临床前列腺癌呈明显的种族、地区高发的特点，美国黑种人前列腺癌的发病率较高，为137/10万人；而中国人、日本人临床性前列腺癌发病率较低。近年来通过对上述现象的研究，发现与前列腺癌雄激素受体（androgen receptor，AR）有关。除脾外，AR几乎在人类所有组织中都有不同水平的表达。AR为单拷贝基因，位于Xq11-12，长度约90kb，含有8个外显子。第一外显子中的CAG重复序列长度与AR转录调节活性存在负相关性，CAG重复长度越短，AR转录活性越高，使DHT生物活性增高，前列腺上皮细胞受到过度刺激而生长，从而增加了前列腺癌发生的危险性。与拥有长CAG重复重复序列的患者相比，有18个CAG重复的等位基因的男性患高级、晚期前列腺癌的风险将会增加2倍。对多个种族正常人群的比较研究发现，CAG平均重复长度为：亚洲人﹥墨西哥裔美国人﹥美国白种人﹥美国黑种人，这与不同种族间前列腺癌发病率的差异相吻合。

雄激素通过AR介导产生对靶器官的作用，在前列腺癌组织中，AR介导雄激素促进前列腺癌细胞增殖。前列腺癌的雄激素受体位于细胞质内，AR是雄激素依赖性转录因子和重要的启动因子，在没有激素作用下，AR与热休克蛋白（HSP）结合，HSP有稳定AR的作用；当AR与雄激素如双氢睾酮（DHT）等结合后，AR-HSP复合体分开，DHT与AR结合形成DHT-AR复合物，复合物与特定的DNA区域（雄激素反应元件）结合，调节特定的mRNA转录和表达，从而对靶器官产生生物学效应。

血清睾酮在前列腺内由5α-还原酶转换成双氢睾酮（DHT），睾酮来源于睾丸的Leydig细胞，其合成受垂体分泌的黄体生成素（LH）控制，而后者则为下丘脑释放的黄体生成素释放激素（LHRH）所调节，这一内分泌调节轴在垂体及下丘脑水平均有负反馈抑制作用。除睾酮外，血清内尚有5%～10%的弱雄激素来源于肾上腺，这类弱雄激素主要是脱氢表雄酮（DHEA），其分泌受垂体合成促肾上腺皮质激素（ACTH）控制，而后者则接受来自下丘脑的促肾上腺皮质激素释放激素（CRH）调节。来自肾上腺的弱雄激素虽然数量不多，但由于其在前列腺内可以转变为活性雄激素DHT，因此对前列腺癌的生长仍具有重要的意义。

正常或癌变的前列腺上皮细胞需在雄激素刺激下生长和增殖。并非所有前列腺癌细胞对雄激素的反应都是相同的，根据细胞凋亡与雄激素的关系，可将前列腺癌细胞分为以下3类：①雄激素依赖性细胞（androgen dependent cells），这类细胞的生存需要雄激素的存在，而去除雄激素后，细胞将发生凋亡；②雄激素敏感性细胞（androgen sensitive cells），这类细胞的生存并不需要雄激素的存在，但雄激素的存在可使细胞发生增殖；③雄激素不敏感性细胞（androgen insensitive cells），这类细胞的增殖和凋亡与雄激素的存在与否无关。

雄激素依赖性前列腺癌可以演变为非雄激素依赖性前列腺癌，这与AR基因表达扩增、基因突变、AR辅助调节因子异常及不依赖配体的AR活化有关。

癌基因是指能导致细胞恶性转化的核酸片段，它在细胞的正常生长、分化中起重要作用。与前列腺癌的发生发展密切相关的癌基因主要有以下4种。

Bcl-2基因位于染色体18q21.3，全长230kb，含3个外显子，通过染色体易位而激活，易位使得Bcl-2基因序列与Ig位点的强调控元件相结合，导致易位细胞中的Bcl-2基因表达失控。Bcl-2蛋白是一个跨膜蛋白，位于核周间隙、内质网及线粒体外膜。其特点是通过抑制细胞的程序性死亡而不是通过促进细胞分裂来延长细胞的存活，其过度表达可以抑制细胞程序性死亡而阻碍或延迟正常细胞分化，从而延长细胞的寿命，使癌变效应得以累积，增加基因突变的发生概率，而这些基因突变的细胞大多数是靠凋亡来清除的，由于Bcl-2的凋亡抑制作用，使得这些前列腺细胞无法及时清除，增加了这些基因异常细胞的积累，从而加速了前列腺癌的发生发展。正常成年人前列腺分泌上皮细胞不表达Bcl-2蛋白，在69%（95/138）的前列腺癌患者中，Bcl-2基因呈阳性表达，Bcl-2的表达增加前列腺癌的恶性程度而导致预后不良，其表达水平与癌细胞的分化程度相关，分化越低的前列腺癌表达越高。

C-myc基因属于myc家族，人C-myc基因定位于染色体8q24，含3个外显子。原癌基因C-myc编码一种位于核内的转录调控因子，C-myc原癌基因产物参与调控正常细胞的增殖、转化及分化。它在非转化的正常细胞中的表达依赖于生长因子，是调节细胞周期变化的关键因素。C-myc基因在被激活为癌基因后，表达异常增高，驱使细胞由G ₀、G ₁期向S期转化，使细胞脱离正常生长，具有高度增生潜能，开始向恶性表型转化，抑制细胞的分化。在前列腺癌细胞中可以发现C-myc发生了扩增、重排等改变，C-myc蛋白产物的表达与前列腺癌关系密切，可能与患者的预后有关。

Ras基因家族包括H-ras、K-ras、N-ras，每一种Ras基因都编码一种低分子量G蛋白。Ras基因的点突变通常发生在第12、13及61位密码子，这些位点的突变使Ras从原癌基因转变为癌基因。Ras蛋白在细胞增殖分化信号从激活的跨膜受体传递到下游蛋白激酶的过程中起作用。突变的Ras蛋白可降低自身内源性GTP酶的活性，还降低了它们与GTP酶活化蛋白的结合能力，导致Ras蛋白与GTP的持续结合并有促进细胞生长的作用。研究发现，Ras突变能激活苏氨酸激酶的蛋白质ras/（mitogen-activated protein kinase，MAPK）途径，提高雄激素受体（AR）对激素的敏感性，减少前列腺癌细胞LNCaP生长所需的雄激素，同时也减少前列腺素特异抗原（prostate-specific antigen，PSA）的表达。Ras家族能促使前列腺癌进入激素高敏感性阶段，通过对AR转录因子的翻译后修饰（如磷酸化作用）调节其功能，使AR即使在很低浓度的激素作用下也能起作用，AR在非激素依赖性的前列腺癌中依然存在，而AR在低于生理水平的雄激素中如何起作用的机制是解释非激素依赖性前列腺癌的关键所在。

