В отличие от большинства хромосомных болезней, связанных с нарушением кариотипа, возникающим либо в половых клетках, либо на ранних этапах эмбрионального развития и присущим поэтому большинству клеток тела, при злокачественных новообразованиях (опухолях и лейкозах) хромосомные нарушения касаются лишь той ткани, которая подвергается малигнизации. Поэтому мутации кариотипа и отдельных хромосом, наблюдаемые в клетках опухолей, обычно не обнаруживаются в нормальных соматических клетках больного индивидуума .
Стойкое изменение биологических характеристик опухолевых и лейкозных клеток давно уже считается результатом генетического изменения клетки при ее превращении в злокачественную. А обнаружение в большинстве опухолей человека и животного различных отклонений кариотипа клеток от нормы служило подтверждением высказанной еще в начале нашего века гипотезе (Воѵегі, 1914) о том, что возникновение рака, малигнизация, происходит на основе соматической мутации. Однако до сих пор роль хромосомных нарушений при возникновении злокачественных новообразований не выяснена. Вопрос о том, являются ли нарушения кариотипа соматических клеток первичным явлением, связанным с этиологией новообразования, или же это явление вторичного порядка, возникающее в процессе размножения и мутационной изменчивости уже малигнизированных клеток, пока остается спорным.
Следует отметить, что современная цитогенетика злокачественных новообразований тесно связана с новым разделом общей генетики — генетикой соматических клеток (Н. И. Шапиро, 1966; Н. И. Шапиро и Н. Б. Варшавер, 1966). Эта связь идет как по методической линии (использование опухолевых клеток для соматической гибридизации и хромосомной маркировки клеток), так и по линии принципиальной. Одной из задач генетики соматических клеток является раскрытие сущности и закономерностей дифференцировки соматических тканей в онтогенезе. Для проблемы рака этот вопрос имеет одно из первостепенных значений, так как образование опухоли связано с нарушением процессов дифференцировки тканей и возникновением очагов малодифференцированных, безостановочно размножающихся клеток.
Поведение и функционирование хромосом в нормальных и патологически измененных тканях представляет один из аспектов проблемы клеточной дифференцировки. Поэтому не удивительно, что цитогенетика рака и других злокачественных новообразований привлекает в последнее десятилетие усиленное внимание исследователей и что изучению хромосом в различных опухолях человека и животных посвящено огромное число исследований.
В истории развития цитогенетики опухолей довольно четко намечаются три периода. Первый охватывает старые работы, начиная с описаний Hansemann в конце прошлого века ненормальных митозов в клетках опухолей и кончая работами 30-х годов, посвященных изучению и описанию в опухолях нарушений числа и структур хромосом. Подробный обзор этих необычайно интересных и тонких для своего времени работ, представляющих теперь в основном лишь исторический интерес, дан в книге А. Г. Андреса (1934) «Введение в кариологию человека».
В последующие годы большого прогресса в цитогенетике рака не наблюдалось, но с 1952 г., т. е. со времени открытия действия на клетку гипотонического раствора (Hsu, 1952; Hsu, Pomerat, 1953; Makino и Nishi- mura, 1952) и применения колхицина и других цитостатиков, приводящих к накоплению K-митозов, началось интенсивное изучение хромосом в злокачественных новообразованиях. Два обстоятельства способствовали стремительному развитию исследований в этой области в 50-х годах.
Это, во-первых, получение штаммов асцитных опухолей мышей и крыс, оказавшихся очень удобным объектом для цитогенетических исследований благодаря тому, что асцитическая жидкость представляет собой взвесь изолированных опухолевых клеток. Хромосомные исследования на новой методической основе были начаты именно на этом объекте (Т. Хаушка и А. Леван, 1956; Levan, 1967).
Второе, не менее важное для развития общей и онкологической цитогенетики обстоятельство состояло в развитии метода клеточных культур, позволяющего получать делящиеся клетки из тканей, которые в норме содержат мало митозов или совсем их не содержат. Этот метод, зародившийся в связи с запросами вирусологии, быстро был «принят на вооружение» во многих областях медико-биологических исследований. В настоящее время метод культивирования клеток, в частности лимфоцитов крови, фибробластов кожи и некоторых других клеток, составляет важную методическую основу медицинской цитогенетики.
Возвращаясь к развитию цитогенетики рака, следует напомнить, что именно в этот второй период, продолжавшийся примерно 10 лет (1952— 1962), были получены основные данные об изменчивости хромосомных наборов опухолевых клеток, сформирована так называемая гипотеза стволовой линии, сыгравшая большую роль в понимании биологического значения хромосомной изменчивости, и открыто специфическое изменение кариотипа при хроническом миелоидном лейкозе человека.
Последнее открытие, вызвавшее большой интерес и привлекшее внимание клиницистов к кариологии рака и лейкозов, явилось стимулом для дальнейшего развития цитогенетических исследований в онкологии.
Третий, современный, период в развитии цитогенетики злокачественных новообразований начался примерно с 1962 г., т. е. с того момента, когда появились первые работы по анализу изменений кариотипа в клетках опухолей человека по отдельным группам и парам хромосом, согласно Денверовской классификации и номенклатуре хромосом человека. Хотя кариологическое изучение опухолей животных и клеточных линий также продолжается, особое внимание начинает привлекать цитогенетический анализ наиболее трудного в методическом отношении материала — клеток опухолей человека.
В настоящее время цитогенетика опухолей представляет собой большую главу медицинской цитогенетики. Разнообразие форм опухолей, возникающих как у человека, так и у многих видов животных, а также существование разных типов экспериментальных моделей опухолевого роста (спонтанные, индуцируемые, перевиваемые опухоли, клеточные линии) обусловливают и большой интерес и в то же время большую сложность проблемы.