在基因检测的领域有一个说法:生物学家、癌症医生和基因检测专家都可以集体退休了,他们讲课100次还不如安吉丽娜朱莉短短声明产生的“安吉丽娜朱莉效应”。当然这只是一个调侃,安吉丽娜朱莉的勇敢非常值得敬佩。但从公众认识的角度来说,安吉丽娜效应普及了一个基础的知识——癌症是与基因突变密切相关的。
癌症细胞是生长不受控制的身体细胞,如果用一句话概括癌症细胞形成的原因,就是“不断积累的基因突变导致正常细胞无限制生长,形成癌细胞”。
为什么原本正常的细胞会“叛变”,脱离身体控制,转过头来攻击身体本身呢?对于细胞生长,身体是有完善的机制进行控制的。基因对细胞生长的调控就像在开车,“加油基因”负责保持生长速度,让身体的细胞不断得到更新。例如,身体每天产生数百亿的白细胞,负责保证免疫系统功能正常。
另一系列的“刹车基因”负责减缓或者终止细胞生长,以供新生细胞代替原来功能。如人体每天有上百万的皮肤细胞死亡和脱落,这就是“刹车基因”所调控的。在生物学里面,有一部分“加油基因”会产生突变,造成癌症,我们就把这部分基因称为“原癌基因”;而控制生长的“刹车基因”就称为抑癌基因。
从1970年第一个原癌基因和1971年第一个抑癌基因被发现开始,已经陆续确定了上百个原癌基因和抑癌基因。经过大量对癌症病人的检测,科学家发现并不是每一个癌症病人的基因突变都是一样的,有的病人是原癌基因突变,如研究比较多的控制生长的EGFR基因;有的病人是抑癌基因基因突变,如安吉丽娜朱莉的BRCA1基因。
有的病人则同时有几个原癌基因或几个抑癌基因产生了突变,或两者都有。这些突变有的在人们生下来就有(先天),有的是在生活中受到刺激物(香烟、射线)等导致。随着年龄的增长,突变也有可能是自然积累的结果。
因此癌症不仅仅是一种“基因病”,还是一种“个体化”的基因病:虽然在病症上两个癌症患者可能非常相似,但是他们癌症细胞的基因突变可能非常不同。
知道了癌症形成的机理,那么很自然就能想到两个治疗癌症的方法。
● 抑制原癌基因的过量激活。
● 激活抑癌基因的活性。
目前研究得更多也更为成熟的是第一种治疗方法——用药物抑制原癌基因的活性。例如,一个名为表面生长受体,也称EGFR的蛋白,它存在于细胞表面,是控制细胞生长最重要的基因之一。
药物科学家通过研发制造出一系列可以抑制EGFR活性的药物,理论上就可以抑制癌细胞增长,达到控制癌症的目的,这些药物统称为EGFR抑制剂。经过临床试验,这些药物的确显著延长了患者的生存时间,而且相对于化疗药其副作用大大降低。
传统的化疗药针对细胞生长的普遍反应,如DNA复制,就像在战场上进行“无差别轰炸”。虽然癌细胞死伤惨重(癌细胞更为敏感),但普通细胞也会受到波及(强烈副作用),是一种“伤敌一千,自损八百”的治疗方法。
因为EGFR抑制剂这种方法是针对特定基因进行治疗,就像在射击场,100米之外瞄准靶子进行精确打击,因此这种治疗也称为“靶向治疗”,疗效更好,副作用大大减少。
但当越来越多癌症患者服用了这种药物之后,科学家发现一个奇怪的现象:并不是每一名患者都能从服用EGFR抑制剂获益。一部分患者服用了EGFR抑制剂后病情发生了明显的好转,如肿瘤体积迅速缩小,身体状况明显改善。但EGFR抑制剂对另一部分患者却没有任何作用,是否服药对病情进展没有任何改变。
医生和科学家对此都非常困惑:这些有效和无效的患者,一定有一些不同导致了对药物敏感性的差别。于是他们重点放在了EGFR“下游”的通路。原因很简单:EGFR可以刺激细胞生长,但它并不是一个直接的过程,中间还有许多基因帮忙对生长信号进行“传导”。
科学家做了一个假设:是不是有的病人不单单是EGFR突变了,下游的一些基因也产生了变异,因此虽然抑制了EGFR,但是生长信号并没有受到影响?
于是科学家把下游的许多基因都检查了一遍,终于发现了导致药物不敏感性的元凶:KRAS。结果正如科学家预料的一样,虽然靶向药将EGFR抑制了,但是高活性的KRAS还在不断刺激癌症细胞生长,导致EGFR靶向药没有作用。
因此在做EGFR靶向药治疗时,需要对下游的KRAS进行基因检测。如果KRAS发生了突变(活性增高),那么就不采用靶向药治疗,而选择其他的治疗方法。
从这个例子可以看到,是否使用靶向药是与每个人的基因突变密切相关的。作为基因病的癌症,需要对突变基因进行检测,然后针对突变进行靶向药治疗。现在有越来越多的药物针对“靶点基因”(如本文提到的EGFR和KRAS)被设计出来,以后这样的靶向药选择将会越来越多,可以根据每个癌症病人不同的基因突变选择相应的靶向药物,延长病人的寿命,提高病人的生活质量。
除了以上提到的两个方面,基因检测对疾病诊疗还有许多应用。如人类细胞有一些表面特异性蛋白称为HLA抗原,在器官移植时需要考虑到HLA的匹配性才能进行,基因检测就能进行HLA分型。
在病原物的检测方面,如果医生遇到棘手的由细菌或病毒引起的疾病,却不能确定病原物,导致合适的治疗不能尽快进行,基因检测就能帮助对特定病原物进行寻找和判定,帮助病人尽快康复。
在医学领域,基因检测将有非常广阔的应用。
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