癌癥，它幾乎肆虐橫行在人體的每一個(gè)部位。腫瘤襲擊大腦和臟腑、肌肉和骨骼。有一些潛移默化，有一些則來(lái)勢(shì)洶洶。人體組織中出現(xiàn)腫瘤意味著正常功能毀于一旦，大廈將傾，混亂不堪。人體的生物機(jī)制原本是如此完美、精密、妙不可言，然而這一切都因癌癥發(fā)生了令人沮喪的變化。無(wú)論癌癥在何處現(xiàn)身，它們總是以外來(lái)生命形式的面目出現(xiàn)，鬼鬼祟祟地潛入人體，然后在人體內(nèi)啟動(dòng)毀滅之旅。然而這只不過(guò)是一種假象：真相遠(yuǎn)比它復(fù)雜、有趣。

腫瘤并非入侵的外敵。它們和構(gòu)建人體組織的物質(zhì)系出同門。腫瘤同樣是人體細(xì)胞筑就的噩夢(mèng)，它們侵蝕生物秩序，破壞生物功能，假如一路綠燈，所向披靡，它們將令整個(gè)復(fù)雜的生命體系土崩瓦解。

細(xì)胞是怎樣組合成人體組織的呢？想來(lái)該是有一些技藝高超的建筑師監(jiān)督著成群工人各就各位，形成或正?；驉盒缘慕M織吧？事實(shí)上，這種發(fā)號(hào)施令、調(diào)遣細(xì)胞排列組合的角色并不存在。人體組織的復(fù)雜性來(lái)源于構(gòu)筑大廈的每一塊磚石——個(gè)體細(xì)胞本身。變化自下而上地發(fā)生著。

正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞都知道自己的使命。每一個(gè)細(xì)胞都攜帶著自己的程序，告訴自己何時(shí)成長(zhǎng)、何時(shí)分裂、如何和別的細(xì)胞聯(lián)手構(gòu)造器官及組織。我們的身體就是由高度自治的細(xì)胞組成的極為復(fù)雜的社會(huì)。作為一個(gè)完全獨(dú)立的個(gè)體，每一個(gè)細(xì)胞都各具特質(zhì)。

正是在這一領(lǐng)域，我們發(fā)現(xiàn)了驚人的協(xié)調(diào)，同時(shí)又蘊(yùn)涵著巨大的風(fēng)險(xiǎn)。無(wú)數(shù)細(xì)胞戮力同心創(chuàng)建了統(tǒng)一的、協(xié)調(diào)一致的人體，這是多么美妙??！然而，由于缺少一個(gè)俯瞰眾生的總建筑師，生命體又是處在怎樣的危險(xiǎn)中啊！數(shù)以兆計(jì)的工人完全自治，混亂自然難以避免。通常情況下，細(xì)胞們行為規(guī)范，熱心公益，人體秩序井然。但是，在器官或組織內(nèi)部，偶爾會(huì)有那么一個(gè)細(xì)胞特立獨(dú)行。這時(shí)，人們避之惟恐不及的災(zāi)難——癌癥來(lái)臨了。

在人們不經(jīng)意之間，多數(shù)腫瘤已發(fā)展成擁有幾十億個(gè)甚至更多細(xì)胞的龐然大物。一個(gè)腫瘤內(nèi)的細(xì)胞在很多方面，諸如外形、生長(zhǎng)特性、新陳代謝，都和它們?cè)谡Ｇ闆r下的表現(xiàn)大相徑庭。突然之間出現(xiàn)了這么一大幫怪異的細(xì)胞，說(shuō)明存在著集體倒戈的現(xiàn)象，有幾百萬(wàn)個(gè)正常細(xì)胞一夜之間投入了腫瘤體的麾下。

