p53:保護人類免患癌癥,
與科學家對話,探究癌癥治療與預防
P53:癌癥治療的革命
近50位科學家探索癌癥基因療法
未來20年,人類將永不會為癌癥死亡而煩惱
在人類的DNA中,有一個基因引人注目。這個基因的功能是保護我們免患癌癥。它的名字平實而簡單——p53,它持續(xù)不斷地掃描我們身體的細胞,確保他們在生長和分裂的時候,不會發(fā)生錯誤。如果一個細胞在分裂階段出現(xiàn)了DNA復制錯誤,p53就會發(fā)揮功能阻止它,將其進行修復,再繼續(xù)分裂。如該錯誤無法修復,這個頑劣的細胞有失控增殖的危險(即癌癥原理),此時,p53就會啟動自殺程序。如果p53自身沒有受損,或其正常功能沒有受到阻礙,癌癥就無法發(fā)生。因此,p53成為研究癌癥不可回避的基因。
《癌癥的基因》一書講述了發(fā)現(xiàn)這個基因的故事,并闡述了人體細胞癌變奧秘的核心。
《癌癥的基因》不是干巴巴地引用基因教材,而是結合實例,選取真實的案例,為讀者介紹癌癥基因的發(fā)生、發(fā)展與防治。p53的突變極易造成癌變在家族中遺傳,本書不僅限于實驗室,而是帶領讀者進入到更廣闊的世界,去研究岡比亞的發(fā)霉花生與肝癌的關系,去巴西南部與遺傳性癌癥的家庭見面,去更多的國家——從中國到伊朗,在人類的日常生活中洞察p53的工作機理。
《癌癥的基因》介紹了新的科學發(fā)現(xiàn)和進展,能幫助我們理解癌癥這種仍然在人類個體中肆虐的疾病,并借助p53這一關鍵基因幫助我們在基因和分子水平上理解復雜運作的人體功能。本書兼具科學性和生動性,既可作為生物學、醫(yī)學和遺傳學等學生及科研人員的拓展學習材料,又可作為開拓視野的科普書籍供廣大讀者閱讀。
我們(科學家)解決問題的想法、靈感從何而來?和作曲家譜寫旋律、畫家描繪圖畫一樣,他們源自未知的某處,因為沒有更好的詞匯來描述它,只能說它是靈光一閃,它有著同樣的色彩和同樣的榮耀。
——杰拉德.伊萬(Gerard Evan)
序 言
性格活潑的盧瓦納.洛克(Luana Locke)女士即將步入中年,她長著漂亮的圓臉,榛色的大眼睛和一頭披肩的黑色波浪長發(fā)。她坐在多倫多一家繁忙的咖啡店里,一邊喝著飄著泡沫的卡布奇諾咖啡,一邊聊著天,洋溢著健康的活力。要不是對她的故事有所耳聞,我絕對想不到她的生活曾經(jīng)被疾病、心痛和失敗所糾纏。作為癌癥的幸存者,盧瓦納自24歲被確診患上癌癥后,已與病魔斗爭了多年。盧瓦納剛滿3歲那年,她9歲的姐姐,曼努埃拉(Manuela)就死于腦瘤。那段時間,盧瓦納僅有的記憶是,因為父母要去醫(yī)院,她經(jīng)常被丟給親戚們照顧,曼努埃拉去世時母親的悲痛欲絕以及她自己無助地渴望著再次見到母親的笑容。
“我記得一次,我很生氣,因為我遞給她一張紙巾,她卻擤了鼻子。我當時想,‘不!我給你紙巾是讓你擦眼淚的!矣浀盟娴暮鼙础!毙∨敃r不知道她的母親也病了。她和盧瓦納的父親佛朗哥(Franco),一名鋪瓦工,幾年前從意大利搬到加拿大,打算利用當?shù)貙夹g工人的急需,賺點錢。他們正計劃回意大利,部分原因是盧瓦納的里娜(Rina)阿姨,她母親29歲的雙胞胎姐妹,最近死于乳腺癌,還遺留下了四個小孩。但計劃擱淺了,因為他們自己的女兒被診斷為腦瘤,然后盧瓦納的母親也開始了自己的治療——乳腺癌的化療和放療。