HER-2/neu属于具有酪氨酸蛋白激酶（TPK）活性的表皮生长因子（EGF）受体家族。HER-2/neu基因位于染色体17q11.2-12，其编码的p185neu是个跨膜糖蛋白，正常时许多分泌性上皮细胞都有低水平的表达。初步认为，HER-2/neu的过表达可以通过交叉激活（transactivation）AR而引起肿瘤。HER-2/neu基因在前列腺癌中有扩增，与不依赖雄激素的生长有关，且与复发呈正相关。体外试验表明，HER-2/neu在依赖雄激素的前列腺癌细胞中高表达将导致在无雄激素时AR的激活，同时，HER-2/neu抗体能显著地抑制前列腺癌细胞系的生长。这些研究表明，HER-2/neu基因参与了前列腺癌的形成。

Rb基因是最早发现的抑癌基因，定位于染色体13q14，编码110KD具有DNA结合能力的核磷蛋白，后者在细胞周期的调节中起主导作用，参与细胞周期的调节，对细胞生长起负调控作用，同时还可调控与细胞增殖有关的原癌基因的表达。Rb去磷酸化后与转录因子E2F结合，抑制它的活性，抑制细胞从G ₁期进入S期，使细胞停滞在G ₁期，从而抑制细胞增殖，诱导细胞凋亡。而Rb基因的磷酸化，使转录因子E2F解离下来，促使DNA合成相关的酶的转录启动，使细胞从G ₁期进入S期，引起细胞增殖。Rb基因的缺失和突变使Rb基因不能表达或异常转录无功能的Rb蛋白，Rb功能的缺失将导致细胞周期的失调，引起细胞的非控制性增殖而导致肿瘤的发生。在60%前列腺癌临床病例可观察到Rb杂合子的丢失。Maddison等的研究表明，Rb的失活引起E2F表达增多，可引起早期前列腺癌，促进前列腺癌的发展进程和转移。Rb基因可能与前列腺癌细胞的分化过程有关，在低分化前列腺癌中Rb基因的缺失和突变更为常见。

p53基因定位于人17p13.1，其产物p53蛋白是由393个氨基酸所组成的核磷蛋白，是一细胞周期相关蛋白。p53蛋白可分为野生型wt-p53及突变型mt-p53两种。p53基因通过p21基因而间接作用于细胞周期。wt-p53重要作用是监视细胞基因组的完整性，如果DNA遭受破坏，p53蛋白将大量积累并促使DNA复制进入G ₀静止期，抑制细胞增殖。野生型p53蛋白是一种顺序特异性的DNA结合蛋白，能结合p21基因的启动子，诱导p21基因的转录。p21基因定位于人6p21.2，其产物p21蛋白可直接结合CDK或多种CDK-Cyclin的复合物而抑制CDK2、CDK4、CDK6活性，而CDK被抑制就不能使Rb蛋白磷酸化，从而使细胞周期抑制在G ₁期，从而发挥细胞周期的负调节功能，避免突变的DNA复制。在p53基因出现突变或功能性缺失时，可造成p21基因表达水平及p21蛋白与Cyclin-CDK复合体的结合能力下降，带着损伤DNA的细胞将会进入S期，因为遗传不稳定性，细胞将发生突变和染色体畸变，产生肿瘤。mt-p53可以灭活wt-p53的功能，导致细胞转化和过度增殖而产生肿瘤行为。并且wt-p53尚可以抑制雄激素受体（androgen receptor，AR）的活性，而AR在前列腺癌发生、发展中起重要作用，因此，p53的突变或缺失可能与前列腺癌浸润、转移有关。

p16基因又称多肿瘤抑制基因（multiple tumor suppressor 1，MTS1）。p16基因全长8.5kb，编码细胞周期依赖性激酶CDK4的抑制蛋白，该蛋白的分子量为15.8kDa，故称为p16。p16作为CDK4的抑制蛋白，对正常细胞起负反馈调节作用，p16蛋白和细胞周期素D（cyclin D）竞争性地与CDK4结合，p16蛋白能特异性地抑制CDK4的活性，使Rb蛋白不被CDK4磷酸化，非磷酸化的Rb蛋白能与促进细胞分裂的某些转录因子（如E2F）结合，抑制转录，使细胞不能从G ₁期进入S期而阻止细胞分裂增殖。p16基因缺失、突变或甲基化而表达缺失时，常可以刺激细胞分裂增殖，甚至发生癌变。p16在维持细胞自身稳定、消除突变细胞和防止肿瘤发生等方面起着非常重要的作用。研究发现，p16表达缺失的前列腺癌患者5年生存率明显降低，且肿瘤局部进展和远处转移的可能性显著增加。因此，p16基因的表达可以作为前列腺患者预后的指标之一。

PTEN基因定位于染色体10q23.3，全长为200kb，是一个具有双重特异性磷酸酶活性的抑癌基因，含有9个外显子，8个内含子，其蛋白产物与张力蛋白和辅助蛋白具有同源性。PTEN的N端含有一个蛋白酪氨酸磷酸酶（PTP）的功能区，PTPase可使酪氨酸/丝氨酸/苏氨酸的残基去磷酸化，在多种信号途径和细胞周期中发挥作用。PTEN通过3-磷酸磷脂酰肌醇激酶（PIP3）途径对细胞恶变起负向调节作用。当磷脂酰肌醇3-羟激酶（PI3K）被一些细胞生长因子激活后可使PIP2磷酸化为PIP3，后者通过蛋白激酶B（PKB）和（或）丝/苏氨酸激酶（Akt）促使细胞进入细胞分裂周期，促使肿瘤细胞增殖和存活。PTEN可逆转PIP2向PIP3转化的过程，通过磷脂酰肌醇依赖性激酶1（PDK1）作用于丝/苏氨酸激酶（Akt），诱导细胞程序性凋亡。PTEN蛋白的蛋白磷酸酪氨酸酶结构域与张力蛋白具有广泛的同源性，能与肌动蛋白纤维细丝发生局部黏附，以局部黏附的形式调节肿瘤细胞的浸润和转移。此外有研究表明PTEN有抑制肿瘤血管生成的作用。前列腺癌PTEN的杂合子性缺失较多见，PTEN的表达异常可以促进前列腺癌的生长、浸润和转移，抑癌基因PTEN表达缺失可以作为晚期前列腺癌预后不良的标志物。

