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《科学》重磅:66%的癌症基因突变是“上帝在掷骰子”?

2017-05-11 19:12:11中南医院甲状腺乳腺外科


 

 

3月23日发表在《科学》杂志上的新研究称,近三分之二的癌症基因突变可归咎于健康细胞在分裂过程中发生的DNA复制随机错误,而不是遗传基因或环境因素。中南医院甲状腺乳腺外科主任吴高松教授表示,我们难以预防癌症的发生,但如果能够早期检查早期治疗,癌症带来的死亡是可以预防的。

一直以来教科书将癌症的发生归因于两个主要因素:遗传和环境因素。而DNA复制突变仅作为癌症发生的一小部分原因。因而患者被查出患了癌症,往往会问医生:我既没有这样……也没有那样……,家族中也没有人患过这种癌症,为什么我会得癌症?

可医生往往无法给出明确的答案。这并非他们讳莫如深,又或者是专业不精,而是这个问题确实很难回答。

两年来,约翰霍普金斯大学的数学家Cristian Tomasetti和癌症遗传学家Bert Vogelstein也在探索这个答案。他们从全球涵盖48亿人的69个国家收集海量数据,对32种癌症类型的发病率和相关性进行全面的研究,然后发现,数百万癌症患者本来遵循着近乎完美的生活方式:没有抽烟,没有不涂防晒霜就见太阳,吃健康的食物,经常锻炼身体,很少或没有暴露于已知的致癌物质,而且并没有家庭疾病病史,可是癌症还是发生了。

如今,研究人员用数据证明了随机DNA复制错误在癌症中的主要作用:29%的癌症基因突变归因于环境因素,5%来自遗传因素,66%则是源于DNA复制随机错误

DNA为什么会复制随机错误

 

DNA半保留复制(DNA复制过程中有可能发生突变)

 

人要长高长大,要新陈代谢,细胞就要分裂,DNA也必须跟着复制。然而DNA的复制病不是100%完美的,会有一定几率发生错误,导致突变。在人类细胞中,DNA的复制出错几率极低,同时并不是所有的突变都会导致癌症,但只要时间足够长,细胞分裂的次数足够多,总会突变到关键基因的关键位点,从而引发疾病。出错位点可以是随机的,因此有的人会很幸运一直躲开癌症,有的人则运气不佳。

不同的器官和组织里,细胞分裂的频繁程度是不一样的。但分裂得次数越多的,患有癌症的风险越大的。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。

 

甲状腺癌和乳腺癌受DNA复制随机错误的因素影像大

 

图:对于18种代表性癌症类型,示意图描述了遗传(左)、DNA复制(中)、环境因素(右)的影响比例。三个因素比例总和是100%,跨度为白色(0%)至最亮红色(100%)

 

   从研究图像显示上可以看出,甲状腺癌受遗传和环境影响极小,颜色几乎看不到,而受DNA复制影响极高,颜色为深红色。乳腺癌受遗传影响很少,颜色非常浅,受环境影响也较轻,是淡粉色,但DNA复制影响较重,是鲜红色。

   吴高松教授表示,这与他多年在甲状腺癌和乳腺癌的诊断所见是相符合。多数甲状腺癌和乳腺癌患者并不具有传统观点认为的致病因素,有家族病史的也很少。

 

既然DNA复制随机错误是不可抗的,为什么甲状腺癌近年发病率逐年上升呢?

 

近年来,甲状腺癌的发病率以每年20%的速度递增,在有的城市甚至晋升新增癌症榜首。这又是为什么?

   吴高松教授解释,除开极小的那部分因环境和遗传影响而致癌的患者,发病率上升的一大因素是早期检查的普及化。以前有的老人被认为是自然老死,但实际上有可能是癌症导致的。但因为没有去医院做过相关检查,致使从数据上看起来“发病率”不高。随着现在人健康意识日益加强,尤其是城市医疗水平的提高,原来潜藏起来的疾病现在更多的被挖掘出来了。

 

如果多数癌症的发生是“上帝在掷骰子”,是否意味着我们对癌症只能听天由命?

 

当然不是,这只是意味着我们将来要将更多的精力、财力、时间从防未病转向早发现早治疗,吴高松教授说。DNA复制的随机错误是人类进化的一种必然,有好的也会有坏的,我们无法阻止它,也无法阻止由它引起的癌症。但是我们完全可以阻止癌症带给我们的严重后果。目前的医疗水平之下,大多数癌症在早期发现的时候,都是可以治疗,甚至治愈的。

有数据显示,在中国,甲状腺癌的五年生存率达到80%以上,而乳腺癌早中期的五年生存率高达为80%-95%。越早发现越早治疗,生存率越高。

 

对甲状腺癌和乳腺癌如何做到早发现呢?

 

吴高松教授建议,甲状腺可以每年做一次彩超检查,根据检查结果再来确定下次检查的周期(半年或者一年);乳腺检查有三种方法,40岁以上的女性可以半年做一次彩超,或者一年做一次钼钯X线检查,如果察觉有问题,则可以进一步选择核磁共振(MRI)。

 

这项研究的结论对我们的生活将产生怎样的意义?

 

约翰霍普金斯大学两位科学家的这项研究,除了告诉我们需要更加重视癌症的早期发现和治疗外,同时也给那些血缘亲人患有癌症的人们的心理松了绑:遗传在癌症的发生中影响如此之小,这意味着我们大可不必因为亲人患癌而担心自己有一天也会患上癌症。

另外,尽管研究指出多数癌症是DNA复制随机错误引起的,但是并不意味着我们就可以彻底放纵自己,不注意健康饮食、运动以及保护自己不受环境伤害。毕竟部分癌症,例如肺癌,受到环境的影响还是相当高的;其次,就算不会患癌,不健康的生活方式也会导致其他疾病,这对我们并没有什么好处。

 

关于网上疯传的误读

 

网上疯传的“癌症60%源于DNA复制随机错误”,实际上是一种误读。癌症是多个基因突变的结果,患癌意味着一定发生了基因突变,但基因突变不代表一定会发生癌症。研究原文中所写的是“癌症基因突变66%源于DNA复制随机错误”,而不是癌症66%源于DNA复制随机错误。癌症基因突变不等于癌症。