基因突变“制造”肿瘤
“癌症是最常见的基因疾病,所有癌症的发生,都源自DNA序列的异常。”国际癌症基因组联合计划参与单位之一、英国剑桥大学桑格研究所首席科学家斯特拉顿教授指出,尽管不同癌症有不同的诱因和症状,但都可以通过基因突变得到解释。
2009年12月,桑格研究所在《自然》杂志上刊文宣布,他们率先在世界上破译了肺癌、皮肤癌和乳腺癌的全部基因密码,并绘制出了相应的肿瘤基因图谱。他们发现,肺癌细胞的基因中含有22910个突变,导致皮肤癌的恶性黑色素瘤的基因中则含有33345个突变。这些突变中的大多数是“被动的”,不会导致癌变,小部分是“主动的”,会导致癌变发生。
现在,人们已经了解了一些可遗传的基因变异,这些变异有些是令人兴奋的,例如某些人天生对艾滋病的某一亚型不易感,还阴差阳错地经由骨髓移植治愈了一例艾滋病;另一些变异则令人忧心忡忡,比方说携带有BRCA1和BRCA2基因的人罹患乳腺癌和卵巢癌的风险会升高,这在疾病预防方面有着重要意义。在未来,癌症筛查会更有针对性,那些携带特殊风险基因的人群将受到更多关注。
寻找癌症基因的最新进展
现在,我们再回到本文开头提到的那篇论文。
首先,研究人员从30种最常见的癌症当中挑选了7042名病人,分析了导致他们患上癌症的4938362个基因突变,从中找出了21个特殊标记,涵盖了97%的癌症病人。换句话说,绝大部分人类所患癌症都是由这21个特殊标记(原因)造成的。
其次,研究人员分析了每一种癌症的基因标记分布情况,发现所有的癌症病人体内都至少存在2种不同的标记,有的还更多,说明癌症的病因千奇百怪,非常复杂,这也是为什么癌症那么难防的根本原因。另外,每一类癌症的基因标记数量都是不同的,比如卵巢癌只需要2个标记就可以了,肝癌则需要至少6个标记,也就是6种不同的原因才能发病。
在这21个特殊标记(原因)当中,有几个是早就知道的,比如抽烟和紫外线过量都会致癌,它们都有各自的基因标记,很容易辨认。另外一种常见原因就是年龄,一个人年纪越大,患癌症的概率也就越大。年龄导致的癌症也是有其特殊标记的,在研究人员分析的这30种癌症当中,有25种都具备年龄标记,这个结果进一步证明了癌症和年龄密切相关。
还有一类标记也早已研究得很透彻了,这就是BRCA1和BRCA2基因,它们已经被美国影星安吉丽娜·朱莉公开宣布做预防性乳腺切除的消息炒得很红了。这两个基因都能导致DNA修复出现问题,但它们的致癌作用仅限于乳腺、卵巢和胰腺,不会导致其他类型的癌症。
除了上述几个癌症领域的“明星”之外,研究人员还发现有一种名叫APOBEC的酶标记出现在超过一半的癌症当中,说明该酶很可能是一大半癌症的罪魁祸首。APOBEC是一个酶家族,包括很多成员,它们专门负责修改DNA和RNA序列,是人体抵抗病毒感染的武器之一。每当人体受到病毒的攻击时,这种酶便被激活,对外来病毒的基因序列进行强制性修改,直到其成为无害状态为止。但是,此项研究说明人体的这个防卫机制很可能是一把双刃剑,在杀死外来病毒的同时也导致了自身细胞发生基因突变,累积到一定程度后变为癌症。
事实上,有越来越多的证据表明,病毒感染是造成最近癌症发病率升高的一大原因,这项研究为上述结论找到了一个有力的证据。
但是,在这21种基因标记当中,只有9个是已知的,另外12种是未知的。科学家们正在努力,希望能尽快揭开它们的秘密。
(本文发表于《科学世界》2013年第10期)
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