破譯基因魔咒

幾千年來，人類對癌癥的認(rèn)識長期沉淪在蒙昧的迷霧中。不過希望的火苗從未熄滅，進(jìn)入近代以來，觀察力敏銳的人很快發(fā)現(xiàn)，有不少因素能夠?qū)е掳┌Y，比如經(jīng)常抽煙的人患上肺癌的風(fēng)險(xiǎn)很高，赤身清掃煙囪的人易于“結(jié)緣”睪丸癌，輻射也能導(dǎo)致癌癥等。

此外，還有一類特殊的情形也吸引了醫(yī)生的目光。在一些家族中，女性成員罹患乳腺癌的比例出奇的高，且連續(xù)幾代都是這樣。這種情況與早前人們觀察到的環(huán)境致癌說格格不入，束手無策的醫(yī)生只能用“家族的詛咒”來解釋這些罕見病例。

已知之矛前進(jìn)的速度比想象的要快。在孟德爾為遺傳學(xué)奠基、摩爾根創(chuàng)立染色體理論以及沃特森與克里克聯(lián)手揭開DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)之謎后，咒語很快露出了馬腳。人們漸漸發(fā)現(xiàn)，基因與腫瘤的發(fā)生發(fā)展有著密不可分的關(guān)系，而且腫瘤完全可以稱得上是一種基因病，亦即相關(guān)基因結(jié)構(gòu)與功能的異常所導(dǎo)致的疾病。

在安吉麗娜·朱莉的病例中，導(dǎo)致其選擇切除乳腺以降低患癌風(fēng)險(xiǎn)的元兇基因名為BRCA1（即Breast Cancer的簡稱）。顧名思義，該基因與乳腺癌密不可分。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，BRCA突變會將乳腺癌的風(fēng)險(xiǎn)由12%推升至60%，使卵巢癌風(fēng)險(xiǎn)由1.4%提高至15～40%。

1980年代，美國流行病學(xué)家克萊爾·金通過分析家族聚集性乳腺癌病例，認(rèn)為17號染色體的某個(gè)基因或是罪魁禍?zhǔn)?。而后美國MYRIAD公司于1994年在此基礎(chǔ)上順利地找到了BRCA1，同年該公司又利用冰島的兩個(gè)乳腺癌高發(fā)家族提供的樣本，在13號染色體上找到了BRCA2基因。

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的研究結(jié)果為朱莉的醫(yī)學(xué)選擇提供充分的基礎(chǔ)。美國賓夕法尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物統(tǒng)計(jì)與流行病學(xué)系的研究者曾牽頭多個(gè)醫(yī)學(xué)中心開展過一項(xiàng)前瞻性研究，樣本為2000多名攜帶有BRCA1或BRCA2突變基因的女性，用以評估乳腺及卵巢切除術(shù)對乳腺癌和卵巢癌患者生存情況的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在隨訪期間，施行乳腺切除術(shù)的受試者沒有一例罹患乳腺癌，而未施行手術(shù)組則有7%的人發(fā)病。與此同時(shí)，在針對卵巢癌的分析中，科學(xué)家也得到了類似的顯著性差異結(jié)果。

事實(shí)上，BRCA基因如果沒有發(fā)生有害突變，其真正角色是通過修復(fù)損傷的DNA發(fā)揮抑制腫瘤的作用。人體細(xì)胞的周遭環(huán)境有很多物理或化學(xué)因素會誘發(fā)DNA損傷。不過長期的進(jìn)化也賦予機(jī)體因應(yīng)之道。在通常情況下，如果DNA損傷程度較輕，機(jī)體會啟動修復(fù)機(jī)制，如果損傷較重，難以修復(fù)，則啟動自毀機(jī)制。BRCA在其中扮演了修理工的角色。此外，BRCA還可以調(diào)控另一種重要的抑癌基因p53的表達(dá)?？梢韵胍?，這么重要的基因一旦發(fā)生失活突變或者先天就攜帶這種版本的基因，一方面DNA受損的細(xì)胞無法得到及時(shí)的恰當(dāng)處理，另一方面p53表達(dá)受影響還會導(dǎo)致基因組不穩(wěn)定。這些都是誘發(fā)癌癥的重要因素。

天書般的寶藏圖

從BRCA的研究歷程中不難看出，如果一個(gè)基因功能已知且又與疾病密切相關(guān)，那它無異于一座寶藏。通過篩查基因的突變狀況和表達(dá)高低，可以判斷攜帶者的患病風(fēng)險(xiǎn)，還有可能以這一基因?yàn)榘悬c(diǎn)，設(shè)計(jì)出有針對性的藥物或療法來對癥治療。

不過零敲碎打式的單兵突進(jìn)難以挖掘出基因?qū)毑氐娜繚摿Α?986年，諾貝爾獎獲得者雷納托·杜爾貝科發(fā)表《腫瘤研究的轉(zhuǎn)折點(diǎn)：人類基因組測序》的文章呼吁：如果我們想更多地了解腫瘤，我們從現(xiàn)在起必須關(guān)注細(xì)胞的基因組，要從整體上分析和研究基因組。這一表述如同拉響了向基因進(jìn)軍的號角，直接催生了人類基因組計(jì)劃（簡稱HGP）的呱呱墜地。