“她做了乳房切除術,我還清楚地記得那段時間的情景,”洛克說,“我記得我看著我母親穿衣服、化妝、整理頭發(fā),然后調(diào)整她(內(nèi)衣里)的假體!睂π∨碚f,這一切似乎都很正常,只是生活的一部分,直到她母親的癌癥病癥從最初的轉好到復發(fā),最后轉移到骨骼,最終導致了她的死亡。盧瓦納當時只有6歲,她心酸地說起了席卷家里的痛苦和空虛如何降臨到她父親、弟弟大衛(wèi)(David)和她自己身上。夜晚來臨,她在床上恐懼著擔心怪物會再次到來,帶走更多她深愛的人。
事實上,下一個被診斷患上癌癥的人正是洛克自己。她當時24歲而且有了8個月的身孕,她注意到自己乳頭上長了一個小痂。每次小痂脫落后會留下一塊滲液的小潰瘍,然后再次結痂,好像永遠不會愈合。為了孩子出生后能順利喂奶,她急著清理掉這塊痂,所以她去看了醫(yī)生。醫(yī)生給她開了點油膏。給她進行常規(guī)產(chǎn)科檢查的醫(yī)生沒有重視這個問題,直到這塊地方變得越來越大,換了幾種藥膏也無濟于事。她的醫(yī)生讓她找了皮膚科醫(yī)生唐娜.麥克里奇(Donna McRitchie),皮膚科醫(yī)生決定給她做一次活檢。
“麥克里奇醫(yī)生說,‘檢查結果可能需要一周才能出來,到時候我們會給你打電話。’”洛克說,回顧著這些年的經(jīng)歷!拔矣浀梦易呋剀嚴镒潞缶烷_始哭泣。盡管我什么也沒感覺到——她打了一針,麻醉了那塊地方——我記得聽到了剪刀的咔嚓聲,我知道她正在切開組織,這種奇怪的方式真的影響了我。所以我鉆進汽車哭了……但是很快我停了下來,對自己很生氣。我想著:你就像個小孩!想想你母親遭受的,她切掉了整個乳房?丛谏系鄣姆萆,他們就取掉了你乳房上的一小塊皮膚,你在這哭得像個小孩。成熟點,克服它!我有點像在責備自己,對不?重新振作起來,去你的吧。”
盧瓦納還沒準備好向誰承認自己的恐懼,甚至是向自己。作為一個天性樂觀的人,她相信閃電不會擊在同一處地方,她會驅除病態(tài)的想法,告訴自己,“太可笑了。誰聽說過乳腺癌是這樣出現(xiàn)的?沒有腫塊,那里沒有任何東西。只有24歲……天哪,我那些日子拼命苛責自己!彼Φ馈5顧z結果返回得很快,也很嚴重:盧瓦納得了派杰氏。≒aget’s disease),一種經(jīng)常被誤診為濕疹的乳腺癌,它會在潰瘍下悄悄生長,直到腫瘤進入到晚期才會被發(fā)現(xiàn)。
診斷結果令人震驚,但盧瓦納首先擔心的是他的父親!案嬷嫦啵俏易鲞^的最艱難的事情之一!彼察o地敘述著,眼神朝下,攪拌著咖啡杯里的泡沫!八呀(jīng)遭受了那么多痛苦,我不想讓他再次重復這樣的經(jīng)歷。”在這件事上,父親佛朗哥表現(xiàn)得很勇敢,他規(guī)勸女兒和她痛苦的丈夫保羅(Paul)不要回想差不多20年前她母親和姐姐的經(jīng)歷。“‘醫(yī)學已比那時進步了很多。’他說。”
