非整倍体而不是基因突变是肿瘤产生的主要原因讨论区
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发表者：
ZHANGFENG
FMMU
PATHOLOGY DEPARTMENT
现在虽然大多数研究人员认为肿瘤的发生是少数基因突变的结果，但是该假说面临很多困难：下面是根据大病毒学家和肿瘤学家peter duesberg的非整倍体假说总结的结果：
目前关于肿瘤形成的原因有两种假说：基因突变假说和非整倍体染色体假说。为了进一步认识那一种假说更接近于真实情况和对肿瘤的各方面研究更具有指导意义，有必要对这两种假说进行具体分析。
首先从基因突变和染色体变异对细胞表型的改变程度来分析。细胞表型是细胞内成千上万基因和其产物非线形作用的结果，符合非线形动力学特征，因此单个基因活性的增强或减弱甚至消失对整体的作用都很小或几乎不起作用，都由于其它成千上万基因的作用而被淹没，因此一些特定基因的变异不可能导致细胞新的表形出现，从而不可能是肿瘤产生的主要原因。相反，染色体的变化（非整倍体）可大规模改变细胞内基因的表达情况从而有可能改变细胞的生化反应类型，导致细胞新的表型出现，例如：Down综合征。而且只要细胞染色体变化达到一定限度就有可能产生肿瘤的各种表型，因此，染色体的变化可能是肿瘤产生的主要原因。下面进行具体分析：
一、 基因变异假说：
基因变异假说认为肿瘤的产生是由于细胞内一些特定基因变异（癌基因激活和/或抑癌基因失活）积累的结果。这个假说现在已经被广泛接受，并且左右着整个肿瘤研究领域。但是此假说和其推论在逻辑和实验方面存在以下难以克服的缺陷：
1 细胞的表型是细胞内网络性的生化反应的表现，参加反应的每个基因和其产物都受其上、下游酶活性的控制。以前人们认为细胞复杂的生物化学反应受一些特定的限速酶的控制，但是近25年复杂科学和生物化学的进展表明复杂系统并不受限速酶的控制，因为在细胞内这些蛋白酶的活性远远没有达到饱和状态。由于肿瘤基因变异假说的基础是的“限速酶”的存在，现在“限速酶”理论被复杂科学否定，因此肿瘤基因变异假说存在难以克服的缺陷。
2 基因变异假说认为致癌因素都是通过基因突变导致肿瘤发生，但是现在发现许多化学物质不能引起基因突变却可以诱导肿瘤发生；
3 肿瘤的最主要的特征是基因变异，即癌基因的激活和抑癌基因的失活。但是20多年的研究并没有发现肿瘤存在特定的基因变异；
4 一些癌基因可以明显使体外培养的正常二倍体的细胞发生转化并能导致转基因动物发生多克隆性的肿瘤。但是直到现在在功能上还没有确定的证据表明存在任何变异的原癌基因可以直接诱发肿瘤产生。而且，虽然一些逆转录病毒确实可以使正常细胞转化，但主要依赖它的高表达启动子，另外病毒的生化反应3/4独立，它制造使细胞转化的蛋白质不依赖特定的前体蛋白和酶的作用，只需要宿主细胞对氨基酸和核苷酸的供应。这些特点细胞癌基因都不具备，可能是细胞癌基因不能独立转化正常细胞的一个原因。又因为由于这些逆转录病毒的宿主很有限，而且对某一物种来说也只能感染有限的几种细胞系，因此只是根据细胞癌基因和病毒癌基因之间序列的相似来推测细胞癌基因可以转化细胞的假设存在缺陷；
5 肿瘤细胞表型不稳定是由于是癌基因和抑癌基因变异积累造成肿瘤细胞内数以千计的基因表达升高而同时其它上千基因表达下降的造成的。由于癌基因和抑癌基因变异的随机性，因此这些变异基因的随机组合可以在不引起细胞恶性转化的情况下也能产生异常的细胞表型。但是携带有一个或多个癌基因的商品动物除了个别动物发生肿瘤的危险性升高外，大部分可以多次传代而没有异常表型的出现；
6 突变的发生是瞬间的事件，因此在致突变因素作用下细胞基因的变异会很快发生，最多这些细胞经过几次传代后特别的细胞表型就应当表现出来，因此细胞转化应当与致癌基因的突变几乎同时发生。但是在致癌因素作用后几年或数十年细胞才发生恶性转化；
