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癌症和基因变异的关系?

百变鹏仔1年前 (2023-12-22)阅读数 7#综合百科
文章标签癌症基因

当我们第一次发现癌症和基因之间关系的时候,人类便开始了癌症征服之旅——我们希望找到癌症和基因之间的关系,一把钥匙开启一把锁,一种特定的基因突变导致某种癌症的发生。前面我们就说过,人类每一次对于癌症认知的更新都会带来治疗的变革,而新的理论,往往会孵化出新的疗法。下面就跟随小编的步伐,一起走进癌症最新的理论进展。

1、癌症起源:不顾团体的癌细胞

在遥远的6亿年前,古老的细胞便开始遵循着朴素但是及其有效的法则,这些法则深深地影响着细胞的繁衍和增殖,这些法则帮助细胞们彼此协作,共同生活,就像你现在看这篇文章同时调动了视觉细胞和脑细胞,哪怕是把手机拿在手里这么简单的动作,都是无数细胞共同努力地结果。

这些古老的法则包括:如果我们的遗传物质出现了损伤,则必须立即修复;根据机体的需要决定是否进行细胞分裂;还有一条法则:绝不离开自己应该呆的位置。

看到这些法则,相信你就知道癌细胞的特征了:遗传物质受损没有修复、可以不顾及机体的无限分裂,以及对人类来说最致命的问题:癌细胞是会不断转移的。

当癌细胞开始无限分裂的时候,必须要汲取足够的养分,于是正常的细胞就会发育不良或者直接被饿死;同时不断增大的肿瘤(癌细胞团体)也会挤压正常的细胞生存空间,当正常的细胞被挤压的无处生存的时候,自然无法正常的执行器官的功能,这势必会导致人体的功能衰退;对于早期未转移的肿瘤的来说,治愈率往往可以达到90%,但是癌症一旦转移,微小的病灶根本无法有效的清除,于是在不断地肿瘤复发过程中,人类便这样被耗死。

这个过程曾经被另一位癌症科普菠萝比喻成人类开荒地球的过程:人类一开始只是很小的群体,这个时候地球并没有感觉到人类的存在是个威胁(毕竟人类在大自然面前极其弱小),于是人类开始繁衍壮大,人类多了,其他的动物便少了;地球上有很多系统维持着地球的平衡,比如森林和湿地,然而人类要生存就会不断地开辟新的住所,这一过程就会压缩森林和湿地的面积(像不像癌细胞破坏其他的系统);而更关键的是:到了一定的水平,人类开始有了更大的能力,便开始寻找新大陆,继续着新一轮的开辟之旅,这边等同于癌症的转移。

当然,人类早早的就开始学会呵护自己的地球,然而你指望癌细胞呵护你,那是痴心妄想。于是人类便开始研究癌细胞是如何诞生和转移,期冀从中找到癌细胞的治疗方法。

2、经典癌症理论:单线模型

如果把癌症转移的理论同人类的发展史比较起来,的确可以找到很多相似的地方。经典的癌症发生理论认为:一系列特定的突变导致肿瘤的发生。只有这样,原发肿瘤中的一些细胞才能获得一个或更多的突变,从而具有转移能力。

这真的很有趣,相对于说:如果人类没有蒸汽机,就没有足够的动力去转移,而如果无法造出可以负担人类远航的轮船,人类照样无法克服种种困难到达新大陆。缺少其中关键的任何一环人类都无法去往新的地方,对于癌细胞而言,缺乏了特定的突变就没办法转移。

经典癌症转移理论

癌症和基因变异的关系?

然而事实真的如此吗?

随着越来越多的肿瘤测序结果出来,人们发现:即使我们对一个患者的肿瘤细胞进行基因测序,也会发现其中有很多很多的基因突变,而在这个过程中,我们对于肿瘤为什么会转移毫无头绪,因为他们看起来就像是网盘分享随机生成的链接和密码一样,充满了随机性。

癌症的发生和转移真的是随机的吗?

有没有一个(或者多个)特定的基因突变是肿瘤转移所必须具备的条件呢?

癌症发生转移是不是必须要积累一定的基因突变呢?我们可不可以找到癌症转移的时间节点呢?