確診幾周后,盧瓦納剖腹產(chǎn)生下了她的兒子盧卡斯(Lucas),幾天后她做了乳房切除術。手術中對切除組織進行病理檢查顯示這是一種高度侵襲性的腫瘤,因此盧瓦納緊接著預防性地切掉了另一邊乳房。她的外科醫(yī)生在這邊乳房也發(fā)現(xiàn)了癌前病變。在所有的這些經(jīng)歷中,盧瓦納靠著把注意力放在新生的兒子身上,來對付自己的疾病,不時泛起的慘痛回憶和可怕的不確定未來!斑@完全就是,好吧,我知道自己必須活下來,所以我什么都肯做……我窩在了家里。”她說道,“我允許自己思考的最惡劣的事情不是我的死亡——那過于宏大而無法去面對和害怕,我猜……我允許自己最大的恐懼是失去頭發(fā)。我一直留著長發(fā),所以我允許自己這樣想,但我不允許自己思考死亡……或者想到不能陪著我的孩子,不,決不能想!彼龘u了搖頭。
到今天,盧瓦納41歲了,她的癌癥從未復發(fā)。盡管在治療的那些年她在意大利和美國的直系親屬里有四個成員切除了腫瘤,她弟弟大衛(wèi)的兒子馬可(Marco)5歲時死于癌癥。然而直到最近才知道這個家庭災難的根源在于某個基因上的一個突變,這個基因有著一個平實的名字:p53——如此命名是因為它編碼了一種分子量為53千道爾頓(kilodalton)的蛋白質(zhì)。
當它在1979年被發(fā)現(xiàn)的時候,參與的科學家完全不知道它的重大意義:p53逐漸顯現(xiàn)為癌癥大劇中最重要的角色之一——人體細胞內(nèi)的一個總開關,主要功能是在脫氧核糖核苷酸(Deoxyribonucleic acid, DNA)受損時阻止腫瘤發(fā)生。它是分子生物學史上被研究得最多的單基因,目前產(chǎn)生了超過7萬篇研究論文,并形成了一個研究者社群,既有科學家之間慣常的競爭,又經(jīng)常充滿著協(xié)作精神。每兩年他們從世界各地聚在一起舉行一次科學會議,經(jīng)過幾天振奮又深奧的討論,為這宏大的拼圖增添新的碎片,以及將舊碎片拼入已拼好的圖景。
p53是人類癌癥中最常見的突變基因。突變意味著這一基因被損壞,它攜帶的遺傳信息也被更改,就像CD盤或電腦文件被損壞時信息也會被破壞一樣。即使在某些病例中它沒有出現(xiàn)突變,通常細胞內(nèi)也會發(fā)生其他的異常事件阻礙它發(fā)揮正常功能。“在各種類型的腫瘤中有很多其他的基因也發(fā)生了突變,”馬里蘭州巴爾的摩市(Baltimore, Maryland)約翰.霍普金斯大學(Johns Hopkins University)的伯特.福格斯坦(Bert Vogelstein)評論道,“但是p53是能影響全局的基因,這一類基因極少。它的獨特性在于,它是癌癥的共同特性!
福格斯坦在20世紀40年代出生和成長于約翰.霍普金斯大學附近,并上了那里的醫(yī)學院,他在癌癥研究的最早期就和p53打上了交道。他的實驗室現(xiàn)在位于一棟現(xiàn)代風格的高層建筑內(nèi),俯瞰著巴爾的摩和老舊醫(yī)院的暖紅色墻磚。他的實驗室為這個基因的研究做了很多非常重要的貢獻!拔铱梢员kU的說,不可能——或者說很難——找到一種惡性腫瘤與p53基因的活性的無關!
