基因組不僅在數(shù)百萬年的進(jìn)化歷程中，也在單個生物的生命周期內(nèi)發(fā)生著深刻的變化。關(guān)于后者，最極端的例子就是世界第二大殺手——癌癥。盡管癌癥令人懼怕，但它為我們了解過去的進(jìn)化歷程打開了一扇引人入勝的窗。
今天的文章摘選自知名科學(xué)作家保羅·戴維斯的《生命與新物理學(xué)》（The Demon in the Machine ）。
癌癥：多細(xì)胞生物付出的殘酷代價
基因組不僅在數(shù)百萬年的進(jìn)化歷程中，也在單個生物的生命周期內(nèi)發(fā)生著深刻的變化。關(guān)于后者，最極端的例子就是世界第二大殺手——癌癥。盡管癌癥令人懼怕，但它為我們了解過去的進(jìn)化歷程打開了一扇引人入勝的窗。
癌癥沒有嚴(yán)格的定義，相反，它的標(biāo)志性特征大約有12個。人類的晚期癌癥可能表現(xiàn)出它的全部特征，也可能只表現(xiàn)了部分特征。這些特征包括：急速上升的突變率，不受限制的細(xì)胞增殖，細(xì)胞凋亡（細(xì)胞程序性死亡）機(jī)制無效，免疫逃逸，血管生成（形成新的供血系統(tǒng)），新陳代謝的變化，以及轉(zhuǎn)移（即癌細(xì)胞傾向于擴(kuò)散至全身，侵入遠(yuǎn)離原發(fā)性腫瘤的器官），這是目前廣為人知的醫(yī)學(xué)難題。
在生物學(xué)領(lǐng)域，癌癥是被研究得最多的課題。在過去50年間，有超過100萬篇相關(guān)論文被刊發(fā)。因此，你也許會覺得驚訝，我們竟然還沒有就癌癥的定義、癌癥產(chǎn)生的原因和癌癥如何嵌入地球生命的故事達(dá)成共識。人們很少把癌癥理解為一種生物學(xué)現(xiàn)象，而是把它視為一種無論如何也要消滅的疾病。世界上大部分的龐大科研資源都被用于摧毀癌癥，然而，標(biāo)準(zhǔn)的癌癥療法——手術(shù)、輻射和化學(xué)毒素的混合——幾十年來幾乎未變。[1]除了少數(shù)幾種癌癥以外，癌癥的存活率僅略有增加，或者完全沒有起色。畢竟化療往往是最后一搏，只能延長數(shù)周或數(shù)月而非數(shù)年的生命。我們不能把這一令人沮喪的事實歸咎于缺乏科研經(jīng)費(fèi)。自尼克松就任美國總統(tǒng)并在1971年向癌癥宣戰(zhàn)以來，僅美國政府就在癌癥研究方面花費(fèi)了1000億美元，而慈善機(jī)構(gòu)和醫(yī)藥公司也投入了幾十億美元。
研究幾乎沒有進(jìn)展，其原因有可能是科學(xué)家看待癌癥問題的方式錯了嗎？關(guān)于癌癥，存在著兩種常見的誤解，即癌癥是一種“現(xiàn)代病”，而且主要危害人類。這些都不是真相。癌癥或癌性現(xiàn)象能在幾乎所有的哺乳動物、鳥類、爬行動物、昆蟲甚至是植物身上找到。雅典娜·阿克提皮斯及其合作者的研究表明，癌癥或癌性現(xiàn)象存在于所有多細(xì)胞生物中，包括真菌和珊瑚。癌癥實例甚至可以在低等動物水螅身上找到。
遍布生命樹的癌癥
癌癥在物種間的分布如此廣泛，這一事實指出了它的古老進(jìn)化起源。比如，人類和蒼蠅的共同祖先可以追溯到6億年前，而癌癥易感生物的更廣泛類別的收斂點(diǎn)則要追溯到10億年前。這意味著癌癥一直伴隨著多細(xì)胞生物（后生動物），而且這是合情合理的。不言而喻，癌癥是一種身體疾病，所以說單個細(xì)菌患有癌癥毫無意義。但是，“身體”并非一直存在。在長達(dá)20億年的時間里，地球生命只有單細(xì)胞生物一種；大約15億年前，第一種多細(xì)胞生物出現(xiàn)，這個地質(zhì)年代被稱為元古代（Proterozoic，它在希臘語中的意思是“更早期的生命”）。[2]