可是，這又是假象。腫瘤的形成是一個(gè)曠日持久的過(guò)程，常常要持續(xù)幾十年的時(shí)間。所有的腫瘤細(xì)胞都是同一個(gè)先祖、一個(gè)存活在腫瘤體顯山露水之前許多年的祖先的直系后裔。這一個(gè)離經(jīng)叛道、恣意妄為的細(xì)胞，它在人體的某個(gè)組織內(nèi)開(kāi)始了自己獨(dú)特的生長(zhǎng)道路。自此以后，是它自身內(nèi)部的程序而不再是周圍細(xì)胞群體的需要決定著它的擴(kuò)張行徑。

所以，不是幾百萬(wàn)個(gè)新生力量，而是一個(gè)始作俑者，產(chǎn)生了數(shù)目巨大、一脈相承的叛亂后裔。腫瘤中那幾十億個(gè)細(xì)胞同它們叛逆的祖光如出一轍，它們對(duì)于周圍組織的健康成長(zhǎng)毫無(wú)興趣。同先祖一樣，它們抱定一個(gè)宗旨：快快成長(zhǎng)，快快裂變，無(wú)限擴(kuò)張。

這些細(xì)胞制造的混亂說(shuō)明，讓人體內(nèi)每一個(gè)細(xì)胞自作主張是極其危險(xiǎn)的。然而，6億年來(lái)， 不獨(dú)人體，所有復(fù)雜的多細(xì)胞生物都是這么構(gòu)造的。有鑒于此，我們認(rèn)識(shí)到，癌癥并不是摩登禍患，而是從古至今所有多細(xì)胞生物體共有的危難。實(shí)際上，想想人體內(nèi)那數(shù)以兆計(jì)的細(xì)胞，癌癥沒(méi)有在我們漫長(zhǎng)的人生旅途中頻源亮相已經(jīng)是一個(gè)奇跡了。體內(nèi)藍(lán)圖為了理解腫瘤生長(zhǎng)的方式，我們必須了解構(gòu)成腫瘤的細(xì)胞。純潔的個(gè)體細(xì)胞為什么一反常態(tài)、胡作非為起來(lái)？概言之，正常細(xì)胞或者癌細(xì)胞，它們?cè)趺茨苤篮螘r(shí)開(kāi)始生長(zhǎng)？難道細(xì)胞有自我意識(shí)嗎？如果答案是否定的，那么在人體細(xì)胞內(nèi)部，究竟是何種復(fù)雜的決策機(jī)制決定細(xì)胞的生長(zhǎng)、休眠或者死亡呢？

本書的焦點(diǎn)問(wèn)題是正常人體細(xì)胞擁有的內(nèi)部機(jī)制。這種機(jī)制告訴細(xì)胞如何、何時(shí)成長(zhǎng)并與其他細(xì)胞聯(lián)手創(chuàng)造功能高度協(xié)調(diào)的人體組織。不同細(xì)胞攜帶的程序反映了它們各自行為的復(fù)雜生物方案及藍(lán)圖。我們將會(huì)看到，當(dāng)癌癥發(fā)生時(shí)，這種內(nèi)部程序起了變化。只有理解了這種程序的正常及缺陷狀態(tài)，我們才能弄懂驅(qū)策癌細(xì)胞的動(dòng)力。

人體內(nèi)有幾百種細(xì)胞。不同種類的細(xì)胞聚合形成不同的組織和器官。鑒于細(xì)胞個(gè)體的差異性，我們可能會(huì)猜測(cè)，由于每一種細(xì)胞都攜帶著不同的方案，每種方案都指示著獨(dú)特的成長(zhǎng)以及構(gòu)筑組織的能力，因此人體內(nèi)存在著數(shù)目巨大的方案群。直覺(jué)令我們誤入歧途。事實(shí)上，盡管人體內(nèi)不同部分——不論大腦、肌肉、肝臟還是腎臟——一的細(xì)胞外表各異，但它們又非常相似，出人意料地?cái)y帶著一模一樣的藍(lán)圖。

