扫荡癌症基因

蔡如鹏

作为人类基因组计划向医学等实践领域的延伸，癌症基因组计划将有助于人类真正破解癌症致病的机理，其工作量与创新程度将远超过人类基因组计划

新年伊始，一篇发表于国际权威科学媒体《自然》的文章给全人类带来好消息：科学家一次性发现了120多个癌症基因。

自从癌症与基因的关系被证实以来，癌症基因就一直是科学家们筛淘的“金子”。他们希望找到这些基因，进而通过调控它们，到达防治癌症的目的。因此，每一次癌症基因的发现，都使研究人员欢欣鼓舞，觉得朝攻克癌症的终极目标又近了一步。

这一次的发现则有点出乎科学家所料，因为他们发现的不是几粒“金子”，而是一个“金矿”——上百个癌症基因。

更重要的是，这项发现是癌症基因组计划的产物，它证明科学界已经开辟出了一条“批量”发现癌症基因的路途——尽管部分科学家对此仍然存有疑虑：这些耗费巨资发现的基因，对攻克癌症究竟会有多大的帮助？它要到什么时候才会发挥作用？

癌症基因集体亮相

1969年，美国科学家罗伯特•许布纳和乔治•托达罗提出了一种假说，认为在所有的细胞中都含有能够导致细胞癌变的基因，这些癌症基因代代相传。但在通常情况下它们处于被阻遏状态，只有当细胞内有关的调节机制遭到破坏的时候下，癌症基因才会“作恶”，导致癌变的发生。

现在，这一观点已经被科学界普遍接受。在此基础上，科学家们也逐渐达成了共识：要破译癌症之谜，首先要破译基因之谜。因为，癌症与基因是一对“亲兄弟”。

在过去的25年中，科学家已经在人类基因组的2.5万个基因中识别出了350多个与癌症有关的基因。这些基因的发现主要是依靠扫描定位、生物鉴定等传统方法。

而这一次所用的方法不同以往，它是通过大规模的测序来发现目标基因。负责这项研究工作的英国科学家迈克•斯特拉顿来自剑桥大学著名的桑格研究所，他同时也是人类基因组计划的领导人之一。

斯特拉顿说：“新技术(大规模测序)加速了这一进程，科学家可以系统地分析一个肿瘤细胞中所有的基因。”他们正是通过比较癌细胞与正常细胞的基因序列，识别两者之间DNA的差异，发现这120多个以前未被怀疑的癌症基因的。

斯特拉顿领导的这个研究小组包括英国、中国、美国、荷兰、澳大利亚、比利时等多个国家的科学家。他们在3月8日出版的《自然》杂志上报道说，他们对200份乳腺、胃、结肠、直肠及其他常见肿瘤样本中一类名为“激酶”的基因家族进行了研究。

激酶家族包括500多种不同的基因，它们功能的丧失是肿瘤的一个常见诱因。桑格研究所的安德鲁•福特雷尔说，这些基因就像开关一样，控制着细胞的生长和死亡以及变异进程。

研究人员在肿瘤样本中共发现了1000多种激酶基因的变异。其中，大部分突变不参与癌症的发生，被称为“乘客”突变，但有120多种变异与癌细胞的形成有直接关联，即所谓的“司机”突变。

这一结果远远超出了斯特拉顿等人的预期，他们本来预计只能在肿瘤样本中发现10种癌症基因。桑格研究所的安德鲁•福特雷尔说：“这表明，基因组中存在着非常多有助于癌症发生的基因。”

比人类基因组计划更宏大的工程

“现代医学已经认识到肿瘤是一种基因病。”中国医学科学院分子肿瘤学国家重点实验室研究员林晨说，“相关基因的发现无疑会加深人们对癌症的认识，有助于为设计和开发治疗癌症的基因药物开辟新途径。”

斯特拉顿等人今天的发现应归功于大规模的基因组测序计划。1986年3月7日，诺贝尔奖获得者、美国肿瘤病毒专家雷托•杜伯克在《科学》杂志上发表了一篇题为《癌症研究的转折点——人类基因组的全序列分析》的短文，提出攻克癌症应该以分析人类基因组全序列为基础的科学构想。

从1990年至2001年，有六个国家科学家参与的国际人类基因组计划完成，耗资超过30亿美元。斯特拉顿所在的桑格研究所就曾是参与人类基因测序的重要机构之一，有超过1/3的序列是通过他们整合完成的。

斯特拉顿等人这次的工作被认为是人类基因组计划的延伸——癌症基因组计划的一部分。

2006年8月，由美、英两国发起的癌症基因组计划在美国正式宣布启动。国际人类基因组计划总协调人弗朗西斯•柯林斯说，作为人类基因组计划向医学等实践领域的延伸，癌症基因组计划将有助于人类真正破解癌症致病的机理。

到目前为止，尽管癌症基因组计划尚未形成像人类基因组计划那样，有明确参与国家、每个国家承担多少任务的具体计划，但柯林斯坚定地表示，他们将像上次的人类基因组计划合作一样，将此次癌症基因组计划做成一个有国际影响力和关注度的国际项目。

根据癌症基因组计划的建议书，该计划预计用9～10年的时间完成，预计耗资13.5亿美元，将对1.25万份肿瘤样本进行基因测序，涉及50种类型的癌症，其中每种类型约有250份肿瘤样本。

研究人员希望通过对不同肿瘤样本的基因信息及与健康组织基因信息的比较研究，发现引起癌症的基因突变线索，包括基因致癌的机理等重要信息，进而为癌症的诊断、预防与治疗提供全面的、有价值的科学线索。

柯林斯说，癌症基因组计划的工作量与创新程度将远超过人类基因组计划。“因为每研究一种癌症都需要收集几百个样本，以期通过分析找出真正致癌的原因。”

据悉，柯林斯已经正式邀请中国研究人员参与这一计划。

基因“泥潭”的担忧

与人类基因组计划相比，癌症基因组计划因经费过高和筹措资金困难等问题在科技界引起了广泛的争议。

持保留态度的科学家认为，对癌症基因进行测序的科学意义无可质疑，但它的花费确实有点儿高，其规模也要比人类基因组计划大。

花这样多的钱，大规模针对某一类常见疾病的测序，效果并不见得好。更多科学家担心的是，这一耗资上亿美元的庞大科学计划可能会影响到其他学科或小学科的发展。

事实上，对癌症基因研究自身而言，也有很多不同的意见。部分科学家认为，癌变是一个多阶段逐步演变的过程，把它归咎于个别癌症基因似乎是过于简单化了。尤其是在正常细胞中，癌症基因也并非完全不表达，这一现象的发现使问题更为复杂化。

确切地说，癌症基因并不是一个严格的科学术语。在早期对癌症的研究中，科学家们把与癌症发生相关的所有基因，都统称为癌症基因。但这些基因与癌症的密切程度并不一样，它们的致癌机理也各不相同。因此，科学家在对癌症基因的界定上仍存在分歧。

另外，很多科学家对“癌症基因”的叫法也并不认同，认为这个概念还很容易让人误解携带这类基因就会患上癌症，癌症是由它们引起的。事实上，很多癌症基因在人体内具有很重要的生物功能。它们只是在突变的情况下，才会导致癌症的发生。

上海交通大学一位不愿透露姓名的癌症研究专家说：“当前，对癌症的研究似乎就只能是对癌细胞的研究，而对癌细胞的研究似乎就是对癌症基因的研究。这种思路未必正确。”