续(3) 【是谁改变了你的基因】
在上一篇,我们谈到了细胞中基因是如何由DNA碱基构成。我们说,每个正常细胞
都是严格按照基因中的DNA碱基编码,完成它自己一生的使命。有趣的一点是:虽然
每个细胞都有一整套的基因DNA编码(即,细胞的生长蓝图),但每个细胞只根据自身
所在的器官功能,有选择地读取全套细胞生长蓝图中的一小部分,完成自己的使命。
这颇像我们大学里每个系专业的学生从图书馆里的书架上取书阅读。尽管图书馆里
的书架上包罗万象地有各专业的书籍,但不同专业的学生只从书架上选取他们本专
业的书籍。细胞的这一功能是由管理遗传信息的那部分负责的,这些功能在受
精卵从一开始分裂最初那批母细胞时就从父体母体那里承继来了,这些是细胞与生
俱来的功能。
细胞生长蓝图里的基因规定了细胞的日常活动,比如:上面说的有选择地读取其他
基因信息,参于构造组织和器官的活动,执行着机体日常的新陈代谢活动,等等。
所有这类活动都是巨复杂的机体生物化学活动,都需要由许许多多基因参与其中。
可以想象,这期间,任何一个重要基因的碱基编码出了故障,后果将不堪设想。
但是,科学家们在长期的实验中发现,参与上述许多活动的基因,即使它们发生了
变异或损坏,也大多不会导致癌症,它们或者被机体自动修复了,或者最多只会出
现其他非癌症类型的疾病。
细胞生长蓝图里有这样一类基因,它们指导着一个细胞何时开始分裂生长,何时停
止分裂,何时休眠。只有当这一类基因出现变异和缺损时,一个正常细胞才有可能
转变成癌细胞(当然,还要有其他条件)。这是因为,我们已经说了多次,一个癌细
胞的最主要特征是:一旦形成,便在人体内不断生长,并不再自然死亡。
上面这个发现使科学家们大大缩小了找出癌症起因的范围,使他们收拢目光,把研
究的重点只放在那一类指令着细胞生长,发展,死亡的基因身上,而可以忽略其他
许多非常复杂的基因。
因为只有这一类管理和指导着细胞生长,发展,死亡的基因,只有当它们出了错误,
一个正常细胞才可能蜕变为癌细胞,所以,人们把这类基因称为癌基因。人体有癌
基因并不是癌症,相反,癌基因是每个正常人身上不可缺少的基因类型,原因是不
言而喻的。
举个例子。
我们人体有一套严格管理着细胞死亡的机制。这个机制叫做“细胞的组织化死亡”,
或者称之为:“细胞的编程性死亡”。比如,母体中未出生的胚胎,当他的五指从
相连发展到分开时,手指与手指间相连部分的组织细胞就被人体指令死亡了。通常,
我们成年人每天的新陈代谢活动,也导致许多细胞的死亡。成年人每天的平均细胞
死亡数字是500亿到700亿,这是正常的。
严格管理着细胞死亡机制的基因主要是P53基因(当然还有其它基因参与其中)。当P53基
因一旦发现细胞基因复制错误,或有其他“不速之客”突入细胞内部,或是某个癌
基因被不当地激活,P53基因就立即启动细胞自身的“凋亡”程序,使本细胞迅速自
杀身亡。这是我们人体免疫防卫系统里的重要环节,它是我们人体细胞防止癌变的
重要机制。
但是人体的细胞生长蓝图里还包含着bcl-2这个基因。这个基因参与在“细胞的组织
化死亡”活动中。而这个基因的主要作用是防止“细胞的组织化死亡”被失控使用。
可以设想,如果一旦很多细胞本身的P53基因出了故障,“细胞的组织化死亡”被失
控激活,很多正常细胞就都自杀了。
如果bcl-2这个基因蛋白被处于过度表达状态,那就表示bcl-2基因处于激活中,它
能立即阻断P53基因的“细胞程序化”死亡作用。所有本来应该立即死亡的细胞将不
再死亡。
有一种类型的淋巴癌细胞的形成是这样的:它们本来是正常的淋巴细胞。正常的淋
巴细胞是我们人体免疫系统的一部分。正常淋巴细胞工作到“老龄”时,如果不再
能产生出有用的抗体,就被P53基因的“细胞程序化”死亡作用自动凋亡,这是人体
正常的代谢活动。可是有一类淋巴细胞却能在P53基因的死亡作用启动前就激活bcl-2基
因,使P53基因的死亡作用失效,从而这类淋巴细胞成功实现了死亡大逃亡,从正常细胞蜕
变成淋巴癌细胞。
但一个淋巴细胞是如何具有激活bcl-2基因的能力呢?进一步的研究发现:这类淋巴
细胞的细胞核里的14号染色体和18号染色体发生了易位。本来bcl-2基因只包含在18号
染色体之内,发生移位后的bcl-2基因被14染色体的重链增强元素所过渡增强,于是
bcl-2基因就被激活了。
细胞核里的14号染色体和18号染色体发生易位这样的情况引起的细胞癌变,显然不
同于慢性肝炎患者得上癌症的情况。由肝炎转为肝癌与雌激素对乳房和卵巢的致癌
作用(归咎到上皮细胞在雌激素驱动下的阶段性反复增殖)是一样的原因:细胞的不
断分裂使基因复制出现错误。但是在淋巴癌的情况下,显然不存在大规模反复的细
胞分裂。
其他许多病例也说明在不存在反复的细胞分裂情况下,细胞发生了癌变。在淋巴癌
的情况下,是染色体的易位导致bcl-2基因的激活,但在其他类型的癌症,则是不同
的基因参与其中。
上面这个例子给癌症的治疗增加了第二个难度:科学家们必须找出引起各类癌症
的癌基因,破译他们DNA的碱基排序,从而找出它们变异的原因和防止这类变异的对
策。以前,找出一个癌基因并破译它的构成常常要花费科学家几年时间,在不久的
将来就能压缩到几个月,这要拜托人类基因组工程在人类基因的分类和定位方面不
断取得进展,为最终攻克癌症缩短了时间。这里的匹夫老师说,现在有的科研单位
找出你的全基因排序,收费也不贵了。但基因的分析,花费还是很昂贵的,有些还很难
破译。
在不同于基因蓝图复制引起的癌症中,科学家们长期以来分成了两大派别:一派认
为是病毒的入侵引起了细胞的癌变,另一派认为是化学物质的诱导引发了细胞的癌
变。这两派都有理论和实验证据作为依据,而且先后各自认为他们找到了癌症的起
因。
这两派前赴后继,经过几代人的努力,在长期的论战中最后殊途同归,从众多基因
中最终证实和找到了一小组基因,为癌症的形成和起因奠定了坚实的理论基础。
(待续)