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对于致力于理解癌症的人们,有关信号处理系统的认识将会为他们提供终极答案。在任何一个细胞的隐秘角落,除此以外没有更深入、更精妙的机制了。答案都在这里,或者将很快在这里露面。而20年前,我们还对此一无所知。
这方面的研究使我们发现了人体细胞的心脏和主宰——细胞周期钟。作为细胞命运的主宰,它作出生长或分化的决策。尽管对细胞周期钟的探索还处在起步阶段,但我们已知,在绝大多数乃至所有类型的人体肿瘤中,细胞周期钟都会遭到损害。在这个领域,我们也已经描绘出清晰的轮廓,但是还有许多关键的细节需要充实。
家族性癌症综合征在受孕的一刻即已注定,散发性癌症则是个人一生中随机发生的遗传意外的结果。在我们过去10年间发现的基因中,其中很多基因为我们在这两类癌症间架起了桥梁。这两类癌症并非如常人想象的泾渭分明,而是一组共同基因受损的表现,差别只在卵子受精前与后的损害发生时间的不同。防患于未然
本书中讲述的大量信息对于癌症死亡率将有什么明显影响呢?道理很简单,要治愈某种疾病,最常从弄清病因着手。因此,我们最近获得关于基因和蛋白质的知识,将引领我们征服癌魔。可是,癌症最根本的起因实际并非深埋于个体细胞内部,而是远在环境、在我们摄取的食物、吸入的香烟之中。在显著降低癌症发病率之前,我们必须强调,这些才是癌症的祸根所在。基因和蛋白质不过是为虎作伥仅此而已。
过去200年中,人类其他主要疾病的防治为我们树立了鲜明的例子:降低死亡率,要依靠个人卫生、营养条件的改善,要获取干净的水源,开展防疫运动。扩展开来,癌症死亡率的大幅度降低,同样要依靠预防,而非一味寻找新的治疗方法。
降低癌症死亡率,主要依靠识别和消除癌症的不同病因——尤其是膳食结构和生活方式的某些方面。这其中许多属于流行病学家的职责范围。我们也的确从流行病学家那里获益匪浅。他们确立了问题的框架,明确了范围、广度和深度。他们还使我们省悟风靡某些小圈子的两大观点:癌症流行病在工业化的西方泛滥成灾,而绝大多数病例可以追溯到空气和食物中的化学污染。
除开乳腺癌以及与烟草有关的癌症以外,在过去半个世纪中,尽管环境污染在显著加剧,绝大多数癌症的发病率仍保持平稳。至多只有百分之见的癌症能够归咎于人为的环境因素。1930年,美国年度癌症死亡率为每10万人中有143人。到1990年,这个比率上升到每10万人中有190个。人口年龄分布的变化,以及我们反复提到的癌症发病具有很强的年龄依赖性这一事实,上述数字已把这两点考虑在内。
癌症死亡率的这种年龄校正的增长,几乎都直接源自烟草消费。到20世纪90年代,男性肺癌死亡率长达一个世纪的增长势头呈现逆向发展。除开肺癌部分,在1950年到1990年间,经年龄校正的癌症死亡率总体上下降了14%。
乳腺癌的死亡率有小幅增长——在1960年至1990年间上升。了约10%。该病发病率的增长势头要猛烈得多,但是,主要通过外科手术,大部分乳腺癌病例可以治愈。乳腺癌的病因众说纷纭,有一种观点很快赢得了充分的证据。它把乳腺癌发病率的增长主要归咎于现代的营养和生殖习惯,两者相结合导致女性在一生中经历的月经周期数不断增长。还有一个因素则使人困惑,即早育有护作用,早育似乎使乳腺组织能够抗拒此后可能发生的癌症。过迟生育则会导致乳腺癌发病率的攀升。
大约半数癌症和饮食有密切关联,可是绝大多数食物链中的致癌成分难以确定。西方的膳食结构导致其结肠癌的发病率比非洲中部某些地方高上10~20倍。一个可能的原因是,西方人饮食中肉类和脂肪的比例很高。烹调方式对癌症发病率也有明显影响;当肉类尤其是红色肉类被高温加热时会产生强力致癌物。亚洲亦受到与膳食结构相关的癌症高发率的困扰。日本人的饮食习惯致使其民众胃癌发病率比美国人高出6倍。晒制、发酵、烟熏食品很有可能也是癌症的病因。
植物性食品是一把双刃剑,因其既有致癌成分,又有抗癌成分。蔬菜提供的维生素如维生素A、C、E,能够中和某些重要的致癌物质,如正常细胞代谢产生的氧化剂和自由基。另一方面,有一些植物成分与癌症发生呈正相关。为了防止昆虫天敌的骚扰,植物发展出精密的化学防御系统。其中就有埃姆斯测试中记录在案的有效诱变成分。埃姆斯也举了一个例子,即某个芹菜新品系在生长过程中所需的合成杀虫剂比其他品系要少;抗虫害能力的上升与该种芹菜体内的某种强力诱变剂比常规上涨了10倍有关。