人PTI-1是从人前列腺癌细胞系LNCaP中克隆获得的发挥显性作用的肿瘤诱导基因。研究表明，PTI-1基因具有癌基因特性，在调控前列腺癌演变过程中发挥重要作用，前列腺癌患者外周血中可检测到PTI-1的cDNA。Sun等用反转录-聚合酶链反应（RT-PCR）分析的方法在前列腺癌患者的血样中发现其表达，并证明PTI-1为前列腺癌发生的特异性表达基因，其中PCa组织有较高的阳性表达率，而在BPH组织及NP组织中均为阴性。因此，该基因具有极高的检测特异性，对于PCa，BPH的鉴别诊断具有较大意义。

前列腺癌特异性基因（human prostate-specific gene-1，HPG-1）在前列腺正常和异常的生长中均起作用，对于早期特异性诊断和治疗前列腺癌是必需的。目前的研究，用差异显示PCR技术可获取一个339bp的前列腺特异性cDNA片段，使用这个片段筛选人类前列腺λgt10基因文库，可检索到一个全长1468bp的人类前列腺特异性基因，该基因有127个氨基酸的开放阅读框。广泛的数据库检索显示HPG-1有个新型的核苷酸/氨基酸序列，定位于人类染色体3q26位点，这是一个已经被证明与前列腺癌相关联的区域。使用HPG-1基因在体外转录和翻译可表达一种分子量约15kDa的蛋白，该产物是一种跨膜蛋白。用Northern杂交、RT-PCR对19个不同的人体组织进行分析显示HPG-1只在前列腺组织中特异性表达。为了研究其在前列腺癌发生中的作用，对3种前列腺癌上皮细胞系进行了检查，雄激素敏感型（LNCaP）和雄激素不敏感型（DU-145和PC-3）被检查HPG-1的表达。用Northern杂交和定量RT-PCR检测发现LNCaP的HPG-1 mRNA转录产物的水平比DU-145细胞系高2～3倍，而PC-3不表达。使用反义和不义寡核苷酸在体外进行LNCaP细胞培养时，降低了HPG-1 mRNA的水平和抑制了细胞的生长，这种抑制呈浓度依赖性，在72小时时有86%细胞生长被抑制。HPG-1 mRNA的在LNCaP细胞的表达被发现呈雄激素依赖性。HPG-1基因，对雄激素敏感而且只在前列腺中特异性表达，可能与前列腺癌的发生有关，或许能应用于特异性诊断和治疗前列腺癌。

DD3（PCA3）基因是前列腺癌特异性基因的一种，是一种功能为非编码RNA的基因，定位于人类染色体9q21-22，全长约25kb，由4个外显子和3个内含子组成。DD3（PCA3）为前列腺癌特异性标志基因，其mRNA仅表达于前列腺组织。正常的前列腺表达水平很低。但在前列腺癌细胞和LNCaP细胞株中呈高度表达。而其他组织、其他肿瘤组织和细胞系中均无同源性表达，其敏感性及特异性均高于90%，DD3（PCA3）有望成为一个前列腺癌早期诊断和预后监测有价值的标志物。

KLF6是最近报道一个的候选抑癌基因，定位于染色体10p。研究者采用基因微卫星标志物分析法检出约55%的前列腺癌患者存在KLF6基因的缺失，杂合性丢失分析（LOH）显示，77%的被检标本中1个KLF6的等位基因丢失，测序显示71%标本中KLF6基因发生突变，KLF6基因在人体内广泛分布，在其羧基端有3个C ₂H ₂锌指结构，是一种转录因子；在调节细胞生长和分化中有普遍的作用。研究显示，KLF6可通过非p53依赖性途径上调p21的表达，同时还可以通过激活转录因子-3（ATF3）诱导前列腺癌细胞的凋亡，从而抑制细胞的生长。

2000年，Dammann等采用酵母双杂交筛选方法在3p21.3上克隆出一个与鼠RAS效应蛋白Norel和Maxpl高度同源的cDNA，命名为RAS相关区域家族1A基因（RAS association domain family gene 1A），即RASSF1A基因。RASSF1A已被确认为是一种新型候选抑癌基因，它编码一组RAS效应蛋白，在多种恶性肿瘤的发生和诱导细胞凋亡的过程中发挥作用。RASSF1A蛋白能与Ras效应蛋白Nore1以其非同源区域结合形成异源二聚体，再通过Nore1与Ras或Ras相似的GTP酶相互作用，介导相关效应而发挥抑癌作用。RASSF1A启动子异常甲基化引起RASSF1A表达的缺失，可促进肿瘤的发展。有研究报道，前列腺癌患者肿瘤组织RASSF1A基因甲基化率高达71%，且甲基化水平与肿瘤的分化程度和侵袭性显著相关，可见RASSF1A基因的甲基化状态与前列腺的预后密切相关。

DNA错配修复是广泛存在于真核细胞与原核细胞中的，对DNA在复制、重组过程中所发生的错误进行修复，以保持遗传稳定性的一整套监控机制。DNA错配修复基因的缺陷可以通过MMR蛋白表达的丢失（主要为PMS1和PMS2）和（或）异位的微卫星不稳定灶的出现反映出来。在具有DNA错配修复缺陷的肿瘤细胞中微卫星序列具有极高的不稳定性。这种微卫星不稳定性是突变子表现型的一个标志物及DNA错配修复旁路缺陷的一个衡量标志。错配修复基因的缺陷或功能丧失，可以导致DNA在正常修复过程所发生的错误产生积累，引起基因的不稳定，与肿瘤的发生发展有关。错配修复基因在前列腺癌组织中的表达有不同程度的降低，该基因的表达水平与前列腺癌的发生发展密切相关。

