回複:靈芝姑娘請進

回答: 靈芝姑娘請進華山972013-08-30 20:01:02


很多人都聽說過,癌症是個基因病。

那麽,究竟什麽是基因病,為什麽基因問題會引起癌症?


1. 基因病不一定是遺傳病

談到基因病,很多人都會想到遺傳病。那麽,癌症跟我們通常所說的遺傳病有什麽區別?

首先,遺傳病是先天的,有問題的基因是從受精卵開始,也就是從父母遺傳而來的;癌症是後天的,有問題的基因是因為後天細胞分化繁殖過程中出了問題。通常,發生異常的基因隻在腫瘤細胞存在,不存在於其它細胞中,包括生殖細胞。所以,癌症通常不遺傳。

其次,癌症的發生需要多個基因出問題,一般來說,在三個以上,最多可達二十個。

癌症的這個特點,決定了癌症的發病率跟年齡成正比。如果癌症是單個基因變異引起,那麽,如果假設基因變異的頻率是固定的,癌症發病率就應該與年齡無關。我們觀察到的,所有癌症的發病率都跟年齡有關,就是因為癌症涉及多基因變異,通常需要一個很長積累過程。

癌症腫瘤細胞,是由一個變異細胞擴增而來。而這個最初的癌變細胞的形成,需要一個過程。首先,某個細胞發生了一個基因變異,獲得了某些生長優勢;從這個細胞衍生的後代中,某個細胞發生了第二次基因變異,獲得了更大生長優勢。隨著時間的推移,基因變異積累,最終某個細胞獲得了不受控製的生長繁殖能力,這就是癌細胞。上一篇文章中,談到生命的延續需要細胞的更新換代,而細胞分化和繁衍是產生癌變的動力,就是這個原因。如果細胞不分裂繁衍後代,基因突變就沒有傳給子代細胞的機會,就不會發生癌變。

這個過程,在直腸癌中表現非常明顯。我們知道,腸道息肉是大腸癌癌前病變的表現。在腸道息肉的細胞中,抑癌基因APC發生變異,導致這個抑癌基因的失活;如果腸道息肉中某個細胞發生第二次突變,ras基因被激活,細胞加速生長,會形成局部良性腫瘤;如果腫瘤細胞發生再次基因突變,比如抑癌基因DCC和p53失活,就會形成惡性腫瘤。
 

2. 為什麽基因變異會導致癌症 

正常情況下,人體細胞的形成和死亡保持一個動態的平衡。細胞的形成,通過細胞分化和繁殖,是受精密調控的。癌變,就是細胞分裂失去控製。

早期,我們認為人體存在有癌症基因,這些癌症基因的激活就會引發癌症;另一些基因具有抑製癌症的作用,我們稱之為抑癌基因。其實,無論所謂的癌症基因,還是抑癌基因,都是人體細胞分化繁殖調節所需的基因,它們的本來功能與癌症無關。隻不過,這些基因在調節細胞分化和繁殖過程的作用是如此重要,基因變異引起這些基因編碼的蛋白功能改變,這些功能異常,使得細胞生長失去了原有的控製。 

人體重要生理功能都有雙向調節機能,如我們熟知的宏觀指標,血壓,血糖,離子平衡等等。細胞分化和繁殖是如此重要,它們的調節當然是雙向的,經常有多重保險。我們提到的癌症基因,基本上是促進細胞分裂所需的蛋白分子的編碼基因。這類基因,包括生長因子受體基因,磷酸激酶基因,信號傳遞分子基因,激活基因表達轉錄的蛋白因子基因等等。抑癌基因,它們編碼的蛋白分子一般具有抑製細胞分裂的功能。它們可以釋放抑製細胞分裂的信號,可以壓製上述細胞分裂促進因子的活性,或者監測細胞染色體異常,保證異變細胞停止分裂。 

在我們談到的大腸癌例子中,APC蛋白就是一個抑製因子,它可以抑製myc蛋白的活性,而myc蛋白是一種細胞基因轉錄因子,它刺激細胞分裂所需的很多蛋白基因的表達。正常情況下,二者相互牽製,保證細胞正常分裂所需,但是又不會失去控製。而p53則負責監控,如果細胞染色體異常,p53蛋白可以使得細胞分裂停止。 

