專欄
作者：袁 越
研究表明，癌變有可能是突然發生的。也就是說，一個人昨天還好好的，今天就有可能得了癌症。
癌症是因為遺傳物質（DNA）發生變化而導致的細胞分裂失控，這一點截至目前毫無爭議。問題在於，遺傳物質的變化究竟是如何發生的呢？
通常認為，癌變都是逐漸發生的。要麼是單個DNA分子發生的所謂“點突變”，要麼是染色體在單一的某處發生斷裂。然後，這些單個的變化逐漸積累，最終導致癌變。這個理論截止到今年1月6日為止也幾乎是毫無爭議的，而且已經被寫進了幾乎所有的教科書中。
1月7日，世界著名的科學期刊《細胞》（Cell）發表了一篇論文，對上述理論提出了強有力的挑戰。來自英國桑格研究所（Sanger Institute）的血癌專家皮特·坎貝爾（Peter Campbell）博士及其團隊對不同種類的人類癌細胞進行了大量而又快速的基因檢測，發現有相當一部分癌細胞的癌變過程是突然發生的，也就是說，一個細胞昨天還好好的，結果晚上遇到一場大災難，第二天就變成了癌細胞。
要想理解這個驚人的結論，必須先弄清基因突變到底是如何轉變成癌症的。通常情況下，健康細胞都有一套嚴格的基因矯正和修複係統，一旦發現某個細胞的某個DNA分子發生了突變，或者某個染色體片段發生斷裂，該係統就會被啟動，對這一突變進行修複。這套矯正係統在細胞分裂過程中尤其活躍，因為它需要對正在複製的基因組進行實時監控。如果突變實在沒辦法修複，這套係統就會啟動“細胞自殺”程序，將其殺死。
這套係統偶爾也有失靈的時候，此時那個基因突變就會被傳給下一代。通常認為，如果這樣的情況一而再再而三地發生，總會有某個致癌基因被意外激活，或者某個防癌基因被意外關閉，於是細胞就發生了癌變。
如果上述理論是正確的，那麼在已知的癌細胞裏一定會找出很多分散在不同位置的基因突變。為了驗證這一點，坎貝爾博士及其團隊利用最新的基因組序列快速分析方法，對幾百個不同種類的癌細胞基因組序列進行了分析，結果發現不少癌細胞的基因突變發生在單個染色體的某個很短的片段上，而且一下子就是幾十到幾百個突變。進一步分析表明，這些突變都是由於染色體在那個很短的片段上發生了幾十到幾百次斷裂後造成的。
按照常理來分析，如此大規模卻又非常集中的基因組突變不可能是多次隨機突變累積而成，而是來源於一次災難性的大變故。科學家們發現，在已分析的這幾百例癌細胞基因組中，至少有2％～3％屬於這種情況。而在骨癌中，這樣的病例更是占了總數的25％！
同樣，按照常理分析，當一個細胞經曆了如此大的變故後是很難存活下來的，細胞內的檢測係統會立即中止細胞分裂，並將其殺死。但在上述的病例中，這些細胞顯然在努力地試圖修複這些錯誤，其結果就是發生災變的那一小段染色體上的基因片段發生了幾十到上百個基因重組（修複），但卻因為太過匆忙，錯誤百出，其結果就是致癌基因被激活，或者防癌基因被抑製，最終導致細胞發生癌變。
接下來一個很自然的問題就是：如此嚴重的災難究竟是如何發生的呢？坎貝爾博士的這項研究不可能給出準確答案，隻能根據一些蛛絲馬跡提出幾種猜想。坎貝爾認為，解答這個問題的關鍵在於骨癌。為什麼骨癌的災變概率會如此之大？顯然與骨癌細胞的某種特殊性有關。已知骨細胞對放射性非常敏感，因此坎貝爾博士推測這很可能與該病人接觸了放射性物質（比如大劑量的X光）有關，尤其是當細胞正在進行有絲分裂時，平時散開的染色體長鏈會被壓縮成一個緊密的小球，如果此時恰好遭遇到放射性物質，就會出現染色體的某個片段一下子發生幾十至上百個斷點的情況。
需要指出的是，這隻是初步的研究結果，而且這樣的情況隻占所有癌症的極少數，大多數癌變還是由於微小的突變積累而成的。不過，這個研究結果意義重大，它第一次揭示了一種新的癌變機理，對癌症的預防和篩查很有幫助。
這篇論文有兩點值得我們注意：第一，這項研究的思路有點像四色定理的窮舉法證明，依靠的是計算機強大的運算能力。如果沒有基因測序技術的飛速發展，這項研究就沒有可能完成。隨著研究技術的不斷進步，類似的思路正越來越多地得以實現，很多過去沒有辦法做的實驗如今正在變成現實。
第二，這項研究再一次對傳統的進化理論提出了挑戰。以前人們一直認為生物進化是由微小的突變積累並相互競爭的結果，但越來越多的證據表明，進化很有可能是基因突變的結果。這個新思路不但可以解釋一些進化過程中的疑難問題，而且對傳染病的防治也很有意義。比如，已經有證據表明某些毒性很強的流感病毒是因為發生了突變才變得麵目全非，並因此而突破了原有的免疫係統阻擋，最終導致流感的大麵積爆發。流行病學家對此已有警覺。