人体多数实体肿瘤中存在低氧微环境，瘤细胞为耐受缺氧可发生自身调节和适应。缺氧诱导基因编码的缺氧诱导因子-1（hypoxia inducible factor1，HIF-1）由一个α亚单位和一个β亚单位组成，其中HIF-1α是低氧诱导的，HIF-1α广泛存在于实体肿瘤组织中，参与启动与肿瘤适应缺氧有关的多种基因转录。当肿瘤肿瘤细胞增长较快，血供相对不足导致局部缺氧时，HIF-1α表达升高，激活编码葡萄糖转运、糖酵解的酶基因，从而增强糖的分解，使肿瘤细胞在相对缺氧状态下获得更多的能量供应，以维持细胞的存活与增殖。同时，HIF-1α可通过调控编码血管内皮生长因子（VEGF）基因的转录使VEGF呈高表达，并进一步促使血管生成，在肿瘤对缺氧的适应中发挥着重要作用。HIF-1α在前列腺癌细胞中普遍高表达，下调HIF-1α的表达可以抑制肿瘤细胞的增殖并诱导其凋亡。

p27基因位于人染色体12p13处，其蛋白产物是一个热稳定蛋白，是高度保守的蛋白分子。p27对细胞周期起负向调节作用，通过阻止细胞G ₁/S期的转换，使细胞周期停滞于G ₁期，抑制细胞的增殖，使细胞有机会修复损伤的DNA或纠正DNA复制中产生的错误。p27有诱导细胞凋亡的作用，用腺病毒载体转染乳腺癌细胞系MDAMB2231，可使p27过表达，导致细胞凋亡明显增加。同时，p27参与对细胞分化的调控，可诱导未成熟细胞进行分化。实验证明p27与肿瘤的发生有关，如p27蛋白缺失的小鼠易发生垂体瘤。研究表明，p27蛋白在肿瘤组织中的表达水平与前列腺癌的分化程度呈显著正相关，且与前列腺癌患者的临床分期明显负相关。

血管内皮细胞生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）是目前公认的刺激肿瘤血管生长的最主要因子，在许多恶性肿瘤组织中高表达。VEGF主要表达在肿瘤细胞的胞质与细胞膜及一些血管内皮细胞中。它可以通过与血管内皮细胞膜上的受体结合而发挥其内皮相关功能，促进内皮细胞的分裂、游走和增殖，诱导宿主毛细血管新生并长入肿瘤组织。VEGF的表达又受多种因子的调节，p53基因的抑制肿瘤作用通过调节肿瘤组织VEGF的表达水平，具有促进肿瘤血管形成的作用。有研究显示即VEGF的表达程度也随着前列腺癌临床分期的增高而增加，说明VEGF与前列腺癌的生长转移密切相关。

转化生长因子-β（TGF-β）是一种多功能的多肽，有TGF-β ₁、β ₂、β ₃3个亚型。TGF-β ₁为二聚体多肽，主要在内皮细胞、血细胞、结缔组织细胞和上皮细胞中表达。TGF-β ₁作为生长因子，具有调节细胞增殖、分化和凋亡等多种生物活性。它也是强烈的趋化因子，可吸引巨噬细胞和成纤维细胞，并释放成纤维细胞生长因子（bFGF）、血小板衍生因子（PDGF）和肿瘤坏死因子（TNF-α）等多种血管活性因子，促使血管生成，导致肿瘤转移。有研究表明，在前列腺癌组织中，TGF-β ₁及其受体均有表达，而且表达水平高于癌周组织。

表皮生长因子（EGF）通过表皮生长因子受体（EGFR）发挥作用。EGFR基因位于第7号染色体的短臂上，其表达产物存在于细胞膜上的一种跨膜糖蛋白，其分子量为170KD。EGF是细胞信号传递过程中的重要物质，通过自分泌和旁分泌途径，EGF刺激EGFR自磷酸化，导致其下游的信号通路活化，从而促进细胞增殖，侵袭和抗凋亡等功能。EGFR的过度表达，可以导致细胞之间错误信息传递，导致肿瘤的发生或进展。体内外试验已经证实，通过选择性地抑制表皮生长因子受体（EGFR）酪氨酸激酶活性，可以抑制前列腺癌的生长、转移和血管生成，并增加前列腺癌细胞的凋亡。

碱性成纤维细胞生长因子（basic fibroblast growth factor，bFGF）是由146个氨基酸组成的多肽生长因子，是一种常见的内皮细胞分裂原，通过自分泌或旁分泌机制促进血管的生成、组织再生、抑制细胞凋亡及增强细胞侵袭能力等，与许多疾病的发生发展关系密切。研究表明，bFGF在前列腺癌和前列腺增生的发生发展过程中也发挥着重要作用。前列腺癌患者血bFGF含量明显高于非前列腺癌患者，免疫组织化学染色显示，bFGF主要存在于前列腺癌的基质细胞中，上皮细胞亦有少量表达。

血小板衍生生长因子（platelet-derived growth factor，PDGF）是多种细胞产生的内源性肽类生长因子，它可促进细胞从Go进入S期，刺激其DNA合成及细胞增殖。PDGF有一个酪氨酸激酶区与数个癌基因的激活有关。PDGF与其受体结合后，可通过Ras通路和Ras非依赖性通路将信号传递至核内，导致相关基因的表达，最终刺激细胞的分裂与增殖。PDGF作为一种血管生成因子可以通过促进肿瘤的血管生成，间接地影响肿瘤细胞增殖，参与肿瘤的发展。PDGF在前列腺癌中过度表达并可能与骨转移有关。在前列腺癌的骨转移过程中，PDGF能够直接或间接通过依次激活PKB/Akt和MAPK/ERK信号途径，将细胞生存信号传入核内，促进增殖，抑制凋亡。

前列腺特异性抗原（prostate-specific antigen，PSA）是20世纪70年代发现的一种分子量30kDa的丝氨酸蛋白酶，定位于染色体19q13.4，属于人类组织激肽释放酶基因家族（tissue kallikrein family）主要由前列腺上皮细胞合成。最初认为PSA具有前列腺特异性，只由前列腺细胞产生，但进一步的研究发现，在其他非前列腺组织如女性乳腺中也检出PSA。PSA在外周血中的浓度较底，血清中的PSA以游离态和结合态存在，大多数PSA和α ₂-巨球蛋白、α ₁-抗糜蛋白酶等结合形成复合物，而只有少量以游离状态存在。PSA在精液中有较高浓度，它的功能是使射精后的精液凝块液化。PSA水平受雄激素受体水平的调节。在正常生理条件下，由于前列腺腺泡与淋巴系统之间存在着由内皮层、基底细胞层和基底膜构成的屏障作用使PSA主要局限于前列腺组织内，维持了血循环中PSA的低浓度。当前列腺肿瘤或其他疾病破坏了这道屏障时大量的PSA进入机体的血液循环，升高的血清PSA成为前列腺病理改变的重要标志物。

