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“抗癌挑战”:从基因标签挖掘癌变诱因,实现癌症预防

来源:生物探索 作者: 2016-1-10
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摘要: 2015年,世界最大的癌症慈善机构英国癌症研究中心投资超1亿英镑,以期在5年内实现对抗癌症的“七大挑战”。其中,“挖掘癌症突变下的基因标签”作为挑战之一入列其中。这一挑战主要是通过研究DNA突变信号,挖掘预防癌症的方法。文章认为癌症多由于细胞内在因素,特定组织干细胞分裂发生越多,内源性突变得到累积,从而该......


2015年,世界最大的癌症慈善机构英国癌症研究中心投资超1亿英镑,以期在5年内实现对抗癌症的“七大挑战”。其中,“挖掘癌症突变下的基因标签”作为挑战之一入列其中。这一挑战主要是通过研究DNA突变信号,挖掘预防癌症的方法。

导致癌症的原因:外因?内因?

2015年1月,Science发表一篇文章表明,机体患癌是由于“坏运气”,与干细胞分裂次数有关。文章认为癌症多由于细胞内在因素,特定组织干细胞分裂发生越多,内源性突变得到累积,从而该组织发生癌变的概率则越高。

然而,2015年12月学术圈另一顶尖期刊Nature刊文直接叫板该观点。文章提出证据表明,内因致癌的风险并不高(只有10 %~ 30%),所以内源性突变不足以说明癌症风险。研究团队更倾向于外界环境因素是癌变的主要诱因。

那么,癌症到底是由什么引发的呢?其实,答案包含了内因和外因。只不过术业有专攻,科学家研究的方向不同罢了。

流行病学家发现某些类型的癌症多发生于吸烟或者肥胖群体中,所以提出吸烟、肥胖等外因是导致某些癌症的危险因素之一。现在的研究已经表明,十分之四的癌症与外因相关联,包括致癌物质、不规律的饮食习惯。而分子生物学家更倾向于研究细胞的内在奥秘,包括DNA修复、基因突变等内因。

应对未知挑战:结合外因、内因

孰是孰非?两种观点都有科学依据。对癌变诱因研究已经让我们掌握了不少证据,且认为外界环境的影响更大,暴露于致癌物质以引发细胞损伤,从而在DNA留下“伤疤”,且该标签因外因不同而存在差异。但是,目前依然存在很多未知:

(1) 外因导致癌变的机制。例如过度肥胖、酗酒如何引发癌变。

(2) 外因与内因之间的关联。现在很多研究团队正以肿瘤DNA为研究对象,试图找到外因与DNA“伤疤”之间的关系。

从外因出发找寻内因,能够找到高风险癌症发病率人群的基因差异。从内因出发找寻外因,能够挖掘出外界环境影响细胞癌变的精密过程,从而打开预防癌症的大门。

这些未知也正是“七大挑战”需要克服的挑战之一,揭示细胞内部变化与环境因素之间的联系,从而更好的了解癌变机制,最终实现癌症及时预防的目标。

逆流行病学:从基因代码挖掘癌变因素

哈佛医学院的教授Ed Harlow解释说,流行病学研究通常从寻找癌症分布规律出发,依据这一规律探究真正的癌变原因。这一传统模式已经孕育出不少“惊人”发现,例如发现吸烟、紫外线是导致某些癌症的重要因素。

但是,近几年,越来越多的科学家开始从肿瘤细胞本身切入,挖掘致病因子,即逆流行病学。

举个例子说明:2012年,科学家研究一种罕见类型的膀胱癌时发现一种可疑的致病模式:服用含马兜铃酸(aristolochic acid)中药的患者易发生癌变。且在患者癌变细胞中发现马兜铃酸会造成特定的DNA突变。(马兜铃酸是一种存在于某些植物中的强致癌化学物质)

之后,研究团队发现一些肝癌患者的细胞中也存在于膀胱癌患者相同的基因突变位点。这一发现,让他们联想到可能马兜铃酸会导致肝癌的设想。从而让研究人员重新审视此类药物的安全性。

所以,从内因找外因,即从肿瘤的基因突变挖掘癌变诱因,将为癌症预防提供更精准的方案和更及时的时间。随着世界各地的科研团队的共同努力,越来越多的癌症DNA数据已经获得。所以,以大量样本数据为基础挖掘基因标签,从而找到癌症的诱因,将有机会实现预防癌症的终极目标。


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