生命從單細(xì)胞形態(tài)向多細(xì)胞形態(tài)的轉(zhuǎn)換，勢必帶來生命邏輯的根本性改變。在單細(xì)胞生物的世界里，只有一種命令：復(fù)制，復(fù)制，復(fù)制！從這種意義上說，單細(xì)胞生物是永生的。然而，多細(xì)胞生物則完全不同。永生已被“外包”給專門的生殖細(xì)胞（比如，精子和卵子），它們的工作就是將生物的基因傳遞給后代。同時，作為這些生殖細(xì)胞的載體，多細(xì)胞生物的身體也與單細(xì)胞生物表現(xiàn)得完全不同，它們終將死亡。身體的細(xì)胞（體細(xì)胞）保留了它們過去永生狀態(tài)的微弱回聲，即有限的復(fù)制能力。比如，一個典型的皮膚細(xì)胞能分裂50~70次。
當(dāng)一個體細(xì)胞到達(dá)使用期限時，[3]它要么休眠（一種所謂的衰老狀態(tài)），要么自殺（細(xì)胞凋亡）。但這并不意味著器官的終結(jié)，因為同樣類型的置換細(xì)胞將由干細(xì)胞制造出來。但最終置換過程也會耗盡，整個身體因此死亡，只留下種系后代（如果有）將基因遺產(chǎn)傳遞下去。
既然在短暫的爆發(fā)性復(fù)制后就會死亡，為什么任何一個“心智正?！钡募?xì)胞還要參與到多細(xì)胞生物的生存中去呢？在偉大的進(jìn)化生存游戲中，這種做法有可能獲得什么優(yōu)勢？生物學(xué)領(lǐng)域中，總是存在著權(quán)衡。通過加入基因相似的細(xì)胞群，一個特定細(xì)胞將通過生殖細(xì)胞為大多數(shù)基因的傳播做出貢獻(xiàn)。如果作為整體的細(xì)胞群擁有單細(xì)胞不具備的生存功能，基因遺產(chǎn)的算法就會偏向于群體而非單細(xì)胞。當(dāng)算法看似正確時，個體細(xì)胞和生物體之間就會達(dá)成協(xié)議。單細(xì)胞加入“集體項目”并死去，作為回報，生物體會承擔(dān)起傳播細(xì)胞的基因的責(zé)任。因此，多細(xì)胞生物中隱含著作為整體的生物與其細(xì)胞成員達(dá)成的“契約”，這份契約早在10億年前的元古代就簽訂了。
多細(xì)胞生物是一個好創(chuàng)意，它是人類產(chǎn)生的基礎(chǔ)；但它也有劣勢。當(dāng)個體加入群體共同努力時，就很容易出現(xiàn)欺騙行為。這是人類社會的常見現(xiàn)象，人們從有組織的政府那里獲得諸如國防、安康和基礎(chǔ)設(shè)施等生存福利，但也需要為此納稅。眾所周知，總有人意圖騙取福利而逃避納稅。這種現(xiàn)象存在于世界各地。為了解決這一問題，政府制定了重重規(guī)則（比如，澳大利亞的稅法長達(dá)100 萬詞；在美國， 稅收法規(guī)幾乎復(fù)雜得超乎想象）。然后，政府和執(zhí)法機(jī)構(gòu)監(jiān)督這些法規(guī)的實施。盡管進(jìn)行了精心設(shè)計，但稅收系統(tǒng)仍不完善，騙子和執(zhí)法者之間展開了“軍備競賽”——互聯(lián)網(wǎng)詐騙和身份盜竊是當(dāng)下的主要例子。在多細(xì)胞生物體內(nèi)也會上演類似的軍備競賽。為了讓個體細(xì)胞遵守契約，就必須進(jìn)行層層調(diào)控，并且由作為整體的生物來監(jiān)督，從而阻嚇騙子。因此，一個特定的體細(xì)胞（皮膚細(xì)胞、肝細(xì)胞、肺細(xì)胞，等等）通常只在規(guī)則允許的情況下才會發(fā)生分裂。當(dāng)需要更多個這種類型的細(xì)胞時，細(xì)胞內(nèi)部的“復(fù)制程序”會自行處理。但如果分裂不當(dāng)，調(diào)節(jié)機(jī)制就會出面干預(yù)，阻止它分裂；如果該細(xì)胞抗命不遵，調(diào)節(jié)機(jī)制就會判處該細(xì)胞死刑——細(xì)胞凋亡。關(guān)于嚴(yán)格執(zhí)法的案例之一發(fā)生在當(dāng)一個細(xì)胞發(fā)現(xiàn)其處于錯誤的組織環(huán)境中時。比如，如果一個肝細(xì)胞偶然間被運(yùn)送到或者有意被移植到肺部，那么這個細(xì)胞在肺部不會過得好。來自肺部組織的化學(xué)信號意識到，它們這里有一個闖入者（“它不是我們中的一員！”），并可能判處這個闖入者死刑。