前列腺特异性膜抗原（prostate-specific membrane antigen，PSMA）是一种前列腺细胞膜上的Ⅱ型跨膜糖蛋白，特异的表达于前列腺上皮，在前列腺癌及其转移灶中表达增高，在前列腺外组织只有少量表达。用Western blot、ELISA方法测定血清中PSMA含量，在前列腺癌患者、良性前列腺增生（BPH）患者、正常男性血清中均可检测到PSMA，前列腺癌患者（特别是临床进展期患者）血清PSMA含量显著高于对照血清，提示血清PSMA可用于前列腺癌的筛选与检测。PSMA位于细胞膜上，具有前列腺组织特异性，因此在前列腺癌的早期诊断、发现不明显的转移灶（如淋巴结、骨等）及复发灶，判断病情进展及预后，以及在前列腺癌的靶向治疗中具有重大意义。

前列腺干细胞抗原（prostate stem cell antigen，PSCA）是在研究前列腺癌基因表达的过程中发现的，是一种前列腺特异性表达的细胞膜表面抗原，其基因30%与干细胞抗原-2（stem cell antigent，SCA-2）同源，并由此而得名，是Thy-1/Ly-6膜抗原家族成员之一。PSCA基因位于染色体8q24.2。PSCA是表达在前列腺上皮细胞表面的糖蛋白，通过糖基磷脂酰肌醇（GPI）共价锚定在细胞表面，而不形成分泌形式。PSCA具有高度的前列腺特异性，虽然PSCA在胎盘、肾、小肠内呈低水平表达，但其表达水平不足正常前列腺的1%。PSCA在正常前列腺组织、良性及恶性前列腺病变中均有不同程度的表达。PSCA基因位于染色体8q24.2区中癌基因C-myc附近，而C-myc则在﹥20%的复发性和转移性PCa中扩增。因此，PSCA蛋白的过表达与PSCA和C-myc基因在PCa中的共同扩增有关。PSCA作为一个很有希望的、新的细胞表面抗原，可能在人PCa的诊断治疗及预后判断方面具有潜在的应用价值，如前列腺活检标本中PSCA的过表达可能用于甄别复发或转移性的PCa高危患者。

随着分子生物学的进展，人们发现许多癌基因编码产物具有酪氨酸激酶活性，与肿瘤的发生关系密切。前列腺癌中酪氨酸激酶简称PTKs（protein tyrosine kinase），具有催化许多重要蛋白质的酪氨酸残基磷酸化而活化的作用。PTKs在细胞增殖甚至恶性转变过程中起着重要的作用。

PTKs包括受体型PTKs（receptor tyrosine kinase RTKs）和非受体型PTKs两大类。RTKs有一个跨膜区和可变的胞外区，而胞内区存在具有内在酪氨酸激酶活性的功能区。PTKs包括上皮生长因子（EGFR）、胰岛素样生长因子受体（IGF-R）、纤维细胞生长因子受体（FGFR）、血管内皮细胞生长因子受体（VEGFR）等受体。非受体型PTKs包括Src酪氨酸激酶家族和存在于细胞质内的酪氨酸激酶，通常都含有与亚细胞或特异性蛋白质相结合的序列，但具有显著的结构差异。具有重要生物学功能的生长因子如EGF、VEGF、FGF和IGF等与特异性的RTKs结合，会引起该受体形成稳定的二聚体，并使位于细胞内的受体区域自动磷酸化，该磷酸化的区域是细胞内含有src同源-2（SH-2）结构蛋白的结合位点，可激活细胞内多种信号通路的如丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）介导的Ras/Raf-MAPK-ERK1/2信号转导通路、磷脂酰肌醇-3-激酶（phosphorinositide-3-kinase，PI3K）介导的信号转导通路、Stat 3介导的信号转导通路等而发挥着不同的生理学作用。配体的过量表达与酪氨酸激酶的活性增高可以促进肿瘤细胞的增殖。临床研究针对酪氨酸激酶信号通路的靶向抑制剂取得了一定的成果。

肿瘤干细胞（cancer stem cells，CSCs）是存在于肿瘤内的极少数细胞，这些细胞具有无限增殖、自我更新及多向分化潜能。目前发现的前列腺肿瘤干细胞表面标志包括CD44、整合素α ₂β ₁和CD133，前列腺肿瘤干细胞表面共同表达这3种标志。这些细胞表面标志与正常前列腺成体干细胞的表面标志一致。

CD44是一个糖基化的细胞表面黏附分子，是接受细胞外基质糖基化、透明质酸化信息的受体，广泛表达于一些正常人的上皮细胞、间质细胞或特定的肿瘤细胞表面，参与免疫识别、淋巴细胞归巢和细胞与细胞、细胞与基质之间的特异性粘连过程及细胞的迁移运动。免疫组化发现PCa组织中的表达明显低于良性前列腺组织，并随着Gleason分级的增加而降低，表明PCa的发病可能与CD44表达降低有关。

CD133是一种分子量为120kDa具有5个跨膜区的糖蛋白。CD133选择性地在骨髓和外周血造血干细胞及内皮祖细胞表达，未成熟的造血干/祖细胞的标志，但在成熟内皮细胞上不表达。CD133可以促进新生血管生成，参与信号传递。在多种肿瘤细胞系上发现有CD133mRNA的表达。进一步观察发现，前列腺癌干细胞发生分化后，CD133表达大大下降。

整合素是细胞表面的一种重要的黏附分子，是由a、β两条链经非共价键连接而成的异二聚体跨膜蛋白。主要介导细胞与细胞及细胞与细胞外基质之间的相互黏附，并介导细胞与细胞外基质之间的双向信号传导，对细胞的黏附、增殖、分化、转移和凋亡起到重要的调控作用。在肿瘤的侵袭、转移中发挥重要作用。整合素α ₂β ₁是前列腺癌肿瘤干细胞标志之一，在前列腺癌远处转移灶的形成中可能起重要作用。

前列腺基质及其上皮之间的交互信号是器官发育和体内平衡的基础。肿瘤细胞和基质成分之间的相互作用在肿瘤细胞侵袭、传播和远端生长中对致癌和恶性肿瘤生长具有重要作用。在上皮性肿瘤的情况下，前列腺基质经历表型变化，丧失了分化良好的平滑肌细胞群和癌相关成纤维细胞群体的扩张。