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我第一次聽說p53是在1996年,當時我剛剛回到蘇格蘭,此前,我在南非呆了7年。我在那里為《新科學家》雜志(New Scientist)和英國廣播公司電臺(BBC Radio)做報道,也為世界衛(wèi)生組織記錄艾滋病在非洲的肆虐情況。在蘇格蘭,我四處尋找著有趣的科學故事,然后我找到了p53的四個發(fā)現(xiàn)者之———大衛(wèi).萊恩(David Lane)。帶著好奇心,并受BBC委任做了一次廣播記錄片,我飛到克里特島(Crete)參加了p53研究界一年舉辦兩次的研討會。會議中心就在一個海灣邊上,視野開闊,私人白色沙灘和泛著泡沫的大海一覽無遺。在第一場會議結束時,我坐在那里轉不過神來——那些科學家們大概是在用希臘語說著也許我本來理解的東西(許多醫(yī)學英語均引自希臘語詞匯——譯注)。
晚餐時我坐在彼得.霍爾(Peter Hall)身邊,他身材矮小、聰明、促狹,是很好的老師,他是一位來自鄧迪(Dundee)(蘇格蘭城市,也稱“發(fā)現(xiàn)之城”)的科學家,我和他就p53的故事合作過。他靠過來輕聲說,“別緊張,把握好會議你需要知道這些……”他指點我那些最有趣的p53研究報告和那些我需要采訪的人。我放松了下來。4天后離開克里特島時,我收集到了豐富的材料以及一個好故事,足以支撐兩個廣播紀錄片的錄制,紀錄片回顧了這一基因的基本知識并展望了癌癥治療的新方法。
當時是1998年,接下來的日子里每次有新發(fā)現(xiàn)引發(fā)了我的興趣,我就會重新關注p53的故事,比如一次基因工程老鼠試驗的戲劇性錯誤,偶然發(fā)現(xiàn)了癌癥和衰老有著密切的聯(lián)系;比如p53研究明確證明了吸煙是癌癥的直接誘因,無情地揭露了煙草業(yè)。我觀察到p53研究者在層出不窮的新信息前跌宕起伏的士氣,這一刻為新發(fā)現(xiàn)興高采烈,下一刻又再次深陷在復雜的迷霧中。
多年來,我開始意識到,p53的故事如此精彩,不能只停留在學術雜志的平淡頁面上,外行們很難在這里把握到一些最重要發(fā)現(xiàn)的意義;寫作本書的想法來自于此。這不是一個平鋪直敘的故事,因為科學從來不是如此。陰性結果和失敗假說與那些被證明正確的理論一樣推動著知識的進步。需要開放的心靈和智性的勇氣才能發(fā)現(xiàn),證據(jù)的缺失或某次試驗失敗的結果也許意味著重大發(fā)現(xiàn);在理解癌癥進程的征途中,p53研究者也像其他科學領域一樣受到教條和范式的影響。
“不講故事的科學,”美國天文物理學家賈南.萊文(Janan Levin)在為《新科學家》雜志撰寫的評論中寫道,“只會坍塌為方程的組合或數(shù)據(jù)的羅列!北緯业哪繕耸牵M量避免羅列數(shù)據(jù),講一些古怪、執(zhí)著和熱愛競爭的智者們的故事,從而闡明癌癥最深刻的奧秘。
《抑癌基因》由英國作者休.阿姆斯特朗撰寫。休.阿姆斯特朗是科學、健康與發(fā)育組織領域的作家。休先后作為布魯塞爾與南非的駐外記者,為涉獵廣泛的出版物與觀眾進行了寫作,包括《新科學家》(New Scientist)雜志和世界衛(wèi)生組織及聯(lián)合國艾滋病聯(lián)合規(guī)劃署。多年以來,她在非洲、亞洲及加勒比海前線報道艾滋病大流行的情況,F(xiàn)在,在蘇格蘭,休為英國廣播公司第四頻道、英國廣播公司全球服務的許多特色欄目、科學欄目及其他項目工作。曾出版的書籍有《生死之事:病理學家的隱秘世界》。