德意志联邦共和国每天约有400人死于癌症。在工业发达国家中，将有三分之一的人罹患癌症，死于癌症的人数为整个癌症患者人数的五分之一。为了彻底研究和解决有关癌的问题，已经花了大量时间。多年来为了探讨癌的起因也花费了大量资金，但迄今未获明显结果。这样，解开癌症之谜，彻底研究有关癌的问题，就显得越益迫切。因此许多研究生命基础的科研人员都致力于解决癌的问题。Renato Dulbecco阐明了一个重要问题。由于他在致癌病毒方面作出的成绩，获得了1975年诺贝尔医学奖。

癌之所以难以解决，主要体现在这二个问题上：癌是什么？用什么方法来治愈或预防癌？而最重要的是要解决癌究竟是什么？不解决这个问题就谈不上癌的治愈和预防。虽然近年来对癌的认识已有很大进展，但仍有许多问题有待解决。让我们先来观察癌细胞，进而再来探讨癌细胞得以产生的机理。

癌细胞是另一类细胞无疑，癌细胞与正常细胞是不同的。然而两者的差别是如此之多，远远超出了人们的想象。在癌细胞上观测到细胞生长的改变；细胞本身对生长调节物质作用的改变；细胞表面特性的改变；多种酶的特性以及糖代谢物（糖酵解）调节的改变。癌细胞时常产生一些正常细胞中不存在的物质，而在正常细胞的早期有时却产生这些物质。此外，癌细胞是处于免疫异常状态的。

正常细胞与癌细胞的差别如此之多，因此很难认为这些差别仅仅是由某种单一的紊乱因素造成的。从分子水平看、各种癌细胞与正常细胞的差异是各不相同的。但如何设想单个基因（基因多显性）会同时影响众多的特征？

—度曾认为专一的细胞功能可以解释上述问题，在导致正常细胞癌变的胚胎变异阶段有这种专一的细胞功能（如癌胚胎抗原或α球蛋白的产生）。因此人们猜测癌细胞是从某种胚胎残余物中产生的，由于正常生长的细胞间的自行关闭，癌细胞就不能继续生长。然而进一步的报告表明这种假设失之过简，因为癌细胞除了其典型特征外，在早期变异阶段也有特征显示：这些特征或者是前所未有的，或者是在属于其它变异阶段的那些细胞中存在的（如从中产生癌的细胞系阶段）。

因此，癌细胞中一定有许多起着不同作用的基因，而这些基因并不遵循同一模式。对癌细胞作出的这种假设似乎还不能令人信服。面对这种使人失望的局面，人们认为通过探索癌的内部机理，实际上是可以找到解决办法的。

肿瘤病毒学模式首先我们应观察，通常是哪些机制引起癌细胞的各种差异。细胞的行为取决于基因功能。高等生物的正常细胞中有在一定条件下产生癌细胞的基因，即导致癌细胞发生的基因。现在问题在于，正常基因是在什么情况下变成癌基因的？肿瘤病毒学的最新成果解答了这个问题。

对致癌病毒进行详细研究后的结果表明：致癌病毒里含有一个或若干个癌基因。每一个这样的基因都产生一种可单独使细胞从正常状态变成癌蜕变状态的蛋白质。

寄生于鸡体的劳斯肉瘤病毒（恶性粘连组织肿瘤）提供了最有力的佐证。这种病毒有单一的癌基因，此病毒可由一些对温度敏感的突变来证实。突变能改变基因，使基因能在低温下（32℃）而不能在高温下（40℃）起作用。具有这类突变的劳斯肉瘤病毒仅在低温下才能使培养的正常鸡细胞转变成癌细胞。如果将该癌细胞置于高温下，它就立即恢复成正常细胞。反之，若再将正常细胞置于高温下，则又变为癌细胞。

令人惊讶的是，如上所述在从正常细胞到癌细胞的可逆转变过程中，细胞的所有特性或多或少地伴随发生变化。单个癌基因控制着对于某一癌细胞而言是典型的许多差异。

劳斯肉瘤病毒基因的研究表明，该病毒基因能产生一种单一的产物，即蛋白质。这种蛋白质在细胞中是如何引起众多变化的？答案似乎出乎意料：这种蛋白质引起这些变化的原因是与可添加其它蛋白磷酸脂的酶以及蛋白激酶有关的。

磷酸脂带负电荷，因而能明显改变添加了这种磷酸脂的蛋白质的特性。其生物浓度取决于哪些蛋白质被磷酸化。于是就造成这些结果：改变基因的功能（表达）；改变可调节细胞外形和活动性的微丝结构；以及改变将营养输入细胞的许多酶和蛋白质的功能。类似例子还很多。这些结果是各式各样而且表面上似乎都无关联。这一发现为我们提供了一个癌的一般模式。此模式可解释单一基因为什么可使细胞产生多种特征变化的原因。

