肝內膽管癌是一種發病率不高但致死率很高的疾病，這些年來發病也有上升的趨勢，加拿大西蒙弗雷澤大學分子生物學和生物化學的陳楠生教授對103名中國肝內膽管癌患者及對照者體細胞樣本進行了相關測序工作，分析鑒定出了肝內膽管癌特異相關的一些體細胞突變，並進一步揭示了其中25個具有顯著性的突變基因、以及8個潛在的癌驅動基因。相關研究論文於2014年12月15日，發表在《自然通訊》(Nature Communications)上。為此陳教授接受了果殼網科學人的采訪：
科學人：針對肝細胞癌的大規模基因組測序研究較多，但是對於肝內膽管癌的此方面研究才剛開始開展。您的該研究工作是第一個基於國內肝內膽管癌病例、通過外顯子組測序來鑒定特異體細胞突變的研究工作，我們想知道，是什麼因素或者原因使得您選擇這個課題的？
陳楠生：肝內膽管癌（ICC）是一個致死率很高的癌症，沒有有效的診斷和醫療方法，並且肝內膽管癌的患者數在世界范圍內呈顯著的上升趨勢。但是在與主要的肝癌種類肝細胞癌（HCC）相比，肝內膽管癌在研究領域的關注度較低，一方面因為它的發病率比較低，大約站肝癌的5-10%，另一方面因為許多研究者很難獲得足夠多的病人和樣本開展研究。我的項目合作者之一胡和平教授是第二軍醫大學的教授，博士生導師，也是世界上最大的肝膽醫院，東方肝膽醫院的臨床醫生。他長期關注肝內膽管癌並開展了一系列的臨床和基礎研究，為利用基因組研究肝內膽管癌的發病機制奠定了良好的基礎。我們很久以前就開始探討利用DNA測序和生物信息學方法了解肝內膽管癌的突變譜和致病基因。當時基因組測序雖然已經很流行，但是測序費用仍然很高，只有少數大型實驗室才能夠開展。到了大約2009年，外顯子測序技術開始成熟，這項革命性的技術針對基因組中的編碼區，既大大降低了研究成本，有降低了分析成本，給我們帶來了希望。於是我們抓住這個時機與復旦大學化學系教授丁傳凡一起正式啟動了這個項目。
科學人：您在文中提到，近年肝內膽管癌的發病率不斷在提高，並且其在亞洲的發病率高與全球的平均水平，特別是泰國，該疾病的發病率接近了千分之一，是世界平均值的100倍。您能解釋一下，發病率不斷的增加、以及部分地區極高的發病率的內在原因嗎？
陳楠生：肝內膽管癌在全球發病率增加這個現象是通過流行病學研究發現的，但是增加的原因尚不清楚。肝內膽管癌的主要致病因素也還不清楚，可能因素包括肝內膽管結石，原發性硬化性膽管炎，病毒性肝炎，以及寄生蟲感染等。在泰國的高發病率一般認為與一種叫肝吸蟲的寄生蟲有關。在中國，肝內膽管癌發病率的流行病學發表資料不全面，准確的發病率也不太清楚，但是，根據一些發表的相關資料推斷，肝內膽管癌在中國的發病率可能也比較高。我國肝內膽管癌可能主要與肝內單管結石，乙型肝炎病毒感染有關，寄生蟲感染可能不是主要因素，但具體發病原因尚不十分清楚。綜合一些零星的報道和我們的基因組研究結果，可能包括乙肝病毒，黃曲霉毒素，馬兜鈴酸等因素。當然這些因素是否起作用，起多大的作用，都有待嚴格的分子生物學實驗來驗證。
科學人：我們知道，腫瘤發生、發展的分子生物學本質是細胞內遺傳調控和表觀遺傳調控的紊亂，同時您在文中也提出了，氧化磷酸化水平的變化也是其中的一部分。在您看來，隨著人們對癌症的不斷理解，我們在進行相關研究的思路上會有巨大的改變嗎？
陳楠生：癌症研究是一個歷史悠久的研究方向。自1994年乳腺癌基因克隆，特別是近年來基因組技術的引入，癌症研究方向又有了革命性的發展，發現了許多“癌驅動基因”，包括所謂的癌基因和腫瘤抑制基因。這些基因的變化影響多個生物學通路，改變細胞生長。事實上，腫瘤生長過程中氧化磷酸化的變化並非一個新想法。大約60年前，諾貝爾獎獲得者奧托·海因裡希·瓦爾堡（Otto Heinrich Warburg）提出了一個後來被稱為“瓦氏效應”的理論。這個發表在科學雜志上的理論認為，癌細胞的線粒體利用糖酵解產生能量，而不是利用更加有效的氧化磷酸化產生能量。我們的研究表明，肝內膽管癌細胞中很多參與氧化磷酸化的基因有突變，從而失去了參與氧化磷酸化功能，促使癌細胞不得不降低對氧化磷酸化，與瓦氏效應理論的預測結果相吻合。總之，過去的癌症研究已經為現代的癌症研究了建立一個堅實的基礎，而現代以基因組學為主要方法的癌症研究豐富過去的理論。當然，進一步的癌症研究將讓我們更加清楚的認識包括肝內膽管癌在內的所有癌症，研究思路也會發生巨大的改變。未來5-10年的癌症研究是很值得期待的。