在多細(xì)胞生物中，對一個細(xì)胞而言欺騙行為意味著什么呢？它意味著這個細(xì)胞默認(rèn)采取單細(xì)胞生命的利己策略：復(fù)制，復(fù)制，復(fù)制。換句話說，就是不受控制的細(xì)胞增殖或癌癥。簡單來說，癌癥是體細(xì)胞和生物體之間的古老契約被破壞了，每個細(xì)胞都回到了更原始的、自私的生存狀態(tài)。
為什么執(zhí)法行動會失??？原因有很多，其中顯而易見的一個是， “警察”基因受到輻射或致癌化學(xué)物質(zhì)的破壞。有一組可以抑制腫瘤的基因，其中最廣為人知的是p53基因。如果p53遭到破壞，腫瘤就有可能不會受到抑制。另一個觸發(fā)因子是免疫抑制。適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的職責(zé)包括癌癥監(jiān)測。如果該系統(tǒng)正常運(yùn)行，就能發(fā)現(xiàn)初期的癌細(xì)胞，并在它們造成麻煩之前殺死（或者監(jiān)禁和抑制）它們。但癌細(xì)胞可以用化學(xué)方式掩藏自己，從而躲避免疫監(jiān)視。它們還能招募“偵察兵”（巨噬細(xì)胞），讓這些“偵察兵”像被俘虜?shù)拈g諜一樣為它們效力，從而破壞免疫系統(tǒng)。腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（TAM）會庇護(hù)腫瘤，并阻止免疫系統(tǒng)的攻擊。
癌癥的發(fā)生有兩個必不可少的條件：一是正常細(xì)胞采取欺騙策略，二是生物體內(nèi)的監(jiān)管系統(tǒng)在某處失效。常規(guī)的解釋是體細(xì)胞突變理論，根據(jù)該理論，因為衰老、輻射或者致癌化學(xué)物質(zhì)導(dǎo)致細(xì)胞行為不端和耍無賴，基因損傷在體細(xì)胞中不斷累積出現(xiàn)欺騙行為，開始自行其是。結(jié)果，贅生物——新細(xì)胞種群——會迅速發(fā)展出（這是正統(tǒng)理論的說法）我在前文中提到的顯著特征，包括不受控制的細(xì)胞增殖，以及癌細(xì)胞擴(kuò)散至全身和侵入遠(yuǎn)端器官的趨勢。體細(xì)胞突變理論假定，在每個宿主中，僅通過某類快速的達(dá)爾文自然選擇過程就能使相同的癌癥特征從頭再造，在此過程中最具適應(yīng)性的（也是最兇險的）癌細(xì)胞會通過快速復(fù)制戰(zhàn)勝其競爭對手，最終殺死宿主（和它們自己）。盡管地位牢固，但體細(xì)胞突變理論卻幾乎沒有預(yù)測力，它的解釋與基于個例編撰的“原來如此”的故事差不多。更嚴(yán)重的是，它不能解釋突變何以在如此短的時間內(nèi)（是的，再次強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn)），賦予單一贅生物如此之多的提升其適應(yīng)性的功能獲得。不斷增加的基因損傷和缺陷，使一個贅生物獲得如此強(qiáng)大的新功能和如此之多的可預(yù)測特征，這似乎也是自相矛盾的。
追蹤癌癥的深層進(jìn)化根源
