记者问:请您谈谈肿瘤学科研究工作的最近发展情况,以后将会有怎样新的进展?
答:肿瘤问题是世界各国人民关心的大问题之一,每年因肿瘤死亡的人数很多,迄今尚没有一个完美的治疗方案。药物治疗、放射线治疗、化学治疗把肿瘤细胞和好细胞都杀死了,是一种两败俱伤的办法。我国利用甲胎蛋白发现早期肝癌的技术已达到国际上比较先进的水平。例如,对小肝癌(3厘米以下的小结节)可以及早发现,用外科手术拉掉,但过了半年、一年、几年后又要生出来,由于肝癌细胞是由几个正常细胞变来的,它不像白血病那样,是一种多发性病症。目前技术上还不能换肝,也不能无限制地开刀。另外,肝癌还有全身转移的问题,所有这一切,从免疫学角度来看,反映了机体功能的本身特有问题,是与细胞表面特性有关的问题。
甲胎蛋白是肝癌的一个指标。后来,我们发现人肝癌细胞表面还有一些抗原,也具有胚胎性。这些胚胎性抗原只有肝癌细胞特有,而正常细胞是没有的。我们直接用人肝癌和动物肝癌采样,对这类抗原进行研究,把它们分离和定位。同时,其他酶的研究也发现具有胚胎性。现在看来,正常细胞变成癌细胞后出现胚胎性状,这是细胞癌变的一个很重要特点。为什么正常细胞变成癌细胞后,它产生胚胎性酶,也产生胚胎性蛋白,或者胚胎性核酸、转移RNA等,总之呈现出胚胎性表型。肿瘤的这一特点涉及基因的表达问题。我们知道在正常细胞中有许多基因,但“有问题”的基因不活跃,没有表现,然而变成癌细胞后,这些基因就表达出来。我们所看到的酶、蛋白都是遗传物质基因在表现功能过程中的产物。为什么正常细胞变成癌细胞后,它们就活跃起来,到现在为止其机制尚不清楚,这是肿瘤学上很关键的问题。
上述产物具备胚胎性状,在胚胎中表现,到成年又不活跃了,这涉及细胞分化问题。比如受精卵,这个接受了父母亲遗传基因的细胞分化之后,有些细胞变成肌肉,有些细胞变成皮肤、器官......。随着细胞发育,又进行新的分工,有的变成骨骼,有的变成肠子。细胞学的任务之一就是从遗传背景上研究为什么有的变成骨骼,有的变成肠子。实验材料证明:肌肉、肠子、脑细胞的基因都是一套,但活跃程度不一样。脑中与脑有关的基因活跃,肌肉中与肌肉有关的基因活跃,依此类推。因此,有人认为基因有两类,一种叫“管家常”的基因,每种细胞中都有,它们是管生命活动,制造酶等生化物质,不仅脑、肌肉,而且所有组织细胞中都是一模一样的这类新陈代谢基因;另外一类是特殊的分化基因,例如在脑中活跃着决定成为脑的基因,但其中也有牵涉肌肉的基因,不过是它被包住了,受到抑制,不表现出来。一般是这样假设的。许多生物学家都在研究这个问题,但没有提供直接证据。这是细胞学中最难解决的问题之一,估计本世纪内也不一定能解决得了。
目前对肿瘤发生有两种看法:一种认为遗传物质发生变化,出现突变的结果;另一种认为是不正常分化引起的,即遗传物质没有变化,而是在分化上出了问题。癌细胞与正常细胞基因还是那一套,但表达发生紊乱,被搞乱了,在此过程中胚胎性基因也活跃了,表现出来,显现癌的特性。我们正在研究除甲胎蛋白以外,肝癌的其他胚胎性表型。我们的观点并不完全赞成肿瘤必定是一种不正常的分化,而排除肿瘤是遗传物质发生变化的看法。我们只是想在遗传物质没有变化的假设条件下做些工作。
