2017-06-20 16:20 来源:网友分享
这项23日发表在美国《科学》杂志上的新研究称,近三分之二的癌症基因突变可归咎于健康细胞在分裂过程中发生的DNA(脱氧核糖核酸)复制随机错误,而不是遗传基因或环境因素。
“正常细胞每次分裂时,都会发生几个错误或者说突变。这些突变大多数时候不会造成伤害,因为它们发生在垃圾DNA上、与癌症无关的基因上或者不重要的区域。这是通常情况,按我们的说法这就是好运气,”研究报告作者、约翰斯·霍普金斯大学肿瘤学教授贝尔特·福格尔斯坦在美国首都华盛顿举行的记者会上说。“但它们偶然发生在癌症驱动基因上,这就是坏运气。”
福格尔斯坦等人2015年1月在《科学》杂志上发表文章称,人类组织的癌症风险差异可以用干细胞分裂时出现的错误也即所谓“坏运气”来进行解释,三分之二的癌症基因突变是“坏运气”的结果,另三分之一归因于遗传和环境因素。
这一结论随即引起极大争议。许多科学家批评说,该研究完全基于美国癌症患者,没有纳入乳腺癌与前列腺癌两种常见癌症,且严重低估癌症预防的作用,是一种“危险的误导”。
最新研究中,福格尔斯坦等人基于423个国际癌症数据库,利用数学模型分析了全球近70个国家人群干细胞分裂与癌症风险之间的关系。这些国家的人口总计达48亿,约占全球总人口的三分之二。
结果显示,癌症风险和干细胞分裂之间存在强相关性。这种关联具有普遍性,并非仅适用于美国。
例如,胰腺癌77%的突变可归因于DNA复制随机错误,18%为吸烟等环境因素,只有5%是遗传因素;前列腺癌、脑癌或骨癌95%的突变是由DNA复制随机错误造成;肺癌的情况则大不一样,65%的突变归因于环境因素,其中主要是吸烟,35%是DNA复制随机错误,而遗传因素没有影响。
总体而言,在福格尔斯坦等人研究的癌症中,66%的突变由DNA复制随机错误造成,29%可归因于生活方式或环境因素,剩下的5%源于遗传因素。
“成百上千万人过着几近完美的生活方式,不吸烟、晒太阳前擦防晒霜、饮食健康、经常锻炼,做了我们认为可以防癌的一切事情,但他们还是患上癌症,我们希望这项研究能为这些患者带来安慰,”福格尔斯坦说。“他们需要知道不管他们做了什么,癌症还是可能会发生。”
《科学》杂志配发的一篇评论文章说,预计有关癌症“坏运气”理论的争论还会继续下去,但最新研究凸显“从数学角度认识癌症的明确需求”。还有专家认为,这项研究并不意味着否认通过改善环境和生活方式预防癌症的重要性。英国癌症研究会就认为,42%的癌症病例可以预防。
研究人员发现一种方法,可用于识别缺乏特定的关键肿瘤抑制基因的癌症的治疗靶点。该过程位于前列腺癌最常见的遗传位点,对其他癌症如乳腺癌、脑癌和结肠癌等也有精确治疗潜力,德克萨斯大学 MD 安德森癌症中心的研究人员表示。研究结果在线发表在 2 月 6 日《自然》杂志上。
通过被调查人员称之为“合成的重要性”的方法在肿瘤寻找基因缺失模式,研究团队确定了合成必需基因作为抑癌基因缺失的前列腺癌和乳腺癌的治疗靶点,这个基因称为染色质解旋酶 DNA 结合因子(CHD1)。前列腺癌和乳腺癌患者缺失的抑癌基因称为磷酸酶和张力蛋白同源物(PTEN)。肿瘤抑制基因在许多癌症中被清除,导致肿瘤的形成和生长。
“我们在寻找因特定的肿瘤抑制基因导致的癌症中被偶然删除的基因——比如 PTEN” ,Di Zhao 博士说, “我们推断,当癌症失去特定的抑癌基因时,这一合成的必需基因可能对癌症发展有促进作用。”