在過去幾年里，我和我的同事追溯了癌癥在遙遠(yuǎn)過去的起源問題，并提出了一種有些許不同的解釋。我們驚訝于一個事實，即癌癥幾乎從無新鮮事兒。相反，它只是盜用了宿主生物的既有功能，其中許多功能都是非?；竞凸爬系?。比如，無限制增殖就是幾十億年來單細(xì)胞生命的基本特征。畢竟，生命的延續(xù)需要復(fù)制，而細(xì)胞可以在幾十億年間學(xué)習(xí)如何持續(xù)面對各種威脅和挑戰(zhàn)。癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移是指通常固著的細(xì)胞變得可移動，離開腫瘤并擴(kuò)散至全身的過程。這類似于胚胎發(fā)生的早期情況：未成熟細(xì)胞通常不會錨定在一個位置，而是以有序的模式大量出現(xiàn)在各個指定位置。循環(huán)的癌細(xì)胞傾向于侵入其他器官，這與免疫系統(tǒng)無法使傷口愈合幾乎是同時發(fā)生的。這些腫瘤學(xué)家深諳的事實，加上癌癥在不同階段的可預(yù)測和高效的惡化方式，使得我們相信，癌癥不是指受損細(xì)胞隨機(jī)殺死正常細(xì)胞的情況，而是一種古老的、組織有序的對生存壓力的有效響應(yīng)。[4]至關(guān)重要的是，我們認(rèn)為癌癥的各種顯著特征并不是隨著贅生物的出現(xiàn)而獨(dú)立進(jìn)化來的（意味著這些特征是偶然出現(xiàn)的），而是被有意開啟的，并且被系統(tǒng)性地用作贅生物的有序響應(yīng)策略的一部分。
總之，我們關(guān)于癌癥的觀點(diǎn)是：它不是損傷的產(chǎn)物，而是對損傷性環(huán)境的系統(tǒng)響應(yīng)——一種原始的細(xì)胞防御機(jī)制。癌癥是細(xì)胞應(yīng)對惡劣環(huán)境的一種方式。它可能被突變觸發(fā)，但它的根本原因是對應(yīng)急生存程序的一種古老深嵌式工具盒的自我激活。[5]這兩種理論的關(guān)鍵區(qū)別可以用一個類比來闡述。對一個在操場上受到欺侮的孩子來說，他的生存策略就是逃跑。這種行為是自我驅(qū)動的，攻擊者的推搡和拳頭會觸發(fā)受欺侮者的逃跑行為，但這不是讓受欺侮者逃跑的根本原因——他不是被推跑的，而是自發(fā)跑掉的。再來看另一個類比。如果一臺計算機(jī)遭到攻擊（可能是由于軟件損壞或受到機(jī)械打擊），它就會啟動安全模式（見圖2）。這是一種默認(rèn)程序，使計算機(jī)即便在受損的情況下仍能運(yùn)行其核心功能。同樣地，癌癥也是一種默認(rèn)狀態(tài)， 受到威脅的細(xì)胞會運(yùn)行其古老的核心功能，由此保存它的重要功能，其中增殖是最古老、最重要和最受保護(hù)的功能。觸發(fā)癌癥的威脅不一定是輻射或化學(xué)物質(zhì)，也可能是由組織老化、低氧張力或各種機(jī)械壓力，包括受傷（甚至是電子干擾）。有很多因素可以單獨(dú)或共同導(dǎo)致細(xì)胞采取它內(nèi)置的“癌癥安全模式”。
選擇安全模式的界面（當(dāng)遇到啟動問題時，你的計算機(jī)屏幕上可能會出現(xiàn)類似的信息提示。它表明有某種損壞導(dǎo)致計算機(jī)操作系統(tǒng)只能運(yùn)行其核心功能，直到問題被解決。癌癥可以做類似的事情，運(yùn)行默認(rèn)的細(xì)胞核心功能——這種功能是從十幾億年前進(jìn)化來的——同時忽略或者禁用某些新近進(jìn)化產(chǎn)生的附加生物功能。）
盡管癌癥缺省程序的元素非常古老，可追溯至生命的起源，但有些更精致的特征是在進(jìn)化過程的后期出現(xiàn)的，尤其是在距今6億~15億年前的這段時間，那時原始的后生動物剛剛出現(xiàn)。在我們看來，癌癥是一種返祖現(xiàn)象或者默認(rèn)的祖先形態(tài)；用專業(yè)術(shù)語來表達(dá)，它是一種返祖表型。由于癌癥深植于多細(xì)胞生命的邏輯之中，因此它的古老機(jī)制得到了很好的保存和拼命保護(hù)，與它作戰(zhàn)注定是一項艱巨的挑戰(zhàn)。
