of Cancer)是肿瘤生物学的核心指导理论,由 Douglas HanahanRobert A. Weinberg2011年Cell 杂志上发表(作为 2000 年版的更新)。该理论指出,除经典的六大细胞自主能力外,恶性肿瘤的形成还依赖于两种“新兴特征”(能量代谢重编程逃避免疫破坏)以及两种“赋能特征”(基因组不稳定促肿瘤炎症)。这一版本标志着癌症研究从单纯关注“癌细胞本身”转向了关注整个肿瘤微环境 (TME),为后来的免疫治疗(如 PD-1/PD-L1 抗体)和代谢疗法提供了坚实的理论基础。

癌症十大特征
Hallmarks v2.0 (点击展开)
2011年 Cell 封面经典模型
发布时间 2011年3月
核心文献 Hallmarks of Cancer: The Next Generation
新增数量 4项 (2新兴 + 2赋能)
主要贡献 引入微环境、免疫与代谢
药物影响 PARP抑制剂, PD-1抑制剂
前承后继 六大特征十大十四大特征

2011版的核心突破:新增四大维度

相比于 2000 年的“六大特征”主要关注癌细胞的疯狂生长,2011 版的更新解释了癌细胞如何活下来(代谢)以及如何躲避警察(免疫)。

新兴特征 (Emerging Hallmarks)

注:当时尚未完全确认普遍性,但在大多数肿瘤中存在。

           7. 能量代谢重编程 (Reprogramming Energy Metabolism):

即使在氧气充足的情况下,癌细胞也倾向于使用效率较低的糖酵解来产生能量(即 Warburg效应)。这虽然浪费葡萄糖,但能快速生成核苷酸和氨基酸等生物合成原料,满足快速分裂的需求。
▶ 临床关联:PET-CT (利用葡萄糖高摄取成像)

           有氧糖酵解示意图
           8. 逃避免疫破坏 (Evading Immune Destruction):

癌细胞并非隐形的,免疫系统一直在监视它们。成功的肿瘤必须进化出逃逸机制,如通过表达 PD-L1 给 T 细胞“踩刹车”,或者招募 Tregs 抑制免疫反应。
▶ 临床关联:癌症免疫治疗 (Immunotherapy)

赋能特征 (Enabling Characteristics)

注:这些本身不是功能,而是获得上述功能的手段。

           9. 基因组不稳定与突变 (Genome Instability and Mutation):

癌细胞往往具有缺陷的 DNA 修复机制(如 BRCA1/BRCA2 缺失)。这导致突变率极高,虽然大部分突变有害,但也加速了“有利突变”的筛选,使肿瘤进化得更快。
▶ 弱点利用:合成致死 (Synthetic Lethality)

           10. 促肿瘤炎症 (Tumor-Promoting Inflammation):

炎症不再仅仅是抗癌反应,它也是一把双刃剑。肿瘤微环境中的慢性炎症细胞会分泌生长因子 (EGF)、血管生成因子 (VEGF) 和基质降解酶,反而帮助肿瘤生长和转移。
▶ 观点转变:炎症是肿瘤的“助推器”

临床图谱:十大特征对应的治疗靶点

特征 (Hallmark) 治疗策略 代表药物
持续增殖信号 EGFR 抑制剂 奥希替尼, 西妥昔单抗
逃避生长抑制 CDK 抑制剂 阿贝西利, 帕博西利
逃避免疫破坏 (新增) 免疫检查点阻断 帕博利珠单抗 (K药), 纳武利尤单抗 (O药)
诱导血管生成 VEGF 抑制剂 贝伐珠单抗
基因组不稳定 (新增) PARP 抑制剂 奥拉帕利
能量代谢重编程 (新增) IDH 抑制剂 艾伏尼布
       学术参考文献与权威点评
       

[1] Hanahan D, Weinberg RA. (2011). Hallmarks of Cancer: The Next Generation. Cell. 2011;144(5):646-674.
[学术点评]:经典版本。这篇论文是 2011-2022 年间癌症研究的“圣经”,它不仅定义了十大特征,还首次将肿瘤微环境 (TME) 提升到与癌细胞同等重要的地位。

[2] Vander Heiden MG, Cantley LC, Thompson CB. (2009). Understanding the Warburg effect: the metabolic requirements of cell proliferation. Science. 2009;324(5930):1029-1033.
[学术点评]:代谢基石。该研究深入解析了“能量代谢重编程”的机制,为将其纳入十大特征提供了关键证据。

[3] Schreiber RD, Old LJ, Smyth MJ. (2011). Cancer immunoediting: integrating immunity's roles in cancer suppression and promotion. Science. 2011;331(6024):1565-1570.
[学术点评]:免疫里程碑。正式确立了“免疫编辑”理论,解释了为何“逃避免疫破坏”是癌症发生的必要条件。

           癌症十大特征 (Hallmarks v2.0) · 知识图谱
继承与发展 癌症六大特征 (2000) → 癌症十大特征 (2011) → 癌症十四大特征 (2022)
新兴特征 能量代谢重编程逃避免疫破坏
赋能特征 基因组不稳定促肿瘤炎症
微环境组件 肿瘤相关巨噬细胞 (TAMs) • CAF血管内皮