癌癥饭于，它幾乎肆虐橫行在人體的每一個(gè)部位蜀踏。腫瘤襲擊大腦和臟腑、肌肉和骨骼掰吕。有一些潛移默化果覆，有一些則來勢洶洶。人體組織中出現(xiàn)腫瘤意味著正常功能毀于一旦殖熟，大廈將傾局待，混亂不堪。人體的生物機(jī)制原本是如此完美菱属、精密钳榨、妙不可言，然而這一切都因癌癥發(fā)生了令人沮喪的變化纽门。無論癌癥在何處現(xiàn)身薛耻，它們總是以外來生命形式的面目出現(xiàn)，鬼鬼祟祟地潛入人體赏陵，然后在人體內(nèi)啟動毀滅之旅昭卓。然而這只不過是一種假象：真相遠(yuǎn)比它復(fù)雜愤钾、有趣瘟滨。
腫瘤并非入侵的外敵候醒。它們和構(gòu)建人體組織的物質(zhì)系出同門。腫瘤同樣是人體細(xì)胞筑就的噩夢杂瘸，它們侵蝕生物秩序倒淫，破壞生物功能，假如一路綠燈败玉，所向披靡敌土，它們將令整個(gè)復(fù)雜的生命體系土崩瓦解。
細(xì)胞是怎樣組合成人體組織的呢运翼？想來該是有一些技藝高超的建筑師監(jiān)督著成群工人各就各位返干，形成或正常或惡性的組織吧血淌？事實(shí)上矩欠，這種發(fā)號施令、調(diào)遣細(xì)胞排列組合的角色并不存在悠夯。人體組織的復(fù)雜性來源于構(gòu)筑大廈的每一塊磚石——個(gè)體細(xì)胞本身癌淮。變化自下而上地發(fā)生著。
正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞都知道自己的使命沦补。每一個(gè)細(xì)胞都攜帶著自己的程序乳蓄，告訴自己何時(shí)成長、何時(shí)分裂夕膀、如何和別的細(xì)胞聯(lián)手構(gòu)造器官及組織虚倒。我們的身體就是由高度自治的細(xì)胞組成的極為復(fù)雜的社會。作為一個(gè)完全獨(dú)立的個(gè)體产舞，每一個(gè)細(xì)胞都各具特質(zhì)魂奥。
正是在這一領(lǐng)域，我們發(fā)現(xiàn)了驚人的協(xié)調(diào)庞瘸，同時(shí)又蘊(yùn)涵著巨大的風(fēng)險(xiǎn)捧弃。無數(shù)細(xì)胞戮力同心創(chuàng)建了統(tǒng)一的、協(xié)調(diào)一致的人體擦囊，這是多么美妙拔ハ肌！然而瞬场，由于缺少一個(gè)俯瞰眾生的總建筑師买鸽，生命體又是處在怎樣的危險(xiǎn)中啊贯被！數(shù)以兆計(jì)的工人完全自治眼五，混亂自然難以避免妆艘。通常情況下，細(xì)胞們行為規(guī)范看幼，熱心公益批旺，人體秩序井然。但是诵姜，在器官或組織內(nèi)部汽煮，偶爾會有那么一個(gè)細(xì)胞特立獨(dú)行。這時(shí)棚唆，人們避之惟恐不及的災(zāi)難——癌癥來臨了暇赤。
在人們不經(jīng)意之間，多數(shù)腫瘤已發(fā)展成擁有幾十億個(gè)甚至更多細(xì)胞的龐然大物宵凌。一個(gè)腫瘤內(nèi)的細(xì)胞在很多方面鞋囊，諸如外形、生長特性瞎惫、新陳代謝溜腐，都和它們在正常情況下的表現(xiàn)大相徑庭。突然之間出現(xiàn)了這么一大幫怪異的細(xì)胞微饥，說明存在著集體倒戈的現(xiàn)象逗扒，有幾百萬個(gè)正常細(xì)胞一夜之間投入了腫瘤體的麾下。
