260000000人围观,癌症的真相:凡事皆有因还是偶然?( 二 )


让我们从成人和儿童的模式比较开始 。 为什么成人肿瘤会携带更多的乘客突变?最简单的解释是 , 在成人细胞中发生的癌症比在儿童中发生的癌症经历了更多轮的DNA复制 , 因此积累了更多的突变 。
但是成人癌症之间的区别呢?看看成人肿瘤范围的两端 。 我们在每一端都发现了肺癌的突变 , 但在从不吸烟的人中发生的突变数量较少 , 少于15个 。 而吸烟的人其肿瘤发生突变的数量是不吸烟的人的10倍——在被称为小细胞癌和非小细胞癌的两种不同类型的肺癌中 。 我们怎样解释这种差异呢?
260000000人围观,癌症的真相:凡事皆有因还是偶然?
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香烟烟雾中含有几十种化学物质 , 这些化学物质可以改变或破坏DNA 。 吸烟人群与不吸烟人群相比 , 其肺癌中乘客突变的平均数量更多 , 这表明吸烟增加了突变的频率 。 事实上 , 肺癌包含的突变比所有其他癌症都多 , 只有一种例外(见图2) 。
这种癌症的身份也很有启发性:黑色素瘤 。 皮肤癌与更多的阳光照射有关 。 皮肤癌多发于生活在阳光充足气候条件下的白种人身上 , 如南非、澳大利亚和亚利桑那州等地的人 。 太阳会产生紫外线辐射 , 紫外线被证实会引起DNA的损伤和突变 。 因此 , 黑色素瘤中大量的乘客突变反映出 , 像吸烟者的肺细胞一样 , 这些细胞长期接触诱导突变的物质的概率要大得多 。
事实上 , 现在我们已经能够快速分析单个细胞的DNA 。 研究人员已经利用这一技术 , 看看是否能检测到正常组织中的驱动突变 , 以追踪癌症形成的早期局部事件 。 看英国研究小组分析了接受过整形手术的人眼睑的正常皮肤组织 , 发现这些细胞中含有大量的突变 , 其中约1/4的细胞带有一种潜在的驱动突变 。
肺癌、黑色素瘤、甚至正常皮肤组织中的大量突变是吸烟和阳光照射增加癌症风险的有力证据 。 突变在整个基因组中随机发生 , 但细胞DNA中发生的突变越多 , 一个驱动基因被击中的概率就越大 , 然后是第二个驱动基因 , 以此类推 。
260000000人围观,癌症的真相:凡事皆有因还是偶然?】一类特殊的驱动突变也生动地说明了突变数量与癌症可能性之间的关系 。 一些癌症包含大量的突变(500~1500) , 图2中最右侧的几种癌症就属于这种情况 。 结果发现 , 这些肿瘤在编码蛋白质的基因上有突变 , 而这些蛋白质是负责检测和修复DNA损伤的 。 因此 , 这些肿瘤的整体突变率要高得多 , 而且它们更有可能获得额外的驱动突变 。
现在我们可以理解为什么患癌症的风险会随着年龄的增长而增加:细胞经历的分裂越多 , 积累的突变就越多 。 但是癌症的发生是偶然的 , 不是必然的 。 这是一个DNA随机突变发生在哪里的问题 。 大多数细胞不会发生驱动突变 。
与偶然进行斗争
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关于癌症的病因 , 这些新知识究竟告诉了我们什么?
嗯 , 那要看你问的是谁了 。 遗传学家会说 , 驱动突变会导致癌症 , 这是事实 , 但这对于我们如何生活以及如何照顾我们的亲人不一定有帮助 。 更相关和紧迫的问题是 , 是什么导致了这些驱动突变?我想分三个部分来回答这个问题 。
答案的第一部分来自图2显示的儿童肿瘤 。 它们携带了少量的、恰好激发了驱动基因的突变 。
这种突变的成因与生活方式无关 , 它们只是可怕的厄运的结果 , 幸好这种情况相对罕见 。 你唯一能为这些孩子的家长做的就是使他们确信 , 这样的结果并不是他们做的任何事情造成的 , 他们没有办法来防止这种事情发生 。