癌症與突變

人為什麼會得癌症？罪魁禍首是基因突變——DNA 序列發生改變，導致基因不能正常工作。

那麼基因突變是難以避免的嗎？

回答是「Yes」！

無論是 DNA 複製發生錯誤或是受到物理化學攻擊，都會導致突變。有的突變是在生殖細胞中發生的，可以通過精子或者卵子直接傳遞給後代，是可遺傳性的突變。血友病、色盲症、糖尿病、高血壓等遺傳疾病都是由這種類型的突變引起的。而有的突變是在生命中某個時間、某個體細胞中發生的，被稱為體細胞突變。體細胞突變比遺傳突變更普遍，而癌症的發生大多與體細胞的突變密切相關。

癌症會遺傳嗎？癌症細胞來源於正常體細胞，有的癌症如甲狀腺癌、睾丸癌、間皮瘤，只需要重要功能基因上的一個特定的體細胞突變就可能引發癌症，真可謂「一念成佛，一念成魔」；而有的癌症如黑色素瘤、子宮內膜癌、結直腸癌，一般需要多達10次體細胞突變才能引發癌症。很多癌症的體細胞突變是受到了外界環境的影響。例如長時間的紫外照射是導致皮膚癌形成的罪魁禍首；吸煙是肺癌產生的最主要原因之一，85%的肺癌是由吸煙所致，二手煙也可以顯著增加罹患肺癌的風險；酗酒、肥胖、空氣污染等都是導致癌症的危險因素。由於導致這些癌症的體細胞突變不會被傳遞給後代，所以它們不是典型的遺傳病。

然而，癌症的發生有時也會受到遺傳因素的影響。據統計，大約有5%到10%的癌症是「可遺傳的」，一個家族的成員可能頻發某種類型的癌症。其中，大名鼎鼎的引起遺傳性乳腺癌高風險的就是抑癌基因BRCA1和BRCA2。著名好萊塢影星安吉麗娜·朱莉由於遺傳了母親帶有缺陷的BRCA1基因被預測有87%的幾率患上乳腺癌，50%的幾率患上子宮癌。因此，2013年37歲的朱莉接受了雙乳乳腺切除及乳房再造手術。

雖然基因突變不是癌症發生的充分條件，但它是癌症形成的根源。如果沒有突變，則「巧婦難為無米之炊」。如果能夠充分理解基因突變的形成過程，找到影響突變發生的因素，將為闡明腫瘤或癌症的形成機理提供更加詳細的理論基礎。

今年9月，Genome Biology雜誌報道了來自中國科學院遺傳與發育生物學研究所錢文峰研究組、中山大學賀雄雷研究組以及 Pompeu Fabra University 的Lucas B. Carey 教授的研究成果。他們鑒定出一種新的可調控局部突變率的順式作用因子——「DNA 固有曲率」（由於相鄰鹼基對的相互作用導致的 DNA 軸向發生偏離的程度）。他們首先通過在釀酒酵母中的研究發現，當 DNA 固有曲率降低10%時，突變率可以上升70%。同時通過分析來自冰島1548個三人家庭（父親、母親和孩子）的10萬多個新生突變，他們發現人類生殖細胞中的突變也傾向發生在 DNA 固有曲率較小的區域。他們認為，DNA 固有曲率可以通過促進 DNA 序列與蛋白質結合避免 DNA 暴露於環境誘變中，從而降低突變率。

他們通過對癌症和腫瘤基因圖譜（The Cancer Genome Atlas，TCGA）中26種癌症和腫瘤類型1萬多個樣品的單核苷酸變異數據進行分析，發現所有的癌症和腫瘤類型中發生的突變均顯著富集在 DNA 固有曲率較小的區域。他們分析了所有癌症及腫瘤類型共有的誘變導致的 C 到 T 突變，發現 DNA 固有曲率可以特異性地抑制這種類型的突變。

科研人員在分析芳香類化合物導致的 C 到 A 突變時發現，吸煙者中肺癌中 C 到 A 的突變率隨著 DNA 固有曲率的下降升高了50%，這解釋了為什麼基因組上的一些序列更容易受到吸煙的影響。

該研究結果不僅為理解 DNA 突變的決定因素建立了新的理論框架，更為癌症或腫瘤的形成機理提供了獨特的見解。

來源：中國科學院遺傳與發育生物學研究所

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