發(fā)布日期：2017-03-28
為什么一個人會患上癌癥？因為他體內(nèi)有一小撮細胞在不受控制地瘋狂生長。為什么這些細胞失控了？因為它們發(fā)生了突變，多個突變積累最終導(dǎo)致正常細胞變成癌細胞。但這些突變是哪里來的呢？ 對于這一點，科學(xué)界一直都有一種說法，即癌癥是“壞運氣”，因為干細胞中的突變是偶然產(chǎn)生的，但另外一些科學(xué)家則認為環(huán)境致癌物在癌癥產(chǎn)生中發(fā)揮更加重要的作用。這種不一致性主要來自于使用不同的數(shù)學(xué)模型來研究現(xiàn)存的人類癌癥和干細胞數(shù)據(jù)，因此很難梳理出單個因素的影響。 約翰霍普金斯大學(xué)Kimmel癌癥中心的科學(xué)家最近報告了一項新研究數(shù)據(jù)，證明癌癥突變出現(xiàn)的原因近三分之二都是由于隨機，不可預(yù)測的DNA復(fù)制“錯誤”，這一研究是建立在基于世界各地DNA測序和流行病學(xué)數(shù)據(jù)的新型數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上的。 這一研究成果公布在3月23日的Science雜志上。 癌癥“壞運氣”vs.環(huán)境因素和遺傳因素 文章的作者，約翰霍普金斯大學(xué)生物統(tǒng)計學(xué)助理教授Cristian Tomasetti博士說，“我們大家都知道必須避免吸煙等環(huán)境因素，這樣能降低我們的患癌風(fēng)險，但是每個正常細胞每次分裂并復(fù)制其DNA產(chǎn)生兩個新細胞，這會造成多重錯誤，對于這個我們了解的不是很多。這些復(fù)制錯誤是癌癥突變的重要來源，其重要性一直被低估了。而這項新研究提出了關(guān)于這些錯誤引發(fā)突變所占比例的第一個估算。” 研究人員指出他們的這一結(jié)論與流行病學(xué)研究結(jié)果一致：可以通過避免不健康的環(huán)境和生活方式來預(yù)防約40％的癌癥。但推動這項新研究的因素之一就是，遵循健康生活規(guī)則的人群，他們不吸煙者，吃的很健康，保持健康的體重，很少或沒有暴露于已知的致癌物質(zhì)，而且并沒有家庭疾病病史，那么為什么他們會患上癌癥呢？癌研究牛人最新《Nature》：新型組合癌癥免疫療法 Tomasetti他們認為這個問題的答案在于隨機的DNA復(fù)制錯誤。他們指出減少已知和未知環(huán)境風(fēng)險的因素能對癌癥發(fā)病率產(chǎn)生重大影響。但這項新研究證實，如果忽略了早期檢測診斷，那么也會出現(xiàn)由隨機DNA復(fù)制錯誤引起的大量癌癥。 “無論環(huán)境如何完美，這些癌癥還是會發(fā)生，”文章作者，Ludwig癌癥研究中心的Bert Vogelstein說。 Tomasetti和Vogelstein等人2015年曾在Science發(fā)文，指出人們罹患癌癥的原因更多是“運氣差”，而非遺傳基因和環(huán)境因素。 他們分析了31種人體組織癌變的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)其中22種癌癥可用干細胞分裂時“運氣差”來解釋，包括胰腺癌、骨癌、卵巢癌和腦癌。研究表明，人類組織內(nèi)正常干細胞的分裂數(shù)與該組織癌癥發(fā)生率之間的相關(guān)性達0.804，即高度相關(guān)。根據(jù)研究人員新開發(fā)的一個統(tǒng)計模型，組織的癌癥發(fā)生率是這一相關(guān)性的平方，以百分比的形式表達就是65％。 各種癌癥中所占的比例 這解釋了為何美國地區(qū)的某些癌癥（如結(jié)腸癌）會比其它癌癥（如腦癌）更常發(fā)生，而最新研究提出了一個不同的問題：癌癥突變由這些DNA復(fù)制錯誤引起的比率有多高？ 為了回答這個問題，研究人員仔細分析了32種癌癥類型中導(dǎo)致異常細胞生長的突變。他們采用“癌癥基因組圖譜”的DNA測序數(shù)據(jù)和英國癌癥研究數(shù)據(jù)庫流行病學(xué)數(shù)據(jù)開發(fā)了一種新的數(shù)學(xué)模型。 研究人員指出，通常需要兩個以上的關(guān)鍵基因突變，才會引發(fā)癌癥。在單個人體中，這些突變是由于隨機DNA復(fù)制錯誤，環(huán)境或遺傳基因而出現(xiàn)的，由此Tomasetti和Vogelstein利用他們的數(shù)學(xué)模型得出了一些研究結(jié)論，比如當胰腺癌中的關(guān)鍵突變同時出現(xiàn)時，其中77％是由于隨機DNA復(fù)制錯誤，18％是環(huán)境因素，如吸煙，剩下的5％是遺傳。 在其它癌癥類型，如前列腺癌，腦癌或骨癌中，超過95％的突變是由于隨機復(fù)制錯誤。 他們注意到，肺癌不同——65％的突變是由于環(huán)境因素，主要是吸煙，35％是由于DNA復(fù)制錯誤。遺傳因素目前尚不清楚是否在肺癌中發(fā)揮作用。 通過分析這32種癌癥類型，研究人員估算出66％的癌癥突變是由復(fù)制錯誤引起的，29％可歸因于生活方式或環(huán)境因素，其余5％被遺傳。 Tomasetti和Vogelstein的2015年研究論文引發(fā)了科學(xué)界的激烈爭辯，一些學(xué)者認為他們以前的論文內(nèi)容不包括乳腺癌或前列腺癌，僅反映美國的癌癥發(fā)病率。 在最新這篇論文中，Tomasetti和Vogelstein報道了世界范圍內(nèi)的分析結(jié)果，得到了類似的模式，支持他們之前的結(jié)論。他們認為細胞分裂越多，器官細胞DNA的復(fù)制錯誤的可能性就越高。研究人員將干細胞分裂總數(shù)與國際癌癥研究機構(gòu)收集的癌癥發(fā)病率數(shù)據(jù)進行了比較，這些數(shù)據(jù)包含有來自美國以外68個國家的423個癌癥患者數(shù)據(jù)。這一次研究人員分析了乳腺癌和前列腺癌的數(shù)據(jù)。他們發(fā)現(xiàn)無論國家的環(huán)境還是經(jīng)濟發(fā)展階段如何，17種癌癥類型的癌癥發(fā)病率與正常細胞分裂之間存在很強的相關(guān)性?！禨cience》突破性研究：吸煙如何致癌 Tomasetti說，隨著社會人群面臨老齡化，這些隨機DNA復(fù)制錯誤將變得越來越重要。而且由于這些錯誤導(dǎo)致很大一部分癌癥，因此患有癌癥的人已經(jīng)避開已知的危險因素，這也許也是部分補補償。“這不是你的錯，”Vogelstein說，“你做過或者沒有做過的事情并不會影響你的疾病。”
來源：生物通
