癌癥與人類進化的共存之路

醫(yī)學(xué)把癌癥當(dāng)做這樣一種疾?。寒惓＜毎鲋呈Э?，并在人體內(nèi)肆意擴散。癌癥療法聚焦于在腫瘤殺死宿主前消滅癌細胞。

醫(yī)學(xué)把癌癥當(dāng)做這樣一種疾?。寒惓＜毎鲋呈Э兀⒃谌梭w內(nèi)肆意擴散。癌癥療法聚焦于在腫瘤殺死宿主前消滅癌細胞。不幸的是，我們一方面強調(diào)癌細胞是有缺陷的失控“大炮”，另一方面又說癌細胞用頑固的方法蒙騙了機體的防御系統(tǒng)和醫(yī)生的“兵工廠”。這兩種說法自相矛盾。

癌癥為什么會存在？

因其邪惡狡詐地行跡，癌癥可謂一個冷酷無情的敵人。癌細胞被預(yù)先編程去執(zhí)行目的明確的異常變異。這些變異似乎是被預(yù)先設(shè)計好用以協(xié)助癌細胞增強其生存能力，以及在血液中的散播速度。人類自身甚至還會充當(dāng)同謀——腫瘤會利用化學(xué)信號在遠端器官營造“癌細胞友好”生存區(qū)。

研究人員在熱切尋找難以捉摸的“癌癥治愈方法”，但很少有人退一步，問一個非?；镜膯栴}：癌癥為什么會存在？在生命長河中癌癥又扮演什么角色呢？令人震驚的是，盡管對癌癥已經(jīng)研究了幾十年，人們還沒有達成關(guān)于癌癥理論的共識，也無法解釋為什么幾乎在所有的健康細胞中，都潛伏著一個高效的癌癥子程序，其可以被各種因素激活，如輻射、化學(xué)物質(zhì)、炎癥以及感染。

癌癥植根于生命的本源，某些“激擾”可將其從沉睡中喚醒。這表明癌癥并不是現(xiàn)代才出現(xiàn)的畸變產(chǎn)物，而是有著漫長的進化路徑。這一猜疑有事實依據(jù)：不僅人類會罹患癌癥，哺乳動物、魚類、爬行類動物甚至植物也難逃癌癥的魔爪。科學(xué)家已經(jīng)識別出有上億年之久的癌細胞基因。顯然，只有在生物學(xué)史的背景下，我們才能徹底了解癌癥。

與此相關(guān)的兩次進化過渡期引人注目。第一次出現(xiàn)在20億年前，自然界出現(xiàn)了含有線粒體（能給細胞供能的小型“工廠”）的復(fù)雜大細胞。生物學(xué)家認為線粒體是殘余的古細菌。在癌癥惡化時，線粒體會經(jīng)歷徹底改變其化學(xué)與物理特性的系統(tǒng)變化，這一點能明顯說明問題。

線粒體：給細胞供能的小型“工廠”

從地球的大部分歷史進程來看，生命只存在于單細胞有機體中。然而，隨著時間的流逝，出現(xiàn)了一種新的可能。地球的大氣層被一種劇毒、活性化學(xué)物質(zhì)——氧氣（其是光合作用產(chǎn)生的廢氣）污染了。細胞逐步進化出了巧妙策略，不是避免氧氣累積，就是在內(nèi)臟中與氧化危害作斗爭。但是一些有機體變廢為寶，找到了將氧氣開發(fā)成強大新能源的方法。在近代的有機體中，線粒體正是利用氧氣為細胞供能。

大量耗氧型細胞的出現(xiàn)，為與癌癥相關(guān)的第二次進化過渡期鋪平了道路——多細胞生物出現(xiàn)了。從基本的生命邏輯來看，這需要經(jīng)歷巨大的變化才能完成。不停繁殖是單細胞生物的要事，從此意義而言，它們是永生的。但是對于多細胞生物而言，普通細胞將他們的不死性“外包”給能將基因傳遞給后代的特殊胚芽細胞——精子和卵子。死亡是普通細胞為此付出的代價，多數(shù)細胞能進行短暫復(fù)制，但是一旦到了使用期限，預(yù)設(shè)編程會讓它們自殺身亡，此過程也被線粒體控制，稱之為“細胞凋亡”。

腫瘤打破了生殖細胞與其余細胞間的“契約”。惡性細胞會讓凋亡失效，企圖讓自己得到永生，隨著它們的生存環(huán)境開始出現(xiàn)過密狀態(tài)，腫瘤就形成了。從這層意義上說，很長時間以來，人們認為腫瘤倒退回到了之前的“自私細胞”時代。不過，最近的研究進展允許我們美化這一圖景。例如，癌細胞可以在低氧甚至無氧的環(huán)境下“茁壯成長”，回復(fù)到早期比較低效的“發(fā)酵”新陳代謝模式。

有機體能隱匿反應(yīng)祖先歷史的古代特征，生物學(xué)家對此非常熟悉。例如，有的人天生就有尾巴或者多余的乳頭。進化一定是在早期基因組的基礎(chǔ)上進行的。

有時候先祖基因的表達路徑并沒有被遺棄，只是被抑制了。當(dāng)某些因素干擾了被抑制的表達機制時，返祖現(xiàn)象就會出現(xiàn)。我和澳大利亞國立大學(xué)（Australian National University）的查爾斯·萊恩威弗（Charles Lineweaver）根據(jù)癌癥的古老進化根源提出了癌癥理論。

我們認為隨著癌癥在體內(nèi)的發(fā)展，它會加速顛覆進化時間的箭頭標(biāo)示。不斷增加的變異會促使癌細胞回復(fù)到先祖基因的表達路徑，其概括了原始細胞的生活方式。我們預(yù)計，癌癥發(fā)展的多種特征，都能系統(tǒng)關(guān)聯(lián)至相應(yīng)激活的日益增多的先祖基因。走到末路的惡性癌癥再現(xiàn)了10億年前的地球生命。

先祖基因只有在繼續(xù)實現(xiàn)生物學(xué)目標(biāo)時才能保持正常運作。在早期胚胎的發(fā)育中，低氧環(huán)境的基本形體構(gòu)建好后，先祖基因在被抑制前會引導(dǎo)發(fā)育過程。例如，每個人在母體中發(fā)育到某個時段時，尾巴和鰓會保留一段時間。重要的是，研究人員最近發(fā)現(xiàn)了癌細胞中的早期胚胎基因確實被激活了。

進化生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)與癌癥之間的深刻聯(lián)系為癌癥療法的研究提供了巨大空間，也提供了研究癌癥的意外動機。通過揭示癌癥起因以及發(fā)展的細節(jié)，科學(xué)家為我們打開了一扇通往過去的窗戶，我們借此一窺遠古的生命。