7 肿瘤细胞的表型应当与基因变异一样稳定。但大多数肿瘤表现为遗传型和表现型不稳定；
8 肿瘤细胞应当是发生特定基因变异的二倍体细胞。但是除了由病毒直接转化的肿瘤外，所有的实体肿瘤都是非整倍体；
9 假设单个癌基因的激活就可以导致肿瘤发生，那么就会出现原癌基因突变的几率相对较高而肿瘤的发病率却很低的矛盾。因为，人类的基因组的核苷酸总数是109，细胞每次分裂发生变异的几率最少是1/109，因此人的体细胞中含有变异癌基因的几率至少是1/109。又因为人体含有1014个细胞和到现在为止至少发现有60个癌基因并且它们的激活不是只有一种变异方式，因此在任何时候每个人发生肿瘤的几率比105大。但是实际上肿瘤发生率不超过5%。再假设肿瘤的产生需要多步变异（例如，大肠癌需要至少7个遗传变异事件），这样也产生了新的自相矛盾。假设正常的突变几率是1/109，那么大肠癌就不可能发生，因为大肠细胞只有1/1063[=（109）7]的癌变的几率。为了解释这些矛盾，再假设肿瘤细胞具有很高的突变几率，是基因变异集合体，但是事实上大多数肿瘤的突变率正常；只有少数肿瘤突变率中度增高；
10 基因变异假说不能解释为什么一些遗传性疾病例如：错配修复缺失的硬皮病和与遗传有关的大肠癌患者为什么只产生特定部位的肿瘤（例如皮肤和大肠癌），而不发生其他类型的肿瘤；
11 不能解释为什么遗传性的染色体不平衡疾病如BLOOM’S综合征患者发生肿瘤的几率升高100倍；
12 根据基因变异理论肿瘤细胞应当是二倍体细胞，与正常细胞的差别只是因为其基因组的某些的癌基因被激活和/或另一些抑癌基因被灭活。但事实上除了很少的由病毒转化的二倍体细胞存在外，所有的肿瘤细胞都是非整倍体，而不是二倍体。
13 随着年龄的增加肿瘤发生的几率增加1000倍。基因变异的假说认为这是由于细胞中变异基因积累的结果。但是由于因为基因变异可以遗传，因此年轻人应当具有较高肿瘤发生率才对，可事实上老年人发生肿瘤的几率最高；
14 在肿瘤耐药方面，基因变异假说认为耐药性的产生是药物代谢基因的失活或多药耐药基因的激活的结果，但存在下列问题：什么样的突变只保护肿瘤细胞而不保护正常细胞？为什么耐药基因只在肿瘤细胞中存在很高的变异率？为什么肿瘤细胞的耐药性只是通过相关基因的变异产生而与相应的染色体的倍体没有关系？为什么对同一药物的耐药性在不同肿瘤细胞中与同一多药耐药基因的表达没有相关关系？为什么对同一药物耐药的基因即使在表达同样的情况下对不同的细胞具有不同的保护能力？为什么非致突变药物在体内或体外对细胞进行选择时，仅经过几代的选择就可以使细胞产生3000倍的耐药能力？为什么自发产生的多药耐药基因的表达对没有接触过化疗药物的肿瘤细胞没有或只有很小的保护功能？为什么一个多药耐药基因的产物就可以产生对其他不相关药物的耐药性？为什么60年前人们发现正常二倍体的细胞基因变异率非常地低（10-12），但是肿瘤细胞对药物的变异率和多药耐药率却出奇的高（10-3-10-6）？
二、 非整倍体假说
（一）非整倍体假说的提出和放弃
近100年前Hansemann和Bover根据非整倍体和实体肿瘤之间的很好相关性提出非整倍体是肿瘤原因的假说。后来被放弃，原因如下：
1 没有发现肿瘤特定的核型，即特定的非整倍体染色体组型；
2 不了解非整倍体在肿瘤发生中的作用和缺乏非整倍体产生异常细胞核型机理的理论，因此许多学者认为非整倍体只是肿瘤产生的的结果而不是原因，或者这种关系不确定。
3 与其它假说一样没能解释漫长的癌变过程；
4 非整倍体也发生在其它非肿瘤细胞中，例如Down综合征病人、老年动物和人以及癌前病变的细胞中；
