肝內膽管癌是一種發(fā)病率不高但致死率很高的疾病，這些年來(lái)發(fā)病也有上升的趨勢，加拿大西蒙弗雷澤大學(xué)分子生物學(xué)和生物化學(xué)的陳楠生教授對103名中國肝內膽管癌患者及對照者體細胞樣本進(jìn)行了相關(guān)測序工作，分析鑒定出了肝內膽管癌特異相關(guān)的一些體細胞突變，并進(jìn)一步揭示了其中25個(gè)具有顯著(zhù)性的突變基因、以及8個(gè)潛在的癌驅動(dòng)基因。相關(guān)研究論文于2014年12月15日，發(fā)表在《自然通訊》(Nature Communications)上。為此陳教授接受了果殼網(wǎng)科學(xué)人的采訪(fǎng)：

　　科學(xué)人：針對肝細胞癌的大規模基因組測序研究較多，但是對于肝內膽管癌的此方面研究才剛開(kāi)始開(kāi)展。您的該研究工作是第一個(gè)基于國內肝內膽管癌病例、通過(guò)外顯子組測序來(lái)鑒定特異體細胞突變的研究工作，我們想知道，是什么因素或者原因使得您選擇這個(gè)課題的？

　　陳楠生：肝內膽管癌（ICC）是一個(gè)致死率很高的癌癥，沒(méi)有有效的診斷和醫療方法，并且肝內膽管癌的患者數在世界范圍內呈顯著(zhù)的上升趨勢。但是在與主要的肝癌種類(lèi)肝細胞癌（HCC）相比，肝內膽管癌在研究領(lǐng)域的關(guān)注度較低，一方面因為它的發(fā)病率比較低，大約站肝癌的5-10%，另一方面因為許多研究者很難獲得足夠多的病人和樣本開(kāi)展研究。我的項目合作者之一胡和平教授是第二軍醫大學(xué)的教授，博士生導師，也是世界上最大的肝膽醫院，東方肝膽醫院的臨床醫生。他長(cháng)期關(guān)注肝內膽管癌并開(kāi)展了一系列的臨床和基礎研究，為利用基因組研究肝內膽管癌的發(fā)病機制奠定了良好的基礎。我們很久以前就開(kāi)始探討利用DNA測序和生物信息學(xué)方法了解肝內膽管癌的突變譜和致病基因。當時(shí)基因組測序雖然已經(jīng)很流行，但是測序費用仍然很高，只有少數大型實(shí)驗室才能夠開(kāi)展。到了大約2009年，外顯子測序技術(shù)開(kāi)始成熟，這項革命性的技術(shù)針對基因組中的編碼區，既大大降低了研究成本，有降低了分析成本，給我們帶來(lái)了希望。于是我們抓住這個(gè)時(shí)機與復旦大學(xué)化學(xué)系教授丁傳凡一起正式啟動(dòng)了這個(gè)項目。

　　科學(xué)人：您在文中提到，近年肝內膽管癌的發(fā)病率不斷在提高，并且其在亞洲的發(fā)病率高與全球的平均水平，特別是泰國，該疾病的發(fā)病率接近了千分之一，是世界平均值的100倍。您能解釋一下，發(fā)病率不斷的增加、以及部分地區極高的發(fā)病率的內在原因嗎？

　　陳楠生：肝內膽管癌在全球發(fā)病率增加這個(gè)現象是通過(guò)流行病學(xué)研究發(fā)現的，但是增加的原因尚不清楚。肝內膽管癌的主要致病因素也還不清楚，可能因素包括肝內膽管結石，原發(fā)性硬化性膽管炎，病毒性肝炎，以及寄生蟲(chóng)感染等。在泰國的高發(fā)病率一般認為與一種叫肝吸蟲(chóng)的寄生蟲(chóng)有關(guān)。在中國，肝內膽管癌發(fā)病率的流行病學(xué)發(fā)表資料不全面，準確的發(fā)病率也不太清楚，但是，根據一些發(fā)表的相關(guān)資料推斷，肝內膽管癌在中國的發(fā)病率可能也比較高。我國肝內膽管癌可能主要與肝內單管結石，乙型肝炎病毒感染有關(guān)，寄生蟲(chóng)感染可能不是主要因素，但具體發(fā)病原因尚不十分清楚。綜合一些零星的報道和我們的基因組研究結果，可能包括乙肝病毒，黃曲霉毒素，馬兜鈴酸等因素。當然這些因素是否起作用，起多大的作用，都有待嚴格的分子生物學(xué)實(shí)驗來(lái)驗證。

