死亡基因:艾滋病的“死穴”
2002年,诺贝尔生理学和医学奖得主为“器官发育和程序性细胞死亡的遗传控制”做出了杰出贡献。这个结果会对我们产生什么影响?
秋天来了,树叶会枯萎。春天来了,树叶又会再生。如果落叶知秋是对生命的诠释,那么无限的活力就是对健康的希望。当科学对“生与老”有了更多的了解时,人们可能会在“病与死”方面取得巨大的成就。
生命始于受精卵。经过多次分裂,受精卵逐渐分化成大量功能不同的细胞,形成各种组织和器官,这是器官发育的过程。细胞的死亡与细胞的生长密切相关。在个体发育过程中,细胞死亡是必不可少的,它使某些细胞在完成使命后自然消失。细胞的死亡就像秋叶的枯萎,是编程的,死得有规律。与创伤或疾病引起的细胞死亡不同,科学家们称这一过程为“程序性细胞死亡”。
既然这些细胞注定要死亡,为什么还要产生它们,这难道不是浪费吗?事实并非如此。正是由于这些细胞的产生,早期胚胎才有很大的发育潜力。这些细胞在完成使命后会自动死亡。蝌蚪会变成青蛙,尾巴上的细胞会自杀,以满足整体需要。人的早期胚胎也有短尾,因为形成尾巴的细胞正确死亡,所以我们出生时没有尾巴。如果没有程序性细胞死亡,长尾的新生儿就会出现。在发育过程中,脚趾(指)之间有鳍细胞,就像鸭掌一样。后来鳍细胞有序死亡,脚趾(指)可以相互分离,否则人的手脚会有鳍。
从胚胎、新生儿、婴儿、儿童到青少年,在这一系列人体发育成熟之前,一般来说,细胞多,死亡少,所以身体可以发育。一旦程序性细胞死亡失控,个体就无法正常发育,导致疾病、畸形甚至死亡。发育成熟后,人体细胞的诞生和死亡处于动态平衡状态。一个成年人每天都有数万亿细胞出生,数万亿细胞程序性死亡。在健康的身体中,细胞的生死总是处于良性的动态平衡状态,如果这种平衡被破坏,就会产生许多疾病。如关节炎、过敏等疾病,是细胞未按程序死亡,该死时未死亡所致。
如果死亡的细胞没有死亡,它们可能会导致恶性生长和癌症。当程序性细胞死亡出现障碍时,细胞只生不死,就会出现肿瘤、自身免疫性疾病等。癌症是危害人类健康的“头号公敌”。世界上每年有870多万癌症新发病例,690多万人死亡。在中国,每年约有152万人患癌症,105万人死亡,平均每分钟有两人死于癌症。目前,在肿瘤治疗中广泛使用的放疗和化疗方法大多是敌我不分的,在杀死癌细胞的同时,也会损伤正常细胞。假如能想办法只激活肿瘤细胞的程序性死亡,那么就能加速癌细胞的自杀,达到治疗癌症的目的。
如果不该死的细胞死得太多,也可能导致许多疾病。每天都有数百万细胞死亡,几乎每一个死亡的细胞都被新的细胞所取代,这样组织和器官就可以保持原状。过多的细胞死亡,如大量的神经细胞提前死亡,可能导致老年痴呆症。因此,如果能找到减缓神经细胞死亡的速度和方法,就能达到预防和治疗老年痴呆症的目的。被艾滋病毒攻击后,人体可引起大量淋巴细胞死亡,破坏人体免疫能力。如果能提高免疫细胞的生命力,就能达到抵抗艾滋病的目的,或者想办法抑制这个过程,赢得机体清除艾滋病毒的时间,最终战胜艾滋病。
揭示了细胞的死亡基因,为探索许多疾病的发病机制开辟了新的途径,为许多疾病的治疗开辟了新的途径。2002年诺贝尔奖获得者不仅发现细胞死亡过程中的每一步都与基因有关,还确定了多个死亡基因、预防细胞死亡的基因以及指导死亡细胞消失的基因。有两种基因可以控制细胞程序性死亡,一种是抑制细胞死亡,另一种是启动或促进细胞死亡。控制细胞正常死亡的两种基因相互作用。一旦细胞死亡的奥秘被彻底弄清楚,今天困扰人们的一些疾病就会得到很好的控制。目前,一些国家的科学家已经开发出了治疗某些疾病的新方法,一些国家已经获得了专利,并开始了临床试验。
可以预见,在不久的将来,对细胞程序性死亡的研究将在人类战胜疾病的斗争中发挥重要作用。