沿着癌发病原因与机理的蛛丝马迹,人们苦苦追踪,发现特种环境因素与引发癌的个别分子变化有牵连。目前,由此而提出了对两种嫌疑物黄曲霉素B1和紫外光的指控,它们在作案现场留下了指纹,长斯以来,这二者一直分别列在涉嫌肝癌和皮肤癌的名单上。

新的研究结果主要集中在两个方面的调查而取得的。第一,流行病学研究已经证明某些环境因子与癌高发性有关,这种关系本身不能说明其发病机理。不过,由于多种有关因子对基因有毒性,这也许可能是诱发了基因的突变。第二,分子遗传学研究已对引起癌发生与发展或癌发展的那些基因作了鉴定。这些致癌基因和肿疱抑制基因是环境因子最初作用的靶子吗?

由于致癌基因的鉴定早于肿瘤抑制基因,故最早查到的是上述那种关系。迄今,已明确证实了处于各种致癌物环境下而引起的侵蚀性癌常常含有ras癌基因的突变,重要的是,突变体ras基因中碱基对的变化往往具有在简单诱变剂试验中致癌物引起的那些变化特征,这暗示这种致癌物可以与哺乳动物基因直接接触,并在相互作用的位点发生基因突变。由此发生ras基因突变的细胞获得了一种选择性的生长势的特性,无性繁殖膨大形成了肿瘤。

在人肿瘤中,还未进行有关ras基因的类似研究有两个原因。一是高频率发生ras基突变的人肿瘤种类比较少。更重要的是第二种原因,即在ras基因中只有少数几个密码子发生突变才能引起癌基因的体内活化。这两种因素就限制了对不同肿瘤可作的突变比较,以及限制了由此可以推断出的结论。

相比之下。在许多不同类型的人癌中,一些抑制基因发生了突变。而且,可以通过点突变、缺失或插入的形式,在众多的位点上发生突变而使这种抑制基因失活。去年,哈里斯,奥赞特克以及他们的合作者发现了南非和东西亚地区肝细胞癌(HCC)中第249密码子发生G→T替换(精氨酸换成了丝氨酸),这是最早指出特种致癌物与P53之间联系的报道。在结肠、肺、乳房或其它器官癌中,很少发现这种突变。研究资料表明,流行于这些地区的危害因子是黄曲霉素B1或乙型肝炎病毒(HBV),它们引发第249密码子的突变。但是,这种突变可能不是诱变剂特异的,而可能是肿瘤种类特异的,原因在于没有这些危害因子的那些地区的肝细胞癌中也含有这种相同的突变。

根据奥赞特克和他的合作者最新报道的资料表明不太可能作出另外的解释,这说明在黄曲霉素接触少的地区中,肝细胞癌(即使在乙型肝炎高发地区的肝癌)很少发生249ocr突变。在简单的模型试验系统中,已知黄曲霉素B1诱发G→T替换,由此得出可能性很大的解释是:黄曲霉素B1在249位密码子上通过形成脱氧鸟苷的加合物而导致T替代G,从而,引发人的肝细胞癌。

另一种有说服力的例证是由布拉什等人作出的。他们认为人皮肤扁平细胞癌(SCC)与P53突变有关。对侵入的皮肤扁平细胞癌的研究表明半数以上是属于P53突变,所有这些突变都发生在双嘧啶位点(在模型试验系统中,这是紫外线诱发突变的典型特征)。四分之一的突变是CC变成TT双碱基,这种双碱基变化实际上是紫外光病原学的一种基本病症,在内科癌中很罕见。

有关环境诱变剂与癌的关系仍有不少疑点,就是肝细胞癌和扁平细胞痛也是如此。数个癌基因和抑制基因或者抑制基因连续性发生突变的积累使癌发生显著上升。肝细胞癌和扁平细胞癌中,每个肿瘤至少可能发生4个或5个基因突变。所有这些突变都是由黄曲霉素B1(或太阳光)引起的吗?或者说这些因子引发人类可怕的癌症吗?这个问题只有当这些癌中更多的突变体基因经鉴定后才能作出解答。

在人癌发生的性质方面也有争论。最近争论的是(1)处于工业排泄致癌物环境下与自然条件产生的致癌物环境下对人的影响差异是很小的。(2)诱变剂可以通过直接加合起动的方法使基因突变,或者以诱发增加有丝分裂的方式间接地提高基因突变率,或者这两种方式同时起作用。新的研究报道在以下几方面有争辩。首先,有些人确信工业技术与大多数社会性疾病有关,但在人癌中,最早确定的诱导突变是指自然条件下的诱变因素,而不是指人为的因素。其次,在扁平细胞癌和肝细胞癌中,碱基对的变化显然表明是属于累加诱导突变,而不是增加有丝分裂次数的次级影响。第三,也许要问,若在天然条件下产生的诱变剂(如食物中正常的氧化产物或内源存在的化合物)很高的话,再加上处于单独的诱变剂如黄曲霉素B1和紫外光的环境下,为什么癌病发生率仍是有限的呢?

这种新分子的流行病学也提供了癌预防的课程。应当告诉加利福尼亚的日光浴倡导者们一件事,那就是流行病学的证据和动物的试验迹象表明应采取一些预防措施。换言之,我们知道300 nm紫外光诱发皮肤细胞P53基因中嘧啶二聚体突变。这个P53基因是抑制肿瘤生长的抑制基因。毫无疑问,后一种说法明确而有内在必然联系地展现了特种因子是如何在分子水平上对人类癌发生起作用的一幅纹理清晰的画面。这种新知识付诸于实践以预防癌将对潜在的经济利益和人类利益具有巨大的作用。

[Nature,第355卷,第6357期1992年]