　　科學(xué)人：我們知道，腫瘤發(fā)生、發(fā)展的分子生物學(xué)本質(zhì)是細胞內遺傳調控和表觀(guān)遺傳調控的紊亂，同時(shí)您在文中也提出了，氧化磷酸化水平的變化也是其中的一部分。在您看來(lái)，隨著(zhù)人們對癌癥的不斷理解，我們在進(jìn)行相關(guān)研究的思路上會(huì )有巨大的改變嗎？

　　陳楠生：癌癥研究是一個(gè)歷史悠久的研究方向。自1994年乳腺癌基因克隆，特別是近年來(lái)基因組技術(shù)的引入，癌癥研究方向又有了革命性的發(fā)展，發(fā)現了許多“癌驅動(dòng)基因”，包括所謂的癌基因和腫瘤抑制基因。這些基因的變化影響多個(gè)生物學(xué)通路，改變細胞生長(cháng)。事實(shí)上，腫瘤生長(cháng)過(guò)程中氧化磷酸化的變化并非一個(gè)新想法。大約60年前，諾貝爾獎獲得者奧托·海因里希·瓦爾堡（Otto Heinrich Warburg）提出了一個(gè)后來(lái)被稱(chēng)為“瓦氏效應”的理論。這個(gè)發(fā)表在科學(xué)雜志上的理論認為，癌細胞的線(xiàn)粒體利用糖酵解產(chǎn)生能量，而不是利用更加有效的氧化磷酸化產(chǎn)生能量。我們的研究表明，肝內膽管癌細胞中很多參與氧化磷酸化的基因有突變，從而失去了參與氧化磷酸化功能，促使癌細胞不得不降低對氧化磷酸化，與瓦氏效應理論的預測結果相吻合。總之，過(guò)去的癌癥研究已經(jīng)為現代的癌癥研究了建立一個(gè)堅實(shí)的基礎，而現代以基因組學(xué)為主要方法的癌癥研究豐富過(guò)去的理論。當然，進(jìn)一步的癌癥研究將讓我們更加清楚的認識包括肝內膽管癌在內的所有癌癥，研究思路也會(huì )發(fā)生巨大的改變。未來(lái)5-10年的癌癥研究是很值得期待的。

　　科學(xué)人：通過(guò)您的研究工作，我們進(jìn)一步認識到了遺傳基礎以及基因水平上對于癌癥、特別是肝內膽管癌的決定性影響，但我們是不是可以認為，比如生活習慣和醫療衛生等后天因素，對于這類(lèi)癌癥發(fā)生和發(fā)展的影響就不大了呢 ？

　　陳楠生：我們通常說(shuō)癌癥是一個(gè)遺傳病，是說(shuō)決大多數癌癥的發(fā)生是由于細胞基因組的改變。需要強調的是，這些基因組的改變有些是可遺傳的，比如很多種類(lèi)的乳腺癌，但是，更多的可能并非遺傳的，而是后天獲得的。這些后天獲得的突變和由突變而導致的癌癥是由于非生殖細胞（即體細胞）基因組有外界影響突變而產(chǎn)生。我們這個(gè)針對肝內膽管癌的研究針對的正是體細胞的突變，通過(guò)比較癌變細胞和正常細胞的基因組DNA差異完成的。現在絕大多數的癌癥基因組研究項目也都是針對體細胞的突變。可以說(shuō)，生活習慣的后天因素，比如吸煙（導致肺癌），紫外線(xiàn)（導致皮膚癌），乙肝病毒（導致肝癌）已經(jīng)被明確證實(shí)導致癌癥。所以，生活習慣和醫療衛生等后天因素對于任何癌癥的發(fā)生和發(fā)展的影響都是巨大的。

