數學家眼中的癌症 楊宏義
--得癌症，只是運氣不好
Cristian Tomasetti 2010 年在馬利蘭大學獲得應用數學博士學位，後在哈佛大學做博士後研究，2013年任職於Johns Hopkins 醫學院，世界上認識他的人並不多，2015年他在科學 (Science) 雜誌發表了一篇文章" Variation in cancer risk among tissues can be explained by the number of stem cell divisions" ( 幹細胞的分裂次數, 決定了癌症的風險)，科學雜誌的特約作家 Jenifer Couzin - Frankel, 把這題目解釋得更貼切 ------"得癌症，只是運氣不好"。
突然他躍上了BBC、CNN、New York Times....等全世界最重要的媒體，CNN連線訪問他, 請他對這篇文章做進一步的闡釋。很多一輩子專攻癌症原因及預防的專家，簡直恨死他了，既然癌症只是運氣不好，那麼我們還研究什麼?
Tomasetti 的論文是有幾分道理的。人一生得各種癌症的風險，肺癌---6.9%，甲狀腺癌---1.08%，腦癌及神經系統癌---0.6%，骨盆腔癌---0.03%，喉頭軟骨癌---0.00072%，這些差異有一部份可歸咎於抽菸、酗酒、紫外線、或人類乳突病毒感染，但這只適用於強烈暴露在這些因子的族群。消化道各器官的癌症風險，食道---0.51%，胃---0.86%，小腸---0.2%，大腸---4.82%，高達有24倍的差異，究竟怎麼用飲食習慣來解釋? 小腸癌的風險只有腦癌風險的1/3，雖然小腸比腦有更大的機會暴露在環境的突變劑 (Mutagens) 中，這怎麼回事? 5-10% 的癌症有遺傳的因子，具有APC基因的遺傳性大腸瘜肉症，易得大腸癌及小腸癌，但為什麼這些人得大腸癌比小腸癌的風險大很多?
人體組織內的細胞，大多已部份分化或完全分化，生命周期很短，不至於變成癌症，只有位居少數的幹細胞不斷更新、分裂，幹細胞內的染色體每複製109個核苷酸，有一個會發生錯誤，一生當中幹細胞分裂的次數愈多，則突變產生癌症的機率愈大。作者從美國的資料庫內尋找所有資訊，發現幹細胞分裂的次數與一生中癌症的風險有非常高的正關係。下表為此文部分重要的數據。
幹細胞分裂次數 癌症風險
皮膚基底癌細胞 3.55 x 1012 30%
大腸癌(非家族遺傳性) 1.168 x 1012 4.8%
皮膚黑色素癌 7.638 x 1011 2.03%
肝癌 (非C 型肝炎相關) 2.709 x 1011 0.71%
慢性淋巴性白血病 1.299 x 1011 0.52%
急性骨髓性白血病 1.299 X 1011 0.41%
肺癌 (抽菸) 9.272 X 109 8.1%
肺癌 (不抽菸) 9.272 X 109 0.45%
食道癌 1.203 X 109 0.1938%
甲狀腺髓質癌 5.85 X 107 0.0324%
骨癌 2.926 X 107 0.035%
Tomasetti進一步把環境及遺傳因子列入校正，將31種癌症分成綠色及藍色兩類，綠色的大都是機率造成的 (運氣不好，細胞分裂時突變的)，如：小腸癌、十二指腸癌、骨癌、甲狀腺髓質癌、急性骨髓性白血病、食道癌、肝癌 (非C型肝炎相關)、膽囊癌，、皮膚黑色素癌.....，藍色的則與環境、感染或遺傳有關，但細胞分裂時運氣不好也很重要，如 : 遺傳性大腸瘜肉症大腸癌、皮膚基底癌、肺癌 (抽菸)、頭頸癌 (乳突病毒16型)、肝癌 ( C型肝炎相關) .......。
從2015年1月 Tomasetti 發表這篇論文以來，至今天5月18號，在Science 雜誌本身已有39篇評論、9 篇信件對此文章提出質疑或肯定，其他知名的雜誌也有50 篇引用此文。Tomasetti 一夕之間成為名人，可是致力於預防癌症發生的公共衛生專家可要哭了: 「如果這麼多的癌症只是機率造成的，人們需要的將只是祈禱，而不是節制飲食、改善環境，那我們存在的價值在那裏呢?」
參考文獻
Cristian Tomasetti, and Bert Bogelstein, Variation in cancer risk among tissues can be explained by the number of stem cell division. Science 347, 78-81 (2015)
留言列表