5 根据现在的技术，还没有确定是否有二倍体的实体瘤存在（由病毒转化的细胞除外）。
（二）非整倍体假说的重新提出和两步致癌假说：
1996年美国科学院院士Duesberg用RAS癌基因转化正常癌细胞没有成功后推测非整倍体是肿瘤产生的主要原因，并于1997年开始用实验证实这个假说并获得很大的成功，之后正式提出此假说。到现在为止，此假说已经顺利地解释了肿瘤的所有现象和并解决了基因变异假说所不能解决的那些问题；其它研究者的结果与此假说的一些推论不谋而合；这些表明非整倍体假说具有的很强的生命力。
A 非整倍体肿瘤假说需要回答以下问题：
1 怎样解释肿瘤细胞核型和表型的异质性与肿瘤单克隆起源之间的关系；
2 非整倍体怎样产生许多异常的细胞表型；
3 在去除了致癌因素作用后，为什么数年或数十年之后肿瘤才发生；
4 致癌因素怎样在不引起基因变异的情况下导致非整倍体产生；
5 为什么与普通变异引起固定的细胞表型不一样，肿瘤细胞的特定表型在遗传上不稳定。
B 非整倍体两步致癌假说：
B1 非整倍体的产生
一种说法是致突变和非致突变的致癌因素可能通过物理或者化学过程改变了一个或更多的染色体，或者通过改变参与纺锤体形成的多种蛋白分子从而导致非整倍体产生。例如：
另一种说法是参与有丝分裂的基因变异导致非整倍体产生。例如：P53，细胞有丝分裂检测点基因以及SKT15等。但是P53在肿瘤中的变异不超过50%；细胞有丝分裂检测点基因在结肠癌细胞中只有11%；SKT15在乳腺癌中也只有12%。因此可能还存在其它基因或机制导致非整倍体的产生。
但是下列原因支持非突变机制导致非整倍体产生。
1 如果非整倍体是由于基因变异引起，则所有由非致突变因素引起的肿瘤都应当是二倍体，但是这与事实不相符合；
2 假设非整倍体是基因变异的结果，则某些由非致突变因素引起的具有很少或没有基因突变的肿瘤细胞中不应当总是有非整倍体染色体的出现，但是实验表明所有的肿瘤细胞都是非整倍体核型。而且，由于非致突变因素导致非整倍体和肿瘤产生的几率都很低，它们同时出现在由非致突变因素诱导产生的同一肿瘤细胞中的几率都很低，因此由非致突变因素引起的肿瘤细胞应当大部分是二倍体，但是事实表明所有的肿瘤细胞都是非整倍体核型。因此唯一可能是致突变因素直接导致非整倍体，再由非整倍体导致肿瘤产生。
3 “细胞有丝分裂检测点基因”的变异应当可以导致非整倍体产生，但是P53基因突变的动物可以多次传代它们的细胞并不产生非整倍体核型，当然这些动物产生非整倍体的几率增高。
4 多环芳烃是非直接的弱效致突变剂，但却是高效的致癌剂和致非整倍体物质。在微摩尔浓度下可以导致20-80%的细胞发生非整倍体核型。只有很少的多环芳烃在体内可被转化为强致突变物质，甚至最强效的直接致突变物质（如：亚硝酸物质）在50%致死剂量下引起特定位点基因变异的几率为104-107个细胞中1个。也就是说由多环芳烃通过特定位点（比如有丝分裂基因）诱导的致非整倍体几率也只有10-4-10-7。因此所有由多环芳烃引起的非整倍体核型都可以归于非突变机制。
5 如果非整倍体是由有丝分裂的基因变异引起，那么低于二倍体的细胞和高于二倍体的细胞数目应当一样。而由染色体的片段引起的非整倍体应当在开始的时候大多数细胞核型应当低于二倍体。事实上在自发产生的非整倍体的人细胞中，低于二倍体的和高于二倍体的细胞数目比例是5-10/1个。因此推测自发产生的非整倍体直接原因是纺锤体和染色体片段的变化。
B2 第二阶段，非整倍体核型自身催化变化从而产生肿瘤细胞的核型。
