在近20年的大部分时间里，研究人员在探索可能导致癌病的遗传变化，致癌基因成为众矢之敌。这类基因所以引人注目，就在于它们的正常作用是调节细胞的生长发育，但一旦发生了变化，其异常活动造成细胞的失控生长，至少造成一种主要的癌症状。近几年来，整个研究形势发生了微妙变化，致癌基因突变，不再是造成人类癌症的唯一最重要的遗传因素了。

研究发现，在人类癌症中起主要作用的，是“肿瘤抑制基因的失活变化。”抑制基因的明显作用，是维持细胞生长的“受抑制状态”，提供和致癌基因相反的作用。这些抑制基因的失活，与大量野生型人类癌基因的发展息息相关，包括乳腺癌、结肠癌和肺癌在内。科学家们对这些基因表现在科学研究和临床上的关系极感兴趣，一再掀起探其奥妙的热潮。

P⁵³是一种很有代表性的肿瘤抑制基因。它的变化，关系到人类癌病总数的一半以上。自1989年它抑制肿瘤的作用被首次发现以来，致使研究人员对它的兴趣越来越大，论述P⁵³的文章逐年递增；P⁵³几乎占据了整个肿瘤抑制基因的研究领域；结果导致了更多肿瘤抑制基因的发现；单说过去的6个月中，至少有3个新入选的抑制基因被发现，使其家族成员的总数，已达10个；同时，明显拓宽了由这些有用基因编码蛋白质的活动范围。

新的希望

现已发现，肿瘤抑制基因的产物，遍布整个细胞。研究人员更注重的是，由这些基因编码的蛋白质，在细胞内起什么作用，以及在癌细胞内所发生的异常变化。研究人员正顺着这些目标不断前进。“我们信心十足，不仅仅是发现了这些基因，而且也抓住了它们的活动线索”，在全国癌症研究所（NCI）从事肺癌中基因变化研究的库尔特、哈里斯（Curt Harris）说。

有关这些基因功能的线索，有可能提高对癌病的诊断和治疗水平。例如动物实验暗示，把肿瘤抑制基因的正常拷贝，用遗传工程方法引入癌细胞内，可以击退细胞内的肿瘤形成能力；其次，模拟抑制基因的功能，有可能发明有效的治癌药物。在治疗对策方面，不可能很快出结果；但研究人员证实，通过抑制基因的变化，可以提高诊断和预后水平。正如研究P⁵³的专家，普林斯顿大学里的分子生物学家阿诺德 · 莱文（Arnold Levine）所说：“我们首次获得了在临床上应用分子生物学知识的能力。”

研究肿瘤抑制基因的多数人，相信60年代后期，由牛津大学里的分子生物学家亨利 · 哈里斯（Henry Harris）及其同事所进行的实验。他们提供了关于抑制基因的最早证据。他们把啮齿动物细胞和癌细胞进行融合，发现所形成的某些杂种细胞，失去了形成肿瘤的能力。虽然结果暗示出正常细胞有抑制肿瘤发生的能力，但结果并未得到广泛承认；部分原因在于，有关结论并不完全一致；某些杂种并未失去致癌能力。

在开始研究抑制基因时，还遇到了其他困难，问题在于缺乏有关知识，不能够很好地分析所发现的基因。对致癌基因的分析，仅限于实验室内，因为它们具有促使培养中的细胞生长的能力。但正如长期从事肿瘤抑制基因的研究，加利福尼亚大学里的埃里克 · 斯坦布里奇（Eric stanbirdge）所指出，把一个肿瘤抑制基因放入培养中的细胞内，既可以将细胞杀死，也可能并不引起可见的变化，虽然不再在动物细胞内形成肿瘤。因而研究人员试图另辟别径，以便有效地研究肿瘤抑制基因。在80年代以前，各种方法都收效甚微，80年代以后，发明了“位点克隆法”，才算真正实现了对抑制基因的卓有成效的探索。

利用这项技术，研究人员首先寻找癌细胞内指示突变基因存在的遗传变化，或者是关系遗传癌敏感性病人的细胞内的遗传变化。其后逐渐缩小突变位点的范围，至到获得欲寻的基因。这种办法虽然麻烦，但可直接观察到与人类癌病有关连基因的变化。研究致癌基因，是通过致癌基因对小鼠细胞的刺激生长作用，或者是通过其和已知基因的顺序相似性。通过研究，使控制生长的途径出现了眉目，人类肿瘤中出现的极少数基因，显示了更多的作用。

