癌是怎样产生的

癌是怎样产生的

这个问题，中外古今的科学家已经研究了几千年，至今仍没有得到确切的答案。但可以肯定，癌的产生是正常细胞的脱氧核糖核酸（DNA）发生突变，引起其结构和功能的变化，其中有些细胞则成为生长失去控制的癌细胞。

漫话 DNA

为避免过多的重复，这里只对DNA作很概括的介绍，以便与后面的内容衔接。

DNA是与遗传有关的物质，它是嘌呤和嘧啶与脱氧核糖和磷酸形成的核苷酸连接起来的一个多聚核苷酸的长链，两条互补的长链由于互补碱基间氢键的作用，形成双螺旋状的生物高分子化合物（见图5．1）。在DNA中嘌呤和嘧啶只有四种，即腺嘌呤（A），鸟嘌呤（G），胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）。互补就是碱基配对的意思。经过对DNA的研究发现，在其双螺旋的结构中正常的碱基对（互补）为A—T与G—C。这种碱基对间形成的氢键使双螺旋的结构有一定立体形状。虽然任何两个碱基间都可以形成氢键，但这种碱基对的形成都会使双螺结构发生扭曲，形成不正常的DNA。

虽然DNA中只有四种碱基，但可以有不同的排列顺序和不同数目的碱基对。因此DNA的种类是非常多的，各种细胞中的DNA都有各自的碱基排列顺序和碱基对数目。DNA中的碱基排列顺序构成密码，起到遗传密码的作用。DNA本身可以复制，由母链的双螺旋经互补原则产生子螺旋，如图5．2所示：

这样，一条DNA的双螺旋便可以变成两条完全一致的DNA双螺旋。这是在细胞分裂繁殖中一个很关键的步骤，这种复制能够保证遗传密码准确无误地传下去。

在细胞分裂繁殖过程中还需要合成蛋白质，而蛋白质的合成过程是由DNA 的遗传密码把遗传信息传递给核糖核酸（RNA），再通过三种RNA的密切合作，完成蛋白质的合成任务。RNA的结构与DNA不同，其差别在于以核糖代替DNA中的去氧核糖（去氧核糖是2-位没有羟基），同时以尿嘧啶（U）代替DNA中的胸腺嘧啶（T）。绝大多数RNA是单股链的，但单股链也可以因碱基间的氢键作用而拧成螺旋状，它与DNA由双股链拧成的螺旋是不同的。三种RNA分别为信息RNA（mRNA）、转移RNA（tRNA）和核糖体RNA（rRNA）。mRNA的作用是将DNA 一股链上的遗传密码转录到自己身上，也就是其碱基的排列顺序与DNA一致（除了以U代替T之外）。这种碱基的排列顺序称为密码子。tRNA是负责运送特定的氨基酸。tRNA分子有两端，一端将RNA的密码子以配对原则转为反密码子，

另一端就根据反密码子携带特定的氨基酸。经研究认为是三个连续的碱基序列决定一个氨基酸的种类。rRNA是蛋白质的合成场所，图5．3即为在rRNA上合成蛋白质的示意图。

DNA 的损伤导致突变

DNA的复制和DNA通过RNA来控制蛋白质的合成是一种非常精确而有序的过程，正常细胞的分裂繁殖是严格按照这个过程进行的。因此可以保证机体各部分的细胞不走样地进行生长的新陈代谢，从而保证了各组织功能的正常运行。然而，这个复杂的过程的某一个环节，可能也会发生一些差错。正常健康的人体内，每天都可能产生因复制或转录差错产生的不正常细胞，但是它们不会继续生长繁殖下去，它们会被体内的防御系统（也称免疫系统）如白细胞所消灭。但是由于致癌因素引起的DNA结构和功能的改变（即突变）所产生的细胞，生长速度快，有一些癌变的细胞逃脱了防御系统的歼灭而生存了下来，开始繁殖，从而形成肿瘤。