现有观点认为，肿瘤上皮细胞引起临近的间质细胞有氧糖酵解，这些与肿瘤相近的间质细胞可以分化，产生大量的乳酸和丙酮酸，肿瘤上皮细胞重新摄取这些能量丰富的物质，并且利用他们进行三羧酸循环，并产生大量的ATP，而这些ATP是有氧氧化产生的，并且导致肿瘤细胞的高增殖性。同时上皮间质转化可能促进了细胞具备干细胞的潜力，进而引起肿瘤的发生、发展和转移。

PZ间质细胞可以促进肿瘤细胞的生长，其可能机制是促进的肿瘤细胞的有氧糖酵解和有氧氧化。至于其具体的调控机制还有待于深入研究。

自从1941年，Huggins等发现了前列腺癌（PCa）生长依赖于血清睾酮（T）的浓度，雄激素依赖模式已被广泛接受。这也是目前晚期前列腺癌主流的雄激素剥夺治疗方式的依据。通过与雄激素受体（AR）的特异性相互作用，雄激素可以调节前列腺组织生长和功能。睾酮转化为双氢睾酮（DHT）与雄激素受体（AR）结合的后续相互作用启动了一系列信号通路，其中涉及AR共激活因子的募集，导致基因表达增加和细胞代谢及细胞生长的调节。雄激素剥夺治疗激素敏感前列腺癌的初步行为是通过程序性细胞死亡途径，最终导致前列腺癌细胞的细胞周期阻滞和凋亡。在分子水平上，雄激素受体构成复制复合物（replication complexes，RCs）的一个组件，在基因组中的特定位点组装。在前列腺癌细胞中，这些复合物作为授权因子，确保每个片段的基因组只复制一次。每个细胞分裂后，这些因子重新回收。最初，雄激素剥夺在去势敏感的前列腺癌细胞中迅速清除能够与RCs结合的受体池，这些关键因素的耗尽导致细胞分裂停止，通过众多机制，促使细胞死亡迅速发生。

然而，该模式无法解释一些现象。Wright等研究了不同剂量的睾酮对阉割55天以上的Sprague-Dawley大鼠前列腺再生长的影响。结果显示，在低睾酮剂量下，前列腺重量随着睾酮浓度的升高而升高，但随后在较高剂量时达到平台，无法进一步增长。在Bologna等的一组实验中，前列腺癌细胞仅在最低测试浓度的睾酮和DHT（0.001mmol/L）下才能增强生长速率和细胞倍增时间，而较高的浓度则导致不显著的生长抑制。

人体试验结果表明，在没有前列腺癌的男性中，将血清睾酮浓度或前列腺内DHT浓度降低至去势水平会导致PSA水平发生实质性的一致快速降低，并且使前列腺体积缩小到一定程度。相反，从去势到正常雄激素浓度的变化存在类似的实质性变化，PSA水平成倍升高。这些结果表明雄激素浓度在去势或接近去势范围内对前列腺组织的影响最大。

内源性睾酮浓度对已知前列腺癌男性的影响已有大量研究。Monath等调查了150名无前列腺癌患者内源性睾酮浓度对PSA水平的关系。患者平均年龄60.1岁（41～79岁），平均PSA水平为2.0ng/ml，平均血清睾酮浓度为458ng/dl，其中96%的睾酮浓度在正常范围内。结果显示睾酮浓度与PSA水平无相关性（ r=0.054， P=0.515）。来自马萨诸塞州男性老龄化研究，该研究入组了更大的样本（ n=1576），发现PSA水平与睾酮浓度之间无相关性。以上说明生理范围内内源性睾酮浓度的变化不影响PSA水平。对正常或性腺功能低下的男性应用睾酮补充治疗的结果显示，接近生理到超生理范围内血清睾酮浓度变化对前列腺没有影响。

这些研究表明，前列腺癌或者与高睾酮浓度无关，或者低内源性睾酮浓度反而与前列腺癌的危险特征之间存在关联，如高Gleason评分，手术中包膜侵犯的风险和更差的生存。睾酮缺乏甚至与正常PSA水平的性腺功能低下男性阳性活检的风险增加相关。

由于每个细胞存在有限数量的结合位点，DHT与AR的结合的特征在于高立体定向性，高亲和力和有限的能力。由于雄激素对前列腺组织的主要作用是通过结合AR发生，因此一旦AR饱和，高雄激素浓度的存在不应引起任何进一步的生物化学反应。

Morgentaler等于2009年提出了一个饱和模型来代替传统的睾酮依赖模型。饱和模型的证据直接来自动物、细胞系和人类的研究。该模型认为睾酮及其细胞内代谢物5α-DHT是前列腺组织生长的关键因素，但在生理血清睾酮浓度下存在过量。在一些称为饱和点的临界血清睾酮浓度以下，睾酮或DHT相对稀缺，导致雄激素浓度成为前列腺细胞增殖中的限速步骤。在该饱和点之上，血清睾酮浓度的变化对前列腺细胞生长，恶性或良性几乎没有或没有影响。动物数据表明，饱和度点处于近去势范围，人类的情况也类似。前列腺细胞对于接近去势范围或低于去势范围（雄激素依赖期）的雄激素浓度具有较高的敏感性，而在高于该水平的情况下（雄激素独立期）则敏感性很弱。基于长期观察，雄激素与AR的最大结合发生在低雄激素浓度。

饱和模型解释了为什么具有高峰期睾酮浓度的年轻人不会发展出前列腺细胞大量良性增生，并且不经常发展为临床意义的前列腺癌。饱和模型进一步解释了为什么提高比生理范围高几倍的睾酮浓度，在没有癌症的男性中测量不到PSA水平或前列腺体积的变化。前列腺癌预防试验（PCPT）的结果也支持了饱和模型。雄性激素剥夺的男性（非那雄胺组）和正常雄激素男性（安慰剂组）相比，发生前列腺癌的比率降低了25%，这与雄激素浓度降至饱和度以下的比率一致。

值得一提的是，饱和模型的概念不是雄激素和前列腺独有的。在类固醇激素与特异性受体结合的其他系统中也得到证实，例如子宫中的雌激素。

除了饱和现象外，人们在研究中进一步发现虽然肿瘤的生长依赖于激素，在特定条件下激素反而能够抑制肿瘤的生长。这就是类固醇的双相作用。

在MCF-7乳腺和LNCaP前列腺癌细胞系中，分别观察到雌激素和雄激素的双相作用。当MCF-7细胞系经历长时间的雌激素撤除时，通过不同的机制，暴露于17β-雌二醇，产生经历凋亡的增殖变体。放置在长期（8～20个月）雄激素缺乏的细胞培养条件下的LNCaP细胞类似地在体外和体内获得雄激素可抑制的增殖表型。随着时间的推移，当再次暴露于类固醇时，MCF-7和LNCaP细胞系分别具有恢复雌激素和雄激素刺激的表型能力。