被识别的第一个肿瘤抑制基因，是成视网膜细胞瘤（Rb）基因，它关系儿童的遗传性眼癌。虽然在80年代中期，分别由3个小组克隆了该基因，但并非是精确的位点克隆。80年代中期以后，相同的DAN分析技术问世。结合位点克隆技术，鉴别了另外几个人类遗传性癌敏感性基因（见表。）

位点克隆技术的发明，是过去几年来肿瘤抑制基因研究领域发生变革的唯一动因。另外的显著变化，就是结合对P⁵³基因突变的认识。

识别了P⁵³作为一种肿瘤抑制基因的庐山真面目。在多种癌病中，发现有P⁵³的突变体，耐人寻味的是，该基因的两种形式，发挥相反的作用，关于它的抑制肿瘤的正常作用，自1979年它被发现后的10年间，一直没正确认识，它被视为一种致癌基因。导致误解的主要原因，在于研究过程中，所用的是突变体的译本。1989年，几个小组的努力工作，终于为野生型P⁵³平反昭雪。显然，肿瘤细胞内的许多突变，使P⁵³蛋白质抑制肿瘤的能力丧失，也使其行为貌似致癌基因。这样以来，可以解释，为何P⁵³突变体在如此众多的癌中出现。

加快速度

除了克隆技术的进步，P⁵³被识别为抑制肿瘤的基因以外，还发现这些肿瘤抑制基因，不只是关系少见的遗传性癌的敏感性，而且还涉及常见的“偶发性癌”。遗传似乎不是一种因素。在多种类型的肿瘤内，尚无任何一个的概率能比得上P⁵³。发现在结肠癌中，或肾癌中，出现少量遗传性癌敏感性基因的突变。这少量的突变基因，同样也出现在相应的“偶发性”肿瘤内。这样，就加强了对一般癌病基因的认识。NCI的哈里斯说。

为充分认识肿瘤抑制基因和普通癌病的关系，研究人员先从探索特异癌中的个别基因入手，从中得知肿瘤抑制基因在细胞中的活动位置和作用方式，几个小组的结果暗示，P⁵³对细胞的保护，是作为一种抵抗DNA破坏的成分；它显然有能力感知细胞所遭到的破坏，然后阻止细胞分裂，至到破坏得以恢复；如因破坏太重而不能恢复时，就激起“程序化的细胞死亡”，完全摆脱受破坏的细胞。当该基因发生突变时，细胞保持继续分裂的势头，使DNA的破坏加剧，这便是危险的癌变，加重癌细胞的毒力，或使其提高对化疗药物的抗性。研究发现，P⁵³蛋白质的肿瘤抑制效应，在于作为一种活动因子，协助调节细胞的转录，转录是基因活动中的首要步骤。

的确，P⁵³也为一种转录因子编码。最早认识的3个肿瘤抑制基因P⁵³、Rb和WT-1（为叫做维尔姆斯瘤的儿童肾癌敏感性基因），都产生转录因子蛋白质。因此，研究人员推测，它们抑制作用的施展，在于作为转录因子的活动。但一或两个除外，有待发现它们所调节的靶基因。

随着研究的不断深入，逐渐发现肿瘤抑制基因的活动，不限于细胞核和核所含的DNA内。“这些基因产物的位置和活动场所，有相当大的改变”奥格尔斯坦说。他们小组的证据说明，肿瘤抑制基因DCC（结肠癌中缺失），离核很远，有可能是处于细胞的外膜上，关系到细胞之间的粘连。

1989年发现的另一个肿瘤抑制基因，Ⅱ型神经纤维瘤基因（NF-2），所编码的蛋白质，也有可能是固定在膜，或者是位于膜之下；被认为，其功能与控制细胞之间的粘连很不同。“NF-2是该类蛋白质家族中的典型成员，担负膜和细胞骨架间的连接。”克隆了该基因的小组之一的领导吉姆 · 古斯拉说。细胞骨架是由蛋白质构成的丝状网络，维持细胞的形状。在癌细胞内，这种复杂结构散离。一般被视为是生长失控的第二种效应。但古斯拉认为，也许是相反作用：细胞骨架的分崩瓦解，导致了异常生长。

固定在膜或接近膜的另一个肿瘤抑制基因，是由NIC的迈克尔 · 莱曼（Michael Lerman），伯特 · 兹巴（Bert. Zbar）及其同事所克隆的。该基因与遗传性癌敏感性有关，一种叫作冯佩尔-林道病（Von-Hippel-Lindau）的患者，发展为肾癌。这个基因编码的蛋白质，其位置还不清楚，据其结构的线索暗示，可能是一种膜蛋白。

