详解媒体报道的错误以及科学杂志（Science）发表的一篇文章存在的问题。

最新一期的科学杂志（Science）发表的一篇文章【不同组织发生癌症的风险与干细胞的分裂次数有关】（Variation in cancer risk among tissues can be explained by the number of stem cell divisions）引起了各大媒体和公众的广泛关注。为什么大家对这篇文章这样感兴趣呢？因为这篇文章解释了癌症的一种发病机制，这将为以后的癌症预防和治疗提供指导；另外一个原因是它发表在国际顶级杂志上。

各大媒体（包括国际和国内的）是这样报道的：研究人员发现，三分之二的癌症是由细胞分裂的随机错误引起的，而不受不健康的生活习惯和遗传的影响，发生癌症是你运气差。并且文章的作者之一福格斯坦评述说：因为癌症很多时候不能被预防，因此应该把更多的科研经费花在癌症的早期诊断上。媒体报道和文章作者的评述给公众的印象是：你是否患癌症是运气差。事实果真是这样吗？

事实是媒体错误地报道了这篇文章的真实发现，以及没有认识到文章本身存在的问题。为什么这样说呢?

我们首先来看一下这篇文章究竟讲了什么。这篇文章是由两位在美国霍普金斯大学工作的研究人员发表的，分别是刚获得应用数学博士学位在霍普金斯大学生物统计系工作的托马赛替和霍普金斯大学基梅尔癌症研究中心的癌症遗传学家福格斯坦。一天，托马赛替到福格斯坦探讨有关癌症的问题，他们探讨一个有关癌症的老问题：在癌症的发生中环境因素（包括生活习惯）和遗传因素各发挥多大作用；如果不考虑环境和遗传因素，多少癌症的发生是随机的？

怎样研究癌症的发生是否是随机发生的？要研究这个问题，必须去除环境和遗传因素的影响。托马赛替对干细胞很感兴趣，干细胞是身体内各种组织内的‘种子细胞’，身体内各种组织内具有生物学功能的的成熟细胞是由这种‘种子细胞’干细胞发育而来的。成熟细胞的寿命很短，而干细胞（人的老化在很大程度上取决于干细胞的功能退化）可以不断分裂产生新的干细胞和成熟的组织细胞，因此干细胞的寿命很长。由于干细胞的寿命长，如果它的基因发生突变更可能带来麻烦；而成熟细胞的寿命短，如果它的基因发生突变并不会带来什么问题。由于托马赛替的专长是数学，他设想是否可以通过分析以往发表的研究结果，利用数学公式来计算随机性在癌症发生中的作用。

为了验证自己的设想，托马赛替查找了以往别人发表的文章，集中在研究干细胞在某一组织中的分裂次数的文章。他找到了报道人体的31个不同组织的干细胞分裂次数的文章。在分析了31个组织中干细胞在人的一生中的总分裂次数与这种组织发生癌症的终生风险后，他发现一个组织的干细胞分裂的总次数越多，这种组织发生癌症的风险越高。它们之间的相关性为0.804，这一相关性数值表明不同组织间发生癌症的风险的65%与这种组织中的干细胞分裂的总次数有关。因此作者认为：细胞分裂过程中DNA发生突变的随机性是人类癌症发生的主要因素（结论1）。

接下来，作者分析了随机性效应和环境与遗传因素在癌症发生中的作用。托马赛替利用自己建立的数学公式，把上述31种癌症分为两组，这两组分别包含9种癌症（D型癌症，下图中的蓝色标识的癌症）和22种癌症（R型癌症，下图中的绿色标识的癌症）。9种癌症的发生过程中，干细胞的总分裂次数起重要作用，环境因素发挥促进作用；另外22种癌症的发生的主要风险因素是干细胞的总分裂次数，而环境因素的影响很小。

例如，存在遗传性FAP（家族性腺瘤性息肉病）的人发生直肠癌的几率远远高于小肠癌（30：1），这是因为直肠中的干细胞在人的一生中的总的分裂次数是小肠干细胞的150倍。而存在与FAP一样的遗传问题的老鼠，小肠的干细胞的分裂次数多于直肠的干细胞的分裂次数，因而发生在小肠的癌症多于发生在直肠的癌症。

