第七章 剎車(chē)勢(shì)：發(fā)現(xiàn)腫瘤抑制基因
　　1982年蔓涧，基因點(diǎn)突變的發(fā)現(xiàn)耸峭，對(duì)分子生物學(xué)家有著極大的吸引力隘谣。他們的一貫?zāi)繕?biāo)是將復(fù)雜的腫瘤生物學(xué)機(jī)制變成簡(jiǎn)單的基本機(jī)制瞒斩。對(duì)癌癥的發(fā)育破婆，正常細(xì)胞基因組的一次突變足矣。他們喜歡這樣的觀(guān)點(diǎn)胸囱。但是祷舀，在同一年，隨著伙伴癌基因的發(fā)現(xiàn)旺矾，形成腫瘤所必須的突變數(shù)目攀升至兩個(gè)蔑鹦。但即使是這個(gè)數(shù)字夺克，對(duì)分子生物學(xué)家仍有魅力箕宙。兩個(gè)突變基因代表的復(fù)雜度還是容易處理的。然而這個(gè)數(shù)字仍然遭到非難铺纽。到20世紀(jì)80年代中期柬帕，大多數(shù)腫瘤在其發(fā)育過(guò)程中必須累積的突變數(shù)目遠(yuǎn)不止兩個(gè)，這一點(diǎn)愈來(lái)愈明顯。來(lái)自流行病學(xué)的資料提示癌癥形成至少需要六個(gè)步驟陷寝；很多科學(xué)家猜測(cè)锅很，其中每一個(gè)步驟，代表細(xì)胞在走向癌變深淵途中凤跑，造就了一個(gè)新的突變基因爆安。

這種認(rèn)識(shí)促使人們搜尋預(yù)計(jì)存在于人類(lèi)癌細(xì)胞基因組中多個(gè)突變癌基因。進(jìn)行搜捕行動(dòng)的研究人員得到的是意外和深深的失望仔引。他們找不到共存于一個(gè)腫瘤細(xì)胞基因組中的突變癌基因群體扔仓。有些腫瘤擁有CC癌基因，另一些是my c或NyC或erb咖耘，B2但同時(shí)具備即使是兩個(gè)癌基因的翘簇，也極為罕見(jiàn)。癌癥的發(fā)育是連續(xù)激活一組癌基因的想法不攻自破儿倒。一定有什么地方大錯(cuò)特錯(cuò)了版保。

擺脫窘境有兩條路可走。要么和大量間接證據(jù)相反夫否，也許腫瘤的確并不擁有多個(gè)突變基因彻犁。要不然就是癌細(xì)胞真的擁有六個(gè)甚至更多的突變基因，但大部分和癌基因沒(méi)有瓜葛慷吊。假定存在的這些基因在人類(lèi)腫瘤的形成中也許發(fā)揮著同樣舉足輕重的作用袖裕。誠(chéng)如是，基因研究者就是在緣木求魚(yú)了溉瓶。他們一葉障目急鳄，不見(jiàn)泰山，把癌基因當(dāng)做了致癌基因的全部堰酿，犯了方向性錯(cuò)誤疾宏。

到20世紀(jì)80年代中期动知，終于在人類(lèi)腫瘤DNA中找到了和癌基因迥異的突變基因恬口。新來(lái)者被稱(chēng)作“腫瘤抑制基因”叫潦。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)填補(bǔ)了人類(lèi)腫瘤形成之謎中的一大漏洞洞难。這種新基因類(lèi)型的發(fā)現(xiàn)远荠，所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)與病毒研究风秤、基因克隆粱檀、基因移植（1975年以后的10年中伙菊，這類(lèi)實(shí)驗(yàn)使人們對(duì)癌基因的興趣陡增）相去甚遠(yuǎn)抖韩。

研究者們采用的是一種叫做“細(xì)胞雜交”的奇特的實(shí)驗(yàn)程序蛀恩。牛津大學(xué)的亨利·哈里斯（Henry Harris）是運(yùn)用這種技術(shù)的高手，他們讓細(xì)胞群生活在培養(yǎng)皿底部茂浮，并且使它們互相融合双谆。哈里斯及其后來(lái)者通過(guò)這種融合——實(shí)即細(xì)胞間的交配——發(fā)現(xiàn)了有關(guān)癌細(xì)胞內(nèi)部基因行為的真相壳咕，其中包括腫瘤抑制基因的發(fā)現(xiàn)。

在20世紀(jì)70年代中期開(kāi)始細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)前很久顽馋，遺傳學(xué)家已經(jīng)在生物體之間進(jìn)行了交配實(shí)驗(yàn)谓厘。如前所述，19世紀(jì)60年代奧地利修土格雷戈?duì)枴っ系聽(tīng)柕谝淮芜M(jìn)行了系統(tǒng)的遺傳交配研究寸谜，他對(duì)不同品系的豌豆屬植物做了雜交實(shí)驗(yàn)竟稳。他的工作在整整一代人中湮沒(méi)無(wú)聞，直到1900年才重見(jiàn)天日熊痴。他發(fā)現(xiàn)的遺傳定律奠定了現(xiàn)代遺傳學(xué)的基礎(chǔ)住练，引出生物信息是由不同的信息包傳遞的觀(guān)點(diǎn)，這種信息包后來(lái)被稱(chēng)作基因愁拭。

