詳解媒體報道的錯誤以及科學雜誌（Science）發表的一篇文章存在的問題。

最新一期的科學雜誌（Science）發表的一篇文章【不同組織發生癌症的風險與幹細胞的分裂次數有關】（Variation in cancer risk among tissues can be explained by the number of stem cell divisions）引起了各大媒體和公眾的廣泛關注。為什麼大家對這篇文章這樣感興趣呢？因為這篇文章解釋了癌症的一種發病機制，這將為以後的癌症預防和治療提供指導；另外一個原因是它發表在國際頂級雜誌上。

各大媒體（包括國際和國內的）是這樣報道的：研究人員發現，三分之二的癌症是由細胞分裂的隨機錯誤引起的，而不受不健康的生活習慣和遺傳的影響，發生癌症是你運氣差。並且文章的作者之一福格斯坦評述說：因為癌症很多時候不能被預防，因此應該把更多的科研經費花在癌症的早期診斷上。媒體報道和文章作者的評述給公眾的印象是：你是否患癌症是運氣差。事實果真是這樣嗎？

事實是媒體錯誤地報道了這篇文章的真實發現，以及沒有認識到文章本身存在的問題。為什麼這樣說呢?

我們首先來看一下這篇文章究竟講了什麼。這篇文章是由兩位在美國霍普金斯大學工作的研究人員發表的，分別是剛獲得應用數學博士學位在霍普金斯大學生物統計系工作的托馬賽替和霍普金斯大學基梅爾癌症研究中心的癌症遺傳學家福格斯坦。一天，托馬賽替到福格斯坦探討有關癌症的問題，他們探討一個有關癌症的老問題：在癌症的發生中環境因素（包括生活習慣）和遺傳因素各發揮多大作用；如果不考慮環境和遺傳因素，多少癌症的發生是隨機的？

怎樣研究癌症的發生是否是隨機發生的？要研究這個問題，必須去除環境和遺傳因素的影響。托馬賽替對幹細胞很感興趣，幹細胞是身體內各種組織內的‘種子細胞’，身體內各種組織內具有生物學功能的的成熟細胞是由這種‘種子細胞’幹細胞發育而來的。成熟細胞的壽命很短，而幹細胞（人的老化在很大程度上取決於幹細胞的功能退化）可以不斷分裂產生新的幹細胞和成熟的組織細胞，因此幹細胞的壽命很長。由於幹細胞的壽命長，如果它的基因發生突變更可能帶來麻煩；而成熟細胞的壽命短，如果它的基因發生突變並不會帶來什麼問題。由於托馬賽替的專長是數學，他設想是否可以通過分析以往發表的研究結果，利用數學公式來計算隨機性在癌症發生中的作用。

為了驗證自己的設想，托馬賽替查找了以往別人發表的文章，集中在研究幹細胞在某一組織中的分裂次數的文章。他找到了報道人體的31個不同組織的幹細胞分裂次數的文章。在分析了31個組織中幹細胞在人的一生中的總分裂次數與這種組織發生癌症的終生風險後，他發現一個組織的幹細胞分裂的總次數越多，這種組織發生癌症的風險越高。它們之間的相關性為0.804，這一相關性數值表明不同組織間發生癌症的風險的65%與這種組織中的幹細胞分裂的總次數有關。因此作者認為：細胞分裂過程中DNA發生突變的隨機性是人類癌症發生的主要因素（結論1）。

接下來，作者分析了隨機性效應和環境與遺傳因素在癌症發生中的作用。托馬賽替利用自己建立的數學公式，把上述31種癌症分為兩組，這兩組分別包含9種癌症（D型癌症，下圖中的藍色標識的癌症）和22種癌症（R型癌症，下圖中的綠色標識的癌症）。9種癌症的發生過程中，幹細胞的總分裂次數起重要作用，環境因素髮揮促進作用；另外22種癌症的發生的主要風險因素是幹細胞的總分裂次數，而環境因素的影響很小。

例如，存在遺傳性FAP（家族性腺瘤性息肉病）的人發生直腸癌的幾率遠遠高於小腸癌（30：1），這是因為直腸中的幹細胞在人的一生中的總的分裂次數是小腸幹細胞的150倍。而存在與FAP一樣的遺傳問題的老鼠，小腸的幹細胞的分裂次數多於直腸的幹細胞的分裂次數，因而發生在小腸的癌症多於發生在直腸的癌症。

