癌症成因“知己知彼，百战不殆;不知彼而知己，一胜一负;不知彼，不知己，每战必殆。” ——《孙子·谋攻篇》 环境污染致癌，吸烟致癌，化学物质致癌，辐射致癌……面对这些我们已经耳熟能详的致癌因素，也许你会问，这些因素为什么会导致癌症?凭什么有人吸烟吸到80岁也没事，有人不吸烟却得癌症?
实际上，上述致癌因素只是一个笼统的概念，通过第一期专题《癌症发现史》，你会发现科学家在很长一段时间与你一样，对癌症是”既不知彼，也不知己”。 为了弄清楚癌症最根本的成因，我们必须透过现象看本质，先上一堂生物课，了解一下与癌症关系最密切的两个名词——”细胞”和”基因”。 “癌症”是一个涵盖性术语，它包括了约两百种疾病
首先，”癌症”是一个涵盖性术语，它包括了约两百种疾病，这些疾病都拥有两个共同特征：细胞出现不可控增殖;细胞具有侵入和伤害所处或远离部位正常组织的能力。 我们都知道，细胞是构成人体的基本生命单元，人类身体的细胞数量平均约为一百万亿。其中的某些细胞，例如脑细胞和神经细胞，并不具有旺盛的分裂能力，但诸如皮肤、内脏、骨髓和性器官中的细胞则会持续地快速分裂，以取代老化和死亡的细胞。科学家估计，在成年人身上，每秒钟会有约100万个细胞自动凋亡。人体平均每天生成及同时消灭的细胞数量为600亿个;若以年计，上述庞大的细胞数量几乎等同于人的体重。 正常情况下，细胞会按照预设的指令分裂一定次数后就老老实实”赴死”，然而树林子大了什么鸟都有，有些细胞会突然不走寻常路，心说”你让我死我就死，那我岂不很没面子?”于是这哥们开始发疯似地不停自我分裂，制造出无数个跟自己一样的疯子细胞。 这些疯子细胞占山为王，对周围的正常人体组织打家劫舍，获取补给养料，修筑城池，形成了我们能从CT扫描中观察到的”小肿块”。出现明显可见的肿块，这对我们来说已经是非常危险的信号——恶性肿瘤成型，但这还不是结束。过了一段时间，这堆疯子细胞一时兴起，通过血管或是淋巴管跑到身体的其他组织继续攻城略地，这就是更为可怕的”癌细胞转移”。这时候癌症患者往往已经病入膏肓，身体被这群疯子摧残得千疮百孔，过不了多久就撒手人寰了。 OK，现在我们已经知道有些细胞不按指令”自我了结”，疯狂增殖从而引发癌症。那么细胞分裂的指令由谁下达?这些细胞为什么会不听指挥?我们接着往下看。 基因突变是引发癌症的根源 19世纪60年代，格里戈·孟德尔(Gregor Mendel)通过著名的豌豆实验发现，遗传性状是由不可分割的信息包传递的，生物通过转移这些信息包把”遗传指令”从一个细胞传递给后代。这个遗传信息包正是今天我们所熟知的基因。在物理形态上，基因以染色体的形式存在于细胞内部;在化学成分上，基因由脱氧核糖核酸(DNA)组成。不过，基因携带的只是遗传信息的蓝图，这份蓝图要通过核糖核酸(RNA)才能转译合成蛋白质。 如果把细胞比作一家工厂的话，基因(DNA)相当于厂长，它抛出一份产品设计蓝图(遗传信息)，但厂长说的话只有RNA听得懂，所以RNA把这个蓝图翻译出来告诉蛋白质，然后蛋白质会忠实的按照图纸来搭建一个新的细胞。基因编码蛋白质，而蛋白质往往像极小的分子开关一样，通过”开启”或”关闭”在细胞里激活或灭活其他蛋白质，如蛋白质A开启B，B开启C并关闭D，D开启E，以此类推，这种分子的连锁反应被称为蛋白质的信号通路。通过这种信号传递，细胞就能知道什么时候开始分裂，什么时候停止分裂，什么时候自我凋亡。 我们可以将这一过程想象成一个由红绿灯控制着的异常复杂的交通系统。正常情况下，这套系统会井然有序地指挥细胞工作。然而我们从之前的《癌症发现史》专题中了解到，人类体内天生存在原癌基因，而原癌基因又处于这个交通系统的枢纽位置。可以想象，当某些因素激活了原癌基因使其突变为致癌基因后，开启生长的”绿灯”就会一直亮着，细胞分裂由此失控。 你也许会问，这幅景象实在令人胆寒，按照这个说法，那我们岂不是时时刻刻都有患癌的风险? 好吧，虽然绿灯功能失常，我们不要忘了还有”红灯”(抑癌基因)。在这里我们可以将红灯理解为关闭生长的信号，如果红灯一直熄灭，细胞也会一直生长。