遺傳學(xué)在20世紀(jì)的突破性進(jìn)展揭示讲逛，所有生物體，包括最簡(jiǎn)單的單細(xì)胞生物體如細(xì)菌和酵母菌都以基因作為傳宗接代的模板岭埠。而且事實(shí)上盏混，從細(xì)菌到人類(lèi)，所有的生物體都演化成具有精細(xì)復(fù)雜的交配機(jī)制惜论。各物種的根本動(dòng)機(jī)是相同的许赃，而且顯而易見(jiàn)：交配使得物種成員的基因能夠交換和融合。因?yàn)樗形锓N都是由遺傳上多姿多彩的個(gè)體組成的種群馆类，交配提供了檢驗(yàn)新的基因組合的機(jī)會(huì)混聊。新的基因組合有可能繁衍出比父母更適于生存的子代。反過(guò)來(lái)乾巧，這種不斷增強(qiáng)的適應(yīng)性又為進(jìn)化開(kāi)辟道路句喜。

控制遺傳特征不同的個(gè)體之間的交配，成為研究基因行為的強(qiáng)大工具——尤其可以搞清交配中一方的基因是如何和另一方的基因融合的沟于。細(xì)菌和酵母菌能夠互相交配咳胃，而哺乳動(dòng)物的組織細(xì)胞則缺乏這種能力。哺乳動(dòng)物細(xì)胞之間惟一自然的交配是精子和卵子的融合旷太。這一事實(shí)妨礙了研究者觀(guān)察不同類(lèi)型細(xì)胞——比如一個(gè)人的骨細(xì)胞和另一個(gè)人的骨細(xì)胞或者同一個(gè)人的骨細(xì)胞與肌細(xì)胞——的交配結(jié)果展懈。

哈里斯試圖規(guī)避自然強(qiáng)加的束縛。首先供璧，他迫使培養(yǎng)皿中的動(dòng)物細(xì)胞彼此融合存崖。這些細(xì)胞的融合盡管存在高度的人為性，但它們提供了使不同來(lái)源的細(xì)胞彼此交配的途徑睡毒。在培養(yǎng)皿中来惧，某些病毒顆粒能夠使一個(gè)細(xì)胞與相鄰的另一個(gè)細(xì)胞的外膜相互融合，哈里斯采用的融合技術(shù)正是倚重了這些病毒的本領(lǐng)吕嘀。結(jié)果是兩個(gè)母細(xì)胞的細(xì)胞核共享一個(gè)細(xì)胞外膜违寞。不久，兩個(gè)細(xì)胞核也會(huì)融合偶房，它們的基因融會(huì)在單一的細(xì)胞核之中趁曼。

在一定條件下，可能有幾十個(gè)細(xì)胞同時(shí)卷入融合的漩渦棕洋，形成太過(guò)笨拙以至于不利生長(zhǎng)和分裂的細(xì)胞巨無(wú)霜挡闰。但是在兩個(gè)細(xì)胞之間進(jìn)行的融合要有趣得多。細(xì)胞對(duì)的雜交后代可以生長(zhǎng)掰盘、分裂摄悯，將來(lái)源于母細(xì)胞雙方的基因子子孫孫地傳遞下去。

和絕大多數(shù)婚姻一樣愧捕，只有當(dāng)配偶雙方存在很大差異時(shí)奢驯，兩個(gè)細(xì)胞的交配才會(huì)有趣。人們對(duì)遺傳學(xué)感興趣次绘，是因?yàn)槿藗兛傁腩A(yù)測(cè)后代的特征瘪阁。究竟哪一方的基因更有影響力？

人類(lèi)遺傳學(xué)引來(lái)類(lèi)似的問(wèn)題：小約翰的眼睛會(huì)像父親還是母親邮偎？他會(huì)有父親那樣的紅頭發(fā)還是母親的棕發(fā)管跺？

結(jié)果常常難以逆料，說(shuō)明雙親各自提供的基因正在展開(kāi)爭(zhēng)斗禾进。就整個(gè)生物體而言豁跑，不論酵母菌還是人類(lèi)，交配后代擁有兩份作為特定形狀模板的基因副本泻云。這兩份基因副本的信號(hào)也許有矛盾之處艇拍。約翰從父母身上也許繼承了一個(gè)棕眼珠基因和一個(gè)藍(lán)眼珠基因。問(wèn)題是哪一個(gè)基因?qū)⒆罱K決定他眼珠的顏色宠纯。