研究证明，雄激素可以抑制AR阴性前列腺癌细胞系模型中的细胞增殖；非AR表达前列腺癌细胞中AR的活化可以减少细胞生长。在雄激素敏感的LNCaP、CWR22Rv1和LAPC-4人类前列腺癌细胞中，AR在有丝分裂中降解，而在非恶性表达AR的正常人前列腺基质细胞中，AR用作转录因子而不是许可DNA复制因子，在整个细胞周期中AR的表达保持不变。在正常的AR水平，癌细胞能够完全降解核内DNA结合的AR，允许通过有丝分裂，要么进入G1期进入另一轮的细胞分裂，要么退出细胞周期。然而，在较高的细胞水平的AR，见于CRPC患者前列腺癌细胞，睾酮治疗产生雄激素水平的急性升高，导致足够稳定的DNA结合AR蛋白，不足以在有丝分裂过程中完全降解。在有丝分裂中没有及时和完全降解的AR，是DNA复制的起源，仍然保持AR绑定，因此终止DNA的重新授权，最终导致细胞增殖停止。

另外，研究表明对雄激素缺乏前列腺癌细胞补充雄激素也可以产生显著的DNA双链断裂，导致染色体和基因重排，包括TMPRSS2-ERG融合。在相关的研究中，Ju等表明雌激素信号在乳腺癌细胞中涉及一起招募雌激素受体和拓扑异构酶Ⅱβ（top2b）至雌激素受体的靶位点，其中top2b介导瞬态双链断裂。最近的证据表明，雄激素同样诱导top2b介导AR靶基因的双链断裂。

在较低剂量下，类固醇激素可以诱导细胞增殖，但在高生理浓度下，细胞增殖被抑制。因此，提高类固醇高生理剂量可能具有治疗价值。饱和模型和雄激素的双相作用为应用雄激素双相疗法（bipolar androgen therapy，BAT）治疗去势抵抗性前列腺癌（CRPC）提供了理论依据，并开辟了一个新的治疗前景。雄激素双相疗法将在后一章节阐述。

芳香化酶在男性体内扮演着重要的角色，是男性体内雄激素转化为雌激素过程中的关键酶。研究发现前列腺细胞核内的雌激素受（ER）体信号传导系统是雌激素在体内的主要作用机制。雌激素受体有两种亚型，分别为ERα和ERβ。在前列腺癌的发生发展过程中，ERα和ERβ两种亚型的受体扮演着不同的作用。其中，ERα在前列腺腺癌及癌前病变的发生发展过程中扮演着非常重要的角色，起致癌作用，促进癌症的发生发展。但是，ERβ的作用与ERα相反，起抑癌的作用，抑制癌症的发生发展。有研究报道表明，ERβ通过肿瘤坏死因子α与Caspase-8共同作用，诱导前列腺细胞的凋亡，并且ERβ可以通过非经典激活途径抑制细胞增殖，发挥抑制癌症的作用。综上所述，ERα和ERβ因其在前列腺癌的发生发展过程中扮演的特殊角色。有研究报道，ERβ的雌激素特异性激活剂研究取得一定的进展，并获得了良好的效果，有望成为前列腺癌治疗的新手段。

研究发现胎儿的前列腺暴露于母体的雌激素之中，可以出现严重的鳞状上皮化生，虽然这种化生大多在出生后1个月发生逆转。但是，胎儿时间在母体子宫内雌激素所造成的前列腺腺体结构异常是无法恢复的。这是成人后发生前列腺炎、前列腺异常增生、肿瘤等病理生理过程的重要因素。

Friedman报道了正常人前列腺上皮中因DNA高甲基化而无芳香化酶的表达。如果芳香化酶基因突变或者甲基化失败导致芳香化酶异常表达，则会促进雄激素像雌激素的转化，此种现象在前列腺癌组织和癌旁组织中常见。Duenas等研究表明芳香化酶mRNA的表达与患者的生存时间有相关性，该酶水平越高，恶性肿瘤的级别越高，间接提示雌激素在人前列腺上皮的发生和发展中具有调控作用。Ellem等研究亦支持雌激素对前列腺癌的发生发展具有调控作用。McPherson等敲除了小鼠体内芳香化酶基因使小鼠体内长期处于高雄激素但缺乏雌激素。研究发现，敲除芳香化酶基因后将会引起前列腺的过度肥大和增生，但不能诱导前列腺癌的发生。Huang等研究发现，烯雌酚和高剂量的雌二醇暴露可导致在生长发育过程中出现前列腺炎、异常增生和前列腺上皮内瘤变和癌前病变，甚至发生癌变。Goodwin等研究发现，变性人在使用雌激素的过程中，前列腺上皮组织出现鳞状上皮化生，前列腺癌的发病风险大大增加。

雌激素可以造成DNA的损伤，主要因为雌激素造成活性氧的增加，导致脂质的过氧化，从而导致DNA损伤。

雌激素能促进泌乳素分泌，进一步促进肿瘤的生长。Fernandez等研究表明泌乳素能够增强肿瘤对于化疗抵抗。Li等研究报道表明前列腺癌细胞的stat5基因异常激活可以促进泌乳素分泌增多，从而促进细胞增殖，间接证明了雌激素在前列腺癌的发生发展中的作用。

实验观察表明，给予雌激素后，前列腺组织中出现CD4 ⁺、CD8 ⁺的T细胞和巨噬细胞的浸润。实验研究表明，成年的Waster大鼠进行雌激素处理后，可以观察到一系列的炎症因子（包括白介素-1、白介素-6、巨噬细胞炎症因子等）增加。炎症通过氧化应激反应及自由基的形成，引起DNA的损伤，机制与基因毒性机制中的活性氧增加造成DNA的损伤类似。并且炎症因子和前列腺与血管的生成相关，这是肿瘤生长的重要因素。