我們的理論做出了很多具體的預(yù)測，比如，我們預(yù)期那些與癌癥有因果關(guān)系的基因（通常被稱為癌基因），在多細(xì)胞生物出現(xiàn)的時期大量聚集。對此我們有任何證據(jù)嗎？是的。通過比較許多物種的基因差異的數(shù)量，我們有可能依據(jù)基因序列數(shù)據(jù)估算出基因的年齡。這一屢試不爽的技術(shù)被稱為“進(jìn)化年齡層學(xué)”（phylostratigraphy），科學(xué)家可借此重構(gòu)生命樹，從今天的共同特征進(jìn)行倒推，演繹出它們在過去的收斂點(diǎn)（見圖3）。
在德國進(jìn)行的一項研究使用了4個不同的癌癥基因數(shù)據(jù)集，結(jié)果表明這些基因的標(biāo)記峰值出現(xiàn)于后生動物開始進(jìn)化的時期。最近， 澳大利亞墨爾本的戴維·古德和安娜·特里格斯領(lǐng)導(dǎo)了一項關(guān)于7個腫瘤類型的分析，其重點(diǎn)是基因表達(dá)。他們根據(jù)年齡將基因分為16個組，然后比較每一組基因在癌癥組織和正常組織中的表達(dá)水平。結(jié)果很驚人，正如我們預(yù)測的那樣，超表達(dá)的癌基因歸屬于兩個年齡較長的組別，而低表達(dá)的基因則歸屬于年齡較小的組別。此外，他們還發(fā)現(xiàn)隨著癌癥發(fā)展到更具攻擊性的危險階段，年齡較長的基因?qū)⒃诟咚缴媳槐磉_(dá)出來。這證實了我們的觀點(diǎn)，即癌癥在宿主生物體內(nèi)的發(fā)展能快速逆轉(zhuǎn)進(jìn)化之矢，讓細(xì)胞在數(shù)周或數(shù)月內(nèi)回歸其原始祖先的形態(tài)。從更一般的意義上講，澳大利亞研究小組發(fā)現(xiàn)，相較于后來在多細(xì)胞生物年代進(jìn)化產(chǎn)生的基因，與單細(xì)胞生物有關(guān)的基因在癌細(xì)胞中的活性更強(qiáng)。
我們在亞利桑那州立大學(xué)進(jìn)行的相關(guān)研究中，考察了基因的突變率。返祖理論預(yù)測，年齡越長的基因在癌細(xì)胞中發(fā)生突變的概率越低（畢竟它們的職責(zé)是運(yùn)行“安全模式”程序），而年齡越小的基因在癌細(xì)胞中發(fā)生突變的概率越高。我的同事金伯莉·伯西和路易斯·西斯內(nèi)羅斯考察了總計19756個人類基因，并使用了英國桑格研究院匯編的被稱為“COSMIC”（癌癥體細(xì)胞突變目錄）的數(shù)據(jù)庫。他們把這些數(shù)據(jù)與包含大約18000個物種的基因序列數(shù)據(jù)庫結(jié)合起來， 其中基因序列數(shù)據(jù)庫涵蓋所有生物分類群，可以進(jìn)行進(jìn)化年齡分析。這使得我的同事能夠預(yù)測人類基因組中的基因進(jìn)化年齡。他們發(fā)現(xiàn)， 產(chǎn)生于距今5億年間的基因的確更有可能發(fā)生突變（在正常組織中如此，在癌細(xì)胞中尤其是這樣）；而正如我們預(yù)期的那樣，距今10億年前產(chǎn)生的基因發(fā)生突變的概率低于平均水平。他們還證實了德國的研究結(jié)果，即癌基因[6]的產(chǎn)生時間可追溯至多細(xì)胞生物出現(xiàn)之時。這一研究成果支持了我們的看法：癌癥是由功能破壞驅(qū)動的，而正是這些功能進(jìn)化產(chǎn)生了多細(xì)胞生物。COSMIC數(shù)據(jù)庫將基因分成了顯性和隱性，我的同事發(fā)現(xiàn)，隱性癌基因的年齡顯著長于大多數(shù)人類基因。