這種同一性可以追溯到它們的共同起源。如同腫瘤細(xì)胞一樣，正常人體細(xì)胞也源自一個(gè)共同的祖細(xì)胞。它們屬于一個(gè)大家庭，彼此有著血緣關(guān)系，通過(guò)反復(fù)生長(zhǎng)、分裂，受精卵從單細(xì)胞變成了幾萬(wàn)億個(gè)細(xì)胞，形成了整個(gè)人體。一個(gè)成年人體的細(xì)胞數(shù)量——超過(guò)了幾十萬(wàn)億——遠(yuǎn)遠(yuǎn)超乎人們的想象力。

指引著人體細(xì)胞的藍(lán)圖最初見(jiàn)諸于早先的受精卵，而后代代相傳。實(shí)際上所有的人體后代細(xì)胞都不變地繼承了這一藍(lán)圖。可是，盡管幾萬(wàn)億個(gè)細(xì)胞擁有同一套行為規(guī)范體系，它們的外表、行為仍然大異其趣。在細(xì)胞共同的內(nèi)部藍(lán)圖與它們還異的外表之間，有著驚人的悻離?？磥?lái)外表并不能告訴我們多少指引細(xì)胞生命軌跡的內(nèi)部程序。

單一、共同的規(guī)劃怎會(huì)產(chǎn)生如此差異呢？在過(guò)去的幾十年里，人們找到了一個(gè)簡(jiǎn)單的答案：人體細(xì)胞攜帶的復(fù)雜的主導(dǎo)規(guī)劃中，含有的信息量大大超出了單個(gè)細(xì)胞可能利用的數(shù)量。單細(xì)胞有選擇地對(duì)待它們擁有的共同藍(lán)圖。從巨大的信息庫(kù)中讀取某些特定信息來(lái)設(shè)計(jì)自身行為。這種選擇性的閱讀方法使得全身每一個(gè)細(xì)胞都各具特色，和它們的親戚們（無(wú)論親疏）涇渭分明。

卵子受精后不久就開(kāi)始分裂，而后它的兩個(gè)女兒繼續(xù)這一過(guò)程。隨后的胚胎發(fā)育過(guò)程則是細(xì)胞的瘋狂生長(zhǎng)和分裂。受精卵產(chǎn)生的最初幾代細(xì)胞看上去極其相似；它們緊密結(jié)合成一個(gè)無(wú)差別、同根生的細(xì)胞簇，形成一個(gè)細(xì)小的漿果。伴隨著胚胎的發(fā)育進(jìn)程，這些細(xì)胞的后代開(kāi)始顯露出差異。它們開(kāi)始分化為肌肉、大腦或者血液細(xì)胞群的成員。這一個(gè)選擇不同命運(yùn)的過(guò)程——差別化過(guò)程——是人體發(fā)育的核心秘密，也是纏繞在研究者們胸中的不解之謎。

胚胎一隅的某個(gè)細(xì)胞讀取了產(chǎn)生血紅蛋白的基因指示，成長(zhǎng)為一個(gè)血紅細(xì)胞；別處的某個(gè)細(xì)胞考慮了制造消化酶的信息，變成了胰腺的一部分；還有一個(gè)細(xì)胞學(xué)會(huì)了如何釋放出電信號(hào)，成為大腦的一分子。

胚胎細(xì)胞有選擇地讀取基因內(nèi)容從而選擇了調(diào)異的性狀，這一決策并非是細(xì)胞必須作出的惟一重要決定。在它的基因藍(lán)圖中，它尚需考慮另一個(gè)舉足輕重的議題：何時(shí)開(kāi)始生長(zhǎng)、分裂，何時(shí)又該駐足休息。

