人們逐漸發(fā)現，并不只有基因突變才能導致癌癥發(fā)生。DNA堿基序列的缺失、增加、重排，都可能導致癌癥。另外，后續(xù)研究發(fā)現，腫瘤干細胞、表觀遺傳、microRNA等都與癌癥脫離不了干系。癌癥研究，似乎面臨著越研究越復雜的局面。

2000年，道格拉斯?哈納漢（DouglasHanahan）與羅伯特?A?溫伯格（RobertA.Weinberg）共同發(fā)表了一篇影響深遠的論文。在這篇《癌癥的標志》（TheHallmarksofCancer）中，兩位科學家詳細闡述了腫瘤惡性化的機制：突變在一個細胞中不斷累積，直至它落進“癌癥”的兔子洞。

納漢和溫伯格挖掘出了癌細胞在形成腫瘤的道路上必須獲得的6個“標志”：癌細胞必須具備不斷刺激自身生長的能力，并能忽略那些抑制生長的信號；癌細胞必須學會繞過機體自身的“排障機制”，并擊敗“端粒”（telomers）這一存在于染色體末端、限制細胞分裂次數的計數器；它還要生成自己的血管，并最終擴張進入周邊組織，發(fā)生轉移。

直到今天，《癌癥的標志》仍是《細胞》雜志上引用率最高論文，它甚至是腫瘤生物學史上最有影響力的單篇論文。兩位科學家提出的“單克隆理論”（所謂單克隆，是指一個有分裂能力的細胞及其分裂產生的后代的集合）仍是現今關于腫瘤的主流理論，地位猶如大爆炸理論之于宇宙學。在宇宙學中，宇宙始于最初的質能原點——奇點，奇點膨脹形成了整個宇宙；而癌癥則起源于單一的“叛逆”細胞，正是這一個細胞，最終生長成了整個腫瘤。溫伯格令單克隆理論聲名大噪，而兩位科學家的真正目的，則是從這一原始理論輪廓出發(fā)，讓人們對癌癥產生全新的理解：

“現今的醫(yī)學從業(yè)者尚未意識到，若我們從整體上闡明了癌癥發(fā)生的機制，癌癥的預后及治療可能發(fā)展成為一門單獨的科學……我們可以預見，靶向每一種癌癥標志的抗腫瘤藥物將會出現……我們能夠想象，在未來某一天，現今這一由細胞生物學、遺傳學、組織病理學、生物化學、免疫學和藥理學交織而成的‘癌癥生物學’，將成為一門具有概念架構與邏輯關聯，并且可與物理學或化學并駕齊驅的科學。”

一門像物理學一樣的癌癥科學！這一設想何其大膽，卻并非不可能實現。然而，在溫伯格發(fā)出這一豪言壯語的十幾年后，科學家雖沖破了癌癥的層層迷霧，但是，癌癥似乎總會拋出新的謎題。

突變之外

在《腫瘤的標志》發(fā)表后的十余年中，人們逐漸發(fā)現，并不只有基因突變才能改變遺傳信息，導致腫瘤的發(fā)生。DNA堿基序列的缺失、增加、重排，都可能成為腫瘤的始作俑者。遺傳信息還能通過更加微妙的方式發(fā)生變化。

基因上結合的一些分子標簽，可以改變基因組的形態(tài)，使得一些基因可能因此暴露，而另一些則可能被掩藏起來，基因的表達亦得到相應的促進或抑制。

這些變化能夠影響細胞的功能，卻并未改變DNA的序列。我們將這樣的變化稱作“表觀遺傳”，英文中叫做epigenetics。“epi”來自希臘語，指“越過”、“超出”，或者“在……之上”。細胞有一個基因組，同時也有一個存在于DNA“硬件”之上的“軟件”，這個“軟件”就是表觀組。與基因組一樣，表觀組也很穩(wěn)定，可以遺傳至子代細胞。

以上研究無非是要說明，癌癥的發(fā)生，并不僅僅是“基因壞掉了”那么簡單。當細胞受到侵擾，比如遇到致癌物、飲食的改變，甚至遭遇精神壓力時，它的DNA序列或許不會發(fā)生直接的改變，但基因上表觀遺傳標簽的分布卻會受到影響。

這不禁引發(fā)了新的擔憂。表觀遺傳在腫瘤發(fā)生中扮演的角色，使得某些不會破壞DNA結構的物質，也可能具有致癌作用。但與基因損傷不同，表觀遺傳的改變是可逆的?，F在，我們仍不知道表觀遺傳在腫瘤發(fā)生中到底扮演了多么重要的角色。與細胞中發(fā)生的所有事件一樣，甲基化或組蛋白修飾等表觀遺傳變化，同樣受到某些基因的調控，而已有研究表明，在許多不同的腫瘤細胞中，這些基因都發(fā)生過突變。這樣看來，也許基因突變仍是一切的根源。

