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Science:三分之二癌症患者或怪“运气不好”

为什么一个人会患上癌症?因为他体内有一小撮细胞在不受控制地疯狂生长。为什么这些细胞失控了?因为它们发生了突变,多个突变积累最终导致正常细胞变成癌细胞。但这些突变是哪里来的呢?

“所有的癌症都是坏运气、环境和遗传综合作用的结果,而我们建立了一个模型,来判断这三种因素各自到底对癌症有多大贡献。”霍普金斯大学医学院教授伯特•沃格斯坦(Bert Vogelstein)说。他所说的,就是突变的三种来源。有些突变是环境所致,比如吸烟或者接触了别的致癌物。有些突变是你从父母遗传来的,或者遗传了别的容易引发新突变的因素。但还有些突变单纯就是“运气不好”——细胞分裂、DNA复制的时候总会无可避免地偶尔犯点儿错误,复制得多,错得就多。

其实微观层面上,所有的新突变都是随机的;一个突变何时发生,发生了有什么效果,无法事先预测。但是,环境导致的突变可以通过躲开致癌物而减少,遗传的突变可以发现并进行针对性治疗,只有自身细胞分裂引发的那些突变,我们无计可施。在这个意义上,我们说这些不能预防也不能影响的突变,是“坏运气”。

那么,这些“坏运气”到底起了多大作用呢?

论癌症风险因素,干细胞分裂次数占三分之二

在新年第一期《科学》(Science)上,伯特•沃格斯坦和他的同事克里斯蒂安•托马赛蒂(Cristian Tomasetti)提出了一个数学模型来判断坏运气的作用。他们的出发点是:绝大多数突变发生在细胞分裂期,而不同的器官和组织里,细胞分裂的频繁程度是不一样的。因此他们计算了每种组织内部的细胞分裂次数:分裂最多的,应该也是癌症风险最大的。而且他们的分析聚焦在长寿的干细胞上,因为这些细胞如果出了问题,会比那些很快就死掉的细胞更容易引发癌症。

结果不出所料:“我们的研究显示,整体而言,某一种组织类型里干细胞分裂的次数,和它发生癌症的概率有高度相关。”沃格斯坦说。譬如,人类结肠癌要比十二指肠癌常见得多,而论干细胞分裂次数,前者是后者的100倍。

干细胞分裂次数和癌症发病率有很强的相关性。

“诚然,你可能会说结肠比小肠暴露在更多的环境因子下,这的确也会增加突变的量。”托马赛蒂说。但是他指出,小鼠的结肠干细胞分裂次数低于十二指肠,而结肠癌发病率也低于十二指肠癌。

最终的统计结果是,癌症风险和干细胞分裂次数的相关系数r是0.804。换言之,癌症的风险,大约有r^2——也就是65%——可以归功于这些不可控的“坏运气”。按照论文的原话,“组织间癌症风险差异,只有三分之一可以归因于环境因素或遗传倾向。”

有些类型的癌症更值得预防,另一些则更需要早期监控

研究还发现,不同类型的癌症里,自身不可控因素的比重不同。这很合情合理,譬如肺癌和皮肤基底细胞癌的环境因素当然很重要:前者有吸烟,后者有紫外线。在他们选择研究的31种癌症里,有9种是环境和遗传更重要,另外22种则是“坏运气”更重要。

“改变生活方式对于预防某些类型的癌症作用巨大,但对很多别的癌症,效果就不那么好了。”托马赛蒂说。“对于这些癌症,我们应当把更多的资源投入到早期检测上,让我们能在它们还可以治愈的时候就发现它们。”

每一个具体的癌症病例几乎都肯定是多因素共同作用,但不同类型的癌症,其风险因素分布也不同——有些受环境影响大,有些则是运气因素影响大。

美国国家癌症研究所的副主任道格拉斯•洛维(Douglas Lowy)指出,这项研究并不是说我们可以放任自流。依然有很多癌症是可以预防的,不能放弃这方面的努力。

虽然癌症的随机性听起来很吓人,但业内人士也看到了光明的一面。荷兰修布莱克研究所癌症生物学家汉斯•克莱弗斯(Hans Clevers)说,这一新的模型指出患了癌症的人也许只是运气不好,这能帮癌症患者减少内疚和自责。

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