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詳情腫瘤是如何“冒”出來的?科學(xué)界認(rèn)為,歸根結(jié)底在于基因的突變。一些“壞”的突變扮演了腫瘤“制造者”的角色,而研究人員一直夢想著找到破解基因突變的鑰匙。
日前,國際癌癥基因組聯(lián)合計(jì)劃參與單位之一、英國劍橋大學(xué)韋爾科姆基金會(huì)桑格研究所研究人員宣布,他們先后破譯了肺癌、皮膚癌和乳腺癌的全部基因密碼,并繪制出相應(yīng)的腫瘤基因圖譜。
2008年6月成立的國際癌癥基因組聯(lián)合計(jì)劃,由多個(gè)國家不同研究機(jī)構(gòu)參與并分工合作,預(yù)計(jì)10年完成這一宏偉計(jì)劃。桑格研究所的率先“撞線”,讓科學(xué)界看到了提前破解基因突變秘密的一線曙光。
中國負(fù)責(zé)“胃”
在國際癌癥基因組聯(lián)合計(jì)劃中,中國負(fù)責(zé)胃癌的研究工作。項(xiàng)目參與者之一、中國科學(xué)院北京基因組研究所副研究員嚴(yán)江偉告訴記者,隨著中國基因測序工作的順利進(jìn)行,中國的胃癌基因“密碼”解密工作也有望提前完成。
嚴(yán)江偉指出,人類的基因組數(shù)量非常龐大,由一個(gè)國家或者獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)室去完成測序幾乎不可能,而且花費(fèi)也非常龐大,所以需要全球合作。
為此,英國率先發(fā)起了國際癌癥基因組聯(lián)合計(jì)劃,并得到多個(gè)國家的積極響應(yīng)。目前有9個(gè)國家參與這一計(jì)劃,分別為英國、中國、美國、澳大利亞、加拿大、法國、印度、日本和新加坡。不同國家負(fù)責(zé)不同的癌癥,比如日本負(fù)責(zé)破譯肝癌細(xì)胞的基因組,印度負(fù)責(zé)口腔癌,美國負(fù)責(zé)腦癌、卵巢癌和胰腺癌等。研究人員希望利用先進(jìn)、快速的基因組測序新技術(shù),詳細(xì)研究50種不同類別的癌癥,找到所有與癌癥相關(guān)的基因突變現(xiàn)象,最終繪制出較為完整的致癌基因突變圖譜。
據(jù)嚴(yán)江偉介紹,在國內(nèi),這項(xiàng)工作被分解為兩部分。一部分是病例收集和流行病學(xué)調(diào)研工作,由北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院牽頭,多個(gè)醫(yī)療機(jī)構(gòu)參與;另一部分是測序工作和基因分析,由中國科學(xué)院北京基因組研究所和華大基因研究院分工完成。
至于為何選擇中國來負(fù)責(zé)胃癌這項(xiàng)工作,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人解釋說,中國是個(gè)胃癌大國,在一些地方已做過多年流行病學(xué)調(diào)研工作,能夠迅速收集到足夠多的有效樣本量。嚴(yán)江偉說,這些研究成果將在國際癌癥基因組內(nèi)部共享。
基因突變“制造”腫瘤
英國桑格研究所計(jì)劃負(fù)責(zé)人之一斯特拉頓教授指出,癌癥是最常見的基因疾病。所有癌癥的發(fā)生,都源自脫氧核糖核酸(DNA)序列的異常。盡管不同癌癥有不同的誘因和癥狀,但都可以通過基因突變得到解釋。