还有些肿瘤抑制基因，处于外膜和核之间的细胞质内。例如1990年分别由密执安大学和犹他大学的科学家们所克隆的I型神经纤维瘤（NF-1）基因，与周质神经的良性瘤有关，它编码的蛋白质，显然是在细胞质中活动，并作为ras致癌基因蛋白质的激活剂。尤其是，NF-1激发ras分裂含能分子GTP，因为GTP分裂为GDP时，ras蛋白质失活；所以NF-1的作用，可能是维持这一致癌基因的“受抑制状态”。

鉴别了NF-1基因的蛋白质功能，对肿瘤抑制基因的活动方式和作用位置有了更深入的了解，同时认识到，肿瘤抑制基因和致癌基因，以及各自基因之间的相互作用。按照由莱文的小组所提供的这一线索，发现了P⁵³蛋白质和致癌基因mdm2蛋白质产物之间的相互作用。这可以解释mdm2致癌基因的活动；当P⁵³和mdm2结合时，P⁵³的活动受阻。

在此基础上，莱文小组还发现P⁵³刺激mdm2的产生，两种蛋白质共同参与进一种反馈环中，这种环维持P⁵³的活动和mdm2合成之间的平衡；—旦失衡，就将细胞推入过度生长的癌变过程。其实，莱文还有其他人，都对两种蛋白质进行过观察，都取得了对癌患者的预后有价值的结果；患者肿瘤内出现P⁵³突变，病情加重；如果P⁵³突变加上mdm2扩增，情况就会更糟。

mdm2不是P⁵³蛋白质的唯一配偶体。在费城威斯塔研究所里的弗兰克 · 劳舍尔（Frank Rauscher）和麻洲总医院里的丹尼尔-哈伯（Daniel Haber）及其同事，发现P⁵³蛋白质和WT-1编码的蛋白质，相互作用；“这些成分间相互作用的事实，暗示着一种调节网络的存在，虽然研究人员对确切的作用还知之不多。”莱文说。

临床应用

上述知识的积累，尤其是对P⁵³的认识，使在临床上应用肿瘤抑制基因成为可能。众多的突变基因，被指定为遗传癌敏感性的罪犯。认识了肿瘤抑制基因的活动范围，容易鉴别带有突变体基因的家庭成员，和癌发率高家族的成员。

根据有关证据，可以作出极重病人的预后。据意大利的几位科学家报道，P⁵³突变体的表达提高，关系到患负结性乳腺癌，妇女的迅速复发，而且寿命降低。

诊断方面的信息也是很可贵的。初步的结果暗示，通过P⁵³和其他肿瘤抑制基因，可以很好地确定治疗目标。斯坦布里奇（E. Stanbridge's）所领导的小组，进行了一项有效的实验，把带有其中一个（P⁵³，APC和DCC）肿瘤抑制基因的染色体引进人类的结肠癌细胞内。完全抑制了裸鼠内细胞向癌发展的能力。甚至说明，结肠癌的发展，需要几个基因的缺失。“可以掌握有多种缺失的细胞系，任何一种得到矫正（指肿瘤抑制基因缺失），都可使恶性势头发生逆转、这对于治疗，显然是极好信息；”斯坦布里奇说。

捕捉有用信息的一项对策，就是利用遗传工程方法，把肿瘤抑制基因的好拷贝转移到癌细胞中；其次是发现一种能使肿瘤内缺失蛋白质的功能恢复的药物。

在苏格兰，丹迪大学里的戴维 · 莱恩（David Lane）及其同事，发现肿瘤细胞内一定的突变体P⁵³，明显失去了应答正常细胞信号的能力，还发现，其实突变体并非完全无反应性，它可被人工抗体激活，方式是把抗体结合进该蛋白质内。“我们试图详细研究这种调节作用，寻找能使死亡P⁵³复活的治疗剂。”莱恩说。

当然，人类肿瘤内死亡的P⁵³和其他肿瘤抑制基因，能否被救活，有待观察。急待解决的另外问题，是要搞清抑制基因的数量。研究者们面临的任务十分艰巨，需要对迄今所识别的近100个致癌基因，逐个进行探究，找出相应的抑制基因。当前最热门的话题，要属候选的乳腺癌敏感性基因。能否发现特异地肿瘤抑制基因呢？很清楚，该领域内出现令人振奋的局面，已是为期不远了。

［据Science，1993年9月10日］