在揭開疾病奧秘和獲取經(jīng)濟(jì)利益這兩架引擎的驅(qū)動之下，科學(xué)界和商業(yè)界攜起手來，如同美國西進(jìn)運(yùn)動一般，開始向未知基因的處女地墾殖，并直接促成了人類基因組計(jì)劃于1999年提前完成。不過，HGP只是從人類細(xì)胞中謄摹出了由30億對堿基組成的卷帙浩繁的天書，而書中的段落大意與起承轉(zhuǎn)合是怎樣一種情況，后基因組時(shí)代的探索依然在繼續(xù)。

正如BRCA之于乳腺癌，很多基因與疾病風(fēng)險(xiǎn)直接相關(guān)。基于這一點(diǎn)，很多人希望能夠通過檢測疾病相關(guān)基因的狀況來判斷攜帶者的預(yù)后。這一領(lǐng)域也迅速涌現(xiàn)出很多創(chuàng)新公司。其中最有名的要數(shù)“23 and Me”，這家公司的創(chuàng)始人為耶魯才女沃奇基。她的丈夫是大名鼎鼎的谷歌創(chuàng)始人之一謝爾蓋·布林，23 and Me公司創(chuàng)立之初接受了谷歌的風(fēng)險(xiǎn)投資。坊間傳聞，布林家族攜帶有阿爾茨海默癥高?；颍ú剂值哪赣H患有這一疾病），因而布林特別關(guān)注基因檢測領(lǐng)域的發(fā)展。

通?？茖W(xué)家會通過對患者和健康人的基因組進(jìn)行比較來尋找致病基因的蹤影，這種方法稱之為全基因組關(guān)聯(lián)研究，簡稱GSS。如果能找到二者的差別，這一技術(shù)路線顯而易見是行之有效的。目前已完成了數(shù)百項(xiàng)GSS研究，涉及了多種疾病，參與研究的受試者往往多達(dá)上萬名，來自多個(gè)國家。

遺憾的是，人類基因組十分復(fù)雜，其多態(tài)性更是超出想象。利用GSS方法找到的基因變異與相應(yīng)的疾病只有很弱的關(guān)聯(lián)性，而且數(shù)目眾多。這仿佛營造了一座基因迷宮，令人百轉(zhuǎn)千回而不得出口。盡管擴(kuò)大受檢者的人數(shù)有助于更精準(zhǔn)地找到目標(biāo)，但是十分昂貴的費(fèi)用讓很多科學(xué)家對是否應(yīng)繼續(xù)在這條道上走到黑開始持懷疑態(tài)度，同時(shí)也為基因測病的美好圖景抹上了幾許暗色。

基因昭示答案

利用基因預(yù)測疾病走到了瓶頸期，不過基于基因的靶向治療卻在腫瘤等領(lǐng)域大行其道，讓患者真切獲益。以乳腺癌為例，根據(jù)其分子特征的不同，可以分為三個(gè)基本亞型：雌激素受體陽性（ER+）、人類表皮生長因子受體2陽性（HER2+）和三陰性乳腺癌（TNBC，是指ER，HER2和孕激素受體均為陰性），分清亞型便可以對癥下藥了。

在過去，HER2+型的乳腺癌病情進(jìn)展相當(dāng)兇險(xiǎn)，患者的預(yù)后往往非常差。然而自從科學(xué)家了解到這種類型的乳腺癌命門在于HER2基因表達(dá)水平過高，導(dǎo)致生長信號超強(qiáng)，助推癌細(xì)胞快速生長分裂之后，相應(yīng)的對癥藥物也很快研發(fā)出來。研究者針對HER2專門設(shè)計(jì)了一種單克隆抗體，能夠特異地與HER2相結(jié)合，占據(jù)了表皮生長因子原來的“座位”。這樣一來生長信號會迅速降低，癌細(xì)胞的生長速度隨即也會慢下來。

TNBC型本來也相當(dāng)棘手，近20年來，這種類型乳腺癌的診療手段遲遲沒有顯著的進(jìn)步，主要原因是研究者至今仍未發(fā)現(xiàn)驅(qū)動其生長的發(fā)動機(jī)在哪里，因此依然缺乏有效的藥物，一般只有利用“殺敵一千，自損八百”的化療手段來對付它，而且療效維持時(shí)間很短。不過最近在《自然》發(fā)表的一項(xiàng)研究為攻克TNBC型乳腺癌帶來希望。

這項(xiàng)研究是癌癥基因組圖譜計(jì)劃的一部分，目的是為了深入了解癌細(xì)胞的突變位置。研究者在對825名乳腺癌患者癌細(xì)胞的基因序列進(jìn)行分析之后發(fā)現(xiàn)，這種亞型與其他乳腺癌迥然不同，反而與卵巢癌更加類似。如果確信這一結(jié)果屬實(shí)，那么就可以利用針對卵巢癌的特效藥物來對付TNBC型乳腺癌。

該發(fā)現(xiàn)除了能造福乳腺癌患者之外，還能帶來別樣的思考。以往在為腫瘤命名時(shí)，一般是根據(jù)其原發(fā)灶的部位。有科學(xué)家提出，將來我們或許會根據(jù)某一種癌癥的基因特征來對其命名和分類，而針對某一突變基因的藥物，可能對所有存在這種突變的腫瘤都會有效。

基因，一個(gè)誕生已逾百年的名詞依然不時(shí)帶給人們新鮮的感受，而當(dāng)我們對其內(nèi)涵和外延有了更深入的理解時(shí)，附加在基因上的“魔咒”反倒可能成為解開謎題的鑰匙。

（作者為科普作家）