非整倍体核型是通过使细胞核型不稳定从而开始自身催化细胞核型的变化和进化，最终导致肿瘤细胞核型的产生。非整倍体的细胞核型不稳定是由于非整倍体染色体对平衡敏感的参与构成纺锤体结构的基因作用，导致这些基因表达异常，造成纺锤体和中心粒蛋白比例、甚至中心粒数目的异常。因此异常的纺锤体可能导致染色体不分离，这样恶性循环，通过不同染色体的重新分组，就有可能导致肿瘤细胞特定的核型出现，从而发生细胞转化。由于非整倍体染色体随机分组产生肿瘤的几率很低，因此解释了为什么在致癌因素作用后经过数年或数十年肿瘤才发生的现象。实验表明，高度非整倍体的肿瘤细胞每次分裂其子代细胞获得或者失去某一染色体的几率是2%，但是对于正常二倍体细胞来说，从胚胎期到少年时期体细胞此几率为0%，成人为0.4%。不同的染色体分组导致成千上万的基因表达发生变化，从而能够解释肿瘤细胞的各种特殊的现象，例如：转移、永生化、去分化、特定的DNA比例系数、抗原的变异性、异常的细胞核和细胞表型、人的肿瘤细胞可以在动物身上生长、高耐药性等等。
非整倍体产生肿瘤的条件：
为什么并不是所有非整倍体的细胞都能引起肿瘤？由于大多数肿瘤细胞是多倍体，一般介于3倍体和4倍体之间，这提示可能存在一个上限，而一些肿瘤为近2倍体，因此也可能存在一个下限。统计学和逻辑学也支持在一定范围内非整倍体可以产生肿瘤，超过上限或者低于下限都不可能产生肿瘤，但是这个范围到现在还没有被确定。
C 非整倍体假说的证据：
假说的价值在于能解释被观察到的现象和预测实验结果。
1 有关报道认为用三个互不相关的癌基因可以转化正常细胞，被Duesberg等推测这些被转化的细胞100%是非整倍体核型并被他们证明。
2 Duesberg 等首先证明用致癌剂转化的肿瘤细胞100%是非整倍核型；肿瘤细胞遗传性不稳定的的程度与被转化细胞的非整倍程度呈正比关系；
3 通过数学和实验，Duesberg等证明了非整倍怎样通过改变细胞的代谢和染色体的不对称分裂分裂从而导致肿瘤表型的出现，解决的肿瘤发生的动力学问题。
4 Duesberg等证明了被转化的细胞首先发生非整倍核型，其次才演化为肿瘤细胞。
5 按照非整倍体假说理论，肿瘤特定的表型是由于不同的染色体重新分组的结果，其中永生化的表型就是这样的结果。并且肿瘤的其他表型特征的获得可以相互之间独立，比如增殖能力强的肿瘤细胞克隆不一定具有很高的转移能力，同样转移能力高的肿瘤细胞增殖能力不一定很强。这个已被证明。因此推测永生化的细胞系的永生化机制也是通过染色体的重新分组而获得的，因此这些细胞系也一定是非整倍体，并且是癌前细胞。这个推测也被证明。
6 肿瘤细胞对化疗药物的高变异率和多药耐药性是由非整倍体染色体催化染色体重新分组的结果。按照非整倍体假说，肿瘤细胞对化疗药物的具有很高的突变率和多药耐药性是由非整倍体染色体催化染色体重新分组的结果，而不是基因变异的结果。这个推测被证实。
7 非整倍体假说推测可能存在肿瘤细胞在某一阶段具有特定的核型。3、5和10号染色体等。
8 L等实验也表明非整倍体确实可以导致细胞基因组不稳定，与Duesberg的实验结果接近，既非整倍体的肿瘤细胞每次分裂子代细胞得到或者失去一个染色体的几率是2%。最近他们的数学模型表明细胞转化前首先发生非整倍体核型然后才发生抑癌基因APC的变异。这些结果间接也支持非整倍体假说。
9 SHIH等实验也表明结肠癌的发生过程中，非整倍体核型的出现在结肠癌发生的早期阶段，也间接支持非整倍体假说。
小结：
非整倍体假说的理论核心是：在每次细胞分裂时，非整倍体染色体都不对称性的被随机分配给子代细胞，从而随机的进行染色体重新分组，制造不同的细胞核型导致每一代细胞的生物化学反应都存在量和质的差别，从而解释了肿瘤细胞多样性的细胞表型和遗传性不稳定的核型现象。肿瘤细胞的所有的表型都是由于正常基因表达数量的异常而不是个别特定基因表达活性或水平的异常。肿瘤干细胞的核型的稳定程度与其非整倍体的程度相关，接近二倍体和四倍体的肿瘤细胞肿瘤干细胞的核型可能比较稳定，而介于他们之间的最不稳定。