中间发亮的为正在分裂的肝癌细胞

带着这一系列问题,科学家们开始了新的癌症探索之路。

3、新癌症理论:分支模型

从2010年开始,耶鲁大学公共卫生、生态与进化生物学学院生物统计学副教授Jeff rey P. Townsend携手耶鲁大学公共卫生学院与病理学家David Rimm、遗传学家Richard Lifton以及药理学家Joseph Schlessingerkai开始了一段漫长的癌症探索之路。而在最近,这项最新的研究成果终于展现在了我们面前,而由此带给我们的,是癌症发展的一个崭新的理论:癌症的分支模型。

在对40例来自于13种不同类型癌症患者肿瘤样本进行分析后发现:来自健康人、患者的样本或者多个癌组织的不同基因序列中,存在数十种至数千种不同的突变。

长期以来,线性模型促使肿瘤学家寻找他们认为是决定转移的突变,然后他们可以用靶向药来治疗。但实际上,经典的线性模型并不符合患者的癌细胞进化数据。转移性继发肿瘤的肿瘤树分支几乎是从原发肿瘤中随机萌发的,而不是由一个或更多的关键突变诱发的。这些发现表明,转移并不需要某些特定的突变,靶向肿瘤发展的驱动基因,可能是癌症治疗最有效的策略。

线性和分支理论的比较

如果和人类开辟新航路类比的话,就是我们并没有找到蒸汽机,也没有看到很先进的船只(特定的癌症突变),但是我们确实走到了新大陆(癌症转移了)。而我们开发新大陆的原因有很多种(随机导致转移的原因),我们可不可以针对这些原因来进行治疗呢?

很显然,经典的癌症理论更倾向于寻找可以导致癌症发生的特异性靶点,但是随着肿瘤样本的累积和更多的基因检测结果出来,发现我们找不到确切的可以导致癌症转移的特定基因突变,而分支理论则提出我们可以针对驱动癌症转移的基因进行治疗。

另一个很关键的问题——时间。就像我们现在已经不敢想象10年后的生活一样,因为我们的发展速度实在太快,但是到底是什么技术的出现还是各种各样的因素出现导致发展突飞猛进我们同样不知道。对于癌症亦是如此:第一个癌细胞分裂是如何出现的,又在哪天会突然爆发式的猛烈增长,我们都不清楚。

而关于癌症为什么会转移以及转移到何处,研究人员给出了一个不错的解释:

我们推测:随着可以推动肿瘤形成的突变基因越来越多,到了后面,就变成了一个数字游戏:肿瘤细胞越多,肿瘤转移的可能性就越大。

这又是很巧合的一件事情:人类多了,就开始想办法移民,移民火星,移民外太空。

那么我们不妨大胆的设想一下:人类在移民的时候会去寻找和人类当前居住环境相似的星球,有着相同的水、大气组成;那么癌症转移是不是也会去寻找和自己突变基因类似的组织呢?看似随机的转移是不是也有着一定的内在规律可以相互联系?或者说,有些地方癌症可能是转移过去的,但是因为不符合生存条件癌细胞死掉了呢?

当然,这些都是我们对于肿瘤转移的一些设想,需要更多的实验室证明。但是目前的研究已经告诉我们:癌症的发生发展是一部宏大的历史,绝不只是我们之前想象的那种单线条的发展模式,它可能更像是一颗巨大的树:不仅有着众多的枝丫和树叶,同样有着扎根于地下我们看不到的粗壮树根。

征服癌症,绝非一朝一夕,但我们一直都在前行。从手术,到放化疗再到靶向药再到目前大热的 PD-1和CAR-T等细胞免疫治疗,随着研究的不断深入以及癌症转移机理的了解,在不久的将来,或许癌细胞就会像现在的地球和人类一样:可以维持良好的关系,和谐共存。

癌症与基因本是同胞兄弟吗?