可是欠橘，這又是假象矩肩。腫瘤的形成是一個(gè)曠日持久的過程，常常要持續(xù)幾十年的時(shí)間肃续。所有的腫瘤細(xì)胞都是同一個(gè)先祖黍檩、一個(gè)存活在腫瘤體顯山露水之前許多年的祖先的直系后裔。這一個(gè)離經(jīng)叛道始锚、恣意妄為的細(xì)胞刽酱，它在人體的某個(gè)組織內(nèi)開始了自己獨(dú)特的生長道路。自此以后瞧捌，是它自身內(nèi)部的程序而不再是周圍細(xì)胞群體的需要決定著它的擴(kuò)張行徑棵里。
所以，不是幾百萬個(gè)新生力量姐呐，而是一個(gè)始作俑者殿怜，產(chǎn)生了數(shù)目巨大、一脈相承的叛亂后裔曙砂。腫瘤中那幾十億個(gè)細(xì)胞同它們叛逆的祖光如出一轍头谜，它們對于周圍組織的健康成長毫無興趣。同先祖一樣鸠澈，它們抱定一個(gè)宗旨：快快成長柱告，快快裂變截驮，無限擴(kuò)張。
這些細(xì)胞制造的混亂說明际度，讓人體內(nèi)每一個(gè)細(xì)胞自作主張是極其危險(xiǎn)的葵袭。然而，6億年來甲脏， 不獨(dú)人體干毅，所有復(fù)雜的多細(xì)胞生物都是這么構(gòu)造的悼沈。有鑒于此，我們認(rèn)識到晕讲，癌癥并不是摩登禍患拳缠，而是從古至今所有多細(xì)胞生物體共有的危難墩新。實(shí)際上，想想人體內(nèi)那數(shù)以兆計(jì)的細(xì)胞窟坐，癌癥沒有在我們漫長的人生旅途中頻源亮相已經(jīng)是一個(gè)奇跡了海渊。體內(nèi)藍(lán)圖為了理解腫瘤生長的方式，我們必須了解構(gòu)成腫瘤的細(xì)胞哲鸳。純潔的個(gè)體細(xì)胞為什么一反常態(tài)臣疑、胡作非為起來？概言之徙菠，正常細(xì)胞或者癌細(xì)胞讯沈，它們怎么能知道何時(shí)開始生長？難道細(xì)胞有自我意識嗎婿奔？如果答案是否定的缺狠，那么在人體細(xì)胞內(nèi)部，究竟是何種復(fù)雜的決策機(jī)制決定細(xì)胞的生長萍摊、休眠或者死亡呢挤茄？
本書的焦點(diǎn)問題是正常人體細(xì)胞擁有的內(nèi)部機(jī)制。這種機(jī)制告訴細(xì)胞如何冰木、何時(shí)成長并與其他細(xì)胞聯(lián)手創(chuàng)造功能高度協(xié)調(diào)的人體組織穷劈。不同細(xì)胞攜帶的程序反映了它們各自行為的復(fù)雜生物方案及藍(lán)圖。我們將會看到踊沸，當(dāng)癌癥發(fā)生時(shí)歇终，這種內(nèi)部程序起了變化。只有理解了這種程序的正常及缺陷狀態(tài)雕沿，我們才能弄懂驅(qū)策癌細(xì)胞的動力练湿。
人體內(nèi)有幾百種細(xì)胞。不同種類的細(xì)胞聚合形成不同的組織和器官审轮。鑒于細(xì)胞個(gè)體的差異性肥哎，我們可能會猜測辽俗，由于每一種細(xì)胞都攜帶著不同的方案，每種方案都指示著獨(dú)特的成長以及構(gòu)筑組織的能力篡诽，因此人體內(nèi)存在著數(shù)目巨大的方案群崖飘。直覺令我們誤入歧途。事實(shí)上杈女，盡管人體內(nèi)不同部分——不論大腦朱浴、肌肉、肝臟還是腎臟——一的細(xì)胞外表各異达椰，但它們又非常相似翰蠢，出人意料地?cái)y帶著一模一樣的藍(lán)圖。