贏家常被稱(chēng)作顯性基因淑倾，輸家則是隱性基因。顯性基因在影響細(xì)胞的新陳代謝方面常常更具權(quán)威征椒。例如娇哆，眼珠顏色的顯性基因可能有合成眼睛色素的能力，而隱性基因則無(wú)能為力勃救。

基于上述考慮碍讨，哈里斯把人類(lèi)和嚙齒類(lèi)動(dòng)物的細(xì)胞以不同的組合進(jìn)行融合實(shí)驗(yàn)，試圖搞清它們的基因是如何融為一體的蒙秒。最讓人興奮的是對(duì)正常細(xì)胞和癌細(xì)胞的包辦婚姻勃黍。他將要把這些細(xì)胞混養(yǎng)在一個(gè)培養(yǎng)皿中，將它們按對(duì)融合晕讲，然后研究正常細(xì)胞和癌細(xì)胞的雜交后代有何表現(xiàn)覆获。

細(xì)胞雜交的結(jié)果似乎一清二楚马澈。癌癥在生物體內(nèi)屬于顯性因素，腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)無(wú)疑也要比正常細(xì)胞勢(shì)頭更猛弄息。因此痊班，如果將癌細(xì)胞和正常細(xì)胞融合，癌細(xì)胞生猛的基因必定會(huì)呈現(xiàn)壓倒性?xún)?yōu)勢(shì)摹量。照此推理涤伐，雜交細(xì)胞雖然擁有兩套基因，但它的表現(xiàn)一定會(huì)類(lèi)似親代癌細(xì)胞缨称。將這個(gè)雜交細(xì)胞注入小鼠或大鼠凝果，應(yīng)該能播下腫瘤的種子。

但是哈里斯的發(fā)現(xiàn)截然相反睦尽。正常細(xì)胞和癌細(xì)胞的雜種從無(wú)導(dǎo)致腫瘤的能力器净。盛極一時(shí)的預(yù)測(cè)犯了一個(gè)180“ 的大錯(cuò)誤。正常細(xì)胞的生長(zhǎng)基因居顯性地位当凡；致癌基因則是隱性的掌动。

對(duì)哈里斯得出的怪誕結(jié)論只有一個(gè)合理解釋?zhuān)＜?xì)胞似乎擁有調(diào)控正常細(xì)胞生長(zhǎng)的基因。相反宁玫，腫瘤細(xì)胞在其癌變途中必定拋棄了這些基因粗恢，因而也就不受這些基因的正常化生長(zhǎng)特性的影響欧瘪。哈里斯安排在培養(yǎng)皿中的兩個(gè)細(xì)胞洞房花燭之后眷射，由正常細(xì)胞方提供的正常化基因佛掖，重新取得了對(duì)癌細(xì)胞的控制權(quán)妖碉，迫使細(xì)胞生長(zhǎng)浪子回頭，步入正途芥被。

這種魔高一尺欧宜，道高一丈的思路還可以深入下去。正常細(xì)胞的基因似乎在使細(xì)胞放慢生長(zhǎng)的腳步拴魄。事實(shí)上冗茸，它們就好比剎車(chē)，使細(xì)胞能夠抵御瘋長(zhǎng)的傾向匹中。由于癌細(xì)胞喪失了這些基因夏漱，它們也就沒(méi)有了剎車(chē)機(jī)制。一旦細(xì)胞雜交給癌細(xì)胞重新安裝了剎車(chē)機(jī)制顶捷，它的瘋長(zhǎng)勢(shì)頭就被阻遏了」掖拢現(xiàn)在，終于可以給狂奔的烈馬——癌細(xì)胞的無(wú)限生長(zhǎng)趨勢(shì)——套上籠頭了服赎。

上述研究結(jié)果和癌基因是顯性的流行看法無(wú)一相合葵蒂。而后者是研究人員對(duì)癌基因10年研究的結(jié)晶交播。將被突變激活的癌基因注入攜帶正常原癌基因的細(xì)胞時(shí)，無(wú)疑癌基因應(yīng)占統(tǒng)治地位践付。它們奴役正城厥浚基因，迫使細(xì)胞失控生長(zhǎng)荔仁。這就是說(shuō)，原癌基因作為隱性基因副本芽死，具有促進(jìn)細(xì)胞按部就班乏梁、正常繁衍的功能；而突變癌基因是亢進(jìn)的顯性表達(dá)形式关贵，是癌細(xì)胞不懈增殖的推動(dòng)力遇骑。

因此，由于哈里斯的生長(zhǎng)正骋驹化基因有著與原癌基因及癌基因極為不同的功能落萎，有必要賦予它一個(gè)新的名稱(chēng)。根據(jù)它在細(xì)胞融·48·合中的表現(xiàn)炭剪，它被稱(chēng)作腫瘤抑制基因练链。原癌基因亢進(jìn)的顯性形式和惰性、隱匿表達(dá)的腫瘤抑制基因似乎在癌癥的形成中都有不俗表現(xiàn)奴拦。