与其他所有植物一样,芹菜体内含有几十种致癌和抗癌成分。可是芹菜只不过是经常出现在餐桌上的几十种植物中的一种,每一种植物都为我们的饮食提供自己的或简单或复杂的有机成分。在这些天然成分的混合物与它们对人体代谢的影响之间,有着错综复杂的相关性。要确定哪些普通天然食物使我们体魄强健、安享天年,哪些则会损身折寿,还需要花上几十年时间研究。
尽管山重水复,但还是有一些结论已经崭露头角。如前所述,现代癌症当中,几乎有一半能够通过避免吸烟、高脂肪、高肉类饮食来预防。可是剩下的那一半呢?无疑,未来的几代人仍不能摆脱癌症的魔影,即使是那些生活方式最无可指摘的人也在劫难逃。我们该如何对付这些似乎防不胜防的肿瘤呢?利用基因和蛋白质对付癌症
即使我们…一确定了所有的外部致癌因素,人类也永不可能完全遵照流行病学家的建议。而且,更重要的是人体的极端复杂性表明了癌症的不可避免。所有复杂的机械或迟或早都将崩溃。只要有足够的时间,没有人可以逃出癌症的手心。此刻,只有新发现的基因和蛋白质可以力挽狂澜、救人于危难之中。它们使人类可以对付如影随形的癌症。
癌症的早期发现愈来愈显出重要性。早期发现和切除肿瘤块可以治愈癌症。但是早期发现面临两大困难。首先,在癌细胞群还很小的时候,我们就必须找到它。如前所述,直径1厘米的肿瘤不到人体的001%。当前几乎很少有哪种生化方式可以灵敏到这种程度,侦知这样微小的物质结构。
其次,癌细胞,尤其使肿瘤发育初期阶段的癌细胞,在几乎所有方面都和正常细胞惟妙惟肖。要找出癌细胞的不同之处,任务繁重,令人气馁。几乎所有曾被称作”肿瘤独有“的蛋白质,后来在人体的某个正常组织中也有发现。
尽管困难重重,但是发现肿瘤的途径中,最有吸引力的还是识别癌细胞独有的基因和蛋白质。突变癌基因、肿瘤抑制基因和它们的蛋白质产物跃入人们的眼帘。约有四分之一的人体肿瘤中出现突变的ras癌基因。它拥有正常细胞所没有的DNA序列,而且使得ras蛋白质产物具有独一无二的非自然结构。
有鉴于此,一些研究者试图在结肠中寻找带有突变的ras癌基因的细胞。由于肿瘤细胞和正常细胞一样都会不断地大量脱落,进入排泄物,这项工作被大大简化了。约翰·霍普金斯大学的戴维·西德兰斯基(DavidSidransky)凭借一项超灵敏的DNA分析技术,在粪样里发现了突变的ras基因。尽管这项技术仍须改进,高敏感度,但是它带来的长期前景已经相当明朗:它能使人们发现在其癌变过程中的结肠肿瘤,这时还来得及通过手术治疗。
最终,包括膀胱,子宫和肺在内的其他中空器官处的肿瘤或许也能应用这种方法。上述每一种器官中,细胞都会脱落到器官腔内。在尿液中可以发现脱落的膀胱细胞,在支气管上部粘液中可以发现脱落的肺细胞。与结肠部位一样,对脱落细胞进行分析提供了癌症早期发现的可能,增加了痊愈的机会。
在人类癌症的发病中,家族性肿瘤占有显著的席位。一些研究者估计,约有10%的人类癌症源自遗传基因。能否预测癌症的先天易患性,也是早期发现的一个非常有价值的方向。
在结肠癌中,家族性肉瘤和HNPCC综合征合计占到所有病例的10%以上。乳腺癌中也有同样比例与BRCAI、BRCAZ两种等位基因的遗传突变相关。在未来的10年,人们将发现,几乎每一种普通癌症中都有一部分是由特定基因,通常是肿瘤抑制基因的遗传突变引起的。
在少量组织样本中发现突变基因的技术正在突飞猛进。很快,只要几滴血液,就能发现是否具有引起对某种癌症易患性的遗传突变基因。针对那些某类癌症异常高发的家族,同样的分析将用于产前诊断。这些测试将能够区分家族中的高危人群和那些侥幸逃脱厄运的成员。被发现处于危险之中的家族成员有必要接受终身监护。在包括家族性肉瘤和乳腺癌在内的生死攸关的病例中,患者也许能痛下决心,在恶性肿瘤露面之前即把靶器官切除。
但即便是这些有效的遗传技术,它们提供的保护仍是不完整的。对癌症的先天易患性进行彻底的全民普查,无论在经济上还是统计上都缺少可行性。即使采用最先进的筛查技术,绝大多数的小型散发性肿瘤还是会成为漏网之鱼。因此,我们还是会不断碰到许多只能在体形硕大、症状明显时才能发现的肿瘤。所以,就目前而言,抗癌疗法的能力和局限性成为生与死的分界线。过去10年中,很多类型的肿瘤患者,其长期存活率没有多大起色。只有发明出一种全新的治疗方法,才能有进一步改善。
在这个领域,本书述及的基础分子研究将为我们带来丰厚的回报,尽管这些回报的到来还须假以时日。在弄清癌细胞传