這種同一性可以追溯到它們的共同起源啰劲。如同腫瘤細(xì)胞一樣梁沧，正常人體細(xì)胞也源自一個(gè)共同的祖細(xì)胞。它們屬于一個(gè)大家庭蝇裤，彼此有著血緣關(guān)系廷支，通過反復(fù)生長、分裂栓辜，受精卵從單細(xì)胞變成了幾萬億個(gè)細(xì)胞恋拍，形成了整個(gè)人體。一個(gè)成年人體的細(xì)胞數(shù)量——超過了幾十萬億——遠(yuǎn)遠(yuǎn)超乎人們的想象力藕甩。
指引著人體細(xì)胞的藍(lán)圖最初見諸于早先的受精卵施敢，而后代代相傳。實(shí)際上所有的人體后代細(xì)胞都不變地繼承了這一藍(lán)圖辛萍∶蹑ⅲ可是，盡管幾萬億個(gè)細(xì)胞擁有同一套行為規(guī)范體系贩毕，它們的外表悯许、行為仍然大異其趣。在細(xì)胞共同的內(nèi)部藍(lán)圖與它們還異的外表之間辉阶，有著驚人的悻離先壕。看來外表并不能告訴我們多少指引細(xì)胞生命軌跡的內(nèi)部程序谆甜。
單一垃僚、共同的規(guī)劃怎會產(chǎn)生如此差異呢？在過去的幾十年里规辱，人們找到了一個(gè)簡單的答案：人體細(xì)胞攜帶的復(fù)雜的主導(dǎo)規(guī)劃中谆棺，含有的信息量大大超出了單個(gè)細(xì)胞可能利用的數(shù)量。單細(xì)胞有選擇地對待它們擁有的共同藍(lán)圖罕袋。從巨大的信息庫中讀取某些特定信息來設(shè)計(jì)自身行為改淑。這種選擇性的閱讀方法使得全身每一個(gè)細(xì)胞都各具特色碍岔，和它們的親戚們（無論親疏）涇渭分明。
卵子受精后不久就開始分裂朵夏，而后它的兩個(gè)女兒繼續(xù)這一過程蔼啦。隨后的胚胎發(fā)育過程則是細(xì)胞的瘋狂生長和分裂。受精卵產(chǎn)生的最初幾代細(xì)胞看上去極其相似仰猖；它們緊密結(jié)合成一個(gè)無差別捏肢、同根生的細(xì)胞簇，形成一個(gè)細(xì)小的漿果饥侵。伴隨著胚胎的發(fā)育進(jìn)程鸵赫，這些細(xì)胞的后代開始顯露出差異。它們開始分化為肌肉爆捞、大腦或者血液細(xì)胞群的成員奉瘤。這一個(gè)選擇不同命運(yùn)的過程——差別化過程——是人體發(fā)育的核心秘密，也是纏繞在研究者們胸中的不解之謎煮甥。
胚胎一隅的某個(gè)細(xì)胞讀取了產(chǎn)生血紅蛋白的基因指示，成長為一個(gè)血紅細(xì)胞藕赞；別處的某個(gè)細(xì)胞考慮了制造消化酶的信息成肘，變成了胰腺的一部分；還有一個(gè)細(xì)胞學(xué)會了如何釋放出電信號斧蜕，成為大腦的一分子双霍。
胚胎細(xì)胞有選擇地讀取基因內(nèi)容從而選擇了調(diào)異的性狀，這一決策并非是細(xì)胞必須作出的惟一重要決定批销。在它的基因藍(lán)圖中洒闸，它尚需考慮另一個(gè)舉足輕重的議題：何時(shí)開始生長、分裂均芽，何時(shí)又該駐足休息丘逸。
