费城染色体的交换术

　　为什么格列卫会有如此强大的药效呢？这就得从CML根源上的致病原因说起了。

　　1950年代末期，位于美国费城的宾西法尼亚大学医学院的病理学家PeterNowell在研究白血病病人的白细胞时意外发现，细胞核中的染色体形态出现了异常。虽然我们总说性染色体分为X形和Y形，但其实我们另外那22对染色体全都长得像是字母X一样，只不过X的两划之间打开的角度并不大，更像一个没写好的H。而Nowell却发现，有些病人白细胞中的染色体打开了一个大大的角度。

　　为了弄清楚这是怎么回事，Nowell找到了同在费城的福克斯·蔡斯癌症中心的一位研究染色体的博士生DavidHungerford帮忙。后者进行了大量的观察和研究之后得出结论，这些白血病人的白细胞中出现异常的染色体是第22号染色体，不但X形分开的角度变得异常大，而且染色体本身还变短了。于是，这种异常染色体就用两位发现者所在的城市进行了命名，称为费城染色体。

　　由于费城染色体的发现，白血病成为了人类历史上第一种找到了遗传异常证据的癌症。但是，费城染色体的成因此时仍然未知。又经过了不同实验室几十年的研究，科学家们才对此有了较为深入的认识。实际上，22号染色体不是唯一出现异常的染色体，还有一个第9号染色体也发生了异常，只不过是异常变长了。原来，第9号染色体长臂上的一部分，与第22号染色体长臂上的一部分进行了交换。结果才导致前者变长，后者变短。

　　糟糕的是，两条染色体上发生交换的断点部位恰巧都在某个基因的内部，在第22号染色体上是BCR基因，而在第9号染色体上是ABL1基因。于是，交换之后，在嵌合的22号染色体上出现了一个融合基因，也就是由两个基因连在一起形成的基因，其中保留了BCR和ABL1的大部分，因此称为BCR-Abl基因。

　　我们知道，基因都是用来编码蛋白质的，这个BCR-Abl基因就会生产出来一种不存在于正常人细胞中的嵌合蛋白，称为BCR-Abl。由于第9号与第22号染色体发生易位的具体位置并不是固定的，所以不同白血病人白细胞中所带有的BCR-Abl蛋白也不相同。其中分子量为210 kDa（千道尔顿）的那种BCR-Abl蛋白就是引发90%的CML的罪魁祸首。

　　常开不关的分子开关

　　为什么一个BCR-Abl嵌合蛋白就能兴风作浪呢？因为这个嵌合蛋白恰巧是一个开关，一个控制着细胞分裂增殖的开关。

　　完整的Abl蛋白是一种酪氨酸激酶。所谓激酶，是一种能够在底物蛋白上添加一个磷酸基团的酶，这种过程被称为磷酸化。磷酸基团是个很妙的家伙，它有着强烈的负电性，能够吸引一切带正电的东西。这就好比在你的脚上本来有个磁正极，现在让你用手抓住一块强力磁铁的磁负极，你的手肯定就会一下子被拽到脚边上去了。蛋白质发生磷酸化之后，往往也会发生带正电的部位与磷酸集团相互吸引的情况，于是就会发生显著的形状变化，进而影响到蛋白质的功能。

　　实际上，在我们的细胞里有很多由激酶组成的链路。激酶甲发生磷酸化之后被激活，就有能力去磷酸化激酶乙了。激酶乙发生磷酸化之后被激活，就有能力去磷酸化激酶丙了。如此辗转，细胞里的信号就能被一直传递下去了。这样的信号通路有一个很形象的名字，称为激酶瀑布（kinasecascade），或者也可以较为无趣地译为激酶级联反应。

　　当然，也有些激酶不是通过其他激酶来激活的，比如Abl就是这样一个激酶。它的头部有一个形如盖子的区域，结合在自己的酶活中心上面，使得整体处于一种失活状态。Abl需要细胞中的其他蛋白质来打开自己的盖子，才能被激活。这是细胞“开关”Abl活性的调控方式。

　　然而CML病人细胞内出现了BCR-Abl这种异常的融合蛋白。它的基因融合时，Abl靠后，恰好把具有抑制功能的头部盖子对应的半个基因丢在了第9号染色体上，反而替换上了22号染色体上无用的半个BCR基因。于是，BCR-Abl中的Abl成为了一种永远处于开启状态的激酶。相应的，带有BCR-Abl的细胞也就处于一种异常的不停分裂增殖的状态，成为了癌细胞。