每一细胞中的癌基因上述例子中，我们都是以病毒基因为讨论对象的。能否将这点应用到不是病毒引起的癌症？无疑，病毒基因只是一种变性的细胞基因。事实上，正常的鸡细胞就含有一种其基本排列与劳斯病素癌基因极为相似的基因。这两种基因都能构成精确的杂交分子。因此细胞内某种基因可引起癌所依据的模式是普遍适用的。

正常细胞是在哪些情况中转变成癌细胞的？细胞内基因的功能是完全可调节的。这种调节功能部分是由特定基因促成，部分是由外来物质或是通过酶促在细胞核中产生的物质促成的。

调节功能受遗传和环境两个因素的影响

原则上调节机理的两个因素之一有缺陷，也会产生癌。

关于遗传障碍与癌的关系已有大量证明。这一障碍可归咎于突变，也可归咎于基因变化。参与癌形成的大多数突变限于癌细胞本身，但在极少数情况下，突变也涉及胚胎细胞。前一种突变是不遗传的，后一种突变是可以近亲遗传下去的。

突变在癌形成中所起的关键作用可由下述论据说明。1，许多化学物质、物理射线（紫外线、X线、粒子射线）均能诱发癌症。这两种机制都能引起突变。化学物质诱发癌症只是近年来才为人们所知。以前关于突变引起一类致癌化合物（烃）活化的研究已告失败。失败的原因可通过最近的发现来说明，即烃不能致癌，而只是在酶的催化下，在细胞代谢过程中生成致癌的衍生物。衍生物可认为是突变作用的结果。如在含有代谢酶的肝液参与下，将细菌移植到致癌烃上，细菌就能经历多次突变，若无肝液的参与，则不会出现突变。

诱发突变的产物与诱发癌的产物看来是具有同一性的

用这种方法可证明大多数致癌物也能诱发突变。细胞如经照射，构成基因的DNA将发生变化。这类原发变化能诱发突变，但是由于细胞中有一种酶可有效地修复照射引起的损伤，所以绝大多数这种原发变化在突变诱发之前就消除了。这种有修复作用的酶是细胞基因的产物。对于有遗传缺陷的人，这种基因发生了变化，因此起不到修复作用。着色性干皮症就是典型一例。对于这种病人，修复紫外线损伤的效果就很不理想。此种遗传性疾病患者由于日光照射的结果，很快就会患皮肤癌，而日光照射对于正常人是无害的。观察结果显示，癌的诱发和突变诱发之间存在相当密切的联系。

2，有些人是罕见的遗传性胚胎突变宿主。这种胚胎突变能明显提高癌的发病率。成视网膜细胞瘤就是一例：这是患于儿童眼部（两眼都可能染上）的视网膜癌。这些儿童就是这种胚胎突变的宿主。另外一个例子是大肠部位的大量增生的息肉：基因宿主有时常会导致癌变的大量息肉。

观察在上述条件下癌形成的各种情况是颇为有趣的。首先值得注意的是：对于成视网膜细胞瘤和大肠息肉患者来说，他们身上所有体细胞都有突变基因，但癌仅仅发生在某一确定部位，而且二种情况中部位各异。

检查结果表明，细胞是否容易生成某种确定的癌与细胞变异阶段有关

这可能说明，当突变基因作用时，突变会引起癌变，应予注意的是，在各个变异阶段中，各类基因组可能起作用，也可能不起作用。因此只有突变基因是不够的，和讨论病毒时一样，也应重视基因产物，即基因产生的蛋白质。

癌细胞要经历多少次突变？另一个使人感兴趣的问题是成视网膜瘤。尽管所有的视网膜细胞均有癌变的可能，但事实上只有极少数的细胞癌变，大约仅为一百万分之一。这一百万分之一的细胞是如何被选中的？根据病症，人们认为这类细胞经历了第二次突变，而且是体细胞突变。

癌似乎不是由一次突变诱发的

从大肠息肉瘤可得出同样结论：息肉瘤的形成也需要二次突变，少数息肉瘤细胞可以形成癌，因此癌的生成需要三次突变。癌细胞的染色体是异常的，而息肉细胞的染色体是正常的。正是这种细胞分裂时染色体分解的紊乱引起了第三次突变。

关于癌形成需要多次遗传变异的这一结论不只局限于某些胚胎突变起主要作用的癌，通过化学物品进行致癌研究也得出相同的结论。因此，确切地说，这一结论是普遍适用的。

值得重视的是，人接触某种化学物质的时间越长，癌的发病率也随之增大。如吸烟者，由于其肺部经常处于烟雾中致癌和致突变物质的包围，患肺癌的比率与吸烟时间的7次方成比例。这表明形成肺癌的诸因素中，有一些就是突变因素。

为何癌的生成需要多次突变？上述病毒致癌模式提供了一个有价值的论据：对于每种癌的生成，由于酶的活化，都要发生重要的变化，酶能改变许多细胞组分。在细胞发育的一定阶段内，对于细胞生长或基因作用的正常调节，这种酶起着重要作用。

