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陽光與癌症

時間:2024-10-25 09:59:56

美劇《絕命律師》(BetterCallSaul)第四季即将開播,不過觀衆再也看不到律師吉米的哥哥查克了,因為他得了精神病,在第三季的最後一集放火自殺了。

查克的病很奇怪,隻要周圍環境裡有電磁波,他就會感到渾身不舒服。這個病在歐美國家曾經很流行,但科學家們通過一系列雙盲實驗後發現,這是一種典型的心理癔症,因為普通電器發出的電磁波太弱了,根本無法被人體感知。不過,如果電磁波的能量足夠強大,比如太陽發出的紫外線,那麼人體是會感覺到它的存在的。

人類對紫外線的耐受力有強有弱,少部分人對這種短波輻射極為敏感,隻要在太陽底下待一會兒就會被曬傷,并很容易惡化成為皮膚癌。這種病早在19世紀70年代就被一名維也納皮膚科醫生描述過,并被命名為“色素性幹皮症”(XerodermaPigmentosum,以下簡稱XP)。不過,由于當時的科學發展水平還很低,XP的病因在此後将近一個世紀的時間裡都沒有找到。所幸這種病的發病率很低,平均每100萬個人當中隻有不到4個病例,所以醫學界也沒把它太當回事。

1967年,一個名叫詹姆斯·克裡夫(JamesCleaver)的英國劍橋大學博士畢業生來到美國加州大學舊金山分校,在該校著名的分子生物學家羅伯特·佩恩特(RobertPainter)的實驗室做博士後。佩恩特剛剛完成了一項非常重要的實驗,證明紫外線可以觸發哺乳動物細胞的DNA修複機制。

這件事如今已經成為科學常識,但在60年代還遠不是這樣。要知道,DNA雙螺旋結構是在1953年才被發現的。在那之後的十多年時間裡,科學家們陸續搞清了DNA複制的基本原理和遺傳信息的傳遞方式,但因為DNA分子太大了,涉及DNA的實驗技術發展緩慢,很多基本的事實都還沒有搞清楚。

佩恩特設計了一個巧妙的方法,證明了DNA修複機制的存在。他先在培養皿裡培養哺乳動物細胞,然後加入用放射性同位素标記過的核苷酸(也就是大家熟悉的ATGC)。之後,他用紫外線照射培養皿一段時間,再把培養液倒掉,測量剩下的細胞裡含有的放射性強度,發現比未經紫外線照射的對照組多很多。這個結果證明紫外線促使細胞啟動了應急機制,利用培養液裡含有的放射性核苷酸作為原材料,修補了被紫外線破壞的DNA分子。

克裡夫博士也對DNA修複感興趣,所以才會來佩恩特的實驗室繼續深造。來到美國後不久,克裡夫在《舊金山紀事報》上看到一則新聞,說有家實驗室發現體外培養的XP病人皮膚細胞對紫外線非常敏感,一照就死。克裡夫突發奇想,拿着這張報紙找到佩恩特,建議後者利用同樣的方法研究一下XP病人的皮膚細胞,看看是否還能觀察到DNA修複過程。佩恩特雖然心存疑慮,但還是同意了克裡夫的建議。“你這個想法很瘋狂,但不妨試試。”佩恩特對克裡夫說,“反正你隻是個年輕的博士後,失敗了也無所謂。”

克裡夫設法找到了幾名XP病人,從他們身上采集到了皮膚細胞,做了那個實驗,結果毫無疑問地證明XP病人的皮膚細胞失去了DNA修複的能力,這一點很可能就是XP病人之所以會得皮膚癌的真正原因。

克裡夫把研究結果寫成論文,發表在1968年5月18日出版的《自然》(Nature)雜志上。這篇論文立刻引發了科學界的廣泛關注,很多人事後回憶說,正是這篇論文讓他們終于堅定地相信,癌症的病因就是基因突變。

從這篇論文開始,很多癌症研究者紛紛把目光轉向了基因研究。兩年之後,也就是1970年,第一個緻癌基因就被發現了,癌症的秘密終于大白于天下。

現在想來,1968年可以被看作是現代抗癌史的元年。半個世紀後的今天,不少癌症都已經被攻克,人類不再像50年前那樣談癌色變了。所有這一切都源于50年前一家實驗室裡的一次靈光一現,基礎科學對于醫學研究的貢獻無論怎麼強調都不過分。

法國一對雙胞胎兄弟患有色素性幹皮症,不能受太陽光中的紫外線照射,否則會引發潛在的癌症,出門需使用防護面罩(視覺中國供圖)
   

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