癌症之谜正在解开
【西班牙《趣味》月刊文章】题:根治癌症
科学家们把癌症比喻成一个心理变态、行踪诡秘的杀手。肿瘤学家们想探测肿瘤细胞的内部,以破解恶性肿瘤之谜。
经过20年的探索,科学家们还是解释不了癌是怎样形成的,但是迄今为止采集到的宝贵信息已被有效地用于提高诊断、治疗和预防水平。抗癌取得进展的一个证据,是现在有一半的肿瘤是可以治疗的。流行病学家们认为,这些进展还不足以降服癌症,21世纪它仍然是人类死亡的主要病因之一。在发达国家预期寿命延长的同时,癌症死亡率也将上升:持悲观看法的人预测欧洲人恶性肿瘤的发病率将达到三分之一。有些癌症的发病率越来越高了,如男性的肺癌和膀胱癌、女性的卵巢癌和乳腺癌。
难捉摸的“凶手”
癌是一个难以捉摸的凶手。肿瘤学家需要一块大黑板才能将一个健康细胞非常可怕地迅速增生、然后又迅速病变的复杂过程画出来。实际上,这就是癌。正如《自然》周刊主编贝恩德·普尔韦勒所说:“癌是一种通称,它包括很多种以细胞突然和无节制增生为特征的病症。”
致癌原因很多而且各不相同:基因因素,5%的恶性肿瘤是遗传的;环境影响,吸烟和酗酒;传染物,乙肝病毒会引起肝癌;人的衰老。
据英国剑桥大学肿瘤专家布鲁斯·庞德说,除了这些诱发因素以外,所有肿瘤发病过程的背后都存在一个基因缺陷,只有少数例外。基因缺陷存在于一个体细胞,即一个非生殖细胞内并传给子孙。
庞德说,细胞数量的扩展达到将有关限制其所在部位与扩散的警示信号于不顾的程度,这样就变成了癌细胞。细胞一旦达到这种程度,它们就不会死亡:无节制地增生,产生阻止细胞自杀(APOPTOSIS)的机能。APOPTOSIS可以让正常细胞在受到基因或细胞的侵害后自我毁灭。另外,制造蛋白质并使细胞转移的基因在这种现象中起到指挥作用。一些癌细胞借助这种机能离开原生肿瘤,在身体内扩散。这就是所谓的癌转移。
麻省理工学院生物学家埃德温·克拉克说,现在只发现少数基因参与这一过程。在分析了成千上万的人类基因之后,克拉克和他的同事们发现了3个间断基因,这种基因节制黑瘤(一种皮肤癌)细胞的转移。
建立血管网
转移的细胞通过血液与淋巴可以到达一个毛细血管,渗透到毛细血管壁上并形成一个肿瘤。这个肿瘤为了保证自己的生长,必须建立自己的血管网,这个过程被生物学家称为血管生成。科学家们从70年代起就知道,新肿瘤细胞分泌VEGF和VPF等生长因子,这些生长因子导致在寄生的肌体上形成血管。
前面已经提到,癌的根源存在于基因中。改变基因就足以打乱细胞的周期,细胞的正常生长需要蛋白质和酶,而改变基因就足以刺激或抑制蛋白质和酶的产生。专家们知道,有两组基因与恶性肿瘤的产生与生长直接有关。在健康细胞中,这两组基因监控细胞的生命周期,这就是细胞的生长、分裂、残存与死亡。
第一组基因由前肿瘤基因组成,这种基因产生的蛋白质和生长因子刺激着细胞的增生。前肿瘤基因在突变时变成肿瘤基因,它们是细胞紊乱的真正根源。引起肺癌的L—myc和引起血癌的N—ras就属于这种基因。
第二组基因是所谓的抑制肿瘤基因或抗肿瘤基因,它们以自然的方式抑制细胞的周期。如果因为基因突变,缺少这种基因,或者运转不灵,受到影响的细胞就会由良性变成恶性。一种已经得到很好研究的抗肿瘤基因是P53,它因为发生突变而不起作用,它常见于有癌症的人体中。它在正常状态下,是细胞的卫士;当它静止时,就有助于细胞的反常生长。P53为基因组的不受损害起到看护的作用。当基因组受到损害时,P53就迫使细胞中断它的增生并治愈基因所受的伤害。如果基因的伤害不可治愈,P53就启动APOPTOSIS.然而,P53怎么会刺激癌生长呢?美国辛辛那提大学医学院的深泽见次认为,当这种抗肿瘤基因失灵时,在细胞分裂时负责染色体平均分配的中心体就会复制自己,从而造成复制细胞质的增多,它又引起非整倍性。在这种状态下,一个细胞的染色体数量就会增加或减少。新细胞中染色体的不平均分配,就会导致走向癌症。
深泽见次说,P53蛋白质和WAF1蛋白质抑制CDK2的活动,这也是一种蛋白质,它的任务是让中心体只增加一倍,而且是在细胞周期的特定时刻。
“关卡”概念
美国亚利桑那大学细胞生物学家韦纳特说,如果没有这些新的发现,癌症的研究工作还处在黑暗中。实际上,当华盛顿的弗雷德·哈钦森癌症研究中心主任哈特韦尔在70年代初开始用面包酵母进行基因研究工作时,肿瘤学家们还在黑暗中摸索。哈特韦尔在实验室同事们的帮助下,发现了12个能中断细胞分裂周期的变异基因。根据这些发现,哈特韦尔引进了“关卡”概念。这是一种机制,当细胞周期遇到问题时,它就使周期停止。伦敦皇家癌症研究基金会主任纳斯说:“癌细胞在这些‘关卡’点上处于失效状态。”纳斯沿着哈特韦尔开创的道路继续研究工作,但他采用的是裂殖酵母。这种真菌使他发现了调节细胞周期的CDC2基因,1987年他分离出人体CDC2基因。
谜底正在开始解开。越来越多的迹象表明,癌细胞疏忽了细胞的控制机制,这些机制足以制止对细胞的损害。肿瘤学家认为,这可能是癌的主要弱点并希望以此制服癌症。
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