始於20年前的科學革命一直持續到今天。我們已經知道了許多能夠引起癌症的無形的力量。既然我們理解了很多種癌症的起因，我們應當可以阻止疾病的發生，即便發生了癌症，我們也應能夠對付並治癒癌症。我們已經祭起了遺傳學和分子生物學的武器來對付這種最複雜的人類疾病。儘管癌症之謎仍有不少疑團，但是一個完滿的答案已經凸顯出它的輪廓。現代分子生物學的研究方法再一次得到確認：將複雜的問題化整為零，使它變成簡明可解的各個部分，然後導出清晰的、顛撲不破的真理。僅僅是短短的20年時間，癌症起源問題不再是眾說紛壇、莫衷一是，今天，對人類癌症背後的神秘力量，研究者們不僅可以作出細緻入微的描述，而且已經被公眾廣泛接受。
這次革命的主要結論是：癌症是一種因基因受損導致的疾病。現在，我們已經瞭解了許多涉案基因——癌基因和腫瘤抑制基因的特性。它們在細胞中活動，操縱著細胞的行為；細胞以形成腫瘤來回應。無疑，還有很多與癌症有關的基因尚需借助基因克隆技術來識別和分離。許多基因影響細胞行為的途徑仍有待揭示。
我們知道誘發癌症的因素直接或間接地促進基因突變。我們知道人體腫瘤的形成需要一系列的突變，每一次突變擾亂的都是一種不同的細胞生長控制基因。我們還知道，包括維護和修復缺陷在內的損害細胞基因組的完整性的過程，有力地影響著癌症的發病率。
發現不同的生長控制基因，促使我們探索每個人體細胞內部的複雜的決策系統。100多年來，生物學家記載了細胞形形色色的行為。細胞的所作所為似乎有自己的邏輯，操縱在隱藏於細胞深處的亞微觀生命力量手中。我們現在用關鍵的信號處理蛋白來理解細胞的邏輯，正是這些蛋白決定了細胞對大量刺激物的反應；它們組合成一個精密的信號處理系統，每個星期裡，我們對這個系統的線路圖都有新的認識。它的規劃——它的互聯關係和組成部件的活動——決定著細胞的一舉一動。
對於致力於理解癌症的人們，有關信號處理系統的認識將會為他們提供終極答案。在任何一個細胞的隱秘角落，除此以外沒有更深入、更精妙的機制了。答案都在這裡，或者將很快在這裡露面。而20年前，我們還對此一無所知。
這方面的研究使我們發現了人體細胞的心臟和主宰——細胞週期鐘。作為細胞命運的主宰，它作出生長或分化的決策。儘管對細胞週期鐘的探索還處在起步階段，但我們已知，在絕大多數乃至所有類型的人體腫瘤中，細胞週期鐘都會遭到損害。在這個領域，我們也已經描繪出清晰的輪廓，但是還有許多關鍵的細節需要充實。
家族性癌症綜合征在受孕的一刻即已注定，散發性癌症則是個人一生中隨機發生的遺傳意外的結果。在我們過去10年間發現的基因中，其中很多基因為我們在這兩類癌症間架起了橋樑。這兩類癌症並非如常人想像的涇渭分明，而是一組共同基因受損的表現，差別只在卵子受精前與後的損害發生時間的不同。防患於未然
本書中講述的大量信息對於癌症死亡率將有什麼明顯影響呢？道理很簡單，要治癒某種疾病，最常從弄清病因著手。因此，我們最近獲得關於基因和蛋白質的知識，將引領我們征服癌魔。可是，癌症最根本的起因實際並非深埋於個體細胞內部，而是遠在環境、在我們攝取的食物、吸入的香煙之中。在顯著降低癌症發病率之前，我們必須強調，這些才是癌症的禍根所在。基因和蛋白質不過是為虎作倀僅此而已。
過去200年中，人類其他主要疾病的防治為我們樹立了鮮明的例子：降低死亡率，要依靠個人衛生、營養條件的改善，要獲取乾淨的水源，開展防疫運動。擴展開來，癌症死亡率的大幅度降低，同樣要依靠預防，而非一味尋找新的治療方法。