ZHANGFENG
FMMU
PATHOLOGY DEPARTMENT
现在虽然大多数研究人员认为肿瘤的发生是少数基因突变的结果，但是该假说面临很多困难：下面是根据大病毒学家和肿瘤学家peter duesberg的非整倍体假说总结的结果：
目前关于肿瘤形成的原因有两种假说：基因突变假说和非整倍体染色体假说。为了进一步认识那一种假说更接近于真实情况和对肿瘤的各方面研究更具有指导意义，有必要对这两种假说进行具体分析。
首先从基因突变和染色体变异对细胞表型的改变程度来分析。细胞表型是细胞内成千上万基因和其产物非线形作用的结果，符合非线形动力学特征，因此单个基因活性的增强或减弱甚至消失对整体的作用都很小或几乎不起作用，都由于其它成千上万基因的作用而被淹没，因此一些特定基因的变异不可能导致细胞新的表形出现，从而不可能是肿瘤产生的主要原因。相反，染色体的变化（非整倍体）可大规模改变细胞内基因的表达情况从而有可能改变细胞的生化反应类型，导致细胞新的表型出现，例如：Down综合征。而且只要细胞染色体变化达到一定限度就有可能产生肿瘤的各种表型，因此，染色体的变化可能是肿瘤产生的主要原因。下面进行具体分析：
一、 基因变异假说：
基因变异假说认为肿瘤的产生是由于细胞内一些特定基因变异（癌基因激活和/或抑癌基因失活）积累的结果。这个假说现在已经被广泛接受，并且左右着整个肿瘤研究领域。但是此假说和其推论在逻辑和实验方面存在以下难以克服的缺陷：
1 细胞的表型是细胞内网络性的生化反应的表现，参加反应的每个基因和其产物都受其上、下游酶活性的控制。以前人们认为细胞复杂的生物化学反应受一些特定的限速酶的控制，但是近25年复杂科学和生物化学的进展表明复杂系统并不受限速酶的控制，因为在细胞内这些蛋白酶的活性远远没有达到饱和状态。由于肿瘤基因变异假说的基础是的“限速酶”的存在，现在“限速酶”理论被复杂科学否定，因此肿瘤基因变异假说存在难以克服的缺陷。
2 基因变异假说认为致癌因素都是通过基因突变导致肿瘤发生，但是现在发现许多化学物质不能引起基因突变却可以诱导肿瘤发生；
3 肿瘤的最主要的特征是基因变异，即癌基因的激活和抑癌基因的失活。但是20多年的研究并没有发现肿瘤存在特定的基因变异；
4 一些癌基因可以明显使体外培养的正常二倍体的细胞发生转化并能导致转基因动物发生多克隆性的肿瘤。但是直到现在在功能上还没有确定的证据表明存在任何变异的原癌基因可以直接诱发肿瘤产生。而且，虽然一些逆转录病毒确实可以使正常细胞转化，但主要依赖它的高表达启动子，另外病毒的生化反应3/4独立，它制造使细胞转化的蛋白质不依赖特定的前体蛋白和酶的作用，只需要宿主细胞对氨基酸和核苷酸的供应。这些特点细胞癌基因都不具备，可能是细胞癌基因不能独立转化正常细胞的一个原因。又因为由于这些逆转录病毒的宿主很有限，而且对某一物种来说也只能感染有限的几种细胞系，因此只是根据细胞癌基因和病毒癌基因之间序列的相似来推测细胞癌基因可以转化细胞的假设存在缺陷；
5 肿瘤细胞表型不稳定是由于是癌基因和抑癌基因变异积累造成肿瘤细胞内数以千计的基因表达升高而同时其它上千基因表达下降的造成的。由于癌基因和抑癌基因变异的随机性，因此这些变异基因的随机组合可以在不引起细胞恶性转化的情况下也能产生异常的细胞表型。但是携带有一个或多个癌基因的商品动物除了个别动物发生肿瘤的危险性升高外，大部分可以多次传代而没有异常表型的出现；
6 突变的发生是瞬间的事件，因此在致突变因素作用下细胞基因的变异会很快发生，最多这些细胞经过几次传代后特别的细胞表型就应当表现出来，因此细胞转化应当与致癌基因的突变几乎同时发生。但是在致癌因素作用后几年或数十年细胞才发生恶性转化；
