这是自然选择丑陋的一面。虽然突变很少对个体有机体有利,但对于我们体内失控进化的细胞来说却并非如此。
研究人员现在已经计算出一些关于不同癌症发生所需的突变类型的可靠统计数据,发现平均而言,细胞需要一到十个突变才能从常驻细胞转变为叛逆细胞。
英国 Wellcome Trust Sanger 研究所的科学家领导的一项研究分析了代表 29 种癌症的 7,600 多个肿瘤,以更好地了解究竟是哪种突变使它们变得令人讨厌。
他们比较了肿瘤中发现的遗传变化与健康组织中以及不同物种的几代个体之间的遗传变化。
从表面上看,物种的进化和癌症的发展有相当多的共同点。
例如,两者都是变异自身复制数量多于群体中其他变异的结果。
但这项研究强调了一个显着差异。
对于任何特定物种的个体来说,导致某种物理变化的突变要么是相当中性的,要么是有问题的,有可能中断某些生物过程。
这种负选择意味着突变更多时候是坏消息而不是好消息,因此往往会从人群中被淘汰。
另一方面,体内的单个细胞往往能够耐受突变,否则如果在受孕时遗传的话,将会带来灾难性的后果。
这表明我们体内大多数突变的平衡是积极选择性的,帮助正常合作的细胞收集突变并变得失控。
致癌基因突变,或癌基因,通常负责健康组织中的各种内务管理任务。
变化可能会增强它们通常的能力,使身体难以控制细胞的复制。
通常负责抑制这种扩散的其他基因(称为肿瘤抑制基因)也可能因突变而失败,从而使癌细胞不受抑制地繁殖。
虽然研究人员对癌症的总体进化方式有一定的了解,并了解许多特定基因所发挥的作用,但他们在癌基因和肿瘤抑制基因的组合方面的知识仍然存在巨大差距。
“我们解决了癌症研究中一个自 20 世纪 50 年代以来一直争论不休的问题:正常细胞需要多少突变才能变成癌细胞?”彼得·坎贝尔说来自威康信托桑格研究所。
通过比较不同癌症在特定年龄的发展情况,研究人员得出了相当模糊的认识,推断某些肿瘤需要几年的时间才能产生足够的突变。
这是第一次提出精确的数字。在大多数情况下,它们似乎低得惊人。
“例如,每个患者平均约有 4 个突变会导致肝癌,而结直肠癌通常需要 10 个左右的驱动突变,”坎贝尔说。
对于一般的一期甲状腺癌来说,一个单一的突变可能就足以驱动这个过程。
通过对基因进行编目,研究人员能够深入了解我们需要走多远才能获得完整的致癌基因列表。
“在这项研究中,我们发现大约一半的导致癌症的关键突变发生在尚未被确定为癌症基因的基因中,”研究员伊尼戈·马丁科雷纳 (Inigo Martincorena) 表示来自威康信托桑格研究所。
“人们已经对癌症中最重要的基因有了很多了解;但还有更多的基因有待发现。”
值得庆幸的是,这样的研究让我们能够快速找到它们。
这项研究发表于细胞。