這些關(guān)于成長(zhǎng)的指令不僅在早期、而且在以后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)仍有重要意義。在大多數(shù)成熟組織內(nèi)部，細(xì)胞不斷地新陳代謝。事實(shí)上，一個(gè)成熟組織維持正常構(gòu)造的能力，取決于前仆后繼的機(jī)制，即由大量候補(bǔ)者的生長(zhǎng)來(lái)補(bǔ)償前任細(xì)胞的偶爾缺失。如果候補(bǔ)者過(guò)少，組織會(huì)枯萎衰竭。如果候補(bǔ)者太多了，組織又會(huì)擴(kuò)張出正常界限，也許會(huì)畸變成腫瘤。適度控制細(xì)胞的擴(kuò)張是非常重要的，這一任務(wù)貫穿生物體的一生。

要理解癌癥，我們必須搞清正常細(xì)胞的內(nèi)部藍(lán)圖是如何告訴他們開(kāi)始繁殖的時(shí)間，我們必須明白癌細(xì)胞的藍(lán)圖是如何發(fā)生了錯(cuò)亂。癌癥的根源就在于這一藍(lán)圖?；虻臄?shù)目， 一直存在爭(zhēng)議。最確切的估計(jì)大概在7萬(wàn)一10萬(wàn)之間。這些基因共同組成的基因庫(kù)，就是被稱作人類基因組的總體藍(lán)圖。

藍(lán)圖一詞意味著精確、嚴(yán)謹(jǐn)、一絲不茍。斟酌后確定的藍(lán)圖可以避免秩序混亂。生物學(xué)家們很早就意識(shí)到這種藍(lán)圖的存在，盡管那時(shí)他們對(duì)于細(xì)胞的內(nèi)部機(jī)制所知寥寥。人們最初將藍(lán)圖同整個(gè)生物體聯(lián)系在一起，以后才發(fā)現(xiàn)藍(lán)圖對(duì)于單細(xì)胞的生存也是不可或缺的。

19世紀(jì)中葉，奧地利修土孟德?tīng)柎_立了生物體遺傳原理。他著重研究豌豆屬植物基因性狀的傳遞——例如花的顏色、種子的性狀。他的研究成果一度湮沒(méi)，在20世紀(jì)初能夠重見(jiàn)天日要?dú)w功于三位遺傳學(xué)家。后世所稱的孟德?tīng)栠z傳定律以幾個(gè)簡(jiǎn)單概念為基礎(chǔ)。首先，從豌豆屬植物到人類，所有復(fù)雜的生物體都通過(guò)同一種遺傳機(jī)制將基因從父母?jìng)鬟f給子女。其次，一個(gè)生物體的性狀在理論上可以分解為大量獨(dú)立性狀的組合，譬如豌豆花的顏色和豆粒形狀、人類眼珠的顏色或者身高。再次，每一性狀都可以追溯到通過(guò)有性繁殖由父母?jìng)鹘o子女的某些肉眼不可見(jiàn)的信息包的作用結(jié)果。這些信息包的有效傳遞使得子女能夠取得與其父母極為相似的性狀。

這種信息包被稱作基因；每一個(gè)人類基因都擔(dān)負(fù)著組建一種人體性狀的功能。隨著我們對(duì)基因的了解越來(lái)越多，很顯然，人體的所有領(lǐng)域，直到肉眼不可見(jiàn)的單細(xì)胞的內(nèi)部工作機(jī)制，都是由個(gè)人從他（她）的父母處承襲的基因決定的。它說(shuō)明所謂的總體藍(lán)圖就是基因的大匯合。

我們已經(jīng)知道，藍(lán)圖基因并不是存放在人體某個(gè)單一的中樞庫(kù)房?jī)?nèi)。相反，幾萬(wàn)億個(gè)細(xì)胞中的每一個(gè)都攜帶著全部藍(lán)圖的一份完整副本。這一簡(jiǎn)單事實(shí)迫使我們重新考慮，在復(fù)雜的生物體內(nèi)，基因是如何組織其內(nèi)部構(gòu)造的：基因直接控制著細(xì)胞個(gè)體的行為。在自身基因的操縱下，單細(xì)胞同其他所有細(xì)胞共同創(chuàng)建了生物體的形式和功能。因此，整個(gè)生物體的復(fù)雜性正代表了體內(nèi)所有個(gè)體細(xì)胞的行為總和。也就是說(shuō)，主導(dǎo)細(xì)胞活動(dòng)的基因組就是控制生物體外觀和行為的那個(gè)基因組。