7 肿瘤细胞的表型应当与基因变异一样稳定。但大多数肿瘤表现为遗传型和表现型不稳定；
8 肿瘤细胞应当是发生特定基因变异的二倍体细胞。但是除了由病毒直接转化的肿瘤外，所有的实体肿瘤都是非整倍体；
9 假设单个癌基因的激活就可以导致肿瘤发生，那么就会出现原癌基因突变的几率相对较高而肿瘤的发病率却很低的矛盾。因为，人类的基因组的核苷酸总数是109，细胞每次分裂发生变异的几率最少是1/109，因此人的体细胞中含有变异癌基因的几率至少是1/109。又因为人体含有1014个细胞和到现在为止至少发现有60个癌基因并且它们的激活不是只有一种变异方式，因此在任何时候每个人发生肿瘤的几率比105大。但是实际上肿瘤发生率不超过5%。再假设肿瘤的产生需要多步变异（例如，大肠癌需要至少7个遗传变异事件），这样也产生了新的自相矛盾。假设正常的突变几率是1/109，那么大肠癌就不可能发生，因为大肠细胞只有1/1063[=（109）7]的癌变的几率。为了解释这些矛盾，再假设肿瘤细胞具有很高的突变几率，是基因变异集合体，但是事实上大多数肿瘤的突变率正常；只有少数肿瘤突变率中度增高；
10 基因变异假说不能解释为什么一些遗传性疾病例如：错配修复缺失的硬皮病和与遗传有关的大肠癌患者为什么只产生特定部位的肿瘤（例如皮肤和大肠癌），而不发生其他类型的肿瘤；
11 不能解释为什么遗传性的染色体不平衡疾病如BLOOM’S综合征患者发生肿瘤的几率升高100倍；
12 根据基因变异理论肿瘤细胞应当是二倍体细胞，与正常细胞的差别只是因为其基因组的某些的癌基因被激活和/或另一些抑癌基因被灭活。但事实上除了很少的由病毒转化的二倍体细胞存在外，所有的肿瘤细胞都是非整倍体，而不是二倍体。
13 随着年龄的增加肿瘤发生的几率增加1000倍。基因变异的假说认为这是由于细胞中变异基因积累的结果。但是由于因为基因变异可以遗传，因此年轻人应当具有较高肿瘤发生率才对，可事实上老年人发生肿瘤的几率最高；
14 在肿瘤耐药方面，基因变异假说认为耐药性的产生是药物代谢基因的失活或多药耐药基因的激活的结果，但存在下列问题：什么样的突变只保护肿瘤细胞而不保护正常细胞？为什么耐药基因只在肿瘤细胞中存在很高的变异率？为什么肿瘤细胞的耐药性只是通过相关基因的变异产生而与相应的染色体的倍体没有关系？为什么对同一药物的耐药性在不同肿瘤细胞中与同一多药耐药基因的表达没有相关关系？为什么对同一药物耐药的基因即使在表达同样的情况下对不同的细胞具有不同的保护能力？为什么非致突变药物在体内或体外对细胞进行选择时，仅经过几代的选择就可以使细胞产生3000倍的耐药能力？为什么自发产生的多药耐药基因的表达对没有接触过化疗药物的肿瘤细胞没有或只有很小的保护功能？为什么一个多药耐药基因的产物就可以产生对其他不相关药物的耐药性？为什么60年前人们发现正常二倍体的细胞基因变异率非常地低（10-12），但是肿瘤细胞对药物的变异率和多药耐药率却出奇的高（10-3-10-6）？
二、 非整倍体假说
（一）非整倍体假说的提出和放弃
近100年前Hansemann和Bover根据非整倍体和实体肿瘤之间的很好相关性提出非整倍体是肿瘤原因的假说。后来被放弃，原因如下：
1 没有发现肿瘤特定的核型，即特定的非整倍体染色体组型；
2 不了解非整倍体在肿瘤发生中的作用和缺乏非整倍体产生异常细胞核型机理的理论，因此许多学者认为非整倍体只是肿瘤产生的的结果而不是原因，或者这种关系不确定。
3 与其它假说一样没能解释漫长的癌变过程；
4 非整倍体也发生在其它非肿瘤细胞中，例如Down综合征病人、老年动物和人以及癌前病变的细胞中；
5 根据现在的技术，还没有确定是否有二倍体的实体瘤存在（由病毒转化的细胞除外）。
（二）非整倍体假说的重新提出和两步致癌假说：