由两种基因所决定的这种酶一定要处于严格的控制下，这样，酶致癌的作用就受到抑制。人们所了解的细胞调节机理是和特有的阻遏物一起作用的，对所涉及的酶来说，这种阻遏物能使基因不起作用。阻遏物本身又是由两个调节基因产生的。

现在可以想象：如果产生阻遏物的两个调节基因失去活性，即不再产生阻遏物，这时，决定酶的基因——潜在的癌基因就能重新起作用。这是以两次突变为前提的，在每个调节基因中都有一次突变，或者也可以说，一次突变发生在基因中，另一次是进一步的遗传突变，这种突变使基因结合成纯合子，如有丝分裂的重组。

对不同的细胞，癌基因活化的结果是各不相同的，这取决于细胞的变异阶段。细胞有可能变成癌细胞，也可能仅仅是增生，如大肠息肉；还可能保持正常状态。改变参与染色体分解的蛋白质能使染色体排列不规则。染色体分布不规则使癌细胞的性质与正常细胞性质的差异增大，这样就趋于更加恶化。

根据正常细胞中的癌基因有可能失去作用的推论，可以认为由癌细胞和正常细胞构成的杂交细胞具有稳定性。包含这二种细胞所有基因的杂交细胞并未显出癌的迹象。显然正是杂交后的细胞调节基因，重新使杂交细胞里的癌基因失去作用。

环境影响癌形成的另一要素是环境条件。通过发现一些致癌物质并未引起突变而证实了这点。例如引起女性生殖系统癌的激素己烯雌酚，或导致肺癌，乳房癌的石棉。另一个说明环境重要性的佐证是畸胎癌，这是一种把鼠的胚胎细胞或鼠的很幼小的胚胎移植到成年动物组织时经常会产生的癌。此种癌能进行性增长，以至使动物致死。

畸胎癌形成的比率之高排除了突变作为其根源的可能性。否定突变是其根源的最有力根据是：在鼠胚胎里输入畸胎癌细胞，通常能促使动物正常生长，而并不引起任何肿瘤。由于畸胎癌细胞明显赋予了这些动物确定的遗传特性，因此可证实畸胎癌细胞参与了动物的生长（如不同颜色的毛发）。

环境条件的变化构成了庞大而异质的群体。环境能稳定变化是基于一个如同物理振荡发生器那样相当稳定的反馈系统。可从以下方面去设想畸胎癌形成的初步根据：

生物体细胞在其每一变异阶段都有无限的增生能力，但受调节信号（物质、细胞接触）控制

这一调节信号来源于环境，并由相应的调节基因接受。生物体生长期间，会出现新的环境信号，这时新的基因就会起作用，接受这些信号。胚胎细胞受胚胎调节控制。如果这些细胞植入成熟组织环境中，就能接受成熟组织信号，此信号正常情况下当然是由在成熟期很活跃的调节基因接受。可是，因为细胞仍处于胚胎的初期阶段，胚胎细胞还不能使成熟组织的调节基因起作用。正由于这种胚胎细胞没有能力接受成熟组织的调节信号，所以它们能不受限制地增生。

令人感兴趣的是，一些畸胎癌偶尔也会以不同方式继续生长，构成细胞是正常的成熟组织。人们认为正是由于这些细胞能活化相应的调节基因，从而接受成熟组织的调节信号，因此这些细胞能成功地经历细胞的发育阶段。如果畸胎癌细胞重新移植到原始环境，即胚胎中，它们就和正常细胞没有区别了。

在其它细胞中，环境的某种机制可引起肿瘤。这种情况与上述情况虽然并不完全吻合，但它们是相似的。例如己烯雌酚这种激素对某些种细胞的变异过程有很大的影响。由于细胞分裂增强，细胞系极大的增长率，使正常环境中突变诱发因子确实引起突变的可能性增大，这样就加速了癌的形成。

简言之，按现有认识水平，认为癌是由二种机理所形成：一是突变；二是调节生长的环境条件变化

这二个过程的每一相对含义均视具体情况而定。实验中一些由致癌突变诱发因子引起的癌纯粹是由突变引起的，另一些癌，如实验中培养的畸胎癌，则完全是由环境因素所致。但大多数情况下，这二种原因都起作用。

生活习惯的影响这一观点是近来发现人类的大部分自生癌与人们的生活习性有关而提出来的。譬如子宫癌，乳房癌与脂肪含量多的营养食物的关系；含肉多的营养食物与直肠癌的关系。其间机理尚不完全清楚，但很可能是各种成分在起作用。由于营养能改变某些细胞的变异模式，因此营养可影响人体内分泌系统。从食物成分考虑，人体内导致突变的物质可由多种方式产生：或是通过肠内细菌的代谢产生，或是体细胞内细菌的代谢产生，甚至通过在剩余物中产生的激素代谢产生。

以上所述就是人们预防和治疗癌症的理论根据。可是癌到底是怎么引起的，至今仍无定论。目前存在不少假设，究竟哪个假设能成立还有待时间的检验。

[Umschau für Naturwissenschaft und Technik，（西德）1980年第3期]