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《科学》论文确认:66%的癌症发生是因为「运气不好」

两年前,约翰霍普金斯大学的数学家Cristian Tomasetti和癌症遗传学家Bert Vogelstein在《科学》杂志上发表了一篇论文,表明大多数癌症的发生其实是随机的,取决于「上帝掷骰子」。结果引发了一场争议风暴,他们也因此受到科学界大规模的批评1

两年来,这几位不服气的科学家从全球涵盖48亿人的69个国家收集海量数据,对32种癌症类的发病率和相关性进行全面的研究结果表明,大部分癌症发生的原因不再是环境因素和遗传,而真的是因为运气不好2

《科学》论文确认:66%的癌症发生是因为「运气不好」

Stochastic (replicative) factors versus environmental and inherited factors: R-tumor ver- sus D-tumor classification.

如今,他们带着实实在在的数据又回来了。就在今天,这一研究结果再次被刊登在《科学》杂志上。

按照研究人员的说法,数百万癌症患者,他们本来遵循着近乎完美的生活方式,他们没有抽烟,没有不涂防晒霜就见太阳,他们吃健康的食物,还经常锻炼身体,可是癌症还是发生了。

看来,我们以后再听说谁谁得了癌症,就不要再去指责他们抽烟、喝酒、熬夜吃泡面,以及雾霾天不带口罩了,也许他们是真的不幸和倒霉。这是一个多么悲伤的发现。

研究人员指出,目前的教科书一直以来将癌症的发生归因于两个主要因素:遗传和环境因素。而只讲DNA复制突变作为癌症发生的一小部分原因。

如今,研究人员用数据证明了随机DNA复制错误在癌症中的主要作用:29%的癌症相关突变归因于环境因素,5%来自遗传因素,66%则是源于DNA复制随机错误。

这就意味着,我们要对癌症有一个重新的认知。它不是一种主要由环境因素(比如致癌物)所诱发的一种疾病,而是主要因为人类DNA复制过程中随机错误导致的细胞变异。Tomasetti今天在新闻发布会上说道,这种随机致癌突变,是人类为进化所付出的代价。」这一发现最大的影响除了要改写教科书之外,还包括那些从事癌症预防和癌症基因研究的科学家,可能得考虑换个方向了。

 

两年前,Vogelstein和Tomasetti根据流行病学分析,就发现一些无法解释的结果。比如人一生中大肠癌发病率为4.82%,小肠癌只有0.2%;BRAC基因变异与乳腺癌、前列腺癌、子宫癌等有关,而这几种癌症的发病率也不一样。这并不符合已知的「环境因素和遗传是导致癌症发生的主要因素」这一说法。他们反而发现,癌症的发病率与组织里干细胞分裂的次数存在很强的相关性,也就是说DNA复制错误是导致癌症发生的主要因素。

当时,他们的发现广遭质疑和批评。有人质疑数据样本局限于美国国内人群,且癌症的类型不具有代表性。这还算讲理的,有人觉得,将「可以预防的癌症」说成是「上帝在掷骰子」,这是不可接受的!甚至不久之后另一顶级期刊《自然》杂志还刊登了一个截然不同的研究成果,指出大多数癌症的发生仍是受外界环境(紫外线、金属离子、致癌物)影响的。这无疑又让奋战于癌症防治工作的研究人员重拾希望。

当然研究团队也承认,上一次的研究确实有一些局限。这次他们除了将人群覆盖范围扩大,还对比了三种潜在因素(环境、遗传和上帝…)对32种不同类型癌症的影响。在科学家的世界里,能够质疑数据的,也只有更准确的数据了。

《科学》论文确认:66%的癌症发生是因为「运气不好」

对于18种代表性癌症类型,示意图描述了遗传(左)、DNA复制(中)、环境因素(右)的影响比例。三个因素比例总和是100%,跨度为白色(0%)至最亮红色(100%)

从上图中我们还是可以看到,对于一些特殊类型的癌症,环境因素仍然有着较大的影响。英国的癌症研究曾估计89%的肺腺癌是可预防。研究人员也利用基于全基因组测序和流行病学数据整合的方法肺腺癌进行验证,结果显示,空气污染和饮食虽然发挥着相关作用,但是DNA复制随机错误仍然发挥着35%的作用。

Vogelstein认为,这项研究是对经典流行病学研究的补充,人类三分之二癌症的发生是由于DNA复制随机错误导致的,大家应该接受这个残酷的现实。虽然新发现表明许多肿瘤类型的发生不可预防,但是癌症的死亡是可以预防的。

《科学》论文确认:66%的癌症发生是因为「运气不好」

约翰·霍普金斯大学的研究人员表示,改进的成像测试和其他先进技术可以检测随时发生的肿瘤,在它们很小时进行治愈

研究团队希望,这个发现能够改变目前对癌症研究的潮流,将更多的资源集中在癌症早期发现和干预,毕竟在我们检测到癌细胞扩散之前,可以通过手术或辅助治疗来减少死亡。

无论如何,这个颠覆性的发现告诉了我们两点,坏的一点是对于很多癌症患者来说,癌症真的是运气不好;好的一点是,这是人类为了进化所付出的代价。而生命进化的意义就在于,不断地改变和完善自我个体以及族群,使其一直延续下去。许多癌症的发生虽然难以避免,但是人类的智慧正在努力将癌症治愈。

网友评论:

现在的癌症比以前多了,难道上帝的心情变了?我想说,上帝的心情没变,不过是检查手段的进步,人们对健康的重视而做的各种早期筛查,让原本可能忽略的癌症现在被发现了,原来就这么多,只是原来不知道,现在知道了。另外,由于寿命的延长,癌症的发病率也的确高了,很多癌症都是随着年龄增长而发病率逐渐升高,如果要用文中的理论解释,不就是活的时间越长,基因复制错误发生的机会就越大吗?

 

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参考文献:

1.
Tomasetti C, Vogelstein B. Variation in cancer risk among tissues can be explained by the number of stem cell divisions. Science. 2015;347(6217):78-81. doi: 10.1126/science.1260825
2.
Tomasetti C, Li L, Vogelstein B. Stem cell divisions, somatic mutations, cancer etiology, and cancer prevention. Science. 2017;355(6331):1330-1334. doi: 10.1126/science.aaf9011
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