盡管要通過(guò)基因克隆技術(shù)分離出腫瘤抑制基因還須花上好幾年時(shí)間媒鼓，但是鐵證如山，一切試圖弄清癌癥遺傳基礎(chǔ)的研究人員错妖，都不能無(wú)視腫瘤抑制基因的存在绿鸣。

至此，癌癥舞臺(tái)上已經(jīng)有兩組基因演員登場(chǎng)亮相暂氯，每一組在控制細(xì)胞生長(zhǎng)的機(jī)制中發(fā)揮著不同的作用潮模。原癌基因宛如汽車(chē)的油門(mén)踏板，它的突變癌基因形式好比將油門(mén)一踩到底痴施。相反擎厢，腫瘤抑制基因的功能就像到車(chē)，當(dāng)正常細(xì)胞發(fā)育成癌細(xì)胞時(shí)辣吃，它們可能拋棄或者失活腫瘤抑制基因锉矢，導(dǎo)致剎車(chē)機(jī)制的缺陷。上述任一種機(jī)制似乎都可闡明細(xì)胞瘋長(zhǎng)的原理齿尽。

癌癥的形成存在兩種大相徑庭的解釋?zhuān)瑧?yīng)該有所取舍沽损。會(huì)不會(huì)有些腫瘤細(xì)胞通過(guò)一種機(jī)制實(shí)現(xiàn)癌變生長(zhǎng)，而其他細(xì)胞則采用另一種機(jī)制呢循头？抑或癌細(xì)胞內(nèi)部同時(shí)運(yùn)作著兩種機(jī)制绵估？也許炎疆，踩足油門(mén)和剎車(chē)故障協(xié)力促成了癌癥的發(fā)育。

山重水復(fù)疑無(wú)路国裳，答案不會(huì)那么快產(chǎn)生形入。但是，腫瘤抑制基因的發(fā)現(xiàn)確實(shí)開(kāi)啟了癌癥研究的另一扇大門(mén)——癌癥的遺傳性缝左。癌癥常常有家族史亿遂，腫瘤抑制基因?yàn)樵S多家族性癌癥的起源提供了一個(gè)理由。眼睛里的癌哈里斯的研究顯示渺杉，腫瘤抑制基因的喪失在某些癌癥的發(fā)生發(fā)展中起著關(guān)鍵作用蛇数。一旦細(xì)胞摒棄了該基因的抑制作用，細(xì)胞的生長(zhǎng)程序也就猛然啟動(dòng)了是越。剎車(chē)失靈了耳舅，汽車(chē)就如脫韁野馬，難免失控倚评。

細(xì)胞可以有很多方法失活或拋棄基因浦徊。 幾乎所有方法都是經(jīng)由構(gòu)成基因的DNA序列發(fā)生突變完成的。 基因中間常有大段DNA堿基鏈缺失天梧。偶爾盔性，染色體中包含很多基因的某個(gè)區(qū)域會(huì)個(gè)被拋棄。

但是呢岗，細(xì)胞去除一個(gè)基因的最簡(jiǎn)便纯出、因而也是最常用的方法要微妙得多。在基因的堿基序列中只有一個(gè)堿基的變化——即點(diǎn)突變——最為常見(jiàn)敷燎。盡管微乎其微暂筝，但是如果這個(gè)改變發(fā)生在基因的某個(gè)關(guān)鍵序列上，會(huì)引發(fā)致命的后果硬贯。點(diǎn)突變可能在基因中插入某些不當(dāng)?shù)臉?biāo)點(diǎn)符號(hào)焕襟；由于這些標(biāo)點(diǎn)通常標(biāo)識(shí)著基因的結(jié)束，它們可能導(dǎo)致提前中斷基因閱讀饭豹，引起該基因指引的蛋白質(zhì)縮量合成鸵赖。此外，基因的蛋白質(zhì)產(chǎn)物在其氨基酸鏈中可能發(fā)生某種改變拄衰，導(dǎo)致該蛋白質(zhì)功能失調(diào)它褪。不管突變范圍大小如何，結(jié)果是一樣的：細(xì)胞將無(wú)法得到突變基因的服務(wù)翘悉。

事實(shí)上茫打，喪失腫瘤抑制基因的過(guò)程要比上面所講的更為復(fù)雜。幾乎所有的人體細(xì)胞都擁有兩份基因副本，它們分別來(lái)自父母雙方的基因老赤。就腫瘤抑制基因而言轮洋，兩份基因副本給細(xì)胞提供了雙保險(xiǎn)。萬(wàn)一細(xì)胞意外失去了一個(gè)腫瘤抑制基因抬旺，另一份副本中的腫瘤抑制基因可以是絕好的替補(bǔ)隊(duì)員弊予。在減緩細(xì)胞生長(zhǎng)方面，半個(gè)剎車(chē)墊幾乎總是和一整個(gè)難分高下开财。

