新數(shù)學(xué)模型能更好定義環(huán)境因素和內(nèi)在因素的作用
美國國家癌癥研究所Sven Bilke報告:有一種新型數(shù)學(xué)模型能通過統(tǒng)計誘發(fā)特定腫瘤所需的突變數(shù)量來評估突變事件(2015年曾報告了兩項相關(guān)研究,其中一項提出了“壞運氣”假說),進而可以更好地定義環(huán)境因素和細胞因素在腫瘤發(fā)生中的作用。(自2016年美國癌癥研究協(xié)會年會)
理解環(huán)境和細胞因素在腫瘤發(fā)生中的作用非常重要,因為這針對的是腫瘤預(yù)防的關(guān)鍵環(huán)節(jié)而非早期診斷緩解,能幫助人們深入了解患者被確診為腫瘤時的感受。
驅(qū)動基因突變影響腫瘤風(fēng)險的
爭議
Bilke等研究出了一種新型的數(shù)學(xué)模型,再次分析了Cristian Tomasetti和Bert Vogelstein于2015年發(fā)表在《Science》上的數(shù)據(jù)。當(dāng)時,Tomasetti等提出不同組織中細胞分裂的數(shù)量和該組織發(fā)生腫瘤的風(fēng)險間存在著一定的聯(lián)系。他們得出結(jié)論:約2/3與腫瘤風(fēng)險相關(guān)的變異可以用干細胞分裂的數(shù)量來解釋。
Song Wu等2015年在《Nature》上發(fā)表例一篇文章,對該數(shù)學(xué)模型提出了質(zhì)疑,即該模型對可以影響腫瘤風(fēng)險的環(huán)境因素的改變并不敏感,也不能很好地區(qū)分環(huán)境改變和意外事故對腫瘤風(fēng)險的影響。
Bilke認為:雖然Tomassetti和Wu都認為“腫瘤發(fā)生”是基本事件,且這兩項研究都發(fā)現(xiàn)腫瘤發(fā)生概率與細胞周期數(shù)密切相關(guān),但他們在如何定義細胞內(nèi)在因素的基線標準(即“壞運氣”風(fēng)險)上持不同意見。
Bilke表示:“我們研究‘腫瘤驅(qū)動基因突變’,而非‘腫瘤啟動基因突變’。這也表明腫瘤是驅(qū)動基因突變的結(jié)果,環(huán)境因素以及意外因素是即時影響突變環(huán)節(jié),而非影響腫瘤啟動環(huán)節(jié)。環(huán)境因素所致的突變過度問題既應(yīng)該體現(xiàn)在突變發(fā)生率上,也應(yīng)該以一種復(fù)雜的方式體現(xiàn)在腫瘤啟動概率上。”
驅(qū)動基因突變對腫瘤風(fēng)險的影響
不同腫瘤所需驅(qū)動突變的數(shù)量不同,例如結(jié)腸癌的發(fā)生平均需要6個驅(qū)動基因突變,視網(wǎng)膜母細胞癌發(fā)生則需要2個驅(qū)動基因突變。
Tomasetti和Vogelstein的研究表明,除了肺癌、皮膚癌和遺傳性疾病外,環(huán)境因素所致的腫瘤發(fā)生不足40%。Wu等的研究則提示超過90%的腫瘤發(fā)生為環(huán)境因素所致。
Bilke指出:“我們的研究發(fā)現(xiàn),與常識所示的分布規(guī)律不同,突變率呈窄幅分布。除了結(jié)直腸癌、皮膚癌和肺癌這些能明顯發(fā)現(xiàn)存在大量基因突變的腫瘤外, 80%以上的腫瘤基因突變均為偶發(fā)事件?!?/p>
該研究中的新數(shù)學(xué)模型分析顯示:除了吸煙、紫外線照射、飲食習(xí)慣這些與腫瘤有關(guān)的環(huán)境因素外,大多數(shù)腫瘤驅(qū)動突變是隨機發(fā)生的。即使沒有環(huán)境致癌因素,突變?nèi)匀话l(fā)生,而且很難被預(yù)防。因此,腫瘤監(jiān)測很重要。
Bilke表示:他們的研究并非質(zhì)疑吸煙、飲食習(xí)慣、紫外線照射等致癌因素在肺癌、結(jié)直腸癌和皮膚癌發(fā)生中的作用,而是證實了這些因素在超出基線水平時對升高增突變率的作用。不過,該研究也存在一個局限性,即根據(jù)一些依托假設(shè)結(jié)論開展的流行病學(xué)數(shù)據(jù)來評估驅(qū)動基因突變的數(shù)量。但事實上,一些常見腫瘤,例如激素依賴性腫瘤,并不遵循這種假設(shè),因而也不在既往流行病學(xué)研究范圍之內(nèi)。 (編譯 李佳 審校 馬勝林)