这个结果是很容易的理解的，人们早就形成了共识，那就是在细胞的分裂过程中，细胞的DNA会发生随机突变，细胞分裂的次数越多，那么细胞的DNA发生随机突变的机会就越多，并且这种突变在细胞中一代代累积起来，这种累积只能发生在干细胞，因为它的寿命很长，在人的一生中可以分裂无数次，而组织中的成熟细胞不具备分裂能力来产生新的细胞，或者只能有限地分裂几次，并且寿命短。这就解释了为什么癌症多发生在老年人身上。

作者认为：对于D型癌症，环境因素在癌症的发生中起重要作用，因此采取预防措施可以有效预防这类癌症。而对于R型癌症，采取预防措施不可能对预防这类癌症有作用（结论2）。

这篇文章的成就：

某些癌症的发生与干细胞的总分裂次数有关。 

纵观这篇文章，存在以下问题：

·         荷兰干细胞和癌症生物学家Clevers认为：这篇文章的结论听起来很吸引人，但是其结果取决于文章所采用的数据的质量。由于数据是有不同的研究小组产生的，因此数据质量的可靠性是一个大问题。

·         英国剑桥大学的生物统计学家Spiegelhalter认为：作者主观地把癌症分为D型癌症和R型癌症，这没有合理性。因此在此基础上获得的结论不可靠。

·         作者的结论1 : 细胞分裂过程中DNA发生突变的随机性是人类癌症发生的主要因素。这个结论没有基础，在文章中根据数据只能得出这样的结论：细胞分裂过程中DNA发生突变的随机性是人类某些类型癌症发生的主要因素，而不是所有癌症。

·         作者的结论2 : 对于D型癌症，环境因素在癌症的发生中起重要作用，因此采取预防措施可以有效预防这类癌症。而对于R型癌症，采取预防措施不可能对预防这类癌症有作用。即使癌症可以分为D型和R型，采取预防措施是可以预防R型癌症的。例如R型中的食管癌，这一癌症以前在河南林县发病率高，主要因素是环境和饮食因素。

·         英国剑桥大学的生物统计学家Spiegelhalter认为：即使癌症可以分为D型和R型，作者只是选择性分析了31种类型的癌症，没有包括常见的癌症乳腺癌和前列腺癌，并且把骨肉瘤分为5中类型。而人可以发生大约200种类型的癌症。因此根据31中类型癌症的数据来得出关于癌症类型比例的结论都是误导读者。

·         作者的文章摘要：Some tissue types giverise to human cancers millions of times more often than other tissue types.Although this has been recognized for more than a century, it has never beenexplained. Here, we show that the lifetime risk of cancers of many differenttypes is strongly correlated (0.81) with the total number of divisions of thenormal self-renewing cells maintaining that tissue’s homeostasis. These resultssuggest that only a third of the variation in cancer risk among tissues isattributable to environmental factors or inherited predispositions. Themajority is due to “bad luck,” that is, random mutations arising during DNAreplication in normal, noncancerous stem cells. This is important not only forunderstanding the disease but also for designing strategies to limit themortality it causes.

      The majority is due to “bad luck,” 是误导性叙述。

媒体报道的错误：

·         英国剑桥大学的生物统计学家Spiegelhalter指出：从文章中的数据和结果只能得出这样的结论：2/3的癌症类型的发生是随机性的，而不是2/3的癌症例数的发生时随机性的。癌症类型和癌症例数不是一个概念。作者在文章中有些地方对这两个问题的叙述不够清晰，容易给读者造成假象。

·         英国剑桥大学的生物统计学家Spiegelhalter指出：媒体在报道中混淆了癌症类型和癌症发病例数。而且，科学杂志自己的评论人员也犯了同样的错误。

正确的报道应该是：一些类型的癌症的发生是随机性的，与环境因素没有关系。而不能骇人听闻地说：大多数癌症和生活习惯无关。

参考资料：

http://understandinguncertainty.org/luck-and-cancer

http://www.sciencemag.org/content/347/6217/78

http://www.sciencemag.org/content/347/6217/12.summary