最強(qiáng)有力的研究成果來自一個完全不同的問題：癌基因?qū)ι矬w有什么益處？一個名叫“DAVID”（注釋、可視化和集成發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫）的基因注釋工具根據(jù)功能將基因組織起來。當(dāng)西斯內(nèi)羅斯和伯西將COSMIC的數(shù)據(jù)輸入DAVID時，顯示的結(jié)果是9.5億年前產(chǎn)生的隱性癌基因在兩種核心功能上得到強(qiáng)化：細(xì)胞周期控制和DNA 雙鏈斷裂損傷（DNA遭受的最嚴(yán)重的損傷）修復(fù)。通過考察基因的進(jìn)化史，研究人員有了重要發(fā)現(xiàn)。在相同的DNA修復(fù)途徑中，非突變基因[7]相當(dāng)于細(xì)菌中的那些驅(qū)動對壓力做出響應(yīng)的適應(yīng)性突變的基因。就像在細(xì)菌中一樣，這些基因的作用是，通過進(jìn)化出一種擺脫困境的途徑，竭力增加細(xì)胞的突變率，從而生存下去。我在前文中解釋過蘇珊·羅森伯格的發(fā)現(xiàn)，即當(dāng)細(xì)菌感知到DNA雙鏈斷裂時，它會切換至草率凌亂的修復(fù)機(jī)制，在斷裂的雙鏈中的任何一條上制造出一連串錯誤（突變）。我們很想知道，癌細(xì)胞是否也會在雙鏈修復(fù)期間切換至破壞模式？答案是肯定的。我的同事研究了分屬7種不同癌癥（胰腺癌、前列腺癌、骨癌、卵巢癌、皮膚癌、白血病和腦癌）的764個腫瘤樣本， 其中有668個腫瘤樣本在DNA斷裂處周圍出現(xiàn)了突變癌基因聚集的現(xiàn)象。這與我們的理論完全相符，即受壓細(xì)胞會通過重新喚醒祖先基因網(wǎng)絡(luò)，產(chǎn)生高突變率，從而發(fā)生癌變。因此，癌癥最為人熟知的特征之一（這也是它為什么常能通過進(jìn)化出抗藥性變體而讓化療失效）就是自我傷害。這一研究成果也很好地印證了返祖理論：癌癥只是盜用了古老的應(yīng)激反應(yīng)機(jī)制，今天細(xì)菌仍在使用這種機(jī)制，其進(jìn)化起源可追溯至單細(xì)胞生命。
正如面臨生存壓力的細(xì)菌那樣，癌細(xì)胞的突變也不是隨機(jī)的，而是存在著確定的突變“熱點(diǎn)”和“冷點(diǎn)”（突變率低的區(qū)域）。這很有道理。多細(xì)胞生物應(yīng)該努力保護(hù)它們的基因組的關(guān)鍵部分，比如，那些負(fù)責(zé)運(yùn)行細(xì)胞核心功能的基因；同時，在與新近進(jìn)化產(chǎn)生的和不太重要的性狀有關(guān)的附加功能上投入較少的資源。由普林斯頓大學(xué)的羅伯特·奧斯?。≧obert Austin）和埃米·吳（Amy Wu）領(lǐng)導(dǎo)的項目， 把癌細(xì)胞放在治療性毒素（阿霉素）中，并研究它們對這種藥物的抗藥性的進(jìn)化情況。他們發(fā)現(xiàn)，冷點(diǎn)基因的年齡顯著長于平均水平。這些新的研究結(jié)果有助于解釋，為什么自然選擇沒有消除癌癥這種禍害。如果腫瘤真是一種回歸祖先形態(tài)的方式，我們就可以預(yù)期，驅(qū)動癌癥的古老途徑和機(jī)制具有最強(qiáng)的保護(hù)和保存能力，因為它們能夠?qū)崿F(xiàn)生命最基本的功能。如果還沒有災(zāi)難降臨到相關(guān)細(xì)胞身上，生物就不可能擺脫這些途徑和機(jī)制。我們研究的增變基因[8]就是一個例子。