這些關(guān)于成長的指令不僅在早期、而且在以后相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)仍有重要意義掀宋。在大多數(shù)成熟組織內(nèi)部深纲，細(xì)胞不斷地新陳代謝。事實(shí)上劲妙，一個(gè)成熟組織維持正常構(gòu)造的能力湃鹊，取決于前仆后繼的機(jī)制，即由大量候補(bǔ)者的生長來補(bǔ)償前任細(xì)胞的偶爾缺失镣奋。如果候補(bǔ)者過少币呵，組織會枯萎衰竭。如果候補(bǔ)者太多了侨颈，組織又會擴(kuò)張出正常界限余赢，也許會畸變成腫瘤芯义。適度控制細(xì)胞的擴(kuò)張是非常重要的，這一任務(wù)貫穿生物體的一生没佑。
要理解癌癥毕贼，我們必須搞清正常細(xì)胞的內(nèi)部藍(lán)圖是如何告訴他們開始繁殖的時(shí)間，我們必須明白癌細(xì)胞的藍(lán)圖是如何發(fā)生了錯(cuò)亂蛤奢。癌癥的根源就在于這一藍(lán)圖鬼癣。基因的數(shù)目啤贩， 一直存在爭議待秃。最確切的估計(jì)大概在7萬一10萬之間。這些基因共同組成的基因庫痹屹，就是被稱作人類基因組的總體藍(lán)圖章郁。
藍(lán)圖一詞意味著精確、嚴(yán)謹(jǐn)志衍、一絲不茍暖庄。斟酌后確定的藍(lán)圖可以避免秩序混亂。生物學(xué)家們很早就意識到這種藍(lán)圖的存在楼肪，盡管那時(shí)他們對于細(xì)胞的內(nèi)部機(jī)制所知寥寥培廓。人們最初將藍(lán)圖同整個(gè)生物體聯(lián)系在一起，以后才發(fā)現(xiàn)藍(lán)圖對于單細(xì)胞的生存也是不可或缺的春叫。
19世紀(jì)中葉肩钠，奧地利修土孟德爾確立了生物體遺傳原理。他著重研究豌豆屬植物基因性狀的傳遞——例如花的顏色暂殖、種子的性狀价匠。他的研究成果一度湮沒，在20世紀(jì)初能夠重見天日要?dú)w功于三位遺傳學(xué)家呛每。后世所稱的孟德爾遺傳定律以幾個(gè)簡單概念為基礎(chǔ)踩窖。首先，從豌豆屬植物到人類莉给，所有復(fù)雜的生物體都通過同一種遺傳機(jī)制將基因從父母傳遞給子女毙石。其次，一個(gè)生物體的性狀在理論上可以分解為大量獨(dú)立性狀的組合颓遏，譬如豌豆花的顏色和豆粒形狀徐矩、人類眼珠的顏色或者身高。再次叁幢，每一性狀都可以追溯到通過有性繁殖由父母傳給子女的某些肉眼不可見的信息包的作用結(jié)果滤灯。這些信息包的有效傳遞使得子女能夠取得與其父母極為相似的性狀。
這種信息包被稱作基因；每一個(gè)人類基因都擔(dān)負(fù)著組建一種人體性狀的功能鳞骤。隨著我們對基因的了解越來越多窒百，很顯然，人體的所有領(lǐng)域豫尽，直到肉眼不可見的單細(xì)胞的內(nèi)部工作機(jī)制篙梢，都是由個(gè)人從他（她）的父母處承襲的基因決定的。它說明所謂的總體藍(lán)圖就是基因的大匯合美旧。
我們已經(jīng)知道渤滞，藍(lán)圖基因并不是存放在人體某個(gè)單一的中樞庫房內(nèi)。相反榴嗅，幾萬億個(gè)細(xì)胞中的每一個(gè)都攜帶著全部藍(lán)圖的一份完整副本妄呕。這一簡單事實(shí)迫使我們重新考慮，在復(fù)雜的生物體內(nèi)嗽测，基因是如何組織其內(nèi)部構(gòu)造的：基因直接控制著細(xì)胞個(gè)體的行為绪励。在自身基因的操縱下，單細(xì)胞同其他所有細(xì)胞共同創(chuàng)建了生物體的形式和功能唠粥。因此疏魏，整個(gè)生物體的復(fù)雜性正代表了體內(nèi)所有個(gè)體細(xì)胞的行為總和。也就是說晤愧，主導(dǎo)細(xì)胞活動的基因組就是控制生物體外觀和行為的那個(gè)基因組蠢护。
