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在过去的一百多年里，我们对癌症的认识经历了三个重大的范式转变。最初，我们认为癌症是一种过度生长的疾病。这当然是正确的，但这并不能解释为什么癌细胞会过度生长。接下来，我们认为癌症是一种累积的基因突变导致的过度生长的疾病。当然，这也是正确的，但这并不能解释为什么这些基因突变会不断积累。最近，人们对癌症有了全新的认识。 有些令人难以置信，癌症是一种不同于我们曾经面对过的其他任何病症的疾病。它不是感染，不是自身免疫性疾病，不是血管疾病，也不是中毒性疾病。癌症最初来源于我们自身的细胞，而后逐渐发展成为异体。基于这种理解模式，新的癌症治疗药物已经被研发出来，人类首次有可能将对抗癌症的战争结束于战壕之中。  “癌症”一词不是指单一疾病，而是指某些性质相似的许多不同疾病的共同体。根据所用的定义，我们可以识别至少100种不同类型的癌症。 尽管有数百种不同类型的癌症，但所有癌症都具有这八个共同点中的大部分，这些共同点都是癌细胞生存的关键。如果不具备这八个特征中的大部分，则不能称其为癌症。 癌症的八个特征：
维持增殖信号 第一个特征，可以说是最基本的，就是癌细胞会持续复制和生长，而正常细胞则不会。人体含有数十万亿个细胞，因此其生长必须受到严格的控制和协调。在儿童和青少年时期，新细胞的出生速度超过了老细胞的死亡速度，所以孩子会长大。成年后，新细胞的生成数与老细胞的死亡数趋于相等，因此整体生长停止。 这种微妙的平衡在不断发展的癌症中失去了，导致被称为肿瘤的癌细胞异常聚集。正常的细胞生长受到激素信号通路的严格调控，而激素信号通路是由基因控制的。有促进生长的基因，即原癌基因，也有抑制生长的基因，即肿瘤抑制基因。这两种基因的作用就像汽车的油门和刹车。原癌基因加速生长，肿瘤抑制基因减缓生长。在正常情况下，这些基因相互平衡运作。 如果原癌基因被过度激活（就如踩下油门）或者肿瘤抑制基因被抑制（就如同把脚从刹车踏板上松开），就可能出现异常生长。在某些正常情况下，如伤口愈合，生长通路会被激活一段短暂的时间。一旦伤口愈合，生长应再次放缓，恢复常态。但是癌细胞保持着这种增殖信号，在对身体不再有益的情况下继续生长。当基因突变导致原癌基因过度激活时，它们就被称为癌基因。第一个被证实的癌基因被称为“src”——因为它导致了一种叫作肉瘤的软组织癌——于20世纪70年代被发现。 逃避生长抑制因子 我们身体中的许多正常基因积极抑制细胞生长。第一个肿瘤抑制基因（Rb）是在视网膜母细胞瘤中发现的，视网膜母细胞瘤是一种罕见的儿童眼癌。一种使肿瘤抑制基因失活的基因突变松开了细胞生长的刹车，放纵了细胞的生长，从而导致癌症的发生。 抵抗细胞死亡 全盘的组织生长仅仅是产生多少细胞和死亡多少细胞之间的差额。当正常细胞变老或受到无法修复的损伤时，它们会经历一个程式化的细胞死亡过程，即“凋亡”。这个正常的细胞存活期允许细胞的自然更替，来保持我们身体的平稳运转。例如，红细胞平均只存活3个月就会死去，然后被新的红细胞取代。皮肤细胞每隔几天更换一次，就像给汽车引擎换机油，在灌入新油之前，你必须先把旧油排出。在人体内，衰老的或受损的细胞必须被剔除，以便腾出空间给代替它们的新细胞。细胞凋亡是对细胞在超过其有效寿命后的有序处。 细胞凋亡是一种控制细胞清除的机制，在所有多细胞生物中都很常见。允许老细胞（如皮肤细胞）死亡并用新细胞代替它们，尽管牺牲的是个体细胞，但换来的却是整个机体活力的恢复。为了避免过度生长，移除的老细胞数量必须与更新的替代细胞数量达到精准的平衡。可是癌细胞能抵抗凋亡，改变细胞分裂和细胞死亡的平衡，允许过度生长。