人體預防癌變的另一監測係統,是DNA修複係統。人體基因出現的錯誤,可以被特殊修複係統檢測到。出現問題的細胞,或者問題基因被修複,或者啟動細胞自殺程序,使得有問題的細胞被消滅。 

一般來說,癌變細胞的發生,需要這個雙向調節係統和修複係統,同時發生故障。也就是說,癌症需要刺激細胞分裂的程序失控,需要修複係統失活,需要抑製和監測係統故障。這也是癌症治療如此困難的原因,因為癌症的發生太過複雜。 
 

3 癌症發生的遺傳因素和非基因因素 

我們都知道,癌症有遺傳影響,家族史很重要。

上麵又說到,癌症是體細胞基因變異,那為什麽跟遺傳又有關? 

上麵談到,癌症的發生,需要多個基因同時出現問題。在某些人群中,某個跟癌症有關的基因,可能先天就有缺陷。這樣的人群,並不一定會得癌症,但是癌症危險高於其它人群。假設某種癌症,需要三個基因變異,才可能發生。如果你出生時,其中一個基因已經有了問題,那麽你隻需要再有兩個變異就會癌變,從概率上來說,當然比沒有問題的人群,比需要後天發生三次基因變異的人群,發病的幾率要高。但是,你完全可能沒有危險。 

比如說,研究發現,位於染色體13和染色體17的兩個基因,BRCA2,BRCA1,跟乳腺癌發病率有關。就是說,如果你攜帶的這兩個基因有問題,患乳腺癌的幾率比別人高,但是並不表明你就一定得乳腺癌。乳腺癌的發生,需要後天在你的生命過程中,有其它基因變異,才會發生。現在研究證實,這兩個基因編碼的蛋白,跟射線引起的DNA破壞修複有關。DNA修複失活,當然使得其它基因變異容易傳給後代細胞,增加了基因變異積累的速度,也就增加了乳腺癌的危險。 

上麵著重談了基因變異引起細胞分裂失控,導致細胞癌變。可是,基因本身並不調節細胞分裂,控製細胞分裂的是這些基因編碼的蛋白質分子。所以,細胞變異的關鍵是各種調節蛋白因子的多少和活性。編碼這些蛋白因子的基因的變化,是影響蛋白因子數量和活性的主要途徑。但是,並不是唯一途徑。從基因轉錄成RNA模板,到RNA合成蛋白質,到蛋白質修飾和激活,任何過程的差錯,都可能引起細胞分裂失常。近年來,小分子RNA,miRNA在細胞癌變過程中的作用引起了重視。這些小分子RNA本身不編碼任何蛋白質分子,但是它們影響蛋白質分子的表達合成。在很多癌變細胞中,這類小分子RNA都有升高。

4.基因療法,期望與現實

既然癌症是基因病,我們當然希望,如果我們可以修複這些變異的基因,不就解決了問題?

首先,人體基因組,也就是染色體總和,有大約三十億堿基對。每個堿基對代表一個核苷酸分子,人體有四種堿基對,所以有四種核苷酸組合成人體遺傳密碼。如果計算機是二進製,人體遺傳密碼是四位製。在三十億代碼中,找出一個錯誤有多難?何況,大多時候,我們根本不知道要找什麽。

其次,人體染色體是線性分子,但是染色體不是以一維結構存在。實際上,染色體是DNA分子和結構蛋白,反複纏繞和折疊壓縮而成的一種多維結構。這麽說吧,棉花由纖維素絲構成,紡成棉線,然後作成了衣服。現在,衣服有了問題,你要把線拆出來,把纖維素絲還原,然後用高倍顯微鏡觀察。現在這種觀察和顯微操作技術都是不存在的。

再者,人體細胞遺傳物質位於細胞之內。我們如何打開細胞又不破壞它們?

癌症難,真的太難,攻克癌症幾乎是不可能的。有人說自己攻克了癌症難題,發明了可以治療所有癌症的神藥,這樣的人,不是騙子就是傻子。


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肅然起敬。 -閑情- 給 閑情 發送悄悄話 閑情 的博客首頁 (0 bytes) () 08/30/2013 postreply 20:30:20

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