長久以來，圍繞組成人類遺傳藍(lán)圖的不同信息包——個(gè)體基因——的數(shù)目养涮，一直存在爭議。 最確切的估計(jì)大概在7萬一10萬之間眉抬。這些基因共同組成的基因庫贯吓，就是被稱作人類基因組的總體藍(lán)圖。
基因組分為不同的基因部門蜀变，這一事實(shí)產(chǎn)生了幾個(gè)后果悄谐。如前所述，細(xì)胞可以在它的基因庫中库北，從書架上有選擇地抽取書卷——不同的基因——來閱讀爬舰。此外，由于信息包是由父體或母體傳遞給子女寒瓦，它們彼此之間是獨(dú)立的情屹。這就能更好地解釋為什么我們繼承的是父母各自擁有的某些基因了。受精卵的基因庫是此前父母各自擁有的基因的混合杂腰。
然而將基因描述為信息包還是不能使人滿意垃你，因?yàn)檫@種想象缺乏物質(zhì)基礎(chǔ)。我們遲早要涉足基因的物質(zhì)內(nèi)容。同生物體的其他組成部分一樣惜颇，基因也是物質(zhì)實(shí)體皆刺，因此它必然表現(xiàn)為可識別的各種分子。
自1944年起凌摄，我們知道了基因的物質(zhì)表現(xiàn)是DNA（脫氧核糖核酸）分子羡蛾。DNA分子攜帶有遺傳信息。 它們的結(jié)構(gòu)非常簡單：每個(gè)DNA分子都是由兩條相互盤繞的鏈組成的雙螺旋锨亏。每條鏈都是由單一成分首尾相接縱向排列構(gòu)成的長聚合物痴怨，為討論方便，可稱此單一成分為堿基屯伞。
DNA堿基有四種——A腿箩、 C、G劣摇、T“珠移。重要的是這四種堿基可以任意組合。堿基序列決定了DNA的信息內(nèi)容末融。堿基可以無限地排列組合钧惧，相應(yīng)地，DNA鏈可以長達(dá)幾千萬個(gè)堿基勾习。從這樣一條長鏈中截取一個(gè)片段浓瞪，就是特定的堿基序列，例如ACCGGT.一CAAGTTTCAGAG. 現(xiàn)代基因技術(shù)使得我們能夠通過”DNA測序“過程發(fā)現(xiàn)堿基序列巧婶。迄今為止乾颁，從細(xì)菌、蠕蟲艺栈、蒼蠅到智人英岭，人們已經(jīng)確定了不同生物體的幾千萬種堿基序列。
DNA堿基序列的變化多端意味著湿右，在理論上诅妹，DNA分子足以容納任何信息，無論生物信息還是其他毅人。初初一看吭狡，僅僅四個(gè)字母的組合提供的信息攜帶能力非常有限，但實(shí)際上丈莺，四個(gè)字母已經(jīng)綽綽有余划煮。摩爾斯電碼三個(gè)字符（點(diǎn)“·”，破折號“一”场刑，空格“‘）般此，計(jì)算機(jī)二進(jìn)位制代碼的兩個(gè)字符（0和1）同樣有無限的信息存儲能力蚪战。
DNA雙螺旋事實(shí)上攜帶著兩套遺傳信息， 相互盤繞的兩條鏈各帶一套铐懊。自1953年詹姆斯·沃森（ 和弗朗西斯·克里克劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)以來邀桑， 我們知道雙螺旋一條鏈中的A總是與對面那條鏈中的T對應(yīng)；C則必然對應(yīng)著G. 因此一條鏈上ACCGGTCAA序列將與另一條鏈上的互補(bǔ)序列TGGCCAGTT相互盤繞科乎。