這種雙保險(xiǎn)體現(xiàn)了人體為防止癌癥形成的一般做法汉柒。細(xì)胞不大會(huì)丟失一個(gè)腫瘤抑制基因，至于同時(shí)失去兩個(gè)责鳍，更是非常不可能碾褂。特別是通過(guò)突變失活而喪失基因，在每代細(xì)胞中通常只有百萬(wàn)分之一的可能性薇搁。因此斋扰，每代細(xì)胞同時(shí)丟失兩份基因副本的概率是百萬(wàn)分之一的平方渡八】醒螅可是，由于復(fù)雜的遺傳機(jī)制屎鳍，實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)要高一點(diǎn)——高于十億分之一宏娄，下文將討論這樣一些機(jī)制。即便如此逮壁，細(xì)胞粗心大意地丟失兩份重要的生長(zhǎng)控制基因的概率還是很小很小的孵坚，這就為阻止細(xì)胞瘋長(zhǎng)壘起了一道高高的屏障。

連續(xù)兩記猛擊剔除腫瘤抑制基因的原動(dòng)力窥淆，是多種腫瘤形成的關(guān)鍵卖宠。在研究一種罕見(jiàn)的眼睛腫瘤——視網(wǎng)膜神經(jīng)膠質(zhì)瘤時(shí)，我們第一次認(rèn)識(shí)到這種動(dòng)力忧饭。這種腫瘤只發(fā)生在六七歲以下的兒童中扛伍，而且發(fā)病率只有兩萬(wàn)分之一。美國(guó)每年死于癌癥的人超過(guò)50萬(wàn)词裤， 但是每年新發(fā)的視網(wǎng)膜神經(jīng)膠質(zhì)瘤病例只有200出頭刺洒。這種罕見(jiàn)的腫瘤似乎源自胚胎視網(wǎng)膜細(xì)胞，這些細(xì)胞通常必定會(huì)長(zhǎng)成光感受器——視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞吼砂，感知光線(xiàn)并將電信號(hào)通過(guò)視神經(jīng)傳遞到大腦逆航，以此對(duì)光作出反應(yīng)。

該病可分成兩類(lèi)渔肩。散發(fā)性視網(wǎng)膜神經(jīng)膠質(zhì)瘤患兒并無(wú)曾患此病的近親因俐。而在家族性病例中，家族幾代成員中常有不止一個(gè)人患有這種本來(lái)很罕見(jiàn)的惡疾。

1971年女揭， 德克薩斯的兒科醫(yī)生艾爾弗雷德·克努森）提出一個(gè)理論蚤假，將兩類(lèi)視網(wǎng)膜神經(jīng)膠質(zhì)瘤統(tǒng)一在一把遺傳之傘下。他認(rèn)為一個(gè)視網(wǎng)膜細(xì)胞必須經(jīng)過(guò)兩次基因突變才能發(fā)展為視網(wǎng)膜神經(jīng)膠質(zhì)瘤吧兔。散發(fā)型中磷仰，要么是在胚胎發(fā)育過(guò)程中，要么是在出生后不久境蔼，某個(gè)視網(wǎng)膜細(xì)胞相繼發(fā)生兩次突變灶平，而后才開(kāi)始失控生長(zhǎng)。

克努森認(rèn)為該病的家族型發(fā)生兩次突變的情況大有講究箍土。在最終發(fā)育成嬰兒的受精卵中已經(jīng)出現(xiàn)了一次突變逢享。這次突變也許是從患有同樣疾病的父母一方繼承而來(lái)，也許是在精子或卵子的形成過(guò)程中發(fā)生的吴藻，而后突變傳遞給發(fā)育著的胚胎的所有細(xì)胞瞒爬。相應(yīng)地，新生兒的所有細(xì)胞——最重要的是包括了視網(wǎng)膜細(xì)胞——獲得了一份突變基因副本沟堡。此后侧但，任何一個(gè)視網(wǎng)膜細(xì)胞只須再來(lái)一次突變就能滿(mǎn)足誘發(fā)眼癌必須的雙重突變條件。

回想一下襲擊除性腺以外所有細(xì)胞基因組的體細(xì)胞突變航罗。由于突變的發(fā)生純屬偶然禀横，因而同一個(gè)視網(wǎng)膜細(xì)胞發(fā)生兩次體細(xì)胞突變的可能性是極小的。實(shí)際上粥血，在400O名兒童中只有1名患有散發(fā)性視網(wǎng)膜神經(jīng)膠質(zhì)瘤柏锄； 而且患兒視網(wǎng)膜腫瘤的數(shù)目總是只有1個(gè)。

