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【独家解读】“2/3癌症源于‘坏运气’”——《科学》文章到底说了什么?(一)

作者:肿瘤瞭望   日期:2015/1/13 14:14:47  浏览量:20114

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如上期《肿瘤瞭望》微信文章《揭秘红肉致癌机制》编者按所提及,最近关于癌症发生机制的争论沸沸扬扬。纷扰起源于发表在美国《科学》杂志2015年1月2日期,题目为《干细胞分裂次数可解释组织癌症发生率的差异》的文章。

  如上期《肿瘤瞭望》微信文章《揭秘红肉致癌机制》编者按所提及,最近关于癌症发生机制的争论沸沸扬扬。纷扰起源于发表在美国《科学》杂志2015年1月2日期,题目为《干细胞分裂次数可解释组织癌症发生率的差异》的文章。研究发现被一些媒体“诠释”为“2/3的癌症可能要归因于‘运气不好’”,许多全球主流媒体也都发表了类似的文章,每篇必引起众议。有媒体尖锐地以《坏运,劣媒与癌症发生——媒体请学好科学再发表文章》为题对此进行了抨击。那么,《科学》文章的“科学”理解是什么?癌症发生的“运气论”是否“科学”?请关注《肿瘤瞭望》特别策划“癌症与 ‘坏运气’  ”,为您梳理这场纠纷的来龙去脉。不过,我们的本意和重点,并不在于癌症究竟是否与运气有关,而是从一个专业学术媒体的角度,本着客观、负责的原则,尝试吹散迷雾,现出一片青天。也邀请广大读者加入我们,参与互动,“你说、我说、大家说”(详情请见本文结尾)。

 

  作者背景介绍

 

  在我们解读文章之前,首先介绍文章作者。两个作者都来自约翰·霍普金斯医学院凯莫尔癌症中心。第一作者克里斯汀·汤姆赛提教授是肿瘤领域研究的统计学家专家。另外一位作者波特·沃格斯坦医生、教授则需要多介绍一下。

 

  波特·沃格斯坦教授是癌症基因研究的巨擘,他的诸多贡献改写了人们对肿瘤发病机制的认识历史。

 

  例如教科书里介绍肿瘤发生基因变异广泛作用的肿瘤抑制基因p53(TP53)和APC在家族性腺瘤性息肉病FAP的作用都来自20世纪80~90年代沃格斯坦教授领导和参与的先驱性研究成果。近十年以来,他继续参与和领导发现了众多在癌症发生中发挥重要作用的新基因,如:PIK3CA,IDH1,IDH2,ARID1A,ARID2,DAXX,MLL3,CIC和RNF43等。他还参与发明了数字PCR技术BEAMing,后者成为当前众多新一代实验室大型DNA测序设备采用的核心规范。

 

  所以,这篇文章在肿瘤临床学术界的影响力不但是因为发表在《科学》杂志,还要加上其作者在肿瘤基因机制方面研究的影响力,再加上全球大众媒体的联动,后果我们都已经感受到了。

 

  文章介绍

 

  文章采用了文献可以查找到的31种组织里的干细胞数量、分裂周期数据和美国人口肿瘤统计发生率,计算干细胞分裂次数和癌症发生率之间的关系。

 

  由于无法获得乳腺癌和前列腺癌的干细胞数量和分裂数据,这两种肿瘤未包括在模型计算里面。

 

  文章采用的统计模型、ERS肿瘤类型区分方法、干细胞生物模型不在编者知识领域之内,在此不做讨论。不过有趣的是,批评意见引起关注最大的,都是有关统计和生物学领域人士,请见《肿瘤瞭望》微信下一期介绍。

 

  作者采用“附加风险分数(Extra risk score ERS)”“机器学习方法”来将癌症组织分为两类:D型肿瘤(Deterministic,决定型的,有高ERS值,与遗传和环境因素因素高度相关,共有9类癌症)和R型肿瘤(Replicative,复制型的,有低ERS值,与细胞复制发生随机错误相关,共22类癌症)。

 

  D型肿瘤具体为:甲状腺滤泡型/乳头型癌、直结肠腺癌、FAP-十二指肠癌、HCV相关性肝癌、HPV-16相关性头颈癌、吸烟者肺癌、基底细胞癌、Lynch氏直结肠癌、FAP-直结肠癌(注:以上次序按环境或遗传决定相关程度升序排列)。

