基于中醫整體觀念探討泛癌圖譜計劃*

趙雯宇，司富春，王文彬，宋雪杰

1.河南中醫藥大學，河南 鄭州 450046；2.河南省中醫方證信號傳導重點實驗室/河南省中醫方證信號傳導國際聯合實驗室，河南 鄭州 450046

癌癥本質上是一種隨著體細胞突變積累而進化、發展的基因疾病，這一點已經在全世界達成了共識［1-2］。人體內關鍵基因突變的積累，改變了細胞增殖、分化和死亡的正常程序，導致癌癥發生［3］。癌癥基因組圖譜（the cancer genome atlas，TCGA）計劃自2005年啟動以來，已成為全世界最全面的癌癥基因組數據庫，通過分析33種最常見癌癥類型的11 000多種腫瘤樣本，對腫瘤在人體中如何產生、于何處產生和為何產生提供了獨特、全面、深入的研究數據［4］。隨著研究的不斷深入，發現不同類型、不同組織起源的腫瘤存在一定的共性，而源于同一組織的腫瘤又存在基因改變的差異。為了分析不同類型、不同組織起源腫瘤的共性和差異，TCGA于2012年10月在加利福尼亞州圣克魯茲舉行的會議上發起了泛癌圖譜計劃［5］。泛癌圖譜計劃的研究模式和研究內容是對TCGA數據的整合、升華，與中醫整體觀念有一定契合之處。本文對泛癌圖譜計劃的研究進展進行綜述，并對其研究模式和研究內容與中醫整體觀念的關系進行探討，以期為癌癥的中西醫研究思路和方法提供參考。

1 泛癌圖譜計劃研究進展

在全世界近半個世紀的“抗癌戰爭”中，癌癥治療已取得了重大進展。隨著基因測序技術的高速發展，人們識別了大量的癌基因及抑癌基因［6-9］，發現了癌癥易感性增加的種族變異［10］。目前，研究在識別驅動基因突變、評估其耐藥性、疾病亞型分型、預后和微小殘留疾病檢測方面已經取得了顯著成果［11-15］。

TCGA項目經過十幾年的研究，發現了一些普遍規律［16］。有學者應用新一代測序儀和全基因組測序技術對特定的腫瘤類型進行基因組學、轉錄組學、蛋白組學分析，發現了新的腫瘤標記物［17-22］，一些標志物已經在臨床廣泛應用［19，23-24］。有研究證實，發生在同一器官的癌癥臨床表現不同，而不同器官的癌癥亦存在著共同特征，如導管乳腺癌雖然發生在同一個器官，但卻是不同疾病的集合，其主要亞型（如luminal A、luminal B、HER2、基底樣）在臨床上的處理方式差異較大。使用免疫檢查點程序性死亡配體1（programmed death-ligand 1，PD-L1）抑制劑進行免疫治療是惡性黑色素瘤和肺癌的新型治療方法，而PD-L1的表達也可能是食管癌和胃癌免疫治療療效的主要預后因素和預測性生物標志物［25-26］。DNA測序發現了一系列已知的和新型的周期性基因組畸變，包括突變、放大、缺失、易位、融合和其他結構變異，其中關鍵基因的融合在腫瘤的發生發展過程中起著重要作用［3，27-28］。同時，基因組重排和染色體碎裂也為研究提供了腫瘤基因組進化的新范式，讓我們以更廣闊的視野認識和研究腫瘤［29-31］。雖然研究發現了一些癌癥相關的一般性規律，但受腫瘤類型因素的影響，多數關于癌癥分子、病理和臨床性質的研究都受到限制［32］。泛癌圖譜計劃實現了從單個腫瘤類型的分子描述到跨越不同腫瘤類型的分子分析［5］，揭示了一種新的腫瘤類型聚類方法，基于分子相似性進行腫瘤分組。整合聚類進一步強調了細胞起源模式的主導作用，組織學或解剖學相關的癌癥類型之間的分子相似性為泛癌分析提供了基礎，如泛胃腸道癌、泛婦科癌、泛腎癌、泛鱗狀癌及與干細胞特征相關的癌癥［33-37］。泛癌研究在癌癥易感性變異、致癌通路共現與互斥、生物調控網絡紊亂、病毒感染對癌癥的影響等方面都取得了一定的進展，現綜述如下。

1.1 癌癥易感性變異泛癌計劃已經開展了迄今為止規模最大的癌癥易感性變異調查，在33種常見癌癥類型的10 000多例樣本中，約8%的患者存在共計853種致病性或疑似致病性的生殖細胞變異［38］。這種變異存在于患者體內的每個細胞中，能夠促進癌癥進展，并且在多種癌癥類型中常見，此發現或許有助于解釋癌癥遺傳性［39］，如抑癌基因乳腺癌易感基因（breastcancer susceptibilitygene，BRCA）1、BRCA2的變異常與乳腺癌、卵巢癌相關［40］，但研究亦證實這些基因發生的罕見變異或與胰腺癌相關［41］。

