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人类距离终结癌症还有多远?

 无明7782 2019-12-22

人类对癌症发病原因的认识从最早的黑色体液-血液化脓-细胞异常分化-病毒理论等演变,历经数千年的探索,直到20世纪最终锁定了基因。基于近年发展起来的基因学理论,人们已经认识到肿瘤的发生来源于基因突变导致的细胞正常生长和死亡过程的失常。如此,人类在漫漫的求解癌症的道路上,终于有了一个明确的方向。

一般说来,人们都知晓很多致癌因素,物理的、化学的、生物的、社会心理方面的等等,但这些致癌因素是通过怎样的方式使人体发生癌症的呢?也就是癌症产生的机制是什么?很显然这是从根本上解决癌症的切入点。

不见尽头的癌症产生机理的艰难探索 20世纪后半叶,分子生物学和分子遗传学的飞速发展把人们对肿瘤研究的视野从组织器官层面引向了细胞分子水平,随着癌基因、抑癌基因、细胞凋亡相关基因、癌转移相关基因以及信号传导系统等的先后发现,科学家们意识到致癌因素对人体细胞基因的影响。大量研究发现,肿瘤细胞内存在大量的基因突变和染色体畸变;发现基因突变可引起原癌基因活化和抑癌基因的灭活,进而导致正常细胞周期和凋亡的失控;发现大部分致癌剂是细胞基因的诱变剂,发现了致癌剂与DNA的加合物。由此明确了细胞基因突变是引发肿瘤的根本原因。明确了肿瘤的产生是基于基因水平的细胞增殖和凋亡控制机制的失效。这一观点成为癌症发生机制的细胞基因突变理论。

后续的研究中,对癌的起源有来自干细胞的认识。其观点基于干细胞具有自我更新和多向分化的潜能,正常情况下胚胎干细胞可以无限制地增殖、分化,最终发育成一个人的个体。成体干细胞可增殖、分化成一种以上的成熟细胞,用以更新修复衰老和损伤的组织。而在遗传和表观遗传发生改变时,干细胞的自我更新过程可发生调节失控,导致干细胞停留在分化过程的某个阶段,扩增形成癌变。并且认为,可能仅有癌变的干细胞才具有增殖和转移的能力。这一观点成为癌干细胞学说。

众多学说中令人较为振奋的是表观遗传学说。大量的研究和实验发现并证实了表观遗传调控在癌症发生和发展各个阶段所起的关键作用。表观遗传是不通过DNA序列变化就可影响基因表达的可遗传的调控方式,包括DNA甲基化、组蛋白修饰和染色质重塑等。研究发现,与癌症相关的基因被激活或失活并不一定要通过DNA基因突变,表观遗传调控失常也可和基因突变一样造成致癌后果。表观遗传的致癌机制可以是通过影响基因表达激活原癌基因和抑制抑癌基因;可以是由调控异常导致染色质不稳定,引发染色体数目异常。表观遗传的改变具有可以调控和逆转的特点,这对癌症的临床预防、诊断及治疗具有深远影响。

上面简述的三种认识中,细胞基因突变学说的要点在于致癌因素引发细胞基因突变,DNA序发生了改变;癌干细胞学说的要点是,表观遗传改变导致干细胞分化调节失调,停留在分化过程的某个阶段发生癌变;表观遗传学的要点是通过甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑等调控方式影响基因表达,而不发生DNA序列的改变。

不过大体上,各学说对致癌机制的核心观点基本趋同,最终都是影响基因的表达。即原癌基因(其正常的生理功能是促进细胞生长发育)被激活,转变为癌基因,产生原有功能的过度表达,抑癌基因(是细胞固有的保护程序,会在细胞分裂过程检测DNA是否受损,如有受损会启动各种修复程序,若损坏太严重,会启动细胞自杀程序清除)被抑制,结果导致细胞无限制增殖。除上述三种还有个更多的学说,众多癌变学说的推出可以使我们的视野和思维更宽泛,去伪存真,研究更接近真理。

学说之外,来自各科研单位的发现和见解也有不断涌现,如非常引人注目的华盛顿大学医学院科研人员发现转座因子驱动癌基因在人体癌症中的广泛表达。转座因子是可移动的遗传因子,可以从染色体的一个位置转移到另一个位置,并对其后的基因起调节作用。科研人员对15种癌症7769个肿瘤625个数据进行分析,确定了129个转座因子中的启动子激活事件,涉及3864个肿瘤的106个致癌基因。这一研究揭示了众多癌症类型中存在转座因子通过表观遗传影响肿瘤发生的过程,并说明这一过程与癌基因激活及最终导致肿瘤发生的机制有关。

综上,我们能感到最终揭示癌症的难度和复杂,现在多数研究方向集中到了基因和染色体上,只要这个方向正确,加上人类基因组未来对人类基因表达的最终破解,就有成功的希望。

基因相关理论和技术研究开发的阶段性成果受益于癌症医学临床 进入21世纪,随着致癌机理深入研究的引导和相关基因技术的开发,使今天癌症预防、诊断、治疗的一些领域有了更高效的手段。如通过基因筛查可覆盖癌症风险的评估、治疗、预后等各个环节;通过基因检测发现某些基因突变,精确治疗靶点;依据治疗靶点选择适宜的靶向药物进行精准治疗;对于已经被实验证实可靠、理论与实践一致的基因干预手段开始尝试应用于临床。

2003年10月,中国食品药品监督管理局批准了基因治疗药物“今又生”的商业化销售。成为世界上第一个批准使用基因治疗药物的国家。“今又生”药物的治疗机理就是利用重组腺病毒技术在肿瘤细胞内表达P53抑癌基因,以恢复和增强病人抗癌基因的功能。近年美、日、欧等国也先后批准了基因治疗药物,如比较轰动的以色列VBL公司推出的VB-111,为靶向肿瘤生成新生血管的基因药物。美国批准的改造病人自身免疫细胞的CAR-T疗法治疗白血病的基因药物。日本批准的AnGes MG公司FGH,为治疗阻塞性动脉硬化症的基因药物等。

癌症的临床床治疗中,对于最难掌握的肿瘤不断进化,不断改发生及转移模式,科学家们开发了先进的跟踪监控的方法。以计算机学习算法来追踪肿瘤转移过程中发生的进化改变。取得了初步效果。研究人员向系统输入了1778名患者的768个肿瘤的信息,系统成功地找到了促使肿瘤转移相关的突变模式。这种计算机工具还可使医生更精确地为病人制定最佳治疗方案,改善他们的预后。

总之我们能感到克服癌症的艰难,但阶段性地也能看到希望,今天某些基因技术在医学临床的应用,就是受益于科研人员辛勤努力的阶段性成果。不过新的希望之中又会发现更新的麻烦。

人类距离终结癌症还有多远?现在只能说我们正在行进的路上。

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