目前人们对正常细胞癌变的确切过程了解得还不清楚，但因DNA的损伤引起突变是癌变的一个原因，已为科学家们所接受。许多实验证明，一些物理因素和化学因素可以引起正常DNA的损伤。其中对紫外线照射引起的DNA损伤研究得较为透彻。紫外线可以引起DNA分子中一条链上相邻的两个嘧啶碱基以共价键相连接形成二聚体，例如T—T，C—C，T—C二聚体，而以T—T二聚体最容易形成。DNA链中形成T—T二聚体后，胸腺嘧啶不能再与互补链上的腺嘌呤以氢键配对，由此破坏了DNA的结构，影响了其复制的功能。胞嘧啶的二聚体C—C容易脱氨基而变为尿嘧啶二聚体U—U，这个二聚体若经过光复活酶在原位切开后，则形成两个尿嘧啶核苷酸。而尿嘧啶（U）不能与鸟嘌呤碱基（G）配对，而是与腺嘌呤碱基（A）配对，这样就产生了突变。

射线辐射对细胞造成的损伤主要是影响DNA。DNA受辐射的影响是多方面的。首先是碱基的损伤，相对来说，嘧啶碱基比嘌呤碱基对辐射更为敏感。像紫外线影响那样使嘧啶碱基形成共价键的情况虽然也有发生，但不是主要的，其影响是使嘧啶碱基与周围的水分子反应生成各种含羟基的嘧啶化合物，使DNA失去原有的功能。辐射的另一个严重的影响是使DNA链断裂，可造成单链的断裂或双链的断裂。这样也会导致细胞的癌变。

日光浴对人体的健康有利，但在过强的日光下长时间的日光浴有产生皮肤癌的危险，因此要适度掌握日晒的强度和时间，涂防晒霜对预防皮肤癌有一定的作用。

需要说明的是有些因素造成的损伤是可以被修复的，修复后即可返回到正常的功能。例如紫外线造成的DNA损伤是可逆的。波长较短的紫外光（240nm）可以使二聚体解聚，而波长较长的紫外光（280nm）有利于二聚体的形成。

化学因素，例如致癌化学物质可以与DNA作用，使其造成损伤。亚硝胺是一种致癌物，它可以使腺嘌呤碱基（A）变为6-羟基嘌呤（HX），这样就使原来的密码发生了变化。例如：

TAC的反密码为ATG，是形成甲硫氨酸的密码。而THXC的反密码则为ACG，是形成苏氨酸的密码，这样就产生了突变。

其他一些化学致癌物对DNA的影响我们将在下一节中加以介绍。

致癌物

致癌物的发现往往是通过对癌症的流行病学研究开始的。所谓流行病学，简单地说就是对某种疾病产生的病因用调查和统计方法进行研究。对癌症的流行病学研究，可以提供一些预防癌症发生的方法和注意事项。

1761年，希尔（J．Hill）指出，过度的使用鼻烟可以导致呼吸道癌的发生。1755年，英国医生波特（Percival Pott）发现清扫烟筒的工人发生阴囊癌的较多，而这种癌在普通人身上很少发生。他认为一定是他们接触烟筒内的煤烟或烟灰造成的。那么避免皮肤与烟筒内的煤烟或烟灰接触可以预防阴囊癌。又如新中国成立后，对我国某地区高发食管癌的流行病学研究，认为可能是土壤中钼的含量过低引起的。土壤中施加钼肥，可以减少食管癌的发生。世界范围对肺癌的流行病学研究，认为吸烟（包括被动吸烟）是引起肺癌的主要原因。所以在世界范围内均开展宣传吸烟的危害和发动禁烟的活动。

（1）多环芳烃。

自从波特提出煤烟或烟灰可能是引起阴囊癌的原因以后，英格兰、苏格兰和法国的一些医生也先后报道说，煤烟、煤焦油甚至机械用的润滑油可以引起皮肤癌。为了证实这些说法，1889年有人用大鼠做实验，在大鼠皮肤上涂煤焦油，但没有引起皮肤癌。5年后又有人用狗做实验仍旧没有成功。这样人们对煤烟、煤焦油等是引起皮肤癌原因的说法，产生了怀疑。到1915年，日本人山极和市川用煤焦油涂兔子的耳朵，坚持涂了相当长的时期后，终于使兔子的耳朵产生了皮肤癌。这样在波特之后经过了140年，人们才真正肯定煤焦油是产生皮肤癌的一个原因。