科學人：通過您的研究工作，我們進一步認識到了遺傳基礎以及基因水平上對於癌症、特別是肝內膽管癌的決定性影響，但我們是不是可以認為，比如生活習慣和醫療衛生等後天因素，對於這類癌症發生和發展的影響就不大了呢 ？
陳楠生：我們通常說癌症是一個遺傳病，是說決大多數癌症的發生是由於細胞基因組的改變。需要強調的是，這些基因組的改變有些是可遺傳的，比如很多種類的乳腺癌，但是，更多的可能並非遺傳的，而是後天獲得的。這些後天獲得的突變和由突變而導致的癌症是由於非生殖細胞（即體細胞）基因組有外界影響突變而產生。我們這個針對肝內膽管癌的研究針對的正是體細胞的突變，通過比較癌變細胞和正常細胞的基因組DNA差異完成的。現在絕大多數的癌症基因組研究項目也都是針對體細胞的突變。可以說，生活習慣的後天因素，比如吸煙（導致肺癌），紫外線（導致皮膚癌），乙肝病毒（導致肝癌）已經被明確證實導致癌症。所以，生活習慣和醫療衛生等後天因素對於任何癌症的發生和發展的影響都是巨大的。
科學人：您在研究中進行了大量的基因測序和分析工作，如鑒定了9,713 somatic synonymous和影響了3637個基因的 non-synonymous mutations。如此巨大的研究工作，您和您的團隊是怎麼安排和執行的呢？
陳楠生：這是一個合作項目，有來自三個研究單位（第二軍醫大學，加拿大西蒙菲沙大學，和復旦大學）的多個研究人員參加，包括博士後，研究生等。能夠完成這樣一個項目，除了訓練有素的人員以外，還需要比較強大的計算機系統和生物信息學軟件支持。我們利用了加拿大國家計算中心的超大規模計算機系統，以及最新開發的生物信息學軟件。在我們三個研究組之間，我們保持積極的合作，發揮各自的特長。
科學人：通過對大量數據結果的比較和分析，您發現了25個重要的突變基因，並且其中有8個非常關鍵。您能用較為簡潔易懂的語言，給讀者描述一下這個部分工作的原理和過程嗎？同時，您使用的Genome-MuSiC又是一個什麼樣的工具呢？
陳楠生：簡而言之，肝內膽管癌不是由一個或兩個單一基因的突變導致的，它的發生機制具有多樣性。很多不同基因的突變均可導致肝內膽管癌。這可能意味著很多不同的因素，各自導致不同的突變，影響不同的生物路徑，但是最終都引起同一種癌症，肝內膽管癌。與在泰國發生的由寄生蟲引起的肝內膽管癌相比，我國的肝內膽管癌的突變譜有顯著的不同，可能意味著不同的致病因素，不同的發病背景，參與的癌症基因和生物學通路也不相同。所有這些意味著我們對肝內膽管癌的了解還只是處於起步階段。Genome-MuSiC是一個通用於癌症基因組學的統計軟件，用於判斷一個基因的突變是否具有顯著的統計學差異。
科學人：在您的研究中，全外顯子組測序是十分重要的一個部分。那麼，您認為隨著測序技術的快速發展，它給我們進行相關的研究工作提供了多大的貢獻？
陳楠生：如上所述，全外顯子組測序是一個非常重要的基因組分析技術，既能降低成本，又能提高分析速度。現代癌症基因組學的飛速發展極大程度上得意於這個技術。這項技術也將在臨床應用中起關鍵作用。
科學人：本次傑出的研究工作，為今後臨床上提供快速、准確的肝內膽管癌檢測，以及進行有效的針對性治療提供了十分重要的幫助。您認為，把該研究成果最終應用到臨床上，還需要經過哪些過程？相關的工作已經開始進行了嗎？
陳楠生：理論上說，將研究結果應用於臨床的條件已經完全具備。但是，大規模的臨床推廣還有待多方面條件的建立，比如遺傳信息的保密和管理，更多靶向藥物的開發等。
編者按：這是我遇到過的最認真的研究者，他認真地回答我們的每一個問題，這種嚴謹的態度讓人欽佩。