降低癌症死亡率，主要依靠識別和消除癌症的不同病因——尤其是膳食結構和生活方式的某些方面。這其中許多屬於流行病學家的職責範圍。我們也的確從流行病學家那裡獲益匪淺。他們確立了問題的框架，明確了範圍、廣度和深度。他們還使我們省悟風靡某些小圈子的兩大觀點：癌症流行病在工業化的西方氾濫成災，而絕大多數病例可以追溯到空氣和食物中的化學污染。
除開乳腺癌以及與煙草有關的癌症以外，在過去半個世紀中，儘管環境污染在顯著加劇，絕大多數癌症的發病率仍保持平穩。至多只有百分之見的癌症能夠歸咎於人為的環境因素。1930年，美國年度癌症死亡率為每10萬人中有143人。到1990年，這個比率上升到每10萬人中有190個。人口年齡分佈的變化，以及我們反覆提到的癌症發病具有很強的年齡依賴性這一事實，上述數字已把這兩點考慮在內。
癌症死亡率的這種年齡校正的增長，幾乎都直接源自煙草消費。到20世紀90年代，男性肺癌死亡率長達一個世紀的增長勢頭呈現逆向發展。除開肺癌部分，在1950年到1990年間，經年齡校正的癌症死亡率總體上下降了14％。
乳腺癌的死亡率有小幅增長——在1960年至1990年間上升。了約10％。該病發病率的增長勢頭要猛烈得多，但是，主要通過外科手術，大部分乳腺癌病例可以治癒。乳腺癌的病因眾說紛紜，有一種觀點很快贏得了充分的證據。它把乳腺癌發病率的增長主要歸咎於現代的營養和生殖習慣，兩者相結合導致女性在一生中經歷的月經週期數不斷增長。還有一個因素則使人困惑，即早育有護作用，早育似乎使乳腺組織能夠抗拒此後可能發生的癌症。過遲生育則會導致乳腺癌發病率的攀升。
大約半數癌症和飲食有密切關聯，可是絕大多數食物鏈中的致癌成分難以確定。西方的膳食結構導致其結腸癌的發病率比非洲中部某些地方高上10∼20倍。一個可能的原因是，西方人飲食中肉類和脂肪的比例很高。烹調方式對癌症發病率也有明顯影響；當肉類尤其是紅色肉類被高溫加熱時會產生強力致癌物。亞洲亦受到與膳食結構相關的癌症高發率的困擾。日本人的飲食習慣致使其民眾胃癌發病率比美國人高出6倍。曬制、發酵、煙熏食品很有可能也是癌症的病因。
植物性食品是一把雙刃劍，因其既有致癌成分，又有抗癌成分。蔬菜提供的維生素如維生素A、C、E，能夠中和某些重要的致癌物質，如正常細胞代謝產生的氧化劑和自由基。另一方面，有一些植物成分與癌症發生呈正相關。為了防止昆蟲天敵的騷擾，植物發展出精密的化學防禦系統。其中就有埃姆斯測試中記錄在案的有效誘變成分。埃姆斯也舉了一個例子，即某個芹菜新品繫在生長過程中所需的合成殺蟲劑比其他品系要少；抗蟲害能力的上升與該種芹菜體內的某種強力誘變劑比常規上漲了10倍有關。
與其他所有植物一樣，芹菜體內含有幾十種致癌和抗癌成分。可是芹菜只不過是經常出現在餐桌上的幾十種植物中的一種，每一種植物都為我們的飲食提供自己的或簡單或複雜的有機成分。在這些天然成分的混合物與它們對人體代謝的影響之間，有著錯綜複雜的相關性。要確定哪些普通天然食物使我們體魄強健、安享天年，哪些則會損身折壽，還需要花上幾十年時間研究。
儘管山重水復，但還是有一些結論已經嶄露頭角。如前所述，現代癌症當中，幾乎有一半能夠通過避免吸煙、高脂肪、高肉類飲食來預防。可是剩下的那一半呢？無疑，未來的幾代人仍不能擺脫癌症的魔影，即使是那些生活方式最無可指摘的人也在劫難逃。我們該如何對付這些似乎防不勝防的腫瘤呢？利用基因和蛋白質對付癌症
即使我們—一確定了所有的外部致癌因素，人類也永不可能完全遵照流行病學家的建議。而且，更重要的是人體的極端複雜性表明了癌症的不可避免。所有複雜的機械或遲或早都將崩潰。只要有足夠的時間，沒有人可以逃出癌症的手心。此刻，只有新發現的基因和蛋白質可以力挽狂瀾、救人於危難之中。它們使人類可以對付如影隨形的癌症。