這個結果是很容易的理解的，人們早就形成了共識，那就是在細胞的分裂過程中，細胞的DNA會發生隨機突變，細胞分裂的次數越多，那麼細胞的DNA發生隨機突變的機會就越多，並且這種突變在細胞中一代代累積起來，這種累積只能發生在幹細胞，因為它的壽命很長，在人的一生中可以分裂無數次，而組織中的成熟細胞不具備分裂能力來產生新的細胞，或者只能有限地分裂幾次，並且壽命短。這就解釋了為什麼癌症多發生在老年人身上。

作者認為：對於D型癌症，環境因素在癌症的發生中起重要作用，因此採取預防措施可以有效預防這類癌症。而對於R型癌症，採取預防措施不可能對預防這類癌症有作用（結論2）。

這篇文章的成就：

某些癌症的發生與幹細胞的總分裂次數有關。 

縱觀這篇文章，存在以下問題：

·         荷蘭幹細胞和癌症生物學家Clevers認為：這篇文章的結論聽起來很吸引人，但是其結果取決於文章所採用的數據的質量。由於數據是有不同的研究小組產生的，因此數據質量的可靠性是一個大問題。

·         英國劍橋大學的生物統計學家Spiegelhalter認為：作者主觀地把癌症分為D型癌症和R型癌症，這沒有合理性。因此在此基礎上獲得的結論不可靠。

·         作者的結論1 : 細胞分裂過程中DNA發生突變的隨機性是人類癌症發生的主要因素。這個結論沒有基礎，在文章中根據數據只能得出這樣的結論：細胞分裂過程中DNA發生突變的隨機性是人類某些類型癌症發生的主要因素，而不是所有癌症。

·         作者的結論2 : 對於D型癌症，環境因素在癌症的發生中起重要作用，因此採取預防措施可以有效預防這類癌症。而對於R型癌症，採取預防措施不可能對預防這類癌症有作用。即使癌症可以分為D型和R型，採取預防措施是可以預防R型癌症的。例如R型中的食管癌，這一癌症以前在河南林縣發病率高，主要因素是環境和飲食因素。

·         英國劍橋大學的生物統計學家Spiegelhalter認為：即使癌症可以分為D型和R型，作者只是選擇性分析了31種類型的癌症，沒有包括常見的癌症乳腺癌和前列腺癌，並且把骨肉瘤分為5中類型。而人可以發生大約200種類型的癌症。因此根據31中類型癌症的數據來得出關於癌症類型比例的結論都是誤導讀者。

·         作者的文章摘要：Some tissue types giverise to human cancers millions of times more often than other tissue types.Although this has been recognized for more than a century, it has never beenexplained. Here, we show that the lifetime risk of cancers of many differenttypes is strongly correlated (0.81) with the total number of divisions of thenormal self-renewing cells maintaining that tissue’s homeostasis. These resultssuggest that only a third of the variation in cancer risk among tissues isattributable to environmental factors or inherited predispositions. Themajority is due to “bad luck,” that is, random mutations arising during DNAreplication in normal, noncancerous stem cells. This is important not only forunderstanding the disease but also for designing strategies to limit themortality it causes.

      The majority is due to “bad luck,” 是誤導性敘述。

媒體報道的錯誤：

·         英國劍橋大學的生物統計學家Spiegelhalter指出：從文章中的數據和結果只能得出這樣的結論：2/3的癌症類型的發生是隨機性的，而不是2/3的癌症例數的發生時隨機性的。癌症類型和癌症例數不是一個概念。作者在文章中有些地方對這兩個問題的敘述不夠清晰，容易給讀者造成假象。

·         英國劍橋大學的生物統計學家Spiegelhalter指出：媒體在報道中混淆了癌症類型和癌症發病例數。而且，科學雜誌自己的評論人員也犯了同樣的錯誤。

正確的報道應該是：一些類型的癌症的發生是隨機性的，與環境因素沒有關係。而不能駭人聽聞地說：大多數癌症和生活習慣無關。

參考資料：

http://understandinguncertainty.org/luck-and-cancer

http://www.sciencemag.org/content/347/6217/78

http://www.sciencemag.org/content/347/6217/12.summary