進(jìn)化未能消除癌癥的另一個原因與胚胎發(fā)生有關(guān)。30年前，我們發(fā)現(xiàn)有些癌基因在胚胎發(fā)育過程中扮演著重要角色，如果消除這些基因就會導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。通常來說，這些發(fā)育基因會在成年生物體內(nèi)保持沉默，但如果有什么東西把它們喚醒了，就會引發(fā)癌癥，這就好比成體組織中出現(xiàn)了胚胎發(fā)育差錯。關(guān)于這一點(diǎn)，作家喬治·約翰遜（George Johnson）概括得很到位，他把腫瘤稱為“胚胎的邪惡的孿生兄弟”。顯然，胚胎的早期發(fā)育階段就是生物的基本形體構(gòu)型制定的過程，代表多細(xì)胞生物的最早階段。由于細(xì)胞概述了胚胎發(fā)育早期面臨的大不相同的環(huán)境，當(dāng)癌基因的開關(guān)開啟時，信息流的基因和表觀遺傳調(diào)節(jié)物都會受到系統(tǒng)干擾。這種干擾既涉及調(diào)節(jié)基因之間連接方式的變化，也涉及基因表達(dá)模式的變化。我們的研究小組正在嘗試尋找這些變化的信息標(biāo)記。我們希望，除了確認(rèn)我在前文中提到的癌癥的物理特征，也有可能確認(rèn)癌癥獨(dú)特的信息特征。這種信息特征就像一種指示器軟件，能在細(xì)胞和組織形態(tài)的臨床變化被注意到之前， 就預(yù)測到癌癥的發(fā)生，從而提供預(yù)警。
癌癥的返祖理論不僅對癌癥的診斷而言很重要，對于治療也有重要意義。我們認(rèn)為尋求通用的癌癥治愈方案只是在浪費(fèi)時間和金錢。在意識到癌癥深植于多細(xì)胞生命的本體之后，我們就能通過不利于它的古老的返祖生活方式的物質(zhì)條件向癌癥發(fā)起挑戰(zhàn)，更好地管理和控制（而不是消除）癌癥。當(dāng)面對這一致命性疾病時，只有充分理解癌癥在整個進(jìn)化史中的位置，才會對人類的期望壽命產(chǎn)生重大影響。
注釋
[1] 最近，第四種治療方案——免疫療法——已經(jīng)得到大量關(guān)注，它通過對身體的免疫系統(tǒng)增壓來摧毀癌細(xì)胞。早期研究成果顯示其前景光明，但要知道這種技術(shù)能否產(chǎn)生革命性效果為時尚早。
[2] 多細(xì)胞生物獨(dú)立出現(xiàn)過好幾次，但真正的多細(xì)胞生物僅限于真核生物。然而， 細(xì)菌可以大量集聚，有時會顯示出類似癌癥的現(xiàn)象。
[3] 這會是何時呢？就是當(dāng)染色體末端的稱為端粒的“小帽子”磨損殆盡時。
[4] 與前文中一樣，這里所說的“壓力”是指一種有威脅性的微環(huán)境，比如致癌物、輻射或缺氧?！靶睦韷毫Υ蟮娜丝赡軙及┌Y”這一廣為傳播的觀點(diǎn)，與我在這里所探討的物理壓力沒有顯著的關(guān)聯(lián)。
[5] 觸發(fā)因素和根本原因之間的區(qū)別就好比運(yùn)行一個基本又常用的計算機(jī)軟件包， 比如，微軟的文字處理軟件（Word）?！按蜷_”命令觸發(fā)了文字處理軟件，但使這一現(xiàn)象發(fā)生的根本原因在于文字處理軟件，這種軟件在計算機(jī)產(chǎn)業(yè)早期就已經(jīng)出現(xiàn)了。
[6] 在該研究中，它是指被證明與癌癥的產(chǎn)生存在因果關(guān)系的基因。
[7] 用專業(yè)術(shù)語來描述，它們被稱為細(xì)菌中的那些基因的“種間同源基因”。
[8] 增變基因：可提高基因突變率的基因?！幷咦?/span>
（撰文 ：保羅·戴維斯（Paul Davies））
責(zé)任編輯:萬琳
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