曾看见过一篇题为“人只要活着,就一定会得癌”的文章。这一说法不准确,准确地来讲,应该是“人只要活着,体内就一定会出现癌细胞”。
癌细胞是坏蛋,但我们体内有专门抓坏蛋的警察,即免疫系统,只要其功能正常,及时清除癌细胞,人就不会得癌症;只有当癌细胞没有被免疫系统及时清除时,才有机会无限制地生长增殖,发展成癌症。这是后话,在本书第二部分会详细讲解免疫系统与癌细胞之间的战斗。
这里要回答的问题是:什么是癌细胞?正常细胞为什么会变成癌细胞?有没有办法阻止细胞癌变?
癌症是典型多细胞增殖失控性疾病,即体内出现了生长增殖不受控制的癌细胞。
什么是癌细胞?要说清楚这个问题,得先说说正常细胞。
大家知道,人体由很多细胞组成,它们是人体结构和生理功能的基本单位,但人体到底有多少个细胞,其实无法给出准确数据,估算细胞数量达万亿。
在正常情况下,每分钟有超过1亿个细胞死亡,而每个细胞的“生老病死”都由复杂机制调控,都有被严格设定,包括从生到死的生命历程。
有细胞衰老死亡,就有细胞通过分裂增殖补充进来,因此机体每天有大量细胞更新。有句话“士别三日当刮目相看”,从医学角度上来讲也有道理:三天时间,有许多细胞死去,有许多细胞诞生,你还是你,但你也不是原来的那个你。
如果正常细胞癌变了,会发生什么?癌变细胞会变得不再受控制,变成不死的“幽灵”,而且他们会快速地、不停地分裂增殖,一生二,二生四,四生八……迅速集结成一群“乌合之众”,在组织局部不停地向外扩张、浸润,还会转移至远处重要器官,例如脑、肝、肺、骨髂等,潜伏下来形成转移癌灶。
从专业角度上来讲,癌细胞的特点是:癌细胞生长失控、缺乏分化而异常增生,并侵犯正常组织和器官,最终可散布全身。
现在说重点了,原本“循规蹈矩”的正常细胞怎么会变成“无法无天”的癌细胞呢?
细胞癌变机制目前尚未完全阐明,有很多理论体系,被广泛接受的主流理论是“癌症多阶段基因突变学说”。
“癌症多阶段基因突变学说”的核心观点是:癌症的发生是一个多阶段逐步演变过程,正常细胞通过积累了一系列基因突变而逐渐成为癌细胞。这个理论非常复杂,让我们通过回答以下问题来帮助大家了解它。
基因主要存在于细胞核染色体上。
除了成熟的红细胞和血小板外,人体所有细胞都至少有一个细胞核。细胞核中含有染色体,它相当于细胞的司令部或控制中心,储存着种族、血型、孕育、生长、死亡等全部遗传信息。更准确一点,基因主要是指细胞核染色体上带有遗传讯息的DNA片段。
这一下子冒出了三个概念,即染色体、DNA和基因,三者之间的关系可简略概括为:染色体由DNA和蛋白质两种物质组成,DNA是遗传信息载体,DNA上决定生物性状的小单位叫基因。
人体细胞内共有46条染色体,一条染色体只有一个DNA分子,一个DNA分子上有许多个基因。如果基因发生突变,特别是一些关键基因发生了突变,细胞就可能不受调控、“变坏”了。
近年来随着相关研究不断深入,“癌症多阶段基因突变学说”理论在原有基础上也取得了进展:广义上基因突变不仅指发生在DNA核苷酸水平和染色体水平遗传学改变,还包括表观遗传学改变,因为表观遗传学改变和遗传学改变一样,也可改变相应基因功能。什么是基因遗传学改变和表观遗传学改变?简单来讲,可以将遗传学改变比喻为房屋结构改变,而表观遗传学改变可比喻为房屋装修风格改变,两者都可以导致呈现在我们眼前房屋样子改变。
不是!只有某些关键基因突变才会导致癌症。
我们体内有两万多个基因。近年来肿瘤组织基因组测序研究表明,人类肿瘤中存在数千个基因突变,但其中大部分突变不参与癌变过程,有如“过客”,被称为“过客”突变;与癌症发生发展有直接关系的基因突变也就一百多个,被称为“驱动突变”,只有驱动突变才能提供细胞生长优势,驱动正常细胞恶变为癌细胞。
例如原癌基因或抑癌基因,如果这些基因发生突变,就会增加癌症发生的概率。
原癌基因突变:原癌基因其实是维持细胞正常生命功能的基因,指一类存在于正常细胞内与细胞增殖相关的基因。但在某些条件下,例如病毒感染、化学致癌物诱导或电离辐射作用等,其发生变异,导致基因产物增多或活性增强,可促使细胞异常增殖、发生癌变。