1.2 致癌通路共現與互斥在不同的腫瘤類型和個體腫瘤樣本中，發生改變的基因和通路存在相當大的差異。研究者利用TCGA數據庫的9 125個腫瘤樣品的體細胞突變、拷貝數變化、mRNA表達、基因融合和DNA甲基化數據，分析了10種經典信號通路──細胞周期、Hippo、Myc、Notch、Nrf2、磷脂酰肌醇-3激酶（phosphatidylinositol-3-kinases，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，Akt）、受體酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinases，RTK）-RAS、轉化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）、p53和Wnt/β-catenin中的體細胞變化模式，并將這些癌癥類型分為64種亞型［42］。基于數據結果，總結出33種癌癥類型的突變模式，并鑒定出突變的共現性和互斥性模式。研究表明，89%的腫瘤至少存在一種通路改變，至少57%的腫瘤能夠得到一種有效的靶向藥物治療，30%的腫瘤有多靶點改變。識別不同類型癌癥之間和通路內復發、共發或互斥的關系，有助于闡明致癌通路改變的功能相關機制，提示了聯合治療的可能性，為臨床治療方案提供依據。

1.3 生物調控網絡紊亂每個細胞組分的生物學功能都是由類似“俄羅斯套娃”樣的多級基因調控層次控制的，包括轉錄因子-啟動子相互作用、增強子激活、DNA甲基化、miRNA介導的調控、翻譯和翻譯后修飾［43-45］。研究發現，在癌癥細胞中，調控網絡常被共同導致癌癥表型的分子畸變重新連接［46-47］。在調控網絡中，增強子作為一類重要的非編碼DNA調控元件，與目標啟動子相互作用，共同調節下游基因，在細胞的致瘤過程中也發揮著重要作用［48］。目前已經有研究者開展了超級增強子的泛癌分析及增強子在癌癥中的作用研究，發現除了作為預后生物標志物外，增強子還可以作為治療療效的預測標志物［49］。研究者運用新的計算方法推斷因果增強因子-基因的相互作用［50］，在增強子表達的泛癌分析中，發現并驗證了PD-L1下游140 kb的增強子，結果發現了核因子-κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）介導的激活PD-L1的增強子-啟動子交互模型，這一研究成果肯定了增強子調節關鍵治療靶點的潛在方式及臨床意義。

1.4 病毒感染對癌癥的影響據估計，在人類癌癥病例中，病毒感染占10%～15%［51］。眾所周知，人類乳頭瘤病毒（human papilloma virus，HPV）、乙型肝炎病毒（hepatitis B virus，HBV）和EB病毒（epstein-barr virus，EBV）等都是與癌癥相關的病原體［52-54］。泛癌圖譜計劃調查了23種癌癥類型、6 813個腫瘤樣本和559個相鄰正常樣本，對不同癌癥類型的病毒感染、病毒基因表達、病毒整合和病毒變異進行了研究［55］。發現在食管癌、喉癌、胃癌和直腸腺癌等頭頸部癌癥和胃腸道相關癌癥中，人類皰疹病毒高表達，在腦低級別膠質瘤中發現了HPV表達。值得注意的是，除了病毒基因表達外，在肝癌和子宮頸癌中還發現了病毒整合，HBV和HPV均需要宿主驅動基因的改變來啟動和發展癌癥。

2 泛癌圖譜計劃與中醫整體觀念的關系

癌癥作為世界疑難疾病之一，其發病機制錯綜復雜。中西醫均認為，人體是一個有機整體，任何腫瘤都是機體整體功能失調在局部的反映［56-57］。多種癌癥之間復雜的機制聯系恰恰說明了人體自身的整體性。對于腫瘤的形成，國醫大師周仲瑛教授的“癌毒”理論認為，癌毒留結為腫瘤發病之根，癌毒一旦留結，阻礙經絡氣機運行，津液失于正常輸布則留結為痰，血液不能正常運行則停留為瘀，癌毒與痰瘀搏結，形成腫塊［58］。目前，現代醫學對于腫瘤的診斷和治療多停留在局部，泛癌研究模式的轉變表明現代醫學對于癌癥的研究方法正在更新。

2.1 癌癥易感性與先天稟賦基于整體觀念對癌癥進行辨識是尋找癌癥易感因素的核心，人體自身的整體性及與外界環境的統一性認識是癌癥存在易感性的理論基礎。中醫基于六淫七情、飲食內傷、生活環境及稟賦體質對疾病的預警已經充分證明了此觀點的科學性［59］。從中醫理論上講，生殖細胞與先天稟賦密切相關，而先天稟賦與外環境又存在統一性。《靈樞·天年》云：“人之始生……以母為基，以父為楯。”中醫學把人出生前從父母所獲得的一切統稱為先天稟賦，先天稟賦的狀況與父母生殖之精的質量密切相關［60］。癌癥的遺傳性和易感性取決于先天稟賦的優劣。稟賦是自身體質的基礎，父母體質強壯，則子代體質大多強壯，反之亦然。正如張景岳認為：“以人之稟賦言，則先天強厚者多壽，先天薄弱者多夭；后天培養者，壽者更壽，后天斫削者，夭者更夭。”現代研究已經證實，基因可根據體內外環境的變化作出適應性反應，而生殖細胞的突變如果能夠早期干預，或許會降低子代患病的概率。

