科學(xué)家們就兒童白血病的起源已經(jīng)爭論了一個(gè)多世紀。5月21日,發(fā)表在Nature Reviews Cancer上的一篇重要綜述首次揭示了大多數兒童白血病的可能原因。讓人驚訝的是,分析結果顯示,細菌和病毒感染在其中發(fā)揮了極其關(guān)鍵的作用。這一重要發(fā)現也被BBC以《缺失微生物“導致”兒童癌癥》(Missing microbes 'cause' childhood cancer)為題進(jìn)行了報道。
1.導致ALL的兩步關(guān)鍵過(guò)程
倫敦癌癥研究所的Mel Greaves教授是這篇題為“A causal mechanism for childhood acute lymphoblastic leukaemia”的綜述的唯一作者,他分析了收集到的關(guān)于急性淋巴細胞白血病(acute lymphoblastic leukaemia,ALL,最常見(jiàn)的兒童癌癥)有史以來(lái)最全面的證據,并得出了重要的結論:ALL是由基因突變和接觸感染(exposure to infection)兩步過(guò)程導致的。
具體來(lái)說(shuō),第一步涉及在胎兒出生之前發(fā)生的、能夠誘發(fā)兒童患白血病的基因突變。不過(guò),只有1%天生攜帶這種基因突變的兒童會(huì )繼續發(fā)展成白血病。
第二步與感染相關(guān):通過(guò)接觸一種或多種常見(jiàn)感染,ALL也可能在兒童時(shí)期的晚些時(shí)候被觸發(fā)。不過(guò),這主要發(fā)生在生命的第一年經(jīng)歷了“干凈童年”('clean' childhoods,與其他嬰兒或年齡較大的兒童沒(méi)有太多互動(dòng))的兒童中。
Greaves教授認為,兒童ALL是現代社會(huì )進(jìn)步的一個(gè)“悖論”——在生命早期缺乏微生物暴露(microbial exposure)反而會(huì )導致免疫系統發(fā)生故障。而他的發(fā)現意味著(zhù),在嬰兒期用一些方法刺激或“啟動(dòng)”免疫系統可能能夠預防ALL。
2.質(zhì)疑先前觀(guān)點(diǎn),提出“延遲感染”理論
具體來(lái)說(shuō),在這篇具有里程碑意義的論文中,Greaves教授匯集了超過(guò)30年的關(guān)于兒童白血病遺傳學(xué)、細胞生物學(xué)、免疫學(xué)、流行病學(xué)和動(dòng)物模型的研究。
經(jīng)過(guò)分析,他質(zhì)疑了先前判定環(huán)境因素(如電離輻射、電纜、電磁波或人造化學(xué)物質(zhì))可能是導致白血病的主要原因的報告,認為沒(méi)有強有力的證據能夠證明這些因素是致病的主要原因。相反,他提出了ALL病因的“延遲感染”(delayed infection)理論,即早期感染有利于啟動(dòng)免疫系統,但在沒(méi)有早期啟動(dòng)的情況下,之后的感染會(huì )觸發(fā)白血病。
Greaves教授認為,與I型糖尿病、其他自身免疫性疾病和過(guò)敏癥相同,如果兒童的免疫系統在生命的第一年得到恰當的“啟動(dòng)”,那么,兒童白血病可能是可以預防的。
3.兒童ALL或可預防
一些調查患ALL的雙胞胎的研究表明,ALL的發(fā)生需要2個(gè)突變或“兩次打擊”(two 'hits')。第一個(gè)突變在子宮中發(fā)生,起源于雙胞胎中的其中一人,產(chǎn)生了一群前惡性細胞(pre-malignant cells),這些細胞會(huì )通過(guò)雙胞胎之間的血液供給傳遞給雙胞胎中的另一人。第二個(gè)突變發(fā)生在出生后,且在雙胞胎中是不同的。
人類(lèi)研究和動(dòng)物實(shí)驗都表明,感染(可能是由一系列常見(jiàn)的病毒和細菌引起的)能夠觸發(fā)第二個(gè)基因突變(打擊,hit)。在Greaves教授調查的一組獨特案例中,所有病例都感染了流感病毒。小鼠研究也證實(shí),當將經(jīng)改造后攜帶一種白血病激活基因的小鼠從一個(gè)超干凈的、無(wú)菌的環(huán)境中移至有常見(jiàn)微生物的環(huán)境中時(shí),小鼠會(huì )發(fā)展成ALL。
最重要的是,人口研究發(fā)現,在嬰兒時(shí)期早點(diǎn)接觸感染能夠預防ALL,而這最可能是通過(guò)啟動(dòng)免疫系統實(shí)現的。這表明,兒童ALL可能是可以預防的。
現在,Greaves教授正在調查是否早期暴露于無(wú)害的“細菌”能夠預防小鼠患白血病。這將帶來(lái)一種可能性,即通過(guò)使兒童暴露于常見(jiàn)但無(wú)害的微生物來(lái)防止其患白血病。不過(guò),他也強調了以下2點(diǎn):1)雖然暴露于普通感染的模式(patterns of exposure to common infections)似乎是至關(guān)重要的,但兒童白血病的風(fēng)險,就像大多數常見(jiàn)癌癥一樣,也受到遺傳易感性和機會(huì )(genetic susceptibility and chance)的影響;2)感染是特定適用于A(yíng)LL的原因,其他更罕見(jiàn)的癌癥類(lèi)型(包括嬰兒白血病、急性髓系白血病)可能有不同的因果機制。
4.幾十年工作的“頂點(diǎn)”
Greaves教授說(shuō):“我花了40多年的時(shí)間研究?jì)和籽。谶@段時(shí)間里,我們對其生物學(xué)及治療的理解取得了巨大的進(jìn)步——因此,今天約90%的病例都被治愈了。但我總覺(jué)得,我們的知識有一個(gè)缺口——為什么健康的孩子會(huì )患上白血病,以及是否這種癌癥是可以預防的。”
“這一新成果是幾十年工作的‘頂點(diǎn)’,為主要類(lèi)型的兒童白血病是如何發(fā)展的提供了可信的解釋。研究明確指出,ALL有一個(gè)清晰的生物學(xué)原因。在免疫系統未被恰當啟動(dòng)的兒童中,ALL可由各種各樣的感染觸發(fā)。該研究還打破了關(guān)于白血病病因的一些長(cháng)久存在的誤解,如這種疾病通常是由于接觸電磁波或污染引起的。”
“我希望這項研究能對孩子們的生活產(chǎn)生真正的影響。其中,最重要的影響是,大多數兒童白血病病例很可能是可以預防的。”
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