癌症到底是來自遺傳？環境？還是壞運氣呢？《Science》給出答案

為什麼一個人會患上癌症？因為他體內有一小撮細胞在不受控制地瘋狂生長。為什麼這些細胞失控了？因為它們發生了突變，多個突變積累最終導致正常細胞變成癌細胞。但這些突變是哪裡來的呢？

對於這一點，科學界一直都有一種說法，即癌症是「壞運氣」，因為幹細胞中的突變是偶然產生的，但另外一些科學家則認為環境致癌物在癌症產生中發揮更加重要的作用。這種不一致性主要來自於使用不同的數學模型來研究現存的人類癌症和幹細胞數據，因此很難梳理出單個因素的影響。

約翰霍普金斯大學Kimmel癌症中心的科學家最近報告了一項新研究數據，證明癌症突變出現的原因近三分之二都是由於隨機，不可預測的DNA複製「錯誤」，這一研究是建立在基於世界各地DNA測序和流行病學數據的新型數學模型基礎上的。

這一研究成果公布在3月23日的Science雜誌上。

癌症「壞運氣」vs.環境因素和遺傳因素

文章的作者，約翰霍普金斯大學生物統計學助理教授Cristian Tomasetti博士說，「我們大家都知道必須避免吸煙等環境因素，這樣能降低我們的患癌風險，但是每個正常細胞每次分裂並複製其DNA產生兩個新細胞，這會造成多重錯誤，對於這個我們了解的不是很多。這些複製錯誤是癌症突變的重要來源，其重要性一直被低估了。而這項新研究提出了關於這些錯誤引發突變所佔比例的第一個估算。」

研究人員指出他們的這一結論與流行病學研究結果一致：可以通過避免不健康的環境和生活方式來預防約40％的癌症。但推動這項新研究的因素之一就是，遵循健康生活規則的人群，他們不吸煙者，吃的很健康，保持健康的體重，很少或沒有暴露於已知的致癌物質，而且並沒有家庭疾病病史，那麼為什麼他們會患上癌症呢？

Tomasetti他們認為這個問題的答案在於隨機的DNA複製錯誤。他們指出減少已知和未知環境風險的因素能對癌症發病率產生重大影響。但這項新研究證實，如果忽略了早期檢測診斷，那麼也會出現由隨機DNA複製錯誤引起的大量癌症。

「無論環境如何完美，這些癌症還是會發生，」文章作者，Ludwig癌症研究中心的Bert Vogelstein說。

Tomasetti和Vogelstein等人2015年曾在Science發文，指出人們罹患癌症的原因更多是「運氣差」，而非遺傳基因和環境因素。

他們分析了31種人體組織癌變的數據，發現其中22種癌症可用幹細胞分裂時「運氣差」來解釋，包括胰腺癌、骨癌、卵巢癌和腦癌。研究表明，人類組織內正常幹細胞的分裂數與該組織癌症發生率之間的相關性達0.804，即高度相關。根據研究人員新開發的一個統計模型，組織的癌症發生率是這一相關性的平方，以百分比的形式表達就是65％。

各種癌症中所佔的比例

這解釋了為何美國地區的某些癌症（如結腸癌）會比其它癌症（如腦癌）更常發生，而最新研究提出了一個不同的問題：癌症突變由這些DNA複製錯誤引起的比率有多高？

為了回答這個問題，研究人員仔細分析了32種癌症類型中導致異常細胞生長的突變。他們採用「癌症基因組圖譜」的DNA測序數據和英國癌症研究資料庫流行病學數據開發了一種新的數學模型。

研究人員指出，通常需要兩個以上的關鍵基因突變，才會引發癌症。在單個人體中，這些突變是由於隨機DNA複製錯誤，環境或遺傳基因而出現的，由此Tomasetti和Vogelstein利用他們的數學模型得出了一些研究結論，比如當胰腺癌中的關鍵突變同時出現時，其中77％是由於隨機DNA複製錯誤，18％是環境因素，如吸煙，剩下的5％是遺傳。

在其它癌症類型，如前列腺癌，腦癌或骨癌中，超過95％的突變是由於隨機複製錯誤。

他們注意到，肺癌不同——65％的突變是由於環境因素，主要是吸煙，35％是由於DNA複製錯誤。遺傳因素目前尚不清楚是否在肺癌中發揮作用。

通過分析這32種癌症類型，研究人員估算出66％的癌症突變是由複製錯誤引起的，29％可歸因於生活方式或環境因素，其餘5％被遺傳。

Tomasetti和Vogelstein的2015年研究論文引發了科學界的激烈爭辯，一些學者認為他們以前的論文內容不包括乳腺癌或前列腺癌，僅反映美國的癌症發病率。

在最新這篇論文中，Tomasetti和Vogelstein報道了世界範圍內的分析結果，得到了類似的模式，支持他們之前的結論。他們認為細胞分裂越多，器官細胞DNA的複製錯誤的可能性就越高。研究人員將幹細胞分裂總數與國際癌症研究機構收集的癌症發病率數據進行了比較，這些數據包含有來自美國以外68個國家的423個癌症患者數據。這一次研究人員分析了乳腺癌和前列腺癌的數據。他們發現無論國家的環境還是經濟發展階段如何，17種癌症類型的癌症發病率與正常細胞分裂之間存在很強的相關性。

Tomasetti說，隨著社會人群面臨老齡化，這些隨機DNA複製錯誤將變得越來越重要。而且由於這些錯誤導致很大一部分癌症，因此患有癌症的人已經避開已知的危險因素，這也許也是部分補補償。「這不是你的錯，」Vogelstein說，「你做過或者沒有做過的事情並不會影響你的疾病。」

（轉化醫學網360zhyx.com）