基因转化实验使得在各种人类肿瘤细胞的DNA中检测出活性转化序列成为可能。这些序列，即细胞癌基因，已被发现存在于各种各样的肿瘤中，如神经母细胞瘤、白血病、癌和肉瘤。它们似乎代表着参与转化机制的分子决定子，这种机制存在于各种类型的肿瘤中。从这个观点看，癌症似乎是一种单一的疾病，而不是以不同类型肿瘤为特征的、一百多种不同的疾病。

几个这样的癌基因已通过分子克隆的方法分离出来。其中研究得最多的是一种从人膀胱癌细胞系中分离出来的癌基因，它被称为T24/EJ。在核酸分子杂交中应用这个癌基因已揭示了一个它和其他细胞癌基因都具的特性：这些癌基因来源于位于正常细胞基因组内的，密切相关的对应基因。这些常被称作“原癌基因”的正常基因似乎是通过“体细胞突变”的过程而转变成癌基因的。这一最后结论仍然是不明确的，因为到目前为止，几乎没有什么直接证据来显示肿瘤的癌基因与其紧密相邻的正常组织的同源序列之间的比较结果。

可设想各种各样的机制来解释从原癌基因到一个激活的癌基因的转变。就拿膀胱癌癌基因来说，在1982年，一个相当简单的机制被阐明。通过膀胱癌癌基因与其正常的对应基因的比较，揭示了在基因的蛋白质编码部分的一个核苷酸的改变，而这一改变与激活有关。这个点突变累及编码21，000道尔顿蛋白质的第十二个氨基酸，使甘氨酸为缬氨酸所取代。由于对此蛋白质的功能所知甚少，目前还不可能解释如此一个微小的改变怎么会对此蛋白质以至于细胞生理学产生如此巨大的作用。

此膀胱癌的原癌基因在所有的脊椎动物中都有其同源的DNA。然而，它的进化起源还可以向上追溯到更远。核酸分子杂交法已在普通果蝇的DNA中发现了膀胱癌和其他癌的原癌基因的同源物。这就使人们认识到，这些基因具有非常古老的谱系——它们的前体已经以简单形式在原始的后生动物中出现，这些后生动物是节肢动物和脊索动物的共同祖先。如此的保守性说明这些基因在正常细胞和机体的生理学上起着维持生命活动所必不可少的作用，它们在癌症发生过程中的作用与它们通常的功能相比，仅有少见的和异常的改变。

由于这些癌基因是真正起源于细胞的，起初它们并不是通过细胞DNA的基因转化，而是通过与逆转录病毒转化的联系而被发现的，这就也许显得有点自相矛盾。例如，现在我们知道膀胱癌癌基因就是以前被描述为Harvey鼠肉瘤病毒基因组一部分的同一个癌基因。通过肺和结肠肿瘤的基因转化而发现的一个癌基因就是在Kirsten鼠肉瘤病毒中发现的同一个癌基因。就这两种病毒而言，已经知道它们的癌基因起源于鼠基因组的原癌基因。所以，一个原癌基因可以通过两种不同的方式而激活：体细胞突变（在人类）或逆转录病毒（在啮齿动物）。

上述癌基因是ras基因家族的成员，原先是根据它们与相应的鼠肉瘤病毒的联系而命名的。这个基因家族中已知有三个成员在非病毒引起的肿瘤中被激活，即Ki-ras、Ha-ras及N-ras。在带有癌基因的人类肿瘤中，Ha-ras已在上述提到过的膀胱癌和皮肤癌中发现；Ki-ras在不同的结肠、肺、胰腺癌及一些肉瘤中发现；N-ras在各种不同的造血系统恶性肿瘤、神经母细胞瘤、肉瘤和结肠癌中发现。

这些资料揭示了各个癌基因与这些不同肿瘤之间关系的两个方面。第一，每个原癌基因能以各种不同的组织类型被激活。第二，一旦被激活，产生的癌基因能够明显地有助于这些不同组织细胞的转化。从这些资料中还可得出的第三个有关的结论是：某一特定类型的肿瘤不能确切地与一个已知的癌基因挂上钩。例如，结肠癌最常见的是携带Ki-ras癌基因，但偶然也发现在它的细胞里带有一个激活的N-ras等位基因。

虽然在几亿年的进化过程中，这些ras基因似乎已各自趋异了，但它们编码的基因产物却是显著相似的，在氨基酸顺序上有多达90%的同一性。这就证明了在正常细胞生理学中，它们的结构的重要性。很明显，在进化过程中，一个早期祖先序列的任何实质性的离差都是不允许的。

目前研究的力量打算放在把这些分子观察与癌症发生过程的生物学复杂性联系起来上面。一个有兴趣的领域是集中研究基因转化（转染）的结果与已知的体内致癌过程中多步骤本质之间的差别。癌基因的转染包括使用NIH3T3鼠成纤维细胞，这种细胞是通过一个步骤就转变成肿瘤细胞的，所以很难把这个观察与自然的肿瘤形成过程所需的多步骤变化统一起来。

这个矛盾的解决方法之一是已经认识到通过移植生长和在原代基础上使之永久繁殖的NIH3T3细胞本身是高度异常的。

可能在适应连续培养的过程中，它们已经历了许多预定的变化，现在就等最后一步变化了——获得一个ras癌基因。这一想法已被我们实验室最近的工作所证实，我们的工作表明，与广泛使用的NIH3T3细胞不一样的是，胚胎成纤维细胞不能被引入的ras癌基因转化成肿瘤细胞。

这个工作表明ras癌基因需要细胞发生其他协同性的变化，才能使转化的表型得以完全实现。一个这样的协同性变化在移植生长和/或使之无限繁殖的过程中发生。也可用其他癌基因来完成这个协同性变化。例如，假如一个ras癌基因与另一个癌基因如myc细胞癌基因或多瘤病毒大T基因一起引入，则胚胎细胞就可被转化。这就开始为癌瘤形成的多步骤过程及涉及各个细胞癌基因（如ras，myc）的激活的几个临界步骤提供了一个分子模型。更进一步的是，它表明了癌基因在功能上是不完全相同的。相反，癌基因似乎在转化过程中起着各别的和偶然的互补作用。

[The Journal of Cell Biology，1983年第12期]

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注：R. A. 温勃格教授是癌基因发现者之一。本文是他在美国细胞生物学学会22次年会上的发言。