尼克松总统签署《国家癌症法案》

巴尔的摩

瓦默斯

(相关资料图)

劳斯

相当长一段时间内，人们并不清楚癌症是如何发生的。这种可怕的疾病不知夺去了多少人的生命，而人们对癌症的发病机制却一无所知。

20世纪初，为了解肿瘤发生机制，洛克菲勒医学研究所的佩顿·劳斯医生（1879～1970）开始尝试一些肿瘤移植实验。现在，劳斯被誉为肿瘤病毒之父，不过，劳斯年轻时候想走的却是另一条路。年少的劳斯喜欢野花，很想成为一位自然作家。18岁那年，他发表了处女作《不同月份的野花》，没想到这竟是他作为自然作家的最后一篇作品。不久，劳斯就从植物学领域转向癌症科学，并为此付出了一生的精力。

1909年，劳斯从医学院毕业，来到洛克菲勒医学研究所的癌症研究实验室。在那里，他接受了一只胸部长有肿瘤的普利茅斯岩石母鸡（Plymouth rock hen），他的任务是研究这个肿瘤的来龙去脉。当时正好有一些研究显示，动物不同个体之间可能会发生“传播性的赘生物”。这启发了劳斯，他开始试着观察母鸡的肿瘤是否也会发生传染。

劳斯切下一些肿瘤碎片，将它注射到同种系的鸡体内。果然，这些鸡也长出了肿瘤。不过，如果将肿瘤碎片注射到不同种的鸡或者其他鸟类体内，被注射的动物并不能长出肿瘤。虽然鸟类的肿瘤在当时算不上什么新奇的发现，不过，劳斯却是第一个证明这类肿瘤能够发生传染的科学家。

后来，劳斯发现，肿瘤的传染并不需要肿瘤细胞的参与。事实上，使用肿瘤的无细胞滤液也能达到传染的目的——用滤膜除去其中的微米级颗粒物（也就排除了细胞传染的可能），或者使用肿瘤细胞破碎匀浆的上清液，就能够起到传染的效果。其实，这些方法都不能去除肿瘤细胞内生存的病毒颗粒（小于0.1微米）。1910年和1911年，劳斯将这些结果陆续发表在《实验医学杂志》（Journal of Experimental Medicine）上。

其实劳斯并不是第一个发现肿瘤病毒的人。早在1908年，丹麦的两位科学家埃勒曼（1871～1924）和邦（1881～1937）就证实，一种可滤过的抽提物能在鸟类中传染白血病。不幸的是，当时学界并没有把这当回事，因为直到20世纪30年代，白血病才真正被看作是一种恶性肿瘤。相比之下，劳斯的结果倒是引起了一些注意，然而，主流意见却是质疑和反对。人们认为，这种仅在鸟类体内生长的肿瘤势必与人类癌症具有相当的差异，因而劳斯的结果并不能提供什么有益的信息。同时其他一些研究者使用同样的方法试图在大鼠、小鼠中重复这一实验，结果未能诱发肿瘤。当时大多数科学家认为，劳斯的实验结果仅适用于鸡这一物种，不能推广到哺乳动物中。大约20年后，又有科学家发现，一种乳头状瘤同样可以通过无细胞滤液在野生棉尾兔中传播。劳斯通过进一步研究发现，虽然这种肿瘤能够在生长一段时间后自然消退，但如果同时让动物接触某些化学性致癌因子，那么这些肿瘤也可能发生恶变。从这一系列实验中，劳斯提出了“肿瘤进展”假说，即人体细胞并非一定是突然转化为癌细胞的，很可能需要经过若干步骤（例如，化学刺激、病毒感染等等），才能逐步发展成癌症。劳斯发现的鸡肉瘤病毒后来被称为劳氏肉瘤病毒（RSV, Rous sarcoma virus）。

在当时人看来，劳斯的观点实在难以接受。这并不难理解，因为在大家根深蒂固的观念中，病毒感染具有传染性，而癌症是不会传染的，即便病毒真的能够导致禽类罹患癌症，人们依然认为禽类是一个特例。直到人们发现哺乳动物的血细胞可由病毒感染导致血癌，也就是白血病，劳斯实验的重要性才得到广泛认可，他也因此获得了1966年的诺贝尔奖。获奖时，劳斯已经80多岁了。也正是这一系列发现使美国当时的总统尼克松（1913～1994）在1971年签署了《国家癌症法案》，给予癌症研究巨大的资金支持和政策支持，一场历时40余年的抗癌战争从此揭开序幕。