　　科學(xué)人：您在研究中進(jìn)行了大量的基因測序和分析工作，如鑒定了9,713 somatic synonymous和影響了3637個(gè)基因的 non-synonymous mutations。如此巨大的研究工作，您和您的團隊是怎么安排和執行的呢？

　　陳楠生：這是一個(gè)合作項目，有來(lái)自三個(gè)研究單位（第二軍醫大學(xué)，加拿大西蒙菲沙大學(xué)，和復旦大學(xué)）的多個(gè)研究人員參加，包括博士后，研究生等。能夠完成這樣一個(gè)項目，除了訓練有素的人員以外，還需要比較強大的計算機系統和生物信息學(xué)軟件支持。我們利用了加拿大國家計算中心的超大規模計算機系統，以及最新開(kāi)發(fā)的生物信息學(xué)軟件。在我們三個(gè)研究組之間，我們保持積極的合作，發(fā)揮各自的特長(cháng)。

　　科學(xué)人：通過(guò)對大量數據結果的比較和分析，您發(fā)現了25個(gè)重要的突變基因，并且其中有8個(gè)非常關(guān)鍵。您能用較為簡(jiǎn)潔易懂的語(yǔ)言，給讀者描述一下這個(gè)部分工作的原理和過(guò)程嗎？同時(shí)，您使用的Genome-MuSiC又是一個(gè)什么樣的工具呢？

　　陳楠生：簡(jiǎn)而言之，肝內膽管癌不是由一個(gè)或兩個(gè)單一基因的突變導致的，它的發(fā)生機制具有多樣性。很多不同基因的突變均可導致肝內膽管癌。這可能意味著(zhù)很多不同的因素，各自導致不同的突變，影響不同的生物路徑，但是最終都引起同一種癌癥，肝內膽管癌。與在泰國發(fā)生的由寄生蟲(chóng)引起的肝內膽管癌相比，我國的肝內膽管癌的突變譜有顯著(zhù)的不同，可能意味著(zhù)不同的致病因素，不同的發(fā)病背景，參與的癌癥基因和生物學(xué)通路也不相同。所有這些意味著(zhù)我們對肝內膽管癌的了解還只是處于起步階段。Genome-MuSiC是一個(gè)通用于癌癥基因組學(xué)的統計軟件，用于判斷一個(gè)基因的突變是否具有顯著(zhù)的統計學(xué)差異。

　　科學(xué)人：在您的研究中，全外顯子組測序是十分重要的一個(gè)部分。那么，您認為隨著(zhù)測序技術(shù)的快速發(fā)展，它給我們進(jìn)行相關(guān)的研究工作提供了多大的貢獻？

　　陳楠生：如上所述，全外顯子組測序是一個(gè)非常重要的基因組分析技術(shù)，既能降低成本，又能提高分析速度。現代癌癥基因組學(xué)的飛速發(fā)展極大程度上得意于這個(gè)技術(shù)。這項技術(shù)也將在臨床應用中起關(guān)鍵作用。

　　科學(xué)人：本次杰出的研究工作，為今后臨床上提供快速、準確的肝內膽管癌檢測，以及進(jìn)行有效的針對性治療提供了十分重要的幫助。您認為，把該研究成果最終應用到臨床上，還需要經(jīng)過(guò)哪些過(guò)程？相關(guān)的工作已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行了嗎？

　　陳楠生：理論上說(shuō)，將研究結果應用于臨床的條件已經(jīng)完全具備。但是，大規模的臨床推廣還有待多方面條件的建立，比如遺傳信息的保密和管理，更多靶向藥物的開(kāi)發(fā)等。

　　編者按：這是我遇到過(guò)的最認真的研究者，他認真地回答我們的每一個(gè)問(wèn)題，這種嚴謹的態(tài)度讓人欽佩。