相反复亏，家族性視網(wǎng)膜神經(jīng)膠質(zhì)瘤發(fā)病時(shí)趾娃，一次偶然的體細(xì)胞突變就足以引發(fā)腫瘤暴長(zhǎng)。由于視網(wǎng)膜中靶細(xì)胞的數(shù)目龐大（超過(guò)1000萬(wàn)）缔御，而且單細(xì)胞突變的概率為百萬(wàn)分之一抬闷，因此繼承了突變基因和相關(guān)的視網(wǎng)膜神經(jīng)膠質(zhì)瘤易患體質(zhì)的兒童，雙眼常常有多個(gè)腫瘤發(fā)生刹淌。這種情況下饶氏，每一個(gè)視網(wǎng)膜細(xì)胞事實(shí)上已經(jīng)危如累卵，一次體細(xì)胞突變就可令它踏上不歸路有勾。

到20世紀(jì)即年代中期疹启，有關(guān)突變和受突變影響的基因情況已趨明朗。兩個(gè)靶基因是坐落在人體第13對(duì)染色體上的一個(gè)基因的兩份副本蔼卡，它們因?yàn)榕c視網(wǎng)膜神經(jīng)膠質(zhì)瘤的相關(guān)性而被稱(chēng)作Rb基因喊崖≌跄ィ克努森預(yù)計(jì)每次突變敲掉其中的一份Rb基因副本。當(dāng)只有一份基因副本失活時(shí)荤懂，該視網(wǎng)膜細(xì)胞仍可憑借幸免于難的另一份基因繼續(xù)完全正常地生長(zhǎng)茁裙。然而如果喪失了兩份Rb基因，控制細(xì)胞繁殖的機(jī)制就會(huì)被破壞殆盡——細(xì)胞失去了它的剎車(chē)节仿。

哈里斯細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)預(yù)言的腫瘤抑制基因的所有特征晤锥，在Rb基因身上均有體現(xiàn)。正常細(xì)胞基因組中有Rb基因存在廊宪，腫瘤細(xì)胞基因組中的Rb基因則或缺失或功能性失活矾瘾。但是現(xiàn)在，在哈里斯早期研究成果的基礎(chǔ)上產(chǎn)生了新的見(jiàn)解箭启。首先壕翩，腫瘤抑制基因功能的喪失分成兩步，即兩份基因副本次第消失傅寡。其次放妈，通過(guò)精子或卵子，腫瘤抑制基因的缺陷形式能夠由父或母?jìng)鬟f給子女荐操，導(dǎo)致對(duì)腫瘤的先天易患性芜抒。

在我和撒迪厄斯·德里雅 各自實(shí)驗(yàn)室的共同努力下，通過(guò)基因克隆分離了構(gòu)成Rb基因的DNA序列淀零。 克隆使我們能充分估計(jì)Rb基因在人類(lèi)癌癥的起源中扮演的角色挽绩。乍看之下膛壹，Rb基因的作用僅限于引起這種罕見(jiàn)的兒童視網(wǎng)膜腫瘤驾中。可是實(shí)際上模聋，所有這類(lèi)腫瘤中的Rb基因似乎都發(fā)生了突變肩民。此外，已知幼年曾患家族性視網(wǎng)膜神經(jīng)膠質(zhì)瘤的兒童在青春期罹患骨癌（骨肉瘤）的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)有上升链方；此類(lèi)腫瘤亦可見(jiàn)Rb基因功能喪失持痰。

20世紀(jì)80年代末，利用最新克隆的Rb基因揭示祟蚀，三分之一以上的膀胱癌和一小部分（約10％）的乳腺癌中亦有Rb基因喪失工窍，兩種都是經(jīng)由靶器官中的體細(xì)胞突變?cè)斐傻摹Ｐ〖?xì)胞肺癌（small－cell lung carcinomas）是煙民最常見(jiàn)的死因之一前酿，對(duì)它進(jìn)行遺傳分析的結(jié)果令人大吃一驚患雏。所有此類(lèi)腫瘤，在其形成過(guò)程中罢维，幾乎都相繼拋棄了兩份Rb基因副本淹仑。