癌症的早期發現愈來愈顯出重要性。早期發現和切除腫瘤塊可以治癒癌症。但是早期發現面臨兩大困難。首先，在癌細胞群還很小的時候，我們就必須找到它。如前所述，直徑1厘米的腫瘤不到人體的001％。當前幾乎很少有哪種生化方式可以靈敏到這種程度，偵知這樣微小的物質結構。
其次，癌細胞，尤其使腫瘤發育初期階段的癌細胞，在幾乎所有方面都和正常細胞惟妙惟肖。要找出癌細胞的不同之處，任務繁重，令人氣餒。幾乎所有曾被稱作「腫瘤獨有」的蛋白質，後來在人體的某個正常組織中也有發現。
儘管困難重重，但是發現腫瘤的途徑中，最有吸引力的還是識別癌細胞獨有的基因和蛋白質。突變癌基因、腫瘤抑制基因和它們的蛋白質產物躍入人們的眼簾。約有四分之一的人體腫瘤中出現突變的ras癌基因。它擁有正常細胞所沒有的DNA序列，而且使得ras蛋白質產物具有獨一無二的非自然結構。
有鑒於此，一些研究者試圖在結腸中尋找帶有突變的ras癌基因的細胞。由於腫瘤細胞和正常細胞一樣都會不斷地大量脫落，進入排泄物，這項工作被大大簡化了。約翰·霍普金斯大學的戴維·西德蘭斯基（David Sidransky）憑借一項超靈敏的DNA分析技術，在糞樣裡發現了突變的ras基因。儘管這項技術仍須改進，高敏感度，但是它帶來的長期前景已經相當明朗：它能使人們發現在其癌變過程中的結腸腫瘤，這時還來得及通過手術治療。
最終，包括膀胱，子宮和肺在內的其他中空器官處的腫瘤或許也能應用這種方法。上述每一種器官中，細胞都會脫落到器官腔內。在尿液中可以發現脫落的膀胱細胞，在支氣管上部粘液中可以發現脫落的肺細胞。與結腸部位一樣，對脫落細胞進行分析提供了癌症早期發現的可能，增加了痊癒的機會。
在人類癌症的發病中，家族性腫瘤佔有顯著的席位。一些研究者估計，約有10％的人類癌症源自遺傳基因。能否預測癌症的先天易患性，也是早期發現的一個非常有價值的方向。
在結腸癌中，家族性肉瘤和HNPCC綜合征合計佔到所有病例的10％以上。乳腺癌中也有同樣比例與BRCAI、BRCAZ兩種等位基因的遺傳突變相關。在未來的10年，人們將發現，幾乎每一種普通癌症中都有一部分是由特定基因，通常是腫瘤抑制基因的遺傳突變引起的。
在少量組織樣本中發現突變基因的技術正在突飛猛進。很快，只要幾滴血液，就能發現是否具有引起對某種癌症易患性的遺傳突變基因。針對那些某類癌症異常高發的家族，同樣的分析將用於產前診斷。這些測試將能夠區分家族中的高危人群和那些僥倖逃脫厄運的成員。被發現處於危險之中的家族成員有必要接受終身監護。在包括家族性肉瘤和乳腺癌在內的生死攸關的病例中，患者也許能痛下決心，在惡性腫瘤露面之前即把靶器官切除。
但即便是這些有效的遺傳技術，它們提供的保護仍是不完整的。對癌症的先天易患性進行徹底的全民普查，無論在經濟上還是統計上都缺少可行性。即使採用最先進的篩查技術，絕大多數的小型散發性腫瘤還是會成為漏網之魚。因此，我們還是會不斷碰到許多只能在體形碩大、症狀明顯時才能發現的腫瘤。所以，就目前而言，抗癌療法的能力和局限性成為生與死的分界線。過去10年中，很多類型的腫瘤患者，其長期存活率沒有多大起色。只有發明出一種全新的治療方法，才能有進一步改善。
在這個領域，本書述及的基礎分子研究將為我們帶來豐厚的回報，儘管這些回報的到來還須假以時日。在弄清癌細胞傳導缺陷的過程中，研究者發現很多基因和蛋白質可以成為新一代抗癌藥物的很有魅力的攻擊目標。