如果濒临死亡的细胞较少，则整个组织可能会生长，这就有利于癌症的形成发展。 实现复制永生 细胞通常复制40到70次以后就会停止。海佛烈克正确地感觉到这是细胞老化的一种形式，这种老化发生在细胞核中，细胞核中包含染色体。2009年诺贝尔生理学或医学奖得主伊丽莎白·布莱克本（Elizabeth Blackburn）和卡罗尔·格雷德（Carol Greider）后来证明，细胞在向海佛烈克极限方向进展时，用端粒，即染色体末端的帽，“计数”复制的次数。端粒帽在细胞分裂过程中保护DNA，细胞分裂一次，染色体的端粒就会变短一点。当端粒过短时，细胞就不再分裂，这时它会启动细胞凋亡，即程式化的细胞死亡。这一过程为防止癌症不受控制的扩散提供了自然保护。细胞年龄不以年计，而是以细胞复制的次数来计算。 正常细胞寿命有限，而癌细胞却长生不死；它们和细菌一样，不受海佛烈克极限的限制，可以无限地复制。癌细胞产生一种叫作端粒酶的酶，该酶可以增加染色体末端端粒的长度。因为端粒帽永不变短，癌细胞就可以肆意继续分裂。这阻断了细胞的自然年龄进程（衰老）和定期的细胞死亡（凋亡）。在细胞培养中，你可以永远保持癌细胞的生长。 诱导血管生成 血管的生成是建立新血管的过程，它带来新鲜的氧和营养，并带走废物。随着肿瘤的生长，新细胞离血管越来越远，就像郊区的新房子离主要道路更远一样。新房子需要修建新的道路，新的癌细胞需要建造新的血管。 激活肿瘤的侵袭性和转移性 侵袭其他组织和拥有转移的能力是癌症致命的原因，这占癌症死亡数中的大约90%。一旦癌症转移，原发肿瘤的状况如何就无关紧要了。不能转移的肿瘤被称为良性肿瘤，因为它们很容易治疗，几乎不会致命。良性肿瘤也具有以上列出的五个特征。如果没有转移的特征，癌症与其说是严重的健康问题，不如说是一种讨人嫌的小麻烦。 传统上，我们认为转移发生在癌症自然发展过程的晚期，即在原发肿瘤长时间生长之后。长期以来，我们认为肿瘤一直保持相对的局部性和完整性，直到它开始脱落一些癌细胞到血液中。然而，新的证据表明，微转移可能从原发癌细胞早期脱落就开始了，但这些脱落的细胞通常无法存活。 解除对细胞能量的管控 细胞需要一个可靠的能源来完成每天数百项日常的家务工作。细胞能量储存在一种叫作三磷酸腺苷（ATP）的分子中。有两种方法将葡萄糖代谢为能量：有氧（有氧呼吸）和无氧（厌氧发酵）。
对于每个葡萄糖分子，线粒体氧化磷酸化产生的能量是糖酵解的18倍。由于这种效率的提高，正常细胞在有足够氧的情况下几乎总是使用氧化磷酸化。但奇怪的是，癌细胞却并不如此。癌细胞即使在有足够氧的情况下，也使用效率较低的糖酵解途径。这种情况极为普遍。这并不是一个新发现，1927年，历史上最伟大的生物化学家之一奥托·瓦尔堡（Otto Warburg）首次描述了这一发现。这种能量代谢异常发生在大约80%的癌症当中，被称为瓦氏效应。 这是一个非常有趣的悖论。正在迅速增长的癌症应该需要更多的能量，那么它为什么会故意选择低效的能量生成途径呢？这是一个令人困惑的反常现象。 避免免疫摧毁 为了生存，癌细胞必须以某种方式逃避免疫系统的攻击，因为免疫系统的作用就是要杀死它们。当肿瘤在组织内部生长时，它可能屏蔽掉了必须穿透该组织的免疫细胞。然而，当癌细胞在血液中扩散时，它会直接暴露，并不断地被敌对的免疫细胞团团包围。 小结 这八个特征代表了对癌症研究最佳的科学共识，列出了界定癌症所需的表现特征，划分出什么是癌症，什么不是。把不同的癌症归纳为一种单一的疾病，会忽略细节，但更容易统观全局。例如，这八个特征可以进一步简化为四个：
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