我們開(kāi)始認(rèn)識(shí)到，相對(duì)我們最初的設(shè)想，即Rb基因僅與一種罕見(jiàn)的兒童腫瘤有關(guān)匀借， Rb 基因事實(shí)上在癌癥的起源中扮演著遠(yuǎn)為廣泛的角色颜阐。長(zhǎng)長(zhǎng)一串與Rb相關(guān)的癌癥類(lèi)別導(dǎo)致了一個(gè)主要疑問(wèn)：是什么共同的性狀把全身上下這許多不同患病器官的細(xì)胞聯(lián)系在一起？身體內(nèi)所有細(xì)胞的Rb基因都起著抑制生長(zhǎng)的作用吓肋，為什么這些特定組織在喪失Rb基因后特別容易癌變呢凳怨？謎底也許要再過(guò)很多年才能揭曉。喪失多樣性現(xiàn)在我們已經(jīng)知道了一打以上的腫瘤抑制基因是鬼，Rb基因只不過(guò)是名單上排名靠前的一個(gè)猿棉。找出這些基因并非易事。只有當(dāng)它們?nèi)笔r(shí)屑咳，才能凸顯出它們的存在萨赁。怎樣才能找到這些行蹤詭秘在幕后影響細(xì)胞的基因呢？其中兆龙，有部分基因與視網(wǎng)膜神經(jīng)膠質(zhì)瘤這樣的家族性癌癥相關(guān)杖爽；同Rb基因一樣，它們突變后的缺陷形式能夠通過(guò)生殖細(xì)胞路徑傳遞紫皇。其他腫瘤抑制基因則與先天癌癥易患性并無(wú)關(guān)聯(lián)慰安。體細(xì)胞突變就地襲擊這個(gè)或那個(gè)靶器官，然后次第消滅基因的兩份副本聪铺，使腫瘤抑制基因銷(xiāo)聲匿跡化焕。巧施一計(jì)，我們可以追蹤到其中的許多基因铃剔。計(jì)謀得逞撒桨，端賴(lài)于腫瘤發(fā)育過(guò)程中腫瘤抑制基因兩份副本喪失的具體遺傳機(jī)制。最直接的途徑是键兜，每代細(xì)胞中喪失一份基因副本的頻率都是百萬(wàn)分之一凤类。然后，同一細(xì)胞或者它的一個(gè)直系后代又發(fā)生一次百萬(wàn)分之一機(jī)會(huì)的突變普气，擊垮了另一份幸存的基因副本谜疤。失去兩份基因之后，細(xì)胞啟動(dòng)失控生長(zhǎng)现诀。如前所述夷磕，同一細(xì)胞（或一小群細(xì)胞）經(jīng)歷兩次突變的概率是由每次突變發(fā)生的概率決定的，每代細(xì)胞概率約為萬(wàn)億分之一（百萬(wàn)分之一的平方）仔沿。概率這般微小坐桩，說(shuō)明在人類(lèi)正常的壽命周期中，發(fā)生這種事件是極為罕見(jiàn)的于未。在消除第二份腫瘤抑制基因時(shí)撕攒，腫瘤細(xì)胞通常走了一條捷徑陡鹃。由于人類(lèi)染色體對(duì)中的兩個(gè)伙伴（例如第13對(duì)染色體中，每一個(gè)都有一份Rb基因副本）總是肩并肩站在平行隊(duì)列之中抖坪， 彼此打量萍鲸、比較各自的DNA序列，然后交換遺傳信息擦俐。一個(gè)常見(jiàn)后果是脊阴，一個(gè)染色體中的某個(gè)基因序列替代了對(duì)方的對(duì)應(yīng)序列。在信息移之前蚯瞧，一對(duì)染色體各自的基因可能有著兩種不同形式嘿期；信息轉(zhuǎn)移后，一種形式喪失了埋合，代之以原本存在于另一個(gè)染色體中的基因的第二份副本备徐。結(jié)果導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)有兩份一模一樣的基因副本，而它們?cè)瓉?lái)應(yīng)該是各具特色的甚颂。

細(xì)胞內(nèi)部遺傳多樣性的喪失常被稱(chēng)作“喪失雜合性”蜜猾。基因的兩份副本以同一面目示人——它們同化了振诬。 1000次細(xì)胞分裂中就有1次會(huì)發(fā)生這個(gè)或那個(gè)基因同化的情況蹭睡。因此，通過(guò)這種方法赶么，腫瘤抑制基因完好無(wú)損的另一份副本仍有可能輕易丟失肩豁。亦即完好的基因副本被拋棄，代之以已經(jīng)突變的辫呻、有缺陷的基因的備用副本清钥。基因同化的概率是百萬(wàn)分之一（基因第一份副本失活的概率）乘以千分之一（復(fù)制失活基因印屁、丟棄活性基因）循捺，得出每代細(xì)胞十億分之一的概率斩例。

癌前腫瘤細(xì)胞在癌變過(guò)程中雄人，常用此計(jì)消除抑制其生長(zhǎng)的腫瘤抑制基因的兩份副本。它們首先經(jīng)過(guò)突變念赶，失活腫瘤抑制基因的一份副本础钠；然后通過(guò)喪失雜合性的同化過(guò)程，消滅第二份副本叉谜。尤為重要的是旗吁，導(dǎo)致同化的染色體信息交換并不局限于腫瘤抑制基因的范圍，而是常常涉及染色體上該基因周?chē)拇笃瑓^(qū)域停局。一個(gè)染色體上很钓，處在腫瘤抑制基因左右兩側(cè)的幾百個(gè)基因也發(fā)生了同化現(xiàn)象香府。