新一輪藥物研製的浪潮已經撲面而來。製藥公司正在研究中的某些成分，在阻斷細胞產生功能完善的ras蛋白質方面顯示出巨大的活力。最讓人驚訝的是這些藥物的特性，它們對腫瘤細胞的生長有極大的影響，但對正常細胞只有相對很小的衝擊，儘管我們知道正常細胞的生長和存活離不開ras蛋白的正常形式。
研究者證實單克隆抗體也有效果。小鼠身上製造的這些抗體能夠與特定的人體蛋白質緊密結合，對其他所有蛋白質則無動於衷。它們是一貫正確的定位工具。在乳腺癌細胞的表面，受體EGF和erb BZ／neu蛋白質異常密集，研究者已經製造出一些專門與這些受體蛋白質產生反應的抗體。
可以從兩方面應用這些抗體。首先，它們可以與放射性微粒相結合。把抗體注人患者體內，它們能夠找到表面密佈某種該類受體的細胞，使輻射集中在腫瘤區域。採用計算機成像設備可以掃瞄到這種輻射，使得像CAT掃瞄儀這樣的常規成像技術無法顯示的腫瘤原形畢露。其次，可以把毒素和抗體結合運用。這樣抗體就成了「激光制導炸彈」，能夠引導毒素襲擊腫瘤靶細胞。
該理論雖說令人神往，但是，由於在正常細胞的表面也分佈有這種受體靶蛋白，儘管數量較小，單克隆抗體的這兩種應用方式趨於複雜化。因此，恰好具有抗體的某些受體靶分子的正常細胞，也難逃毒素抗體的轟炸。採用輻射定位，抗體也許能成功地勾勒出腫瘤的輪廓，但是，正常細胞擁有的靶抗原還是會干擾成像，使手術醫生給腫瘤定位的努力付諸東流。
癌症化療的最大的革命，來自對凋亡的重要性的最新認識。許多化療藥物成功誘使腫瘤細胞開始編程性死亡。由於P53蛋白使許多細胞產生對促凋亡藥物的易感性，未來的腫瘤學家可以在查明p53基因在腫瘤中的遺傳地位之後，再制定某種化療方法。各自在腫瘤形成中的作用。然而絕大多數腫瘤是基因群體聯手作用的結果，而非基因單槍匹馬所為。將來，研究者可以運用新的數學方法搞清多基因癌症的起源，即基因群聯手促使癌症形成的過程。只要10∼u年的時間，我們就可以比較準確地預測個人罹患
大多數腫瘤中缺少功能正常的p53，因此腫瘤細胞對目前應用的化療缺乏敏感度。為了發現新的抗癌方法，研究者必須重視這些腫瘤，也許他們能夠發展出某種方法，使得腫瘤細胞中即便不存在功能正常的p53蛋白質，也能被誘發凋亡。這就使我們不能不重視控制凋亡反應的細胞系統。bC八2原癌基因只是12種或更多種調控凋亡反應的基因之中的一種。很多基因具體扮演的角色——啟動子抑或凋亡桔抗劑——一還有待進一步研究。一旦我們搞清了系統的邏輯，我們就能找出新的促使包括癌細胞在內的細胞自殺的方法。我們對研製出全新的抗癌方法很有信心。日新月異
到下一個世紀的第二個10年結束時，細胞信號系統的細枝末節都將會大白於天下。在細胞接收和處理影響生長和分化的信號系統中，每一個信號轉導蛋白都將各得其所。
到那時，將有一批才華橫溢的新人承擔起癌症研究的重任。擅長於分析複雜的多元系統的數學家將向生物學家解釋細胞內部的微型電腦的實際運作情況，他們將告訴我們細胞的工作思路以及它在腫瘤演進途中叛變的過程。
直到最近，尋找控制細胞生命的基因和蛋白質仍然依賴於解決那些令人望而生畏的實驗問題的臨時辦法，然後再由別無選擇的生物學家拼拼湊湊。儘管偶然的發現一再地為巨大的謎團澄清了某些片段，但是，持久穩定的進展還是無影無蹤。因此絕大多數研究人員如墮煙海，都在漫無目的地搜尋。循著令人心動的蛛絲馬跡，但披盡黃沙仍未有真金。只有當數以百計的獨立研究組各自取得了一些零碎的進展之後，綜合起來才能產生顯著的進展。憑借無數研究人員的共同努力，我們才獲得了豐富的信息。