2.2 生物調控網絡與五行理論五行理論是中醫學的哲學基礎，是中醫學理論體系的重要組成部分，亦是中醫學整體觀念的自然演化［61］。中醫學以五行的生克乘侮規律來闡釋人體的生理功能、病理變化及其與外在環境的相互關系，從而指導臨床診斷和治療。人體細胞的生物學功能由多水平基因多層次進行調控，這個復雜的調控網絡就相當于中醫的五行生克制化圖，調控的過程在某種程度上與中醫五行生克規律類似，是中醫五行生克關系在微觀層面的體現。五行對應五臟，五臟不和，內環境失于調控，則陰陽氣血逆亂。王永炎院士認為，氣亂、血涌成壅、痰結、毒踞是癌癥的共性發病病機和基本病理因素［62］。隨著病程和病機的演變，癌邪具有不斷增殖、耗傷營養、流竄生長、阻礙氣機、破壞臟腑經絡等惡劣行為［63］。五行生克關系推動和維持事物的正常生長、發展和變化，正如《類經圖翼》中所云：“造化之機不可無生，亦不可無制，無生而發育無由，無制則亢而為害。”若人體細胞各調控層次和調控部件能夠遵循各自的規律，各司其職，既相互作用，又相互影響，人體細胞就能夠正常生長、發育、成熟、分化，癌癥也就不會發生。

2.3 病毒感染致癌與六淫外襲腫瘤的發生除氣、血、痰、食等的聚結外，更有致癌之“毒”。周仲瑛教授認為，癌毒是導致腫瘤發生的一種特異性致病因子，既是致病因素，也是病理產物［58］。宋楊士瀛亦指出：“癌者……毒根深藏，穿孔透里。”隨著對癌癥認識的不斷深入，外邪侵襲在癌毒產生過程中發揮的作用也不可忽視。六淫外襲，由肌膚、皮毛、孔竅漸入肌肉、流竄經絡，進而侵及血脈，或蘊結成痰，或致氣滯血瘀，從而形成痰毒、瘀毒，變生癌毒［64］。現代醫學研究已經證實，HPV、EB病毒、HBV與宮頸癌、口咽癌與肝癌密切相關［65-66］，多環芳烴、芳香胺、偶氮染料類等化學性致癌因素，電離輻射、長期陽光暴曬等物理性致癌因素［67］，均可用六淫外襲變生瘤毒來解釋。人體不但是一個有機的整體，還與自然環境息息相關，泛癌圖譜計劃關于病毒感染在癌癥發生發展中的作用研究與中醫整體觀念中外感因素對于疾病的影響觀點不謀而合，《黃帝內經》所云“虛邪賊風，避之有時”，就強調了抵御外邪在防病養生方面的重要性。

3 小結與展望

癌癥是具有高度異質性的疾病，需要關注癌癥的特性，并探索眾多癌癥的一般規律，泛癌計劃正是基于基因組學和蛋白組學從不同的癌癥數據中尋找共性［68-69］。從中醫理論上講，癌癥研究要求我們遵從“整體觀念”，不管從各個臟腑、組織、經絡的宏觀角度，還是從基因、蛋白的分子角度，都不能將局部的病變與人體其他部位割裂開來，更不能以偏概全，用某一個或某幾個基因及通路的改變作為判斷疾病復雜機制的依據。

泛癌研究從單個腫瘤類型的分子描述到跨越不同腫瘤類型的分子分析，本質上是對癌癥認識的不斷提升。從對癌癥的易感性認識、探究病毒感染對癌癥的影響，到發現癌癥發生發展過程中生物調控網絡的紊亂，泛癌的最新研究結果也充分說明了整體觀念在認識和研究人體生理、病理方面以及對于疾病診斷和治療的重要作用［70］。基于中醫整體觀念，追求“生理-心理-社會-道德”的完美健康狀態，既要遵從中醫“治未病”思想，運用綜合調理方法維系人體的陰陽平衡，調養正氣，提高身體素質和對外環境的適應能力，也要遵守現代預防醫學的三級預防理念，針對特定病因進行干預，探求疾病的發生發展規律，分析環境中主要致病因素對健康的影響，提供醫學評估，趨利避害，達到促進健康和預防疾病的目的［71］。

中醫防治癌癥的優勢在于整體調控，辨證論治。整體平衡狀態的維持在于元氣的旺盛，元氣旺盛就要求顧護腎之先天，調養脾之后天，辨證治療要求因人而異調整五臟的偏倚。TCGA數據大多來自原發腫瘤，而臨床患者通常會死于轉移，故探討癌前病變、首要病變、轉移性腫瘤與藥物治療敏感性或耐藥性的關系將是今后研究的主要方向。目前我們能做的就是基于中醫理論和最新研究成果，利用中醫的方法做好易感人群的綜合調理，預防癌前病變，及時發現首要病變；探討轉移性腫瘤的中醫病機，篩選針對化療耐藥和增敏的藥物并積極探討其作用機制，發掘更好的腫瘤研究方法，不斷驗證其可行性和科學性，以期為未來癌癥研究和臨床決策提供參考。