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癌症致命的达尔文主义驱动力

探索癌症中的基因突变如何驱动细胞进化,并影响对这种复杂疾病的治疗策略。

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癌症是一种信息疾病,在这种疾病中,细胞会被重新编程为精确的杀戮机器。在经过数十年研究形成的共识中,这种转变是由大约六个基因突变——多年来累积到细胞 DNA 中的变化——的结果。对我们人类来说,这些是致命的缺陷。但从癌细胞的角度来看,每一次变化都是一种有益的适应。在达尔文进化论的加速版本中,细胞在体内生态系统中的竞争和生存能力会越来越强。第一个突变可能发生在负责控制有丝分裂——细胞分裂频率——的基因上。第二个突变可能会关闭一个通常用于抑制细胞过度增殖的基因。踩下油门并切断刹车线——这是熟悉的类比。细胞继续分裂成两个子细胞。每个子细胞又分裂产生自己的两对子细胞。当然,所有细胞都继承相同的遗传指令。每一代都会累积更多的突变,这些突变会使孙代和曾孙代能够逃避其他保护机制。有一个生物学计算机(端粒)可以计算和限制细胞分裂的次数。有一个称为细胞凋亡的机制,通过该机制,严重畸形的细胞会被诱导自杀。还有校对酶可以扫描和修复基因组中的错误。这些防御措施一个接一个地被击破。通过其他突变,癌细胞“学会”产生侵蚀邻近组织的酶,并长出血管进入身体的循环系统——这是营养来源,也是转移的途径。癌细胞必须获得的六种能力在经典的论文《癌症的特征》中有描述,最近又在其后续论文《癌症的特征:下一代》中进行了更新。突变数量有所不同。但这些特征已被广泛接受,以至于最初当癌症细胞基因组测序的宏大工作开始出现结果时,人们感到震惊。其中一些癌细胞被发现有数十甚至数百个突变。但其中有多少是真正重要的呢?哪些是信号,哪些是噪声?根据定义,癌细胞是指那些不受控制地疯狂复制的细胞。在所有保护机制都被破坏的情况下,它也在疯狂地突变。它在基因组上是不稳定的。难点在于区分那些真正驱动癌症的突变和那些随波逐流的突变。正如詹妮弗·沃普纳上周在《Slate》的一篇文章中所说,“要从肿瘤中找出致病突变,就像在不断长高的干草堆里找到最小的针。”上周发表在《Nature》上的一项研究有助于重新审视这个问题。华盛顿大学的一个团队分析了代表 12 种不同癌症的 3281 个肿瘤。他们得出结论,驱动突变的平均数量在两个到六个之间——这与标志性特征所暗示的小数量是一致的。一种类型的癌症可能由各种突变组合驱动——踩下油门或切断刹车的方法不止一种。对患者而言,缩小细节范围可能会带来更有效的治疗。无论如何,这就是希望。但沃普纳抱怨说,那一天还没有到来。对于大多数突变,没有药物可以对抗它们。即使有,癌细胞也经常会找到一种变通方法——一种允许它们以另一种方式实现其达尔文法则的突变。也许这就是癌症最可怕的地方:驱动生命本身的生存本能,在恶性细胞中同样强大。*** 相关文章:最强大的致癌物是熵 欢迎通过电子邮件发表评论。公开讨论请使用 Twitter。想一窥我的新书《癌症编年史》,包括目录和索引,请参阅此网站@byGeorgeJohnson

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