長(zhǎng)久以來(lái)，圍繞組成人類遺傳藍(lán)圖的不同信息包——個(gè)體基因——的數(shù)目，一直存在爭(zhēng)議。 最確切的估計(jì)大概在7萬(wàn)一10萬(wàn)之間。這些基因共同組成的基因庫(kù)，就是被稱作人類基因組的總體藍(lán)圖。

基因組分為不同的基因部門，這一事實(shí)產(chǎn)生了幾個(gè)后果。如前所述，細(xì)胞可以在它的基因庫(kù)中，從書架上有選擇地抽取書卷——不同的基因——來(lái)閱讀。此外，由于信息包是由父體或母體傳遞給子女，它們彼此之間是獨(dú)立的。這就能更好地解釋為什么我們繼承的是父母各自擁有的某些基因了。受精卵的基因庫(kù)是此前父母各自擁有的基因的混合。

然而將基因描述為信息包還是不能使人滿意，因?yàn)檫@種想象缺乏物質(zhì)基礎(chǔ)。我們遲早要涉足基因的物質(zhì)內(nèi)容。同生物體的其他組成部分一樣，基因也是物質(zhì)實(shí)體，因此它必然表現(xiàn)為可識(shí)別的各種分子。

自1944年起，我們知道了基因的物質(zhì)表現(xiàn)是DNA（脫氧核糖核酸）分子。DNA分子攜帶有遺傳信息。 它們的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單：每個(gè)DNA分子都是由兩條相互盤繞的鏈組成的雙螺旋。每條鏈都是由單一成分首尾相接縱向排列構(gòu)成的長(zhǎng)聚合物，為討論方便，可稱此單一成分為堿基。

DNA堿基有四種——A、 C、G、T“。重要的是這四種堿基可以任意組合。堿基序列決定了DNA的信息內(nèi)容。堿基可以無(wú)限地排列組合，相應(yīng)地，DNA鏈可以長(zhǎng)達(dá)幾千萬(wàn)個(gè)堿基。從這樣一條長(zhǎng)鏈中截取一個(gè)片段，就是特定的堿基序列，例如ACCGGT.一CAAGTTTCAGAG. 現(xiàn)代基因技術(shù)使得我們能夠通過(guò)”DNA測(cè)序“過(guò)程發(fā)現(xiàn)堿基序列。迄今為止，從細(xì)菌、蠕蟲(chóng)、蒼蠅到智人，人們已經(jīng)確定了不同生物體的幾千萬(wàn)種堿基序列。

DNA堿基序列的變化多端意味著，在理論上，DNA分子足以容納任何信息，無(wú)論生物信息還是其他。初初一看，僅僅四個(gè)字母的組合提供的信息攜帶能力非常有限，但實(shí)際上，四個(gè)字母已經(jīng)綽綽有余。摩爾斯電碼三個(gè)字符（點(diǎn)“·”，破折號(hào)“一”，空格“‘），計(jì)算機(jī)二進(jìn)位制代碼的兩個(gè)字符（0和1）同樣有無(wú)限的信息存儲(chǔ)能力。

DNA雙螺旋事實(shí)上攜帶著兩套遺傳信息， 相互盤繞的兩條鏈各帶一套。自1953年詹姆斯·沃森（ 和弗朗西斯·克里克劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)以來(lái)， 我們知道雙螺旋一條鏈中的A總是與對(duì)面那條鏈中的T對(duì)應(yīng)；C則必然對(duì)應(yīng)著G. 因此一條鏈上ACCGGTCAA序列將與另一條鏈上的互補(bǔ)序列TGGCCAGTT相互盤繞。