幸运的是，人体每一个细胞的每条染色体都有两个副本，因此每个基因也有两个副本。这意味着，要使红灯失效，必须两个基因副本都发生突变，这个概率是极低的。 因此，我们要想得癌症的话(当然没人会这么想…)，体内的原癌基因首先需要通过突变来激活，而突变是小概率事件;第二，抑癌基因需要失活，但通常每个抑癌基因存在两个副本，因此需要两次独立的突变才能使它失活，这更是罕见。而且，任何一个单一的基因活化或者失活，都只是癌变的第一步，一种癌症的产生需要经过很多基因里的多次突变，这是一个漫长而缓慢的过程。所以我们大可不必惶惶不可终日，害怕哪天会得上癌症，不过这也不能成为你养成坏习惯的理由——比如吸烟，香烟让你飘飘欲仙地同时可能也在开启你体内的致癌基因。 一个正常细胞的癌变之旅 在看清了”疯子癌细胞”的真面目后，下面让我们从一个正常的细胞开始，以故事的形式讲述癌细胞是如何形成的。 首先，这个正常细胞存在于一名建筑工人的右肺里。 一天早晨，一块微小的石棉碎片从墙上脱落，通过呼吸道进入肺部，卡在了那个细胞附近。他的身体对碎片产生了炎症反应，碎片周围的细胞开始疯狂地分裂生长，就像极小的伤口在设法愈合一样，一小团原始细胞衍生的细胞在此出现。 在那团细胞持续不断的分裂过程中，有一个细胞中的原癌基因意外地发生了突变。这个突变激活了致癌基因，驱使这个细胞比邻近细胞生长得更快，从而在最初的细胞团内又形成了一个细胞团。但此时它还不是癌细胞，而是已经部分分裂失控的细胞，即癌细胞的原始祖先。 十年过去了。这一小群突变细胞在无人察觉的情况下继续在肺的远端外围处增殖。这名工人有吸烟的习惯，焦油中的致癌化学物质到达了肺的边缘，与那团突变细胞发生碰撞，导致其中一个细胞的基因发生了第二次突变，激活了第二个致癌基因。 又过了十年。在第二团细胞中的另一个细胞碰到了一束迷途的X射线，获得了另一次突变，这次突变灭活了一个肿瘤抑制基因，但该细胞的基因还有一个副本，所以这次突变几乎没有产生什么影响。然而到第二年，另一次突变灭活了肿瘤抑制基因的第二个副本，产生了一个”含有两个激活的致癌基因和一个失活的肿瘤抑制基因的细胞”。 最终，致命的进程上演了，破坏随之开始。现在，发生了四种突变的细胞开始过度增殖，超越了它们的同胞们。随着细胞生长，它们获得了额外的突变，激活基因通路，使这些细胞更适应生长和存活。肿瘤中的一次突变刺激了血管的生长;由血液滋养的肿瘤发生另一次突变，使它即使在体内的低氧部位也能存活。 突变的细胞不断分裂产生细胞，再产生细胞。增强细胞移动性的基因在某个细胞中被激活。这个获得了移动性的细胞，可以转移穿过肺部的组织进入血液。这种运动的癌细胞的后代获得了在骨骼中存活的能力，移动穿过血液后到达了骨盆的边缘，在那里它开始了另一轮生存、选择和侵略的循环，这意味着起源于肺部的肿瘤开始首次转移。 这名建筑工人偶尔会喘不上气，总觉得肺的边缘有刺痛感。走路的时候，偶尔感到有东西在胸腔下面移动。又一年过去了，这种感觉与日俱增。他去看了内科医生，CT扫描显示一个环状的团块围绕着肺部的一根支气管，活组织切片结果显示是肺癌。一位外科医生检查了他和胸部的CT扫描结果，认为手术没有意义。那次就诊的三个星期后，病人又回到内科诊室，抱怨肋骨和臀部疼痛，骨骼扫描显示癌症已经转移到了骨盆和肋骨。 于是他开始静脉化疗。肺肿瘤的细胞有了反应。患者坚持熬过了一个艰难的多种细胞杀伤药物联用的疗程，但在治疗期间，肿瘤中的一个细胞却获得了另一种突变使它对用来治疗的药物产生了抵抗力。确诊七个月后，肿瘤复发遍布全身。又过了三个月，一天早晨，这名患者在医院的病床上阖然离世，死因是转移性肺癌。 结语 通过这个虚构的故事，我们能够清晰的看到基因突变引发癌症的基本过程。实际上，癌症的成因远比这个故事要复杂多变，就像世界上没有两片相同的树叶，我们每个人所处的环境、生活方式以及遗传特征都不尽相同，所以癌症从来都是因人而异。就目前的科学研究进展而言，从基因层面解释癌症的成因仍是最靠谱的答案。 |
|
|
