癌癥的高發率和高死亡率，讓我們在生活中談“癌”色變。相關研究發現，癌癥的源頭是一種比細胞、細菌都小的東西——病毒。但在上世紀，病毒與癌癥之間的關系并不被科學界認可，那么它是如何一步步成為人類探索癌癥起因的焦點的呢？故事還要從一位科學家說起。
探索癌癥起因
弗朗西斯·佩頓·勞斯（Francis Peyton Rous），1879年出生于美國，是紐約市洛克菲勒研究所的內科醫生和病毒學家。年少時，勞斯就對科學顯示出濃厚的興趣，而對生物學的興趣也使得他在中學畢業后，成功進入美國第一所研究型大學——約翰·霍普金斯大學接受教育。1905年，勞斯獲得醫學博士學位，并成為該校附屬醫院一名實習醫生。
弗朗西斯·佩頓·勞斯（圖片來自網絡）
可工作一段時間后，勞斯才發現自己真正的興趣是對疾病的研究而不是治療，于是放棄醫院的工作，來到密歇根大學擔任病理學講師，而后又到德國德累斯頓的一家醫院學習病理解剖學課程。1909年，勞斯學成回到美國，不久后前往洛克菲勒醫學院任職，開始了他的疾病研究生涯。
任職后不久，一位養雞人送給了勞斯一只胸部長有肉瘤的雞，此時的他還不知道，這只病雞將改變之后一系列有關癌癥的研究。勞斯利用這只雞開展了一系列實驗，他發現，無論是把病雞的肉瘤組織直接植入到其他健康的雞身上，還是把肉瘤組織碾碎、過濾腫瘤細胞和細菌后再植入，被接種的雞都長出了肉瘤。勞斯由此在世界上首次提出雞的肉瘤是由病毒引起的，并進而認為病毒是癌癥的起因。
彼時是1911年，年輕的勞斯天才般的創見沒有引起科學界的重視。直到二戰之后，電子顯微鏡的成熟應用使人們對病毒有了更深刻的理解，勞斯的理論才再度進入人們的視野。到20世紀60年代，更多的實驗發現使病毒致癌理論被廣泛接受。1966年，在做出發現55年后，87歲的勞斯獲得了諾貝爾生理學或醫學獎，引發雞肉瘤的病毒也被稱為勞斯肉瘤病毒（RSV）。
勞斯肉瘤病毒是一種逆轉錄病毒，關于它的一些奇怪機制一直吸引著科學家們。作為RNA病毒，在誘導細胞癌變的過程中，它似乎可以將自己的遺傳信息穩定地傳遞給正常細胞，使它們轉化為癌細胞。然而，DNA的發現者之一弗朗西斯·克里克教授很早就提出，遺傳信息是由DNA轉錄到RNA，再由RNA指導蛋白質生成，而不是反過來。這一理論已經成為分子生物學的一個重要法則，即中心法則。那么真相到底是什么呢？
起初的中心法則（圖片來自網絡）
半個世紀的科學傳奇
為了解答這一疑問，美國微生物學家大衛·巴爾的摩（David Baltimore）和美國遺傳學家霍華德·特明（Howard Temin）通過對勞斯肉瘤病毒機制的研究，分別獨立發現了勞斯肉瘤病毒中存在一種能夠使遺傳信息從RNA拷貝到DNA中的酶。這種酶后來被稱為逆轉錄酶，勞斯肉瘤病毒從此被稱為逆轉錄病毒。后來，人們還發現了一系列逆轉錄病毒，其中最著名的就是導致艾滋病的HIV病毒。巴爾的摩和特明也因為此項發現而獲得了1975年諾貝爾生理學或醫學獎。
修改后的中心法則（圖片來自網絡）
依托勞斯肉瘤病毒的研究并未結束。美國微生物學家畢曉普（Michael Bishop）和其好友瓦爾繆斯（Harold Elliot Varmus）通過對勞斯肉瘤病毒的進一步研究，提出了“致癌基因”的存在。他們發現，在這個病毒僅有的4個基因中，3個用來實現病毒的復制，而第4個則專職引發癌癥并使癌癥生長，這一基因被稱為SRC。畢曉普認為，SRC不會憑空出現，很可能是由正常的細胞基因突變而來。在漫長的進化過程中，SRC不僅可能存在于雞身上，還可能在更多動物的體內發現。
經過艱苦的努力，畢曉普和瓦爾繆斯在進化時間跨度為10億年的一百多種物種體內都找到了一種“原癌基因”，它們平時是正常的細胞基因，但可以被劫持到逆轉錄病毒中并轉變成致癌基因。也就是說，每個細胞內都有SRC基因。
由此，畢曉普和瓦爾繆斯創立了逆轉錄病毒癌基因理論。這一理論告訴人們，細胞癌變的根本原因既不是病毒，也不是其他的致癌因素，而是存在于細胞自身中的原癌基因。當受到物理、化學、病毒等因素的刺激后，原癌基因被激活，就會成為致癌基因。因為這一發現，畢曉普和瓦爾繆斯也獲得了1989年諾貝爾生理學或醫學獎。
原癌基因理論
至此，由一只病雞而引發的探索癌癥奧秘的征途，已經成為科學傳奇，5位科學家先后獲得諾貝爾生理學或醫學獎。原癌基因的發現也使得人們對不良的生活方式和癌癥之間的關系有了更深的理解，即身體的運轉離不開遺傳物質，而不良的生活方式會導致遺傳物質失控，激活原癌基因。
出品：科普中國
監制：中國農學會 光明網
作者：蔡琳
本文由中國農業科學院生物技術研究所研究員金蕪軍進行科學性把關
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