持續性致癌訊號(constitutive oncogenic signaling)
/ oncogene = ONK-o-jeen; constitutive = kon-STIT-yoo-tiv /
我們見過的每一個訊號開關,本該是訊號到來時撥到「開」、訊號離去時撥到「關」。癌症,在它的分子核心處,就是一些被卡在「開」的訊號開關。「持續性」(constitutive)意為「不論有無輸入,始終開啟」——而癌基因(oncogene)是這樣一種基因:它的蛋白質一旦突變為持續活化,便驅動一個細胞走向癌症。想像一個門鈴,門口沒人也響個不停:細胞不停地聽到「生長、分裂」,而外面其實根本沒有什麼在叫它這麼做。
健康的生長訊號基因被稱為原癌基因(proto-oncogene)——這些是再正常不過的基因,編碼那些受體、GTP酶和激酶,在被恰當觸發時促進分裂。一個突變把原癌基因變成癌基因,辦法是把它的產物永久地卡在「開」。損傷可以落在路徑上的任何位置:一個不結合任何配體也照樣發訊號的受體酪胺酸激酶(卡在「開」的EGFR或HER2);一個再也水解不了自己GTP、於是永不關閉的Ras GTP酶;一個像BRAF那樣鎖在活性形狀裡的激酶;或者乾脆是一個正常生長基因的拷貝太多了。在每一種情況下,結果都一樣——一個訊號持續地長鳴,細胞在本應需要外部許可的情況下卻逕自分裂。值得注意的是,癌基因以「顯性」方式起作用:一個過度活躍的拷貝就夠了,就像一個卡在「開」的開關壓過了一個正常工作的開關。這與抑癌基因(tumour-suppressor gene)恰成鏡像——抑癌基因是那些關閉開關與剎車,它們的喪失則撤掉了約束。
這個概念之所以重要,是因為它把整個訊號領域與那種奪去數百萬生命的疾病聯繫了起來,也因為它直指治療。由於癌細胞常常變得依賴於那個正驅動著它們的癌基因(一種叫「癌基因成癮」的狀態),那些把那一個蛋白質重新關掉的藥物可以驚人地有效——針對BRAF或突變EGFR的激酶抑制劑、針對HER2的抗體,以及針對突變KRAS的新藥。誠實的告誡是:癌症會反擊——它們讓標靶發生突變,或者訊號網路繞過那個被堵的節點重新布線,所以單單關掉一個癌基因很少能成為永久的治癒。儘管如此,把訊息傳遞理解為「可能卡在開的開關」,已經重塑了我們對癌症的解釋方式與治療方式。
人類發現的頭一個癌基因,正是一個突變的RAS,於1980年代初從一個膀胱癌細胞中分離出來。僅僅一個鹼基的改變就換掉了一個胺基酸,使Ras這個開關再也關不掉自己。這一個發現——一個被突變到永久開啟的正常生長基因——成了理解訊號在癌症中如何出錯的範本。
第一個癌基因是一個卡在「開」的RAS:僅一個鹼基的改變就讓一個正常的生長開關關不掉了。
癌基因(卡在「開」的生長開關)和抑癌基因(失靈的剎車)是相反的,而不是一回事。一個癌基因只需一個過度活躍的拷貝就足以惹禍;一個抑癌基因通常要兩個拷貝都被敲掉,它的約束才算消失。