研究发现得不得癌症全靠运气：变异随机发生

三月小雨

来源：凤凰科技

凤凰科技讯 北京时间1月13日消息，据科学日报报道，美国约翰霍普金斯癌症研究中心的科学家们创造了一个可以测量主要由干细胞分化过程中发生的随机变异所导致的不同组织类型中癌症发生比例的统计模型。根据他们的测量，2/3的不同组织成年癌症发病主要是因“运气不佳”所导致，也就是随机变异发生在那些能够驱动癌症生长的基因里，而剩余1/3则是因环境因素和遗传基因所导致的。

研究发现得不得癌症全靠运气

“所有的癌症都是噩运、环境和遗传的结合所导致的，而我们创造了一个或可以量化这三种因素导致癌症发展的比例的模型，” 约翰霍普金斯大学医学院克莱顿肿瘤学教授、约翰霍普金斯大学路德维格中心联合主任、霍华德休斯医学研究所调查员波特·福格斯坦(Bert Vogelstein)这样说道。

“那些接触容易致癌的药剂，例如烟草的人们却没有任何癌症的长寿往往被归结于他们的‘好基因’，但事实是他们大多数只是运气比较好，”福格斯坦补充说道。他警告称较差的生活方式加上运气欠佳可能会导致癌症的发展。

他们模型所蕴含的启示意义包括改变公众对癌症风险因素的感知，以及对癌症研究的资金资助。“如果整个组织的癌症发生中有2/3是因为干细胞分化过程中随机DNA变异所导致，那么改变我们的生活习惯以及生活方式或可能极大的帮助预防某些癌症，但对其它的效应可能就非常有限。”约翰霍普金斯大学医学院和彭博公共卫生学院肿瘤学助理教授、生物数学家克里斯蒂安·托马赛蒂(Cristian Tomasetti)博士这样说道。“我们应该将更多资源关注于寻找在早期可治疗阶段检测癌症的方式。”

在发表在1月2日的期刊《科学》上的这篇文章里，托马赛蒂和福格斯坦表示他们查阅了科学文献寻找31个组织类型在一个平均个体生命过程中干细胞分化的累计总数目的信息。干细胞“自我更新”，然后在那些细胞死去的特定器官里重新补充新细胞。

当组织-特定干细胞发生随机错误或者变异时，也就是细胞分化的复制过程中DNA的一个化学字母被另一个替换，就会产生癌症。变异积累的越多，细胞生长不受控制的风险越高，后者是发展癌症的一个里程碑。而相比遗传和环境因素所导致的癌症，这种随机变异所导致的癌症在此之前仍是未知，福格斯坦说道。

为了查明这种随机变异在癌症风险中所起的作用，约翰霍普金斯大学的科学家们绘制了31个组织里干细胞分化的数量，并将这些速率与美国人中相同组织癌症生命风险进行对比。通过所谓的数据散点图，托马赛蒂和福格斯坦确定了全部数量的干细胞分化和癌症风险之间的相关性为0.804。从数学角度说，这一数值越接近1，干细胞分化与癌症风险的相关性越高。

“我们的研究显示，一般来说，一种组织类型里干细胞分化数量的改变与同一组织里癌症发生的改变是高度相关的。” 福格斯坦解释道。其中一个例子便是结肠组织，它所进行的干细胞分化是人体小肠组织的4倍。同样的，结肠癌比小肠癌要更加普遍。

“你可以辩解认为结肠比小肠暴露的环境因素要更多，这会增加已知变异的潜在速率。”托马赛蒂说道。然而科学家在老鼠结肠里的发现却恰恰相反，老鼠结肠里干细胞分化的数量要比小肠内的更少。研究人员表示这支持了全部数量的干细胞分化在癌症发展中所起的关键作用。利用统计学理论，科研人员计算出癌症风险中有多少变异量是因干细胞分化数量所导致的，这一结果大约为0.804的平方，或者用百分比的形式表示大约为65%。

最终，研究人员将他们研究的癌症类型分为两组。他们统计计算了哪些癌症类型的发生可以通过干细胞分化数量来预测，以及哪些癌症类型具有较高的发生率。他们发现22种癌症类型可以通过细胞分化过程中随机DNA变异的“运气不佳”因素来解释。而另外9种癌症类型的发生率高于“运气不佳”所能预测的，因此可能是“运气不佳”结合环境或者遗传因素所致。

“我们发现那些无法仅仅用干细胞分化数量来预测的癌症类型基本都是我们可以预料到的癌症类型，例如肺癌，它主要与吸烟有关；皮肤癌，它主要与暴晒在阳光下有关；以及与遗传症状有关的癌症类型。”福格斯坦解释道。

科学家们表示这项报告里并未包含某些癌症，例如乳腺癌和前列腺癌，因为他们无法在科研文献里找到相关的可靠的干细胞分化速率。他们希望其它科学家可以找到更精确的干细胞分化速率，从而帮助修改这个模型。这项研究得到了弗吉尼亚D.K.路德维希癌症研究基金、卢斯特加登胰腺癌症研究基金会、索尔戈德曼胰腺癌研究中心和美国国立卫生研究院国家癌症研究所的资金支持。“这项研究显示吸烟或者其它糟糕的生活方式因素可能会增加你患癌症的风险。然而很多形式的癌症主要是因为倒霉的癌症驱动基因的变异，无论你的生活方式或者遗传因素如何。根除这些癌症最好的方法就是早期检测，在癌症还能够通过手术根除时的早期阶段。” 福格斯坦说道。