1996年美国科学院院士Duesberg用RAS癌基因转化正常癌细胞没有成功后推测非整倍体是肿瘤产生的主要原因，并于1997年开始用实验证实这个假说并获得很大的成功，之后正式提出此假说。到现在为止，此假说已经顺利地解释了肿瘤的所有现象和并解决了基因变异假说所不能解决的那些问题；其它研究者的结果与此假说的一些推论不谋而合；这些表明非整倍体假说具有的很强的生命力。
A 非整倍体肿瘤假说需要回答以下问题：
1 怎样解释肿瘤细胞核型和表型的异质性与肿瘤单克隆起源之间的关系；
2 非整倍体怎样产生许多异常的细胞表型；
3 在去除了致癌因素作用后，为什么数年或数十年之后肿瘤才发生；
4 致癌因素怎样在不引起基因变异的情况下导致非整倍体产生；
5 为什么与普通变异引起固定的细胞表型不一样，肿瘤细胞的特定表型在遗传上不稳定。
B 非整倍体两步致癌假说：
B1 非整倍体的产生
一种说法是致突变和非致突变的致癌因素可能通过物理或者化学过程改变了一个或更多的染色体，或者通过改变参与纺锤体形成的多种蛋白分子从而导致非整倍体产生。例如：
另一种说法是参与有丝分裂的基因变异导致非整倍体产生。例如：P53，细胞有丝分裂检测点基因以及SKT15等。但是P53在肿瘤中的变异不超过50%；细胞有丝分裂检测点基因在结肠癌细胞中只有11%；SKT15在乳腺癌中也只有12%。因此可能还存在其它基因或机制导致非整倍体的产生。
但是下列原因支持非突变机制导致非整倍体产生。
1 如果非整倍体是由于基因变异引起，则所有由非致突变因素引起的肿瘤都应当是二倍体，但是这与事实不相符合；
2 假设非整倍体是基因变异的结果，则某些由非致突变因素引起的具有很少或没有基因突变的肿瘤细胞中不应当总是有非整倍体染色体的出现，但是实验表明所有的肿瘤细胞都是非整倍体核型。而且，由于非致突变因素导致非整倍体和肿瘤产生的几率都很低，它们同时出现在由非致突变因素诱导产生的同一肿瘤细胞中的几率都很低，因此由非致突变因素引起的肿瘤细胞应当大部分是二倍体，但是事实表明所有的肿瘤细胞都是非整倍体核型。因此唯一可能是致突变因素直接导致非整倍体，再由非整倍体导致肿瘤产生。
3 “细胞有丝分裂检测点基因”的变异应当可以导致非整倍体产生，但是P53基因突变的动物可以多次传代它们的细胞并不产生非整倍体核型，当然这些动物产生非整倍体的几率增高。
4 多环芳烃是非直接的弱效致突变剂，但却是高效的致癌剂和致非整倍体物质。在微摩尔浓度下可以导致20-80%的细胞发生非整倍体核型。只有很少的多环芳烃在体内可被转化为强致突变物质，甚至最强效的直接致突变物质（如：亚硝酸物质）在50%致死剂量下引起特定位点基因变异的几率为104-107个细胞中1个。也就是说由多环芳烃通过特定位点（比如有丝分裂基因）诱导的致非整倍体几率也只有10-4-10-7。因此所有由多环芳烃引起的非整倍体核型都可以归于非突变机制。
5 如果非整倍体是由有丝分裂的基因变异引起，那么低于二倍体的细胞和高于二倍体的细胞数目应当一样。而由染色体的片段引起的非整倍体应当在开始的时候大多数细胞核型应当低于二倍体。事实上在自发产生的非整倍体的人细胞中，低于二倍体的和高于二倍体的细胞数目比例是5-10/1个。因此推测自发产生的非整倍体直接原因是纺锤体和染色体片段的变化。
B2 第二阶段，非整倍体核型自身催化变化从而产生肿瘤细胞的核型。