抑癌基因突变:抑癌基因是一类存在于正常细胞内可抑制细胞生长,并具有潜在抑癌作用的基因。抑癌基因在控制细胞生长、增殖及分化过程中起着十分重要的负调节作用,它与原癌基因相互制约,维持正负调节信号相对稳定。当这类基因发生变异,导致基因产物缺失或功能下降时可驱动细胞癌变。
为了更形象生动地说明原癌基因和抑癌基因在细胞癌变中的作用,可以把“细胞”比喻为一辆行驶中的汽车。汽车有油门和刹车才能正常行驶,原癌基因就是油门,抑癌基因则是刹车。原癌基因突变导致其异常激活相当于不停地猛踩油门,而抑癌基因突变导致其功能下降或丧失相当于刹车失灵,因此原癌基因或抑癌基因突变都可能导致细胞生长、增殖及分化失控,驱使正常细胞变成癌细胞。
癌变(carcinogenesis或tumorigenesis)过程,即正常细胞恶变为癌细胞的全过程,很漫长,目前通常分为4个阶段:启动(起始)、促进、恶性转变和演进,在这一有序、连续多阶段过程中,每一个新阶段启动都会附加遗传学或表观遗传学基因改变,即基因在结构上或修饰上要出现新突变,从而让细胞“解锁新技能”,获得生存优势和克隆扩增。
癌变过程多阶段性导致了在正常组织与高度恶性组织之间,人体内可能存在多种处于不同恶性阶段的细胞,有增生(hyperplasia)、化生(metaplasia)、不典型增生(dysplasia)、原位癌(in situ cancer)以及具有侵袭和转移能力的高度恶性癌。毋庸置疑,如果能够在早期阻击癌细胞,癌症就不是一种致命疾病。
癌细胞之所以“恶”,是因为癌细胞不会停下基因突变步伐。通过不停地发生基因突变,癌细胞不仅可能逃过免疫系统的追杀(免疫逃逸),而且在化疗、放疗,以及目前最新靶向治疗或免疫生物治疗压力下,癌细胞可以“学习”和“进化”,从而获得针对这些治疗手段的抵抗性,就像是给自己戴上了防护罩,“百毒不侵”。这就是为什么癌症复发后,往往对原本有效治疗手段不敏感的主要原因,得换新治疗方案来对它进行打击。
癌细胞进化史
答案是:没有!为什么没有办法阻止细胞癌变?核心原因是没有办法阻止基因突变。
第一,机体每天通过细胞分裂增殖方式产生新细胞,来代替衰老死亡细胞。细胞分裂增殖过程中的一个关键环节是DNA复制,通过DNA复制和相关蛋白质合成,母细胞就带有两套遗传物质,在细胞分裂时,分别被分配到两个子细胞中。在DNA复制过程中,会自发地随机出现一定频率基因突变,这就像在工厂里制造产品时总有一定次品率,没法避免。除此以外,细胞在代谢过程中所产生的活性氧离子等也会不可避免地引发DNA损伤,导致基因突变。
第二,除了以上导致基因突变的内在因素外,环境中各类物理、化学以及生物致癌因子也可能引起DNA改变,导致基因突变。这些外在致癌因素让人防不胜防,没有办法完全避免接触。
所以,基因突变没法完全阻止。正如一首歌里唱道,“紧闭着双眼,你总会出现”,即便你紧闭着双眼,到时候了,癌细胞就会出现。
让我们换个角度,再来认识基因突变。
突变基因来源有两类,一是先天遗传,二是后天获得。由于获得性基因突变比先天遗传基因突变更为普遍,因此大部分癌症与后天获得性基因突变关系更为密切。
先天遗传突变来源于父亲(精子)或母亲(卵子),也就是说存在于受精卵中,由于机体所有细胞都来自受精卵,那么这一突变就存在于身体每一个细胞里,包括卵子或精子,因此这一突变可一代一代地遗传下去。
获得性基因突变,即体细胞突变,不存在于受精卵中,而是受精卵分裂之后的某个细胞发生了基因突变,再传递到该细胞的所有子细胞中。这种突变只存在于某些体细胞中,而不存在于精子/卵子中,所以不会遗传给下一代。
简单来讲,一个人可能因为运气不好,生下来就带有致癌基因突变,由爸爸或妈妈遗传给他/她,他/她也会把这一突变遗传给后代;或者是在后天生活过程中某些体细胞发生了致癌基因突变,它们只会影响这个人患癌症风险,不会遗传给后代。
重点提示
“癌症多阶段基因突变学说”:癌症发生是一个多阶段逐步演变过程,正常细胞通过积累了一系列基因突变而逐渐变成癌细胞。
各种机体内外因素均可导致细胞发生基因突变。
基因突变无法完全预防,因此,没有办法完全阻止细胞癌变。
出现癌细胞≠癌症。