很快，這一切都將發生翻天覆地的變化。在未來的日子裡，我們將以更系統的方法理解細胞聚合的方式。人類基因組工程，即在世界範圍內對人體細胞擁有的全部基因進行合作篩查的一個項目，將會推動研究工作的進步。我們很快就可以知道人類基因組究竟擁有8萬個基因還是10萬個基因了。基因鹼基序列將給基因在細胞生命中扮演的角色提供大量線索。
直到最近，尋找腫瘤抑制基因，包括那些引起對癌症先天易患性的基因，仍被視為畏途，費時費力，苦不堪言。採用的技術不僅不精密，而且要耗費大量人工。要找到關鍵的基因幾乎是大海撈針。只要我們詳盡瞭解了人類基因組，腫瘤抑制基因的隊伍會迅速壯大。只須10年時間，我們就能識別幾乎全部的腫瘤抑制基因，並且搞清它們各自在絕大多數癌腫中的作用。
我們還將運用其他技術。所有的人都攜帶著影響機體對不同癌症易患性的基因。絕大多數病例中，是這些基因在微妙地影響著人體對強力致癌物的解毒功能、人體DNA秩序的效率以及人體能否有效殺死癌變途中的叛逆細胞。由於人類是一個遺傳上異彩紛呈的物種，每一個人擁有的基因組都是不同的。因此，任何一種癌症的出現，都是一大群不同基因交互作用以及隨機事件共同影響的結果。
當前，癌症遺傳學家正致力於弄清單個基因的角色以及它們各自在腫瘤形成中的作用。然而絕大多數腫瘤是基因群體聯手作用的結果，而非基因單槍匹馬所為。將來，研究者可以運用新的數學方法搞清多基因癌症的起源，即基因群聯手促使癌症形成的過程。只要10∼15年的時間，我們就可以比較準確地預測個人罹患各種多基因癌症的危險度。由於數據處理和DNA序列分析自動化方面的巨大進步，這些預測工作將又快又便宜。
基因定位人員展示的基因長卷並非萬應靈丹一覽無遺。目前，識別蛋白質的DNA序列還不能預測大多數蛋白質的三維結構。這個問題在新世紀的第一個10年內肯定能得到解決。隨之而來的是，我們無須直接對蛋白質進行生化分析，就能預言很多蛋白質參與癌症進程的運作方式。
儘管信息處理和分析發生了巨變，但生化學家和遺傳學家手頭的工作仍處於中心地位。他們要理清細胞內部不同蛋白質之間的聯絡方式。技術再次創造了奇跡。已經部分應用的基因克隆技術是一種有用工具，它將向我們揭示伴侶蛋白在細胞內部質液中的交互作用，以及這種交互作用是如何形成巨大的通訊網絡，使細胞決定生長、分化還是死亡。
最後，製造新的抗癌藥物的方法將徹底改觀。直到最近，人們仍然在由無數不同的化學成分組成的大藥庫中篩選極少數具有有效抗癌功用的品種。這些搜索耗費的人力物力難以估量，而且它們缺乏有關癌症形成的分子機制知識的指引。
藥物的研製工作將在兩方面徹底改觀。篩查工作將日益交託給自動控制裝置——這個潮流已經開始。研製的新藥將以癌細胞內部獨有的蛋白質作為攻擊目標，不會殃及無辜。這些蛋白質的結構將指引藥劑師們設計出專門搗毀其功能的藥物。擊垮關鍵的致癌蛋白質，將不再是碰運氣的事。
新的「合理化藥物設計」將迅速導向有效的抑制劑。隨著我們對正常細胞和癌細胞代謝認識的深入，我們就有可能設計出具有高度選擇能力的藥物，它們只襲擊癌細胞，對正常組織細胞則相對無害。癌症治療中的極為難受的副作用將得到緩解，甚至得以根除。
取得這些成就的人們，將會把20世紀最後25年內的這些發現當做陳年遺跡。但此刻，我們完全可以以別樣的眼光看待這一切。我們可以驕傲，因為我們經歷過奠基的歲月。是我們劈開巨大的混沌，打開新知的大門。我們走過的是激動人心的年代。
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