人类一直以来都在探究人类癌症的病因。我们已经走了很远：中世纪希波克拉底提出的早期理论认为，该疾病源于体内所谓的“黑胆汁”积聚。这一理论以及其他后续理论——例如将癌细胞本身视为感染性、传染性病原体——已被现代研究证伪。科学家们现在明白，癌症源于细胞复制时 DNA 中产生的突变，而导致这些突变的因素有三个：环境因素、遗传因素和随机因素。然而，一个因素对另一个因素的影响仍然很大程度上未知。
现在，约翰霍普金斯大学的一组研究人员利用新的统计模型来解决这个问题。在分析了 32 种常见癌症后，研究人员估计，66% 的癌症突变来自细胞分裂时发生的随机突变，29% 来自环境因素，5% 为遗传。这意味着，对于患有这些癌症的人来说，大约三分之二最终导致癌症的突变发生，并非因为他们所处环境的因素或从父母那里遗传的因素，而是健康细胞生长和分裂的直接结果。遗传学家表示，研究人员应该利用这种新的认识，将更多精力集中在尽可能早期地检测和治疗癌症上。
细胞分裂是一个自然过程，其中一个细胞分裂成两个细胞，以产生新的、必需的健康细胞。但在这个过程中，细胞内的 DNA 会发生随机突变。其他因素也会导致这些突变。吸烟或摄入低纤维饮食等环境因素会增加这些错误发生的几率。当这些突变积累到一定程度时——无论其原因是什么——细胞就会开始不受控制地分裂。这种不受控制的分裂就是我们所说的癌症。
研究人员想知道每个致突变因素对癌症发生的影响有多大。对于 32 种癌症，他们收集了来自世界各地患者的医疗信息，包括患者的 DNA 序列、生活方式信息以及癌症类型。他们结合这些数据集来了解每个突变因素的影响。以肺癌为例，一项分析过程如下：研究人员已经知道，对于一个饮食健康、从未吸烟的普通人，细胞会发生多少随机突变。假设这个数字是 100。从这些数据集中，以及之前的研究中，他们发现吸烟者的细胞突变率是健康不吸烟者的三倍。因此，你可以预期在吸烟者身上找到 300 个突变。所以，从概率上讲，你可以将多出的 200 个归因于吸烟。他们通过比较健康个体突变的平均数量与已知的导致这些癌症的环境和遗传因素所致突变的数量，对另外 31 种癌症进行了类似的分析。
对 32 种癌症的比较进一步证明了随机突变的影响。在分裂频率较高的组织中，癌症更为常见。例如，结肠中的细胞分裂频率远高于大脑中的细胞，这就是为什么结肠癌在人群中的发病率远高于脑癌的原因。但总的来说，他们得到的数字——66% 随机，29% 环境，5% 遗传——告诉研究人员，大多数癌症是由无法预测的随机、不可预测的“错误”引起的。
该研究的合著者、约翰霍普金斯大学病理学和肿瘤学教授 Bert Vogelstein 表示，这为数百万患有癌症但生活几乎完美无瑕的患者带来了慰藉。“我们希望这能帮助人们减轻对癌症的内疚感。无论他们做什么，癌症都可能会发生。”研究人员说，这些结果也有助于指导未来的研究：了解如何在癌症早期发展时就识别它，可能会提供更好的成功治疗机会。
那么，我们能做些什么来减缓甚至完全消除这些随机突变吗？目前，研究人员表示大多数是无法避免的，但未来某些突变可能可以避免。细胞在分裂过程中有四种方式会发生随机突变。其中一种称为活性氧或“自由基”，理论上可以通过将细胞暴露于特殊抗氧化剂来减少。Vogelstein 说，对这些突变的更好理解可以开启研究领域，以开发这类抗氧化预防疗法。“这与我们对胆固醇的理解相似，”Vogelstein 说。“在我们了解胆固醇之前，我们不知道可以尝试降低胆固醇来预防心血管疾病。”
也许这类研究来得正是时候。研究人员认为，未来随着人口持续老龄化，归因于随机突变的癌症病例百分比只会增加。随着身体老化，细胞将经历更多的分裂，这会增加突变和癌症的几率。Vogelstein 说，我们要应对这种增加的方法是找到更好的方法在癌症早期进行检测。
