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癌症的發生真和“運氣”相關嗎

最近, 美國約翰·霍普金斯大學的數學家Cristian Tomasetti和癌症遺傳學家Bert VogelsteinVogelstein在《科學》雜誌上發表的研究結果指出, 到目前為止僅有1/3的癌症發生被確認是與環境因素或遺傳性密切相關,

而其餘近2/3癌症的發生主要是由於正常或非癌性幹細胞DNA複製過程中的隨機突變(R突變)導致的, 即“壞運氣”所致, 並認為這對於瞭解疾病和限制死亡的方案設計非常重要。

Vogelstein等以423個國際癌症資料庫為依據, 利用數學模型對全球69個國家人群的幹細胞分裂與癌症風險之間的聯繫進行了分析後指出, 癌症的發生風險與正常幹細胞的分裂高度密切相關(即R突變在導致致癌突變時發揮著不容忽視的作用), 其結果導致近2/3的癌症患者體內基因突變主要與健康細胞在分裂過程中發生隨機的DNA複製錯誤且未能被修復, 而與遺傳基因或環境因素關聯並無直接因果關係。 例如在胰腺癌中,

77%的基因突變可歸因於DNA複製隨機錯誤, 而與環境因素和遺傳因素相關的基因突變僅占18%和5%。 對於前列腺癌、腦癌或骨癌而言, 95%的基因突變是由DNA複製隨機錯誤造成。 但肺癌的發生則明顯與環境因素相關, 65%的基因突變主要由吸煙引起, 僅約35%的基因突變歸因於隨機性DNA複製錯誤。

贊成的觀點

很多研究者對於Vogelstein的研究結果意見不一, 來自Wake Forest University 的Zhang W教授發表聲明, 對此項研究結果表示明確的支援。 Zhang指出, R突變在人類進化過程中提高了人類與環境及病原體間的相互作用, 這些R突變產生所謂單核苷酸多態性(SNP), 多數能夠惠及人類或無任何臨床意義。 儘管SNP的數量遠超於突變, 但有少數致癌基因突變的發生卻正是以此壯大並最終危害整個機體。 從理論上來說, 遺傳學中DNA複製錯誤中的“運氣”因素並非不可預測。

觀點解析:這樣的研究還是比較科學的, 腫瘤的形成的確是基因一步一步改變造成的。 人類的細胞在不停地分裂, 正常細胞分裂時, 都會發生幾個錯誤或者說突變, 這些突變大多數時候不會造成傷害, 因為它們發生在不重要的DNA上, 與癌症無關的基因或者不重要的區域;若它們偶然發生在癌症驅動基因上, 那就比較倒楣了。

反對的觀點

美國華盛頓州西雅圖福瑞德·哈金森癌症研究中心的流行病學家Noel對這一研究提出不同的觀點, 即不同類型癌症的致癌因素本就有差異, 而把癌症當作一個整體來觀察研究, 這個想法本身就存在不確定性。 Noel指出, 儘管目前看起來很隨機的致癌因素導致DNA突變發生, 但在未來可能會證實其實並不如現在所發現的存在隨機性。

美國佛羅里達大學終身教授、現代基因治療雜誌主編Zhang J教授也指出,

從大資料分析來看, 所有突變都可能由“壞運氣”造成, 都可以僅僅考慮是發生的概率大小而已, 但是導致“壞運氣”發生的概率大小則仍然不能除外來自遺傳、環境及感染等因素的影響。

國內研究學者四川大學的汪源教授等指出, 相關性並不代表因果性, 即在體內幹細胞分裂次數相似的情況下, 癌症發生風險與很多因素相關, 如起始突變數量、關鍵突變數量、癌細胞分裂次數以及影響突變率的環境因素等。

英國劍橋大學兒科腫瘤醫師和癌症生物學家理查·吉伯特森(Richard Gilbertson)認為,癌症的起源機制非常複雜,我們目前只理解了其中的一小部分。雖然幹細胞分裂過程中產生的突變是癌症產生的物質基礎之一,但考慮到幹細胞的功能多樣性(即可被組織損傷所啟動),而非完全依賴於突變,因而進一步全面探索促使癌症發生的因素(其不僅僅是突變),才是我們預防癌症至關重要的一步。

觀點解析:這樣的研究多少讓人有些灰心喪氣,“一切聽天由命,該來的也阻擋不了”。其實也不要那麼悲觀,說2/3的癌症是由於基因錯亂複製,和環境因素無關,這是從整個癌種的數量上來統計的。那些與DNA隨機複製錯誤強相關的癌症大多是與外界接觸較少的癌症,如骨癌、腦癌等。其實,仔細看一下,那些主流癌,如肺癌、胃癌、黑色素瘤、喉癌、食管癌等,它們的發生與環境的關係更加密切。尤其是黑色素瘤和環境因素有著86%的關係,也就是說,天天被強紫外線暴曬,當然會出問題。再比如肺癌,天天抽煙,天天在污染的環境中,得肺癌的概率會高於其他人。雖說2/3的癌症是由於基因錯亂複製,但不好的生活方式也會人為地讓這些基因錯亂。

《科學》雜誌在該文後面配發一篇評論寫道,預計有關癌症“壞運氣”理論的爭論還會繼續下去,但最新研究凸顯從數學角度認識癌症的明確需求。作者在公開接受採訪時表示,他們的研究是對經典流行病學研究的補充。雖然新發現表明許多腫瘤類型的發生不可預防,但是癌症的死亡是可以預防的,如改進影像檢查和其他先進技術以檢測隨時發生的腫瘤,並在早期干預。現在的檢查設備及治療手段不斷進步,就算患了癌症,有一些“黴運”,但在治療上還是有辦法的。

英國劍橋大學兒科腫瘤醫師和癌症生物學家理查·吉伯特森(Richard Gilbertson)認為,癌症的起源機制非常複雜,我們目前只理解了其中的一小部分。雖然幹細胞分裂過程中產生的突變是癌症產生的物質基礎之一,但考慮到幹細胞的功能多樣性(即可被組織損傷所啟動),而非完全依賴於突變,因而進一步全面探索促使癌症發生的因素(其不僅僅是突變),才是我們預防癌症至關重要的一步。

觀點解析:這樣的研究多少讓人有些灰心喪氣,“一切聽天由命,該來的也阻擋不了”。其實也不要那麼悲觀,說2/3的癌症是由於基因錯亂複製,和環境因素無關,這是從整個癌種的數量上來統計的。那些與DNA隨機複製錯誤強相關的癌症大多是與外界接觸較少的癌症,如骨癌、腦癌等。其實,仔細看一下,那些主流癌,如肺癌、胃癌、黑色素瘤、喉癌、食管癌等,它們的發生與環境的關係更加密切。尤其是黑色素瘤和環境因素有著86%的關係,也就是說,天天被強紫外線暴曬,當然會出問題。再比如肺癌,天天抽煙,天天在污染的環境中,得肺癌的概率會高於其他人。雖說2/3的癌症是由於基因錯亂複製,但不好的生活方式也會人為地讓這些基因錯亂。

《科學》雜誌在該文後面配發一篇評論寫道,預計有關癌症“壞運氣”理論的爭論還會繼續下去,但最新研究凸顯從數學角度認識癌症的明確需求。作者在公開接受採訪時表示,他們的研究是對經典流行病學研究的補充。雖然新發現表明許多腫瘤類型的發生不可預防,但是癌症的死亡是可以預防的,如改進影像檢查和其他先進技術以檢測隨時發生的腫瘤,並在早期干預。現在的檢查設備及治療手段不斷進步,就算患了癌症,有一些“黴運”,但在治療上還是有辦法的。