前列腺癌常发生在 PTEN 清除以后,一般与晚期前列腺癌相关。美国疾病控制中心将前列腺癌列为癌症死亡的第二大主因,每年新发病 176000 例,并导致 28000 人死亡。在原发性前列腺肿瘤患者中,70% 患者 PTEN 缺失。
通过分析前列腺癌的基因组数据库,研究小组发现,CHD1,偶尔会在一些前列腺癌中被删除,但一直保留在 PTEN 缺失的前列腺癌中。进一步调查发现,CHD1 作为 PTEN 信号,以及 PTEN 基因缺失的前列腺癌和乳腺癌的潜在治疗靶点发挥至关重要的作用。
“确定抑癌基因对细胞的生存至关重要的目标一直是一个以提供靶向治疗癌症特定漏洞的目的研究的目标,” 癌症生物学教授 Ronald DePinho 说。“这项研究对发现有肿瘤抑制基因缺陷癌症中的‘可追踪’靶点提供了一个概念框架。”
DePinho 补充说,需要进一步的分析来验证在肿瘤细胞中额外的合成必需基因,以及识别潜在的调控作用和细胞的基本机制。
最早记录癌症自然消退的病例是在13世纪晚期。罗马天主教圣徒Peregrine Laziosi所患的骨肉瘤在一次严重的细菌感染之后自发消失了。在19世纪末,美国外科医生威廉-科莱(William Coley)观察到诱导发热有可能能够导致肿瘤消退。他开发出一种细菌疫苗(被称作科莱疫苗),能够导致他的很多病人体内的肿瘤缩小。
已知在没有接受任何靶向治疗的情形下,肿瘤会自发地消失,而且通常是在感染(细菌、病毒、真菌,甚至原虫)之后发生的。这可能意味着简单地激活免疫系统会导致肿瘤消退吗?
在过去70年里,肿瘤自然消退已在多种类型癌症中报告过,特别是黑色素瘤(一种皮肤癌)、肾细胞癌(一种肾癌)、神经母细胞瘤(neuroblastoma)和一些类型的血癌。然而,尽管存在这些肿瘤消退的历史记录,我们仍然并不知道导致这种现象的机制。此外,由于很难量化,很多病例很可能并没有在研究论文中报道过。
并不那么简单
肿瘤自然消退的一种可能的原因是人体触发针对肿瘤细胞表面上展示的特异性抗原的免疫反应。支持这种观点的证据来自于人们观察到一些皮肤瘤(恶性黑色素瘤)的内部存在过高数量的人体免疫细胞。
在另一项令人关注的病例报道中,一名肾癌患者通过外科手术切除他的部分肿瘤,这会导致他的剩余部分肿瘤自然消退。这种现象的理论基础在于外科手术后的局部免疫反应足以阻止肿瘤剩余部分生长。
但是肿瘤在它的遗传特征和行为上存在非常大的变化,这会导致一些人持续地发生病情恶化,但是也会导致其他的一些人发生肿瘤自然消退。相同类型的肿瘤(如乳腺癌)能够以不同的方式发生突变。这能够影响肿瘤生长率,或者扩散到不同部位的可能性,或者它们如何对治疗作出反应。很有可能的是,基因突变也导致肿瘤自然消退。
一种罕见的儿童癌症提供一些线索
神经母细胞瘤是一种罕见类型的儿童癌症,它有可能揭示基因变化如何可能影响自然消退。在英国,每年大约有100名儿童被诊断患上这种疾病,但是依据于儿童的年龄,这种疾病进展得非常不同。18岁以下的神经母细胞瘤儿童在接受或没有接受任何治疗时能够发生肿瘤消失(型1)。但是18岁以上的神经母细胞儿童需要接受强化治疗,但是只有40~50%的存活率(型2)。
研究表明相对于型2神经母细胞瘤,型1神经母细胞瘤具有截然不同的遗传特征。比如,这种类型的肿瘤通常具有更高水平的细胞受体TrkA,它能够触发肿瘤细胞自杀。相比之下,型2神经母细胞瘤具有更高水平另一种不同的受体TrKB,它使得这种肿瘤更加具有侵袭性。