由一鏈的堿基序列能夠推知另一鏈上的序列，因此一條鏈攜帶的信息也體現(xiàn)在另一條鏈中，雖然表現(xiàn)為互補(bǔ)語(yǔ)言。這種信息儲(chǔ)備有很多益處，其中最重要的是螺旋因之能夠被復(fù)制。尤其如圖1.1所示，兩部分各自可以作為獨(dú)立的模板來(lái)復(fù)制新的互補(bǔ)序列，新序列再包裹著自己的模板。結(jié)果，兩個(gè)雙螺旋子體彼此之間、以及同它們的雙螺旋母體之間，都是一模一樣的。

當(dāng)細(xì)胞生長(zhǎng)、分裂時(shí)，堿基序列的復(fù)制顯出其重要性。在此過(guò)程中，一個(gè)母細(xì)胞把精確復(fù)制自身DNA螺旋的能力賦予它未來(lái)的子細(xì)胞。母子傳遞使最初受精卵DNA中含有的遺傳信息在幾百回合的細(xì)胞分裂過(guò)程中連續(xù)傳遞給幾十億個(gè)后代細(xì)胞，這些細(xì)胞最終形成成年人體。

那么抽象的基因概念究竟是如何同DNA分子的物質(zhì)結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來(lái)的呢？ 細(xì)胞染色體中包含的DNA雙螺旋常常有幾億個(gè)堿基對(duì)的長(zhǎng)度。 這些堿基長(zhǎng)鏈按其信息區(qū)劃可以分成不同部分， 每一區(qū)劃構(gòu)成一個(gè)基因。一個(gè)普通的人類基因由幾萬(wàn)個(gè)DNA堿基組成。在四個(gè)字母代碼組成的堿基序列中，有某些標(biāo)點(diǎn)符號(hào)標(biāo)志著基因的始終。在英文中，句首是一個(gè)空格再加一個(gè)大寫字母；基因的開(kāi)頭則是一個(gè)特別的幾千個(gè)堿基組成的短序列。同樣，英文句子用句號(hào)結(jié)尾，基因尾部也有其獨(dú)特的堿基序列起著標(biāo)點(diǎn)符號(hào)的作用。在螺旋鏈上，一個(gè)基因的結(jié)尾后，標(biāo)志下一個(gè)基因開(kāi)端的標(biāo)點(diǎn)序列之前，往往有一個(gè)由好幾干個(gè)堿基組成的序列，這個(gè)序列是無(wú)意義的遺傳雜音。

人類基因組的全部信息內(nèi)容由30億個(gè)堿基對(duì)組成的DNA序列組成，可分為7萬(wàn)一10萬(wàn)個(gè)代表不同基因的區(qū)域。這些基因以不同組合在我們的細(xì)胞內(nèi)工作，創(chuàng)造出結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜的人體，包括大腦這個(gè)高度精密的器官。

基因、 DNA雙螺旋、堿基序列的故事為我們理解人類、甚至是地球上所有的生命形式提供了一把金鑰匙。但我們?cè)诖岁P(guān)注的，僅僅是這一復(fù)雜集合中的一小個(gè)片段，即人類的癌癥。我們可以略過(guò)基因是如何指令細(xì)胞組合構(gòu)成組織和器官這個(gè)艱難的問(wèn)題，而把注意力集中在基因是怎樣影響個(gè)體細(xì)胞的成長(zhǎng)行為這個(gè)范圍比較小的問(wèn)題。

因此我們收攏視線，聚焦控制個(gè)體細(xì)胞生長(zhǎng)的一小部分基因。這些基因?qū)⒅苯右龑?dǎo)我們進(jìn)入癌癥問(wèn)題的核心，它們揭示了癌癥的起源，終有那么一天，它們也將給我們指出戰(zhàn)勝癌癥的光明道路。