致癌基因与抑癌基因

致癌基因（oncogenes）的发现，源自反转录病毒（retrovirus）可以将己身的RNA藉由反转录酶（reverse transcriptase）转化成DNA后，将其输送入宿主细胞（host cell）的细胞核内，然后与宿主细胞之DNA相互嵌合的观察。由于这类入侵病毒基因的致活化，于动物（如鸡、鼠、猫、猴等）体内能衍生各种不同的癌瘤，基于此种事实，致癌基因最早的命名方式，常系以3个英文字母为代码（three－letter codes），如ras致癌基因，指的就是能在老鼠（rat）身上衍生肉瘤（sarcoma）的病毒基因。晚近随着分子生物学，基因选植复制（gene cloning）与基因制图（gene mapping）等生物科技的不断发展进步，科学家目前已然知晓：许多与病毒致癌基因一模一样的基因，其实原本就早已经存在人体细胞内，只不过此时基因不表现。只有在受到外来致癌原的连续刺激之后，才可能被激活过来，呈现出显性致癌基因（dominant genes）的特性。同时，新近陆续被发现出来的致癌基因，虽大致仍保有3个英文字母代码的架构，然而其命名的章法，就没有昔日那般刻板了。

常见致癌基因的致活化（activation），可藉由躯体细胞的基因突变（somatic mutation）来促成。而基因突变常见的机制有：染色体的易位（translocations）、缺失（deletions）、内翻（inversions）、增幅（amplification）等。至于致癌基因的产物（oncogene products）在功能区分上则可以是生长因素（growth factor）、生长因素的接受体（growth factor receptors），以及细胞讯息传递受动器（singnal transduction effectors），如酪氨酸蛋白致活酶（protein tyrosine kinases）与转录因素（transcription factors）等。不论功能上是划归为哪一分类，当致癌基因被激活之后，藉由转录、转译出来的蛋白酶的促进，便能使细胞周期持续高档运转，细胞增生不断，如此也为癌瘤的形成制造出一个有利的条件。

抑癌基因（tumor suppressor genes，又称antioncogenes）的蛋白质产物，通常是作用在细胞周期中的合成前期与合成期这两个阶段之间（G1S border），调控细胞周期的促动酶，发挥“煞车”（brakes）的功能，以遏阻过度亢进的细胞增生与癌瘤的形成。抑癌基因常系隐性基因（recessive genes），因此必须从父系与母系染色体中，先行发生了两次基因突变的“打击”之后，方才会丧失了抑癌基因的正常功能。最早被研究的抑癌基因为产制视网膜母细胞瘤蛋白（retinoblastoma protein）的Rb－1基因。此类肿瘤的发生，需要同一对（也就是第13对）两个染色体上之Rb－1基因，先后或同时地缺失后才能致癌。此种现象，我们称之为双重打击的效应（two－hit effect）。另一个常被提及的抑癌基因p53的蛋白质产物，本身即是一种转录因素，可以遏阻细胞进入细胞周期中的S阶段，因而终止细胞的增生状态。此外，p53基因产物也可以提供细胞一个修复DNA伤害的空档期，或假使DNA伤害过巨，则也可以进而指引细胞启动细胞凋亡的程序，两者皆可减除癌瘤新生的机会。已知，为数已超出70的致癌与抑癌基因中，以p53的缺失最为常见，约可见于人类半数左右的癌瘤种类上。

如上所述，癌症的发生乃系经由多步骤性致癌机制，验证在近年来致癌基因与抑癌基因的相关研究上，此种理论在今日尤为贴切。举例而言，大肠直肠癌的致癌过程中，先是有第5对染色体长臂（5q）上抑癌基因APC（adenomatosis polyposis coli）的缺失，遂由正常大肠黏膜上皮衍生成增生性息肉（hyperplastic polyp）。其次发生的是位于第12对染色体长臂（12q）上的基因突变，激活了致癌基因K－ras，遂衍生成中期性腺瘤（intermediate adenoma）。更进一步，由于第18对染色体长臂上（18q），另一个抑癌基因DCC（deleted in colon cancer）的缺失，便形成晚期性腺瘤（late adenoma）。此时，只要再加上第17对染色体短臂（17p）上p53抑癌基因的缺失后，此时便能衍生成大肠直肠癌。这一系列致癌与抑癌基因的逐步变化，终于导致癌病发生的连续过程，目前其他常见癌瘤如肺癌、胃癌、肝癌等，也正在进行相关的研究中。