另一种可能的解释就是相对于型2神经母细胞瘤,型1神经母细胞瘤表现出非常低的段端粒酶活性。端粒酶控制着特定DNA片段(即端粒)的长度,这能够让肿瘤细胞持续地发生分裂。在型1神经母细胞瘤中,由于较低的端粒酶活性,这种DNA片段非常短,因而是不稳定的,从而触发肿瘤细胞死亡。
表观遗传变化也不能够排除。表观遗传变化并不影响细胞的DNA序列,但是通过对DNA不同部分加上化学标记(如甲基化)而改变多种蛋白的活性。因此,具有相同DNA序列但是具有不同化学标记的细胞可能作出完全不同的行为,而导致一些肿瘤自我摧毁。最近的研究已表明相比于型2神经母细胞瘤,型1神经母细胞瘤的基因化学标记存在显著的不同,尽管这些只是初步的发现。
尽管肿瘤自然消退的精确机制仍然是不确定的,但是很可能的情形是,在具有某些遗传特征的人们体内,触发强大的免疫反应产生肯定发挥重大的作用。进一步对遗传特征与触发免疫反应产生之间的关联进行研究将会对我们如何能够鉴定出具有自然消退能力的肿瘤提供答案。
下一步就是根据肿瘤的遗传组成,设计能够人为地触发免疫系统特异性地靶向攻击肿瘤的药物。开发模拟人类肿瘤自然消退的动物模型将是实现这一目的一种宝贵的工具。
得了癌症=宣告死亡?
很多人认为癌症是不治之症,罹患癌症,等于宣判一个人的死亡。一些名人相继患癌离世更加重了公众的担忧。
癌症不是绝症,而是个慢性病。癌症研究界有“3个1/3”的说法,就是说有1/3以上的癌症是可以预防的,有1/3(实际上目前已经接近一半,而美国提高至70%)的癌症经过治疗是可以延长寿命和治愈的,还有1/3的癌症通过治疗是可以减轻症状、缓解症状的。
“所以,癌症并不是不治之症,也没有想象中的那么可怕。”王远东介绍,以5年治愈率为例,比如甲状腺癌、大肠癌、乳腺癌、前列腺癌等的治愈率就很高,治愈之后也不影响正常的生活。
生活水平提高了,为什么这么多人得癌症?
百姓常有疑问:为什么一些看似日常生活作息规律的人意外患上癌症,而有的人抽烟至80岁也没癌症?癌症离正常人有多远?癌症发生,究竟归因于遗传、环境污染还是心理因素?专家认为,癌症的个体性因素很强,每个人的癌症都不一样,所以强调个体化的预防和治疗。
专家认为,生活水平的提高并不能减少癌症的发生,癌症的发生跟很多因素有关:
第一是国内平均寿命延长了,癌症的发生率也在增加,“癌症是一个生物体到一定时间自然发生的。所以癌症是世界范围的,是地球上生物普遍都会发生的自然产物,例如随着年龄的增长,在65岁以上男性中,前列腺癌发生率达50%,意味着2个男性老人有1个将患病。”
第二,部分癌症来自于家族遗传。例如广东省的“地方癌”是鼻咽癌,即使移民到其他国家或地区,经过几代后的侨民后代仍然容易患鼻咽癌,此外,例如美国影星安吉丽娜·朱莉的乳腺癌风险就来自于家族的遗传基因。
第三是与环境污染和个人生活习惯等因素相关,例如抽烟、过度饮酒,以及水污染、农作物污染等饮食环境因素的累积效应。“但环境的影响对癌症的发生不是一天两天的作用,而是一个长期过程,其关联度也是对整体的考量,并不是每个个体的必然。”
第四是目前科学无法解释的原因。据王远东介绍,在癌症的种类中,约65%属于消化道癌,例如口腔、胃、肠等部位的癌症;25%是呼吸道癌,例如肺癌;5%来自于遗传;还有5%的癌症目前不知道什么原因。