不过，劳斯当年没有说明这种能够传染肿瘤的物质到底是什么。后来，人们才逐步确认这种物质事实上是一种逆转录病毒。说到逆转录病毒，我们不得不提及另一位科学家戴维·巴尔的摩。巴尔的摩是一位美国科学家，年仅37岁时就完成了很多科学家梦寐以求的事情——颠覆人类对生命规律的认识。那是在20世纪70年代，巴尔的摩发现了一种逆转录酶，它出现在一些肿瘤病毒中，这些病毒的遗传信息是由RNA编码的。他发现，逆转录酶能够根据RNA转录得到DNA，也就是说，遗传信息的复制是以RNA为模板的，这大大颠覆了当时根深蒂固的“中心法则”。按照“中心法则”，遗传信息由DNA编码，细胞需要根据DNA转录得到RNA，再进一步据此合成相应的蛋白质。巴尔的摩的发现对“中心法则”做出了重要补充：RNA同样能够编码遗传信息，还能转录为DNA。正因为此，巴尔的摩和另外几位科学家分享了1975年的诺贝尔生理学或医学奖。

巴尔的摩回忆说，当年他们发现这种酶的时候，并不知道是否存在一种以逆转录为中心的生理系统，更别提联想到人体内也存在相似的逆转录酶（端粒酶就是一种逆转录酶）了。不过，既然逆转录在病毒的生命活动中发挥着基础性的作用，那么可以想见，这种酶一定还有别的功能。大约10年后，人们发现，HIV就是一种感染人类的逆转录病毒，相应地，逆转录酶也就成为了治疗艾滋病的潜在靶标。

不过，从另一个角度看，逆转录酶同样对生物进化发挥着至关重要的作用。按照巴尔的摩的说法，逆转录酶是推动进化发生的主要力量。逆转录酶能够促使病毒遗传信息插入宿主基因组，并且能够多次插入不同的位置。随着这些外来基因的插入，宿主基因组逐渐发生改变、信息得到丰富，从而使进化成为可能。

不过，我们还没有提到逆转录病毒与肿瘤之间的真正关联者——致癌基因on⁃cogene），这同样要引出一位诺贝尔奖获得者——美国科学家哈罗德·瓦默斯，至此，故事中的第三位主角终于出现了。瓦默斯出生于医学世家，父亲是全科医生，母亲则是致力于精神病学研究的社会工作者。据此推测，瓦默斯似乎理所应当成为一名医生，不过事实却出人意料。上了大学之后的瓦默斯逐渐发现了更广阔的天地，他成了一名英语文学专业的学生，致力于编辑校报，甚至还写过一系列关于狄更斯的研究论文；而像有机化学这样的理科课程只得了C。瓦默斯本想继续攻读英语文学的学位，不过，经过一段时间的犹豫，他最终决定去哥伦比亚大学学习医学。因为瓦默斯猜想，像他这样既喜欢语言、书籍，又喜欢研究大脑的人，或许更适合成为一名精神科医生。后来他的想法又一次发生了改变。在哥伦比亚大学，瓦默斯爱上了内科学——或许是因为内科学的“叙事”特性，它的发展史、发现史，以及如何侦测疾病深深吸引了瓦默斯。眼看医学博士的学位就要拿到了，但像瓦默斯这样反对越战的医生没有多少工作岗位可以选择。

幸运的是，美国国立卫生研究院的一所从事细菌遗传学研究的实验室相中了瓦默斯，瓦默斯的科研生涯从此开始。然而，当时的瓦默斯根本没有从事过任何研究工作。

很快，瓦默斯迷上了搞研究的感觉，他兴奋地练习各种实验技术，激动地等待实验结果——28岁的瓦默斯彻底被科学吸引住了。不过，与此同时，瓦默斯意识到自己并没有太多遗传学方面的基础知识，相反，他有着很好的医学根底，有着解决医学相关问题的浓厚兴趣。很快，瓦默斯发现了适合自己的领域——癌症生物学，研究一个正常细胞如何成为能够无限增殖的异常细胞，而其中一项重要内容就是研究能够导致癌症发生的肿瘤病毒。肿瘤病毒所携带的遗传信息相对宿主细胞来说简直微乎其微，但前者竟然能够改变一个细胞的行为，瓦默斯相信，从中一定能窥探出病毒基因与癌症发生的重要秘密。

1970年，瓦默斯来到加利福尼亚，在那里碰到与他兴趣相投的约翰·毕晓普。他们开始着手研究逆转录病毒是如何生长、如何导致癌症发生的。他们发现，人体健康细胞中的正常基因可致癌，这些基因被称为原癌基因（proto-oncogene）。原癌基因平时负责调控细胞增殖，一旦被入侵病毒吸收或受到化学致癌物的影响，就可能引起细胞增殖失常，进而导致癌症发生。这时，原癌基因呈现出显性作用，成为致癌基因。毕晓普和瓦默斯因此共享了1989年的诺贝尔生理学或医学奖。

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