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肿瘤——分子网络病

发布时间:2011-07-29 浏览次数:
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恶性肿瘤是环境与宿主因素相互作用的产物。细胞从癌变到肿瘤的快速生长、侵袭和转移是一个多因素作用,多基因参与,经过多阶段变化累积起来的极其复杂的病变过程。恶性肿瘤细胞一个重要特点就是由于其基因组的不稳定性,造成细胞分裂延续过程中不断产生新的变异细胞,形成在肿瘤组织中,出现具有不同生物特性的变异细胞群体(异质性,heterogeneity)。随着人类基因组计划的完成以及高通量基因分析技术的出现,人们巳对大肠癌、乳腺癌、胰腺癌、肺腺癌、脑胶质瘤等进行了大规模的基因突变分析,发现患相同类型肿瘤的不同个体之间,其肿瘤组织的基因突变谱差异很大,这是造成相同病理类型的肿瘤具有不同临床表型的生物学基础。

肿瘤中的突变基因不仅数目繁多,功能复杂,而且处在动态的生物网络之中。在细胞中,彼此相互联系基因/蛋白构成了复杂的细胞网络,包括信号通路,基因调控网络和代谢网络等。生物系统中,任何一个基因都不是独立执行功能,它们必须与其他基因相互协调,作为细胞网络中的一环协同完成一定的生物过程,参与决定细胞的行为和表型。突变基因在细胞网络中所处地位不同,对网络的影响可能会不同,而且不同的网络结构,对于基因突变的耐受能力也不同。从这个意义上讲,肿瘤实际上是一种分子网络病,脱离整体而孤立的强调单基因的作用将是片面的。这也是近年来有学者提出,肿瘤研究要从着重考察单个癌基因/抑癌基因作用的“oncogene addiction”转向基于系统生物学的“network addiction”的原因。

恶性肿瘤不仅涉及到纷繁复杂的基因突变,而且这些突变基因彼此交错联系,共同存在于一个精妙的生物网络中。笔者所在实验室通过对肺癌发生不同阶段的比较生物学研究,进一步提示肿瘤的发生发展可能不是相关基因遗传改变简单叠加作用的结果,而是涉及到细胞生长、分化等通路的基因群网络系统功能异常驱动下的细胞恶性转化。这种分子网络的异常程度及复杂性决定了肿瘤的恶性表型和个体差异。挡在人们眼前的是一种启动了错误程序的分子网络病,而对付这样一种复杂的疾病,人们也许需要改变现有的治疗策略,甚至挑战某些固有的治疗理念。

目前我国癌症防控的局面并不乐观,其关键原因在于尚未形成以癌症预防、诊断、治疗为主线的癌症防控技术体系。建立我国常见癌症诊治、预防技术体系,设立国家级常见癌症防治中心,建立先进的系统生物学技术和生物信息学平台,加强肿瘤诊断治疗新技术新方法的临床转化研究,是提升我国癌症防控整体水平,降低癌症危害的客观要求。高度重视建立肿瘤生物资源库,加强肿瘤基础和临床相结合的研究策略,必将在今后人类战胜肿瘤的斗争中起到主导作用。

细胞癌变和肿瘤防治研究仍将是本世纪生命科学和医学研究中的热点和难点。当前对癌细胞本质的认识仍然处于初级阶段,人们彻底解码癌细胞本质之时,可能就是了解自身生命现象之日。科学家将会不断的揭示肿瘤发生、发展过程中的许多奥秘,艰难而稳步地向最终控制肿瘤迈进。(程书钧)