间质细胞中的烯醇化酶可因雌激素的增加释放增加，从而促进前列腺癌的转移。

ERα主要分布在正常前列腺的间质细胞中。ERβ则表达于正常的前列腺上皮组织中，随着前列腺癌的发生发展过程逐渐减低。特别是高级别的前列腺癌中的表达明显降低。刘余庆等分析研究了ERα和ERβ在前列腺癌、癌旁组织中的表达分布特点发现，ERα表达在癌旁无肿瘤组织间质细胞显著增加，而癌组织中ERα表达低于癌旁无肿瘤组织间质细胞，此现象提示癌旁组织中的ERα在相同的肿瘤微环境中可能参与了癌变的过程。同时ERβ在前列腺增生上皮细胞中的表达较间质细胞显著升高，但是在前列腺癌组织中，并未观察到上皮细胞中的ERβ的表达高于间质细胞，这可能与ERβ在癌上皮细胞中的表达的下降有关。癌旁组织间质细胞的ERβ表达与前列腺癌增生组接近，较前列腺癌显著升高。此现象提示，在前列腺癌旁非肿瘤组织中，间质细胞的ERβ仍然发挥着抑制癌症的作用。Horvath等报道ERβ表达于95%的正常前列腺上皮，24.2%表达癌旁组织，而在前列腺癌组织中，仅有1.3%的表达，上述研究提示ERβ可能在前列腺癌的发生发展过程中起到抑制作用，是一种肿瘤抑制受体。然而，Daniels等研究表明，ERα在前列腺癌间质中可见其表达下降，但是在上皮组织中可见其高表达，肿瘤的分期和分级与ERα的表达水平呈正相关关系，上述研究提示，ERα在前列腺癌的发生发展过程中起到促进作用。

Zellweger等研究表明，ERβ的缺失可以诱导上皮细胞向间质细胞的转化，ERβ表达量与前列腺癌患者的预后呈负相关。在癌旁组织的微环境中，间质细胞来源的雄激素前体物质经过前列腺癌细胞代谢后能够生成ERβ配体，而ERβ配体与ERβ结合后能够发挥对E-Cadherin的转录调控作用，因而起到降低癌旁组织细胞增殖活性的作用。Yun等研究表明，ERβ的活化还可以诱导前列腺癌细胞的凋亡。McPherson等报道，ERβ敲除小鼠通过上调Bcl-2的表达从而抑制凋亡，用ERβ受体激动剂处理芳香化酶缺失的小鼠，可以选择性地抑制前列腺的肥大和增生。Verma等报道ERβ可通过抑制端粒酶的作用减少肿瘤细胞的增殖。

Chen等研究表明敲除ERα基因的小鼠前列腺细胞的凋亡增加，ERα与前列腺间质部分的增生和发育密切相关。早期的研究发现使用雄激素和雌激素共同处理可以诱导前列腺癌的产生，但在敲除ERα的小鼠中就不能再使用雄激素和雌激素共同处理来诱发前列腺癌的发生。Prossnitz等研究表明G蛋白偶联受体与细胞膜的ERα结合产生级联信号，促进癌细胞的增生和转移。Bonkhoff等研究证实，在前列腺癌旁非肿瘤组织中，ERα表达活性可能产生“场效应”，共同参与早期癌变的过程。Taylor等发现ERα在癌旁组织中高表达，是由于其剪接变异体ERαΔ的高表达造成的，但是其他的变异体的表达未见明显的升高。ERαΔ是一种缺失变异的受体，发挥着竞争性阻断ERα的DNA结合位点，因此起到了阻止癌旁细胞癌变的作用，但是实验观察到ERαΔ在癌旁组织中的表达升高，反映了环境致癌因素对肿瘤的进展影响较强。

Piccolella等研究表明，雌激素拮抗剂可以抑制癌细胞的增殖和转移能力。三羟异黄酮可以与ERβ相结合从而抑制前列腺癌的侵袭和转移。选择性的ERβ激动剂雷洛昔芬也可以抑制前列腺癌细胞的增殖和转移。在正常人体内睾酮转化为3β-Aiol，5α-androstane的效率非常高，它们可以与ERβ相结合，抑制前列腺癌的增殖和侵袭转移。

总之，雌激素与多种激素依赖性肿瘤的发生发展密切相关，雄激素促进前列腺的生长，并不会造成前列腺组织结构的改变。然而，雌激素促进前列腺的增生造成前列腺组织结构不可逆性的改变。阐明雌激素在前列腺癌发生发展中的作用，对于去势抵抗性前列腺癌治疗效果不佳的患者，是十分迫切的。

近年研究发现1α，25-二羟维生素D ₃（骨化三醇）与前列腺癌的发生有密切关系，它除参与矿物质代谢外，还具有抗增殖、促分化、免疫抑制及诱导人前列腺肿瘤细胞凋亡的作用。皮肤可以在紫外线作用下合成维生素D，其活性成分即1α，25-二羟维生素D ₃（骨化三醇）。流行病学调查显示美国黑种人前列腺癌发病率高，被怀疑与其肤色较深不利于内源性维生素D的合成有关，日光照射的多少与前列腺癌的发生呈反比，血中骨化三醇水平降低是前列腺癌发病的危险因素。体外试验表明，骨化三醇抑制肿瘤细胞生长的重要机制是抑制肿瘤细胞周期进展，在骨化三醇的作用下，LNCaP细胞停止在G ₁期。骨化三醇可以引起p21的表达增加，后者通过抑制CDK的活性而使Rb蛋白不被CDK4磷酸化，非磷酸化的Rb蛋白能抑制转录，使细胞不能从G ₁期进入S期而阻止细胞分裂增殖。骨化三醇也可通过一些前癌基因如C-fos和C-myc抑制肿瘤细胞生长。骨化三醇还具有诱导人前列腺细胞分化、凋亡的作用。临床上常用人工合成的骨化三醇（cal-citriol）治疗前列腺癌骨转移也被证明疗效肯定。

化学致癌物是指能增加动物和人类肿瘤发病率或死亡率的化合物。现在已知的化学致癌物有1000多种，包括天然的和人工合成的，常见的有多环性碳氢化合物（如煤焦油、沥青、粗石蜡、杂酚油、蒽油等），染料（如偶氮染料、乙苯胺、联苯胺等），亚硝胺，真菌毒素等。化学致癌物质长期反复作用后，积累到了一定的量，才能够对机体产生影响，导致肿瘤的发生。国际环境致突变物致癌物防护委员会（ICPEMC）指出化学致癌物可以导致机体DNA完整性的改变（形成加合物、断裂、交联），基因突变，染色体结构或数目改变。人类化学致癌物的确定主要根据流行病学调查结果和动物致癌实验结果的支持。目前已经明确的前列腺癌化学致癌物有硒、木质素类和异黄酮等。