當(dāng)然，相鄰基因副本的同化與發(fā)育著的腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)無(wú)關(guān)码倦。它們只不過(guò)是無(wú)辜受株連的旁觀(guān)者企孩。腫瘤細(xì)胞使用同化計(jì)謀要對(duì)付的大敵只是腫瘤抑制基因。

相鄰基因的命運(yùn)為那些試圖定位袁稽、分離新的腫瘤抑制基因的遺傳學(xué)家提供了突破口勿璃。因?yàn)樗鼈儐适Я穗s合性，所以人們能對(duì)散布在腫瘤細(xì)胞染色體中的一大堆隨機(jī)選擇的基因進(jìn)行分析推汽。 那些在正常細(xì)胞DNA中呈現(xiàn)出兩種不同形式补疑，而在他身上的癌細(xì)胞中以相同形式出現(xiàn)的基因，正是遺傳學(xué)家們搜尋的目標(biāo)歹撒。不論何種基因莲组，只要喪失多樣性，就意味著它在染色體中靠近某個(gè)腫瘤抑制基因暖夭，而后者正是腫瘤細(xì)胞發(fā)育過(guò)程中同化的真正目標(biāo)胁编。

按照這種邏輯，遺傳學(xué)家在腫瘤細(xì)胞基因組中進(jìn)行了幾百次搜索鳞尔，尋找在腫瘤發(fā)育中被反復(fù)同化的染色體區(qū)域嬉橙。他們疑心這些區(qū)域就是腫瘤抑制基因的藏身之處。這些區(qū)域一旦被定位寥假，遺傳學(xué)家就可以運(yùn)用基因克隆技術(shù)找到并分離出嫌疑分子市框。

迄今為止，基因克隆者們發(fā)動(dòng)的大搜捕已經(jīng)網(wǎng)羅到了一打以上的腫瘤抑制基因糕韧。幾乎所有的結(jié)腸癌在其發(fā)育過(guò)程中枫振， A戶(hù)〔基因附近的染色體區(qū)域都被同化了。神經(jīng)纖維瘤的誕生過(guò)程中萤彩，NF－l基因臨近區(qū)域喪失了多樣性粪滤。某些兒童腎癌中WT－l附近的染色體區(qū)域可見(jiàn)同樣命運(yùn)， 而成年人患此病癥時(shí)則有VHL區(qū)域同化雀扶。多種腫瘤發(fā)育中可見(jiàn)p16基因喪失雜合性杖小。

這份花名冊(cè)給人的印象是人類(lèi)基因組擁有很多的腫瘤抑制基因。預(yù)計(jì)有三四打之多愚墓，但這個(gè)數(shù)字太不精確了予权。先前的遺傳發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致克隆Rb基因，這次發(fā)現(xiàn)了這么多基因也引來(lái)一個(gè)至今未能揭開(kāi)的謎團(tuán)：盡管這些基因中絕大多數(shù)可以存在于全身上下很多種細(xì)胞中浪册，但是大多數(shù)基因在喪失時(shí)僅會(huì)對(duì)某些特定組織的生長(zhǎng)產(chǎn)生強(qiáng)烈影響扫腺，其他組織毫發(fā)無(wú)損。

但是相對(duì)以特定組織為目標(biāo)的模式而言村象， 某些基因仍然特立獨(dú)行笆环。p53腫瘤抑制基因在許許多多的癌癥中都有不俗表現(xiàn)攒至， 多達(dá)60％的人類(lèi)癌癥中出現(xiàn)p53的突變形式。 p53基因的突變形式還能由父（母）傳給子女躁劣，后者因而終身具有對(duì)癌癥和肉瘤的廣泛易患性嗓袱。

尋找新的腫瘤抑制基因仍然是費(fèi)勁的。每一個(gè)基因的發(fā)現(xiàn)都需要很多人花費(fèi)很多年的心血习绢。畢竟渠抹，發(fā)現(xiàn)某類(lèi)腫瘤細(xì)胞的染色體中有喪失雜合性現(xiàn)象的存在，對(duì)于分子狩獵隊(duì)僅僅意味著一個(gè)起點(diǎn)闪萄， 還要梳理幾百萬(wàn)個(gè)DNA堿基才能找出一個(gè)目標(biāo)腫瘤抑制基因梧却。

由于人類(lèi)基因組工程在人類(lèi)基因的分類(lèi)和定位方面不斷取得進(jìn)展，新的腫瘤抑制基因的發(fā)現(xiàn)過(guò)程得以大大簡(jiǎn)化了败去。原來(lái)找出一個(gè)基因要花幾年時(shí)間放航，在不久的將來(lái)就能壓縮到幾個(gè)月，癌癥遺傳之謎的許多空白也將得到填補(bǔ)圆裕。掌握了這些基因广鳍，我們就能?chē)@腫瘤在癌變道路上累積的突變癌基因和腫瘤抑制基因，寫(xiě)出許多腫瘤的詳實(shí)的發(fā)展史吓妆。