260000000人圍觀,癌癥的真相:凡事皆有因還是偶然?( 二 )


讓我們從成人和兒童的模式比較開始 。 為什么成人腫瘤會攜帶更多的乘客突變?最簡單的解釋是 , 在成人細胞中發生的癌癥比在兒童中發生的癌癥經歷了更多輪的DNA復制 , 因此積累了更多的突變 。
但是成人癌癥之間的區別呢?看看成人腫瘤范圍的兩端 。 我們在每一端都發現了肺癌的突變 , 但在從不吸煙的人中發生的突變數量較少 , 少于15個 。 而吸煙的人其腫瘤發生突變的數量是不吸煙的人的10倍——在被稱為小細胞癌和非小細胞癌的兩種不同類型的肺癌中 。 我們怎樣解釋這種差異呢?
260000000人圍觀,癌癥的真相:凡事皆有因還是偶然?
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香煙煙霧中含有幾十種化學物質 , 這些化學物質可以改變或破壞DNA 。 吸煙人群與不吸煙人群相比 , 其肺癌中乘客突變的平均數量更多 , 這表明吸煙增加了突變的頻率 。 事實上 , 肺癌包含的突變比所有其他癌癥都多 , 只有一種例外(見圖2) 。
這種癌癥的身份也很有啟發性:黑色素瘤 。 皮膚癌與更多的陽光照射有關 。 皮膚癌多發于生活在陽光充足氣候條件下的白種人身上 , 如南非、澳大利亞和亞利桑那州等地的人 。 太陽會產生紫外線輻射 , 紫外線被證實會引起DNA的損傷和突變 。 因此 , 黑色素瘤中大量的乘客突變反映出 , 像吸煙者的肺細胞一樣 , 這些細胞長期接觸誘導突變的物質的概率要大得多 。
事實上 , 現在我們已經能夠快速分析單個細胞的DNA 。 研究人員已經利用這一技術 , 看看是否能檢測到正常組織中的驅動突變 , 以追蹤癌癥形成的早期局部事件 。 看英國研究小組分析了接受過整形手術的人眼瞼的正常皮膚組織 , 發現這些細胞中含有大量的突變 , 其中約1/4的細胞帶有一種潛在的驅動突變 。
肺癌、黑色素瘤、甚至正常皮膚組織中的大量突變是吸煙和陽光照射增加癌癥風險的有力證據 。 突變在整個基因組中隨機發生 , 但細胞DNA中發生的突變越多 , 一個驅動基因被擊中的概率就越大 , 然后是第二個驅動基因 , 以此類推 。
260000000人圍觀,癌癥的真相:凡事皆有因還是偶然?】一類特殊的驅動突變也生動地說明了突變數量與癌癥可能性之間的關系 。 一些癌癥包含大量的突變(500~1500) , 圖2中最右側的幾種癌癥就屬于這種情況 。 結果發現 , 這些腫瘤在編碼蛋白質的基因上有突變 , 而這些蛋白質是負責檢測和修復DNA損傷的 。 因此 , 這些腫瘤的整體突變率要高得多 , 而且它們更有可能獲得額外的驅動突變 。
現在我們可以理解為什么患癌癥的風險會隨著年齡的增長而增加:細胞經歷的分裂越多 , 積累的突變就越多 。 但是癌癥的發生是偶然的 , 不是必然的 。 這是一個DNA隨機突變發生在哪里的問題 。 大多數細胞不會發生驅動突變 。
與偶然進行斗爭
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關于癌癥的病因 , 這些新知識究竟告訴了我們什么?
嗯 , 那要看你問的是誰了 。 遺傳學家會說 , 驅動突變會導致癌癥 , 這是事實 , 但這對于我們如何生活以及如何照顧我們的親人不一定有幫助 。 更相關和緊迫的問題是 , 是什么導致了這些驅動突變?我想分三個部分來回答這個問題 。
答案的第一部分來自圖2顯示的兒童腫瘤 。 它們攜帶了少量的、恰好激發了驅動基因的突變 。
這種突變的成因與生活方式無關 , 它們只是可怕的厄運的結果 , 幸好這種情況相對罕見 。 你唯一能為這些孩子的家長做的就是使他們確信 , 這樣的結果并不是他們做的任何事情造成的 , 他們沒有辦法來防止這種事情發生 。