表观遗传学能预防癌症吗?

表观遗传学是附着在我们DNA上的化学标记，具有打开和关闭基因的能力。DNA在我们的一生中不会改变，而且在我们身体的每个细胞中都是完全一样的。也就是说，如果你检查了你俩的基因序列皮肤细胞和你大脑细胞，你无法区分它们。

但是这些细胞之间是有区别的，因为它们执行着非常不同的功能。区别在于表观基因;这些标记会激活那些让皮肤细胞表现得像皮肤细胞一样的基因，同时关闭那些它不需要的基因，比如那些让皮肤细胞表现得像脑细胞一样的基因。一开始，每个细胞都有可能长成任何类型的组织。这就是一个细胞——受精卵——如何形成成为人类所必需的所有不同类型的组织。

表观遗传学涉及到一个叫做DNA甲基化，这个过程发生在DNA序列中一个叫做CpG岛．我们的DNA由碱基对序列组成，缩写为C、G、T和a。CpG岛是一个磷酸基将C(胞嘧啶核苷酸)连接到相应的G碱基(鸟嘌呤核苷酸)上的区域。一个甲基是附在C基上的“标签”。基因发生了化学变化，但基因序列本身没有改变。

甲基的存在告诉基因不要表达自己，也被称为基因沉默．当细胞复制时，甲基会传递给新的细胞。三种不同的酶，被称为DNA甲基转移酶(DNMTs)，负责DNA甲基化。表观遗传学还决定了特定遗传区域的DNA如何缠绕在被称为组蛋白．DNA越紧密，那些特定基因被表达的可能性就越小。

我们早就知道癌症是由基因异常引起的，但直到最近，研究人员才发现表观遗传异常也会导致癌症。表观遗传异常发生在DNA甲基化过程中。当DNA甲基化过程出现问题时，一些致癌基因的产生就开始了，这些致癌基因负责癌症中不受控制的细胞生长。甲基化这意味着C碱基上有过多的甲基标记。这个异常信息告诉细胞比正常情况下更快地复制。一些抗癌基因也可能是DNA甲基化过程中出现问题的结果，在甲基化过程中，标签关闭了通常会抑制肿瘤生长的基因。

研究人员还不完全确定DNA甲基化过程出错的原因和方式。有一种理论认为，在我们的一生中，当我们经历组织损伤时，我们的表观基因会变得异常老化或者来自环境因素。老年人比年轻人有更多的表观遗传损伤。当我们的组织受损时，我们的细胞必须分裂和复制，以修复和取代它。随着时间的推移，这些细胞失去了像过去那样精确执行这一功能的能力。它们分裂得越频繁，出错的可能性就越大。在经过一定数量的分裂(具体分裂数未知)后，一些表观基因似乎停止正确标记基因。

如果表观遗传学可以治疗癌症，那么它就有可能从一开始就阻止癌症的出现。当然，我们不可能避免单纯由衰老引起的组织损伤。我们也无法阻止表观遗传异常的发生或在过程的早期逆转它们。然而，也许有一天我们可以成功地操纵那些患某些癌症风险较高的人的突变表观基因。还需要更多的研究来检测这些异常，并在它们导致癌症之前启动或关闭必要的基因。

一些医生发现用表观遗传疗法治疗某些癌症是成功的。安德森癌症中心的让-皮埃尔·伊萨(Jean-Pierre Issa)博士进行了一项治疗骨髓增生异常综合征(MDS)癌症患者的研究。这种癌症很可能是由表观遗传异常引起的，因为它只在老年人中发现，即那些在衰老过程中有广泛细胞损伤的人。MDS在骨髓中产生异常细胞，此前没有有效的治疗方法。

表观遗传学治疗的目的是打开最初被表观遗传学关闭的基因。伊萨在使用一种叫做地他滨的药物方面取得了一些成功。这种药物与我们DNA密码中的胞嘧啶碱性质相似。它的工作原理是阻止DNA甲基转移酶(DNMTs)进行DNA甲基化过程，从而导致基因的重新激活。根据Issa的说法，在这项研究中，大约一半患有MDS或类似癌症(急性骨髓性白血病)的患者在服用地西他滨后完全缓解。

研究人员正在研究针对DNMTs的其他药物，以治疗其他类型的癌症和其他遗传疾病。美国癌症研究院还成立了一个人类表观基因组工作组，以识别和定义表观基因组，并研究如何通过操纵表观基因组来治疗癌症和其他疾病。所以，虽然表观遗传学目前还不能预防癌症，但总有一天会实现的。