非整倍体核型是通过使细胞核型不稳定从而开始自身催化细胞核型的变化和进化，最终导致肿瘤细胞核型的产生。非整倍体的细胞核型不稳定是由于非整倍体染色体对平衡敏感的参与构成纺锤体结构的基因作用，导致这些基因表达异常，造成纺锤体和中心粒蛋白比例、甚至中心粒数目的异常。因此异常的纺锤体可能导致染色体不分离，这样恶性循环，通过不同染色体的重新分组，就有可能导致肿瘤细胞特定的核型出现，从而发生细胞转化。由于非整倍体染色体随机分组产生肿瘤的几率很低，因此解释了为什么在致癌因素作用后经过数年或数十年肿瘤才发生的现象。实验表明，高度非整倍体的肿瘤细胞每次分裂其子代细胞获得或者失去某一染色体的几率是2%，但是对于正常二倍体细胞来说，从胚胎期到少年时期体细胞此几率为0%，成人为0.4%。不同的染色体分组导致成千上万的基因表达发生变化，从而能够解释肿瘤细胞的各种特殊的现象，例如：转移、永生化、去分化、特定的DNA比例系数、抗原的变异性、异常的细胞核和细胞表型、人的肿瘤细胞可以在动物身上生长、高耐药性等等。
非整倍体产生肿瘤的条件：
为什么并不是所有非整倍体的细胞都能引起肿瘤？由于大多数肿瘤细胞是多倍体，一般介于3倍体和4倍体之间，这提示可能存在一个上限，而一些肿瘤为近2倍体，因此也可能存在一个下限。统计学和逻辑学也支持在一定范围内非整倍体可以产生肿瘤，超过上限或者低于下限都不可能产生肿瘤，但是这个范围到现在还没有被确定。
C 非整倍体假说的证据：
假说的价值在于能解释被观察到的现象和预测实验结果。
1 有关报道认为用三个互不相关的癌基因可以转化正常细胞，被Duesberg等推测这些被转化的细胞100%是非整倍体核型并被他们证明。
2 Duesberg 等首先证明用致癌剂转化的肿瘤细胞100%是非整倍核型；肿瘤细胞遗传性不稳定的的程度与被转化细胞的非整倍程度呈正比关系；
3 通过数学和实验，Duesberg等证明了非整倍怎样通过改变细胞的代谢和染色体的不对称分裂分裂从而导致肿瘤表型的出现，解决的肿瘤发生的动力学问题。
4 Duesberg等证明了被转化的细胞首先发生非整倍核型，其次才演化为肿瘤细胞。
5 按照非整倍体假说理论，肿瘤特定的表型是由于不同的染色体重新分组的结果，其中永生化的表型就是这样的结果。并且肿瘤的其他表型特征的获得可以相互之间独立，比如增殖能力强的肿瘤细胞克隆不一定具有很高的转移能力，同样转移能力高的肿瘤细胞增殖能力不一定很强。这个已被证明。因此推测永生化的细胞系的永生化机制也是通过染色体的重新分组而获得的，因此这些细胞系也一定是非整倍体，并且是癌前细胞。这个推测也被证明。
6 肿瘤细胞对化疗药物的高变异率和多药耐药性是由非整倍体染色体催化染色体重新分组的结果。按照非整倍体假说，肿瘤细胞对化疗药物的具有很高的突变率和多药耐药性是由非整倍体染色体催化染色体重新分组的结果，而不是基因变异的结果。这个推测被证实。
7 非整倍体假说推测可能存在肿瘤细胞在某一阶段具有特定的核型。3、5和10号染色体等。
8 L等实验也表明非整倍体确实可以导致细胞基因组不稳定，与Duesberg的实验结果接近，既非整倍体的肿瘤细胞每次分裂子代细胞得到或者失去一个染色体的几率是2%。最近他们的数学模型表明细胞转化前首先发生非整倍体核型然后才发生抑癌基因APC的变异。这些结果间接也支持非整倍体假说。
9 SHIH等实验也表明结肠癌的发生过程中，非整倍体核型的出现在结肠癌发生的早期阶段，也间接支持非整倍体假说。
小结：
非整倍体假说的理论核心是：在每次细胞分裂时，非整倍体染色体都不对称性的被随机分配给子代细胞，从而随机的进行染色体重新分组，制造不同的细胞核型导致每一代细胞的生物化学反应都存在量和质的差别，从而解释了肿瘤细胞多样性的细胞表型和遗传性不稳定的核型现象。肿瘤细胞的所有的表型都是由于正常基因表达数量的异常而不是个别特定基因表达活性或水平的异常。肿瘤干细胞的核型的稳定程度与其非整倍体的程度相关，接近二倍体和四倍体的肿瘤细胞肿瘤干细胞的核型可能比较稳定，而介于他们之间的最不稳定。
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