學(xué)者指出,基因會(huì)不斷復(fù)制,然后發(fā)生變異,但是在復(fù)制的過程中會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤,有的錯(cuò)誤不會(huì)造成大的影響,但有的錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難。這就如同復(fù)雜的交通系統(tǒng)一樣,無數(shù)條道路構(gòu)成了密如蛛網(wǎng)的道路系統(tǒng),但總會(huì)出現(xiàn)交通事故,有些交通事故會(huì)很快被排除,有的會(huì)引起堵車,甚至造成交通癱瘓。桑格研究所主持肺癌基因組研究的研究人員坎貝爾指出,肺癌細(xì)胞基因組中包含了2.3萬個(gè)突變基因,皮膚癌中包含了3.3萬個(gè)突變的基因。事實(shí)上,大多數(shù)突變基因沒什么壞處,但是當(dāng)一些“壞”的變異發(fā)生時(shí),會(huì)產(chǎn)生腫瘤。
坎貝爾說,眾所周知,肺癌與吸煙關(guān)系密切,甚至有研究表明,每15根煙就會(huì)引起肺組織細(xì)胞中的一次基因變異。但是你不知道哪一次變異,直接導(dǎo)致了肺癌的產(chǎn)生。為此,研究人員提取了一些肺癌患者的組織,同時(shí)也提取一些健康者的肺部組織,然后通過高敏感的基因變異探測器,探明健康細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞的不同變化在哪里。這一發(fā)表在《自然》雜志上的研究指出,研究者會(huì)刺激那些健康的細(xì)胞,看它們是如何發(fā)生變異的。
事實(shí)上,越來越多的研究表明,癌癥并非單一基因變異導(dǎo)致的疾病,每種癌癥都包括大量由不同類型基因變異導(dǎo)致的不同亞種類別,需要分別對癥治療。因此,癌癥基因圖譜計(jì)劃研究人員需要對數(shù)以千計(jì)的癌癥基因進(jìn)行測序。
應(yīng)用到臨床還很遠(yuǎn)
雖然一些研究人員樂觀地認(rèn)為,相關(guān)成果不僅出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室里,不久還會(huì)用于臨床。但中國醫(yī)科院腫瘤醫(yī)院王成鋒教授指出,這一研究真正惠及臨床,還需要克服很多關(guān)鍵技術(shù)與方法,基因藥物的研發(fā)也有漫長的路要走。
破解肺癌、皮膚癌和乳腺癌的基因,讓斯特拉頓和研究人員最終發(fā)現(xiàn),這些病變的腫瘤,是許多混亂的基因錯(cuò)誤造成的。比如,肺癌和皮膚癌的產(chǎn)生看起來是如亂碼般衍生的變異基因在作祟,乳腺癌則復(fù)雜得多。在破譯乳腺癌基因序列的過程中,研究者發(fā)現(xiàn)無數(shù)斷裂又重新組合的基因序列。這令乳腺癌看起來不是一種疾病,而是20多種潛在疾病的集合——因?yàn)椴煌慕M合很有可能造成不同的結(jié)果。癥狀不同,治療方法也不應(yīng)該相同。
最近,美國哈佛醫(yī)學(xué)院附屬丹那法波腫瘤研究所科學(xué)家在《自然•醫(yī)學(xué)》雜志上發(fā)表文章稱,他們發(fā)現(xiàn)兩種基因突變會(huì)讓常用的蒽環(huán)類抗乳腺癌藥失效。這也提示,當(dāng)患者檢測出這兩種基因突變時(shí),治療策略需要改變。這一突破每年將挽救數(shù)百人的生命。
嚴(yán)江偉指出,研究人員實(shí)際上希望通過繪制圖譜,建立起癌癥突變的所有目錄。這樣,當(dāng)研究人員面對癌癥時(shí),不需要只針對單個(gè)的病癥,而是通過目錄,按圖索驥,找到修正基因的方法。比如找到腫瘤細(xì)胞突變關(guān)鍵的基因,進(jìn)行基因修復(fù)、替換,使“壞”的基因變成“好”的基因。
更重要的是,當(dāng)科研人員鎖定某些關(guān)鍵基因位點(diǎn)和某種癌癥有密切關(guān)系時(shí),通過對高危人群的篩查監(jiān)測,就可以判定發(fā)生了怎樣的基因變異,然后服用相應(yīng)的基因藥物,就可以得到治療。對此,嚴(yán)江偉認(rèn)為,這將為癌癥預(yù)防、診斷和治療帶來一場革命,開辟癌癥個(gè)體化治療的新時(shí)代。
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