腫瘤干細胞之謎

更加令科學界莫衷一是的，是一個名為“腫瘤干細胞”的爭議性理論。干細胞存在于發(fā)育階段的胚胎中，可以無限增殖，并始終保持未分化的狀態(tài)。當機體需要制造某種組織時，干細胞的基因會以某種特定的方式激活，從而分化成為具有專門功能與身份的成體細胞。當胚胎完成發(fā)育之后，個體中仍然存在具有相似功能的成體干細胞，隨時準備分化，以替代那些受損或死亡的細胞。既然強大的干細胞可以制造正常組織，它們?yōu)槭裁床荒苤圃炷[瘤呢?

這徹底顛覆了人們對腫瘤的傳統(tǒng)理解。傳統(tǒng)觀念認為，所有以特定模式發(fā)生突變的癌細胞，都有形成腫瘤的能力。而根據“腫瘤干細胞理論”，只有一部分具有干細胞特性的癌細胞，才能促進腫瘤的生長和擴張，唯有它們才能無限增殖、轉移，并產生新的惡性病灶。若真如此，癌癥學家的負擔可是輕松了不少，而化療的失敗也就有因可循了——一切都是因為腫瘤干細胞逃過了化療藥物的制裁。一旦將這禍根拔除，惡性化的病灶便會隨之崩塌。

越發(fā)渾濁的水潭

我們對正常細胞的生物學理解也在發(fā)生改變。

基因通過A、T、G、C四種堿基的排列組合，創(chuàng)造、調控生命的進程，不同的基因有著相異的形態(tài)，而螺旋結構的DNA中，這些堿基的排布模式，能夠被復制到一種叫做信使RNA（messengerRNA，mRNA）的分子中。mRNA隨即到達核糖體，將自身承載的信息轉化成為蛋白質，其中亦包括了協助這架遺傳機器運轉的酶類?？死锟藢⑦@一理論簡化成為至高無上的“中心法則”，即遺傳信息從DNA到RNA，再到蛋白質的流轉。

然而麻煩很快就來了。并非所有DNA都能編碼蛋白，有些基因序列只能產生信使RNA或轉運RNA（tRNA），而另外一些則是發(fā)揮了調控的作用，通過抑制或促進某些基因的表達，控制這些基因的蛋白產物。

上世紀90年代初，科學家開始注意到一種新的RNA。當這種RNA與mRNA相遇，便會抑止mRNA的“信息運輸”功能。由于身量極小，人們將這些RNA取名為微小RNA（microRNA）。

microRNA分為許多不同的種類，它們通過改變自身的數量，調控不同蛋白的合成。和細胞中幾乎所有其他組分一樣，microRNA也不可避免地參與到了腫瘤的發(fā)生與發(fā)展之中。假使某種microRNA能夠抑制一個促進細胞生長的原癌基因，那么缺少這種RNA的細胞便會長得更快。反過來說，如果另一種microRNA在細胞中過多，便可能抑制住一個抑癌因子。事實上，同一個microRNA能夠調節(jié)許多不同的基因，引發(fā)一連串的交錯效應。

癌癥的標志

這世上99%的基因都存在于我們身上的細菌，而非我們自身的細胞之中。背景似乎與前景對調了位置，這就又令我想起了發(fā)生在宇宙中的故事：原本宇宙中看似最為廣袤的虛空，實際卻充滿了暗物質與暗能量。然而，盡管宇宙學有如此之多的新奇發(fā)現，大爆炸理論仍然保持著自己不可撼動的地位。大爆炸理論已不像從前那般簡單與明晰，但它卻是整個宇宙學圖景上濃墨重彩的幾筆.；它是一副框架，而其中所有的東西——包括偏離與差錯——都不是沒有意義的呢喃。

上面的道理，同樣適用于哈納漢與溫伯格那6個“癌癥的標志”。兩位科學家又共同撰寫了《癌癥的標志：下一代》（HallmarksofCancer:TheNextGeneration），回溯了自上篇文章發(fā)表后的十余年間，癌癥生物學界所取得的進展。他們的結論是，“標志”原則的地位比以往任何時候都要堅固。當然，關于腫瘤的形成機制，尚存有許多還未厘清的復雜理論，腫瘤干細胞和表觀遺傳或許能在其中發(fā)揮更大的作用。也許最終，我們發(fā)現的“標志”會超過6個，但愿這數目有限，亦不會大到不可思議。