 

  R型肿瘤具体为:胰腺癌(小岛型)、小肠癌、十二指肠癌、神经髓质母细胞癌、头部骨肉瘤、髋部骨肉瘤、上肢骨肉瘤、甲状腺髓质癌、成人AML、骨肉瘤、下肢骨肉瘤、CLL、卵巢生殖细胞癌、食管癌、肝癌、非抽烟者肺癌、睾丸生殖细胞癌、神经胶质细胞瘤、胰腺导管癌、胆囊癌、黑色素瘤、头颈部癌(注:以上次序按干细胞分裂随机错误决定因素相关程度降序排列)。

 

  实验结果如图,摘自文中图一。

 

  X轴代表的是细胞分裂的次数,Y轴代表肿瘤发生率。

 

  从图中可以看到,癌症发生率和组织干细胞不同分裂的次数成大致正线性相关,皮尔森线性关联度为0.804(95%CI:0.63-0.90),有统计学意义(P<0.0000000515),计算r2结果代表组织之间差别比率约为65%。这个65%是“2/3癌症发生”的根据来源。

 

  原文结论描述如下:

 

  “0.804的线性相关性提示65%(95%CI:39%~81%)的不同组织的癌症发生差异可以被该组织内的干细胞分裂次数解释。因此,DNA复制过程中的随机因素看来在人类癌症发生中起到主要作用。”

 

  因为我国肝癌比较高发,所以在此摘译文章附带说明部分使用的“肝脏组织的干细胞数量和分裂周期,肝癌发生率”资料供大家参考:

 

  “肝脏和肝内胆管癌症发生率约为0.86%,90%为肝细胞肝癌(HCC)。大约10%的HCC是因为丙型肝炎感染,HCV感染率占美国人口1%。因此HCV感染患者癌症发生率是非感染人群的10倍:HCV阳性患者HCC发生率为0.071,阴性者为0.0071。肝脏中约有2.41×1011个肝细胞,干细胞占0.5%~2%。细胞分裂周期预估较低,在300~500天。”

 

  摘要和编者按

 

  文章的英文摘要公开可以查阅,选取摘要结尾部分进行原文翻译如下:

 

  “这些结果提示,只有1/3的癌症发生组织差异是归于环境因素或者遗传因素,大多数源于‘不好的运气’,即正常、非癌性干细胞基因复制过程中发生随机变异。这不仅对于理解疾病,而且对如何设计策略降低死亡率十分重要”。

 

  《科学》杂志编者按也可以公开查阅,摘取部分进行原文翻译:

 

  编者按这样开头,“为什么一些人体组织的癌症发生率是不同组织的100万倍?托玛萨提和沃格斯坦用干细胞分裂的次数进行了解释”。编者按这样结尾:“这提示正常干细胞基因复制过程中发生的随机错误是癌症发生的主要因素。显著的是,这个‘不好的运气’解释了比遗传和环境因素更多的癌症数量(发生)”

 

  作者结论和建议

 

  在原文结尾中有这样内容,给了我们重要的一点提示,原文翻译如下:

 

  “我们的分析显示:和基因复制关联的随机因素在美国人群癌症发生中占了显著的作用。这些结果将对公共健康(政策)产生重要影响”。

 

  最后作者认为,一级预防(Primary Prevention)只对D型肿瘤有作用。对于R型肿瘤应该更重视二级预防(Secondary Prevention),即早发现以便及时治疗才是更有效的办法。

 

  论之则明,下期《肿瘤瞭望》公众微信将选择刊登网上讨论较具影响的反对意见,敬请期待。

 

  (特别致谢:多伦多大学图书馆提供《科学》杂志在线阅览。)

 

  互动-“你说,我说,大家说”

 

  ‘ 坏运气’  真的是得癌的重要原因吗?”《科学》文章的科学观是什么?您对于这场辩论有何感想?欢迎广大读者踊跃发言,参与讨论,如果您有兴趣发表长篇述评,我们更尤其欢迎。请在网站或者微信里以“【癌症与坏运气】+您的看法”这个格式回复文章发表您的看法即可。我们将择优挑选读者发言在微信、网站、报纸上推送,积极参与讨论的前30名读者还将获得《肿瘤瞭望》提供的精美小礼品一份。

版面编辑:张楠  责任编辑:何豫

本内容仅供医学专业人士参考


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