癌症与家族基因有关

具有癌症或多基因遗传病(如老年痴呆、高血压等)家族史的人是最需要做基因体检的对象,通过基因体检这些高危险群可以知道自己是不是带有疾病基因,以便及早发现和及早预防,并做好饮食保健与生活习惯的调整,来避免疾病发生的可能。

正确选择药物,避免不良药物反应

由于个体遗传基因上的差异,不同的人对外来物质(如药物)会产生的反映也会有所不同,因此部分病人使用正常剂量的药物时,可能会出现药物过敏、红肿发疹的现象,或者是在服用相同药物时,有人觉得神效,有人却不但无效还有副作用。基因体检通过对药物反应相关基因的测定,帮助了解基因体质,协助预测可能的药物反应。

提供健康风险管理最好的依据

目前的很多不良环境因子,如空气、水质及农药的污染加上不良生活习惯像抽烟、饮酒等,都会容易使体内的基因受到破坏而产生疾病。长期暴露在这些高度污染环境或有不良生活习惯的人以及目前身体健康的民众都可以通过基因体检了解个人在不同疾病上的发生倾向,进行全面的生活调整或干预,以期降低风险延缓疾病发生,达到基康所倡导的“个性医疗,解码健康”的目的(中源协和基因)。

多年来,癌症一直是人类死亡的第二大因素而难以征服,其重要原因在于发生机制难以查明。但生物技术的发展,使人们在癌症发生机制上的研究取得了重大进展,这便是癌症基因的发现。

我们每个人的细胞中都有癌基因吗?如果有,是不是每个人都要患上癌症呢?

据有关研究报告,人体细胞含有全套的遗传物质——基因组,而其中包含了一种特殊的遗传基因——癌基因。它在胚胎早期曾一度像正常基因一样起着重要作用。随着细胞的分化,它便慢慢地“沉默”起来,对人体细胞没有危害。但是,一旦有一些外来因素,诸如化学致癌物、某些病毒、放射线等致癌因素侵蚀人体,便可激活细胞中的癌基因。于是它们骤然爆发,使正常的细胞变得像疯子那样胡作非为,无休止地拼命增殖。人们称细胞这个过程称为逆分化,即癌基因又回到原始幼稚状态,致使细胞恶化变成癌细胞。这就是正常细胞变成癌细胞的过程。它们扰乱了机体正常功能,耗竭机体的营养,最后致使机体死亡。因此,从理论上说,我们每个人的身上都带有癌基因,都有可能患上癌症。

癌症的机制已为越来越多的科学家所证实。美国德裔科学家福格特通过对基因的研究,发现肿瘤基因可能同恶性肿瘤的形成有着密切关系。这种肿瘤基因首先是在一种引起母鸡结缔组织癌的病毒中发现的。后来,在所有的脊椎动物以及人体中又发现同样的基因。在通常状况下。这种基因并不引起癌症,而只有把它置入病毒中或者当细胞存在状况发生异变时,它才会成为有害的致癌基因。为此,这位科学家荣获了1988年西德罗-埃利和卢德维希-达姆施塔基金会的9万马克奖金。

据报道,人的致癌基因在胃癌、肺癌和大肠癌中已陆续被发现,在肝癌中也发现了致癌基因。于是,癌症机制之初步揭晓。

为了把细胞原癌基因同病毒癌基因区别开,科学家们就用V-onc代表病毒癌基因,C-onc代表细胞原癌基因。但无论是C-onc还是C-onc都有诱导肿瘤发生的作用。所以有时人们又将肿瘤细胞中的癌基因统称为肿瘤癌基因。不过值得让人放心的时,正常人体中原癌基因的表达是受到很好的控制的。并且它们的适量表达如同细胞中其他基因的表达一样,对生物体的形成及其正常的生命活动而言是必需的。即便有个别细胞发生了差错,不小心破坏了该网络系统的平衡,转化成了癌细胞,也会由体内的警察——免疫系统的淋巴细胞将它识别并清除。事实上,我们每个人的体内时刻都在进行着这样的工作。换句话说,我们每个人的体内不仅都有癌基因,而且还有癌细胞的存在,然而只有我们产生的癌细胞超出了免疫系统所具有的清除能力时,癌细胞才能够逐渐积累并形成肿瘤,进而摧毁人的机体。

关于癌基因的发现和研究是肿瘤分子生物学研究中最引人注目的事件。

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