我们正在研究动物的畸胎瘤。一些动物有自发生瘤的倾向,例如129小鼠有自发睾丸畸胎瘤。畸胎瘤实际上是胚胎细胞瘤。良性的话可以长得很大,里面有各种组织,有肌肉,有骨头,有头发。恶性除各种组织外,还有一部分是干细胞。干细胞专门分裂,拼命分裂,而且要转移、浸润,这样就变成了恶性。畸胎瘤的好多特性与胚胎细胞相似。我们把小鼠几个月的畸胎瘤进行移植,培养瘤株。在一定条件下,癌细胞经传代之后,仍继续表现癌细胞特性。在细胞分化的不同阶段,我们对细胞克隆进行分析,所谓克隆,就是把一个细胞拿出来。我们发现细胞在发育进程中,有的是全能的(即三个胚层都有,外胚层发育成肌肉,内胚层发育成肠子……),有的是限能的(仅发育成一特定组织)。我们想通过研究胚胎发育,诱导分化来探索癌的本质。哺乳动物不像两栖类有许多卵子,实验材料比较难找,要交配,从子宫内洗出受精卵……技术上有一定限制。而畸胎瘤是一个很好的实验模型,其中遗传物质是一样的,对畸胎瘤的研究有助于搞清楚哺乳动物胚胎发育不同阶段癌细胞的性状,它可以用来研究分化问题、癌问题以及人类遗传病等。
在技术上已成功地把一个癌细胞接种到小鼠身上。胚胎发育到一定阶段,这个癌细胞在正常细胞环境中变为正常细胞或在某种条件下不表现出来,或者在有些组织中仍是癌细胞,而且有许多组织来自癌细胞。国外在最近一、二年内已做到克隆基因,例如把管造血功能的血红蛋白基因、珠蛋白基因种到老鼠身上。基因的本质是很特别的。畸胎瘤基因(它能表达血红蛋白,产生珠蛋白)碰巧有机会跑到生殖细胞(卵子、精子)里去,那么这样小鼠将来长大了就能传代。用一个带我们研究的基因的畸胎瘤细胞注射小鼠,经雌雄交配,有可能产生新的带有一个新基因的小鼠,藉此完全可以研究与制造模型,来模仿人的遗传病,研究它的发生与治疗。所以畸胎瘤的用处包括研究胚胎分化,研究癌的本质,研究人的遗传疾病。克隆基因我们刚刚开始搞,我们想把一个基因取出来接种到畸胎瘤细胞中,然后把基因进去的细胞拿出来,再进行研究。
基因转移(把基因弄到细胞中去)的技术在二十多年前已被人们发现,1973年左右再度证实。现在已知有好多基因是可以转移到细胞中去,可以借助直接注射,或其他种种方法来完成。现在基因转移(也叫遗传工程或基因工程)在植物方面搞得很热闹,有涉及到将来固氮基因转移问题,有下面长山芋、上面长番茄那样培育新品种问题、前景是光明的。法国、瑞士、英国、美国都有成功的报道。例如,用基因转移技术来提高小麦的抗病性及种子的蛋白含量是完全可能的。国内也有同志在考虑把野生棉花的基因转移到家棉身上、来增强抗病性和提高纤维质量等问题。一般来说植物科学往往走在动物科学后面,而基因转移方面,在植物科学先取得显著成绩,因为植物不像动物都是有性繁殖,动物的情况要复杂得多。现在已经可以用细胞移植的方法来治疗贫血,即把正常的能产生血红蛋白的细胞移植到患者的骨髓。将来也许有可能移植造血基因。如果单是某一个基因坏了那还好办,要是有好几个基因牵连进去,就会摸不着门路。有人提出癌基因,认为生了癌后就有癌基因,用基因治疗法,使其不活跃,这是否会获得成功,还很难预言。
最后,还有一个学科渗透或交叉问题。肿瘤学的基础是研究细胞,这涉及分子生物学(细胞生物学)、发育生物学、免疫生物学等,好多问题是连在一起的。总之,人类要攻克癌症需要依靠许多科学家的共同努力。
(整理者:沈彩虹史柯)