由一鏈的堿基序列能夠推知另一鏈上的序列壁畸，因此一條鏈攜帶的信息也體現(xiàn)在另一條鏈中，雖然表現(xiàn)為互補(bǔ)語言茅茂。這種信息儲備有很多益處捏萍，其中最重要的是螺旋因之能夠被復(fù)制。尤其如圖1.1所示空闲，兩部分各自可以作為獨(dú)立的模板來復(fù)制新的互補(bǔ)序列令杈，新序列再包裹著自己的模板。結(jié)果碴倾，兩個(gè)雙螺旋子體彼此之間逗噩、以及同它們的雙螺旋母體之間，都是一模一樣的跌榔。
當(dāng)細(xì)胞生長异雁、分裂時(shí)，堿基序列的復(fù)制顯出其重要性僧须。在此過程中纲刀，一個(gè)母細(xì)胞把精確復(fù)制自身DNA螺旋的能力賦予它未來的子細(xì)胞。母子傳遞使最初受精卵DNA中含有的遺傳信息在幾百回合的細(xì)胞分裂過程中連續(xù)傳遞給幾十億個(gè)后代細(xì)胞担平，這些細(xì)胞最終形成成年人體示绊。
那么抽象的基因概念究竟是如何同DNA分子的物質(zhì)結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來的呢？ 細(xì)胞染色體中包含的DNA雙螺旋常常有幾億個(gè)堿基對的長度暂论。 這些堿基長鏈按其信息區(qū)劃可以分成不同部分耻台， 每一區(qū)劃構(gòu)成一個(gè)基因。一個(gè)普通的人類基因由幾萬個(gè)DNA堿基組成空另。在四個(gè)字母代碼組成的堿基序列中，有某些標(biāo)點(diǎn)符號標(biāo)志著基因的始終蹋砚。在英文中扼菠，句首是一個(gè)空格再加一個(gè)大寫字母；基因的開頭則是一個(gè)特別的幾千個(gè)堿基組成的短序列坝咐。同樣循榆，英文句子用句號結(jié)尾，基因尾部也有其獨(dú)特的堿基序列起著標(biāo)點(diǎn)符號的作用墨坚。在螺旋鏈上秧饮，一個(gè)基因的結(jié)尾后映挂，標(biāo)志下一個(gè)基因開端的標(biāo)點(diǎn)序列之前，往往有一個(gè)由好幾干個(gè)堿基組成的序列盗尸，這個(gè)序列是無意義的遺傳雜音柑船。
人類基因組的全部信息內(nèi)容由30億個(gè)堿基對組成的DNA序列組成，可分為7萬一10萬個(gè)代表不同基因的區(qū)域泼各。這些基因以不同組合在我們的細(xì)胞內(nèi)工作鞍时，創(chuàng)造出結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜的人體，包括大腦這個(gè)高度精密的器官扣蜻。
基因逆巍、 DNA雙螺旋、堿基序列的故事為我們理解人類莽使、甚至是地球上所有的生命形式提供了一把金鑰匙锐极。但我們在此關(guān)注的，僅僅是這一復(fù)雜集合中的一小個(gè)片段芳肌，即人類的癌癥灵再。我們可以略過基因是如何指令細(xì)胞組合構(gòu)成組織和器官這個(gè)艱難的問題，而把注意力集中在基因是怎樣影響個(gè)體細(xì)胞的成長行為這個(gè)范圍比較小的問題庇勃。
因此我們收攏視線檬嘀，聚焦控制個(gè)體細(xì)胞生長的一小部分基因。這些基因?qū)⒅苯右龑?dǎo)我們進(jìn)入癌癥問題的核心责嚷，它們揭示了癌癥的起源鸳兽，終有那么一天，它們也將給我們指出戰(zhàn)勝癌癥的光明道路罕拂。
