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第2章 癌症起源的线索:外部世界如何影响细胞内部
得到证实。据信会使啮齿类动物生癌的化学物常常被迫撤出市场,即使被允许用于通常用途,其应用也受到严格限制。

    啮齿类动物致癌物测试揭示出许多种能够诱发癌症的化学物。这些潜在的致癌化学物分子结构多种多样。进入生物体以及生物体细胞之后,它们同细胞内部的不同靶分子相结合,以某种方法改变甚至损害靶分子。化学致癌物的多样性意味着人体细胞内部的靶分子同样丰富多彩。

    从试验中人们还认识到,不同的化学物对实验动物产生的致癌作用有很大差异。有时候,一种化学成分需要几百毫克地连续应用好多个月,才能诱发癌症。而其他化学物只需几微克的剂量,注射一两次,小鼠或大鼠就会生癌。这种致癌作用的差异系数高达100万甚至更多。测试中发现,致癌作用最强的化学物之一是自然生成的黄曲霉毒素。它是花生和谷物因贮存不当发霉后产生的。对啮齿类动物而言,即便是极少量的黄曲霉毒素也有很强的诱发肝癌作用,非洲一次流行病学调查显示其对人类也具有同样危险。

    令人困惑的是居然有这么多的化学物被指证为致癌物质,这不仅没有简化癌症的起源问题,相反使它更复杂化了。怎样才能将堆成山的证据浓缩成少数简单原理呢?确切点说,如何用这些化学物的所作所为来阐明致癌物质一诱变因素理论呢?

    20世纪70年代中期,加州大学伯克利分校的遗传学家布鲁斯·埃姆斯(Bruce Ames),为这一谜团提供了一个答案。埃姆斯的早期研究集中于细菌基因的运作。由于涉及细菌功能的基因同更复杂的生命形式的基因非常相似,因此,埃姆斯的工作和多数细菌遗传学一样,有着广泛的影响。细菌基因用DNA分子编码,而且和人类基因一样容易因突变受损。损害人类基因的X线和许多化学物,对细菌能产生同样后果。

    研究细菌基因,对研究人类或小鼠基因有一个显著好处。细菌能够多快好省地生长。它们在20分钟内就可以开始繁殖,而小鼠则需要几个月的准备时间。所以,细菌遗传学的成果大大促进了20世纪60~70年代的基因研究。

    埃姆斯试图找出一种简单的方法,用以衡量不同化学物的相对诱变能力。他把化学物应用在培养皿中繁殖的沙门菌基因上。在他运用最广泛的试验中,某个关键基因的突变使得突变细菌繁殖成的菌落在培养皿中清晰可见;未突变的细菌则无法有此作为。所以,要精确计量某种潜在诱变因素的作用大小,只要将这种化学物注入盛有适当细菌的培养皿,使细菌基因发生突变,然后计算器中出现的菌落数。增加的菌落数直接反映了受试化学物质的诱变效力。

    埃姆斯搜集了一大批已知致癌物,然后用他的细菌突变分析法一个一个地测试过去。对测试结果的分析得出了令人振奋的相关性。对细菌有高度诱变作用的化学物质,在诱发实验用啮齿类动物肿瘤时同样有效;缺乏显著诱变作用的化学物看来也缺少致癌作用。

    致癌物质一诱变因素理论不再是空中楼阁,第一次拥有了一点实验基础。而且,一种化学物的致癌能力似乎源自于它损害机体细胞基因的能力。在诱变力和致癌能力之间,果真有着密切联系。

    被称作埃姆斯试验(Ames test)的这一方法还有另一个意外收获。现在,对新发现的化学成分,科学家们可以在一两天内计量它的潜在致癌作用。那时,以人体测试化学成分的安全性受到猛烈抨击,代之以啮齿类动物作为试验对象,试验也需要几年时间,而埃姆斯测试要比它便宜百倍。埃姆斯测试得出的一次阳性结果,几乎决定了受试化学成分的未来命运。

    当然,事情并非果真如此简单。有些化学物虽然在埃姆斯细菌测试中呈阴性,但是它们对啮齿类动物和人类癌症发病率的上升难辞其咎。石
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