癌细胞突变的诱因终于水落石出，这类细胞会酿造成癌？
2020/5/19 21:00:00 开放科学
从生物学角度看，癌症发病机理的核心只有四个字：适者生存。你可能会奇怪：这不是达尔文的进化论吗？和癌症有什么关系？癌症，在某种意义上就是个体细胞的进化过程。
我们先回顾一下达尔文的生物进化论是什么(学过高中生物的可以直接跳过)。(1)基因突变。这是所有个体每时每刻都在发生的事，只要有细胞分裂DNA复制就会发生突变。大多数突变对生物没有任何影响，但极少数突变会改变生物的性状：比如红花变成白花，矮个变高个等等。(2)自然选择。在一定的外界条件下，只有适应该环境的个体才能生存下来。你可以理解为物种为了适应某种环境而演化出一定技能，但事实是基因突变具有随机性。一个种群中的物种可以拥有各种绝技，而环境决定了哪些技能能保命，因此这是一种被动的选择而不是主动进化。比如白色皮毛在雪地里不容易被发现，因此雪山上的白兔子的相对于黑兔子、灰兔子更容易逃脱捕猎者幸存。(3)繁殖。经过自然选择幸存下来的后代保留了“优秀”的基因(也就是能让该个体具有繁殖优势的基因)，通过繁殖将其传递给更多后代，使得该基因在种群中占据数量优势。优秀的基因通过突变、选择，把更加优秀的基因保留下来，淘汰掉没有繁殖优势的“坏”基因，从而能让更多个体生存下去。
癌症的发生就是一场细胞层面的生物进化。人每时每刻呼吸着空气，摄入营养，进行新陈代谢，细胞也在经历生老病死，需要不断分裂维持总数不变。在细胞分裂的过程中难免会有突变发生：有时候DNA聚合酶会弄错碱基，就像打字员打错了单词中的一两个字母；有时候整段整段的文字被删除，或移动到了错误的地方。造成突变的原因很多：阳光中的紫外线会胸腺嘧啶交联；黄曲霉素等化学物质插入DNA碱基使得生命之书串行；暴力的X射线则直接拧断DNA双链；更有HPV、EBV等病毒直接拿自己的生命密码覆盖细胞。
这些突变中大多数都是无害的，但总有少数几个突变篡改了生命之书的意思，让细胞获得额外的分裂技能点。这些因为突变而偶然获得的技能点使得细胞突破外界条件控制，更加肆无忌惮地分裂。而细胞分裂恰恰是基因突变的一大诱因，于是分裂快的细胞会发生更多基因突变，如果其中再有新的促分裂基因发生突变则细胞将分裂得更快。另一方面，更快的分裂也给了这些不正常细胞数量优势，使得下一个促分裂突变更有可能发生。如果其中一个细胞的另一个促分裂基因突变，那么这个细胞的后代将更多，分裂更快，而且更容易发生突变。这是一个加速生长的过程，这就是为什么肿瘤从无到有需要数十年的漫长酝酿，而从被发现到要人命可能只要短短几个月时间。我们把这些突变后会导致细胞不正常分裂、生长的基因叫做癌基因(或原癌基因，因为这些基因也存在于正常细胞，且对于细胞正常分裂至关重要)。按照上面的说法，只要身体里一个细胞发生了癌基因的突变，那么这个细胞迟早会变成癌。人体每天上亿细胞都会发生各种突变，然而一个人一生中患癌几率只有1/3左右。(看到这数据还是很吓人有没有)为什么呢？首先要感谢细胞内部的抑癌基因，他们和癌基因相反，能感知细胞不正常状态，在分裂时踩一脚刹车，告诉细胞这不是去幼儿园的车(划掉)。这是细胞固有的保护程序。
一般情况下，抑癌基因会在细胞分裂过程监测DNA是否受损，如果有突变会启动各种修复机制保证细胞分裂时遗传信息的准确；若DNA损坏太严重，抑癌基因在万分危急的情况下甚至会启动细胞自杀程序以死相谏。
所以，癌细胞的形成不仅需要突变数个癌基因获得生长优势，还要同时打破抑癌基因的重重枷锁。平均每个“合格”的癌细胞拥有上千个突变，其中最主要的驱动突变多在6个以上。
这还没完，他们除了突变打破自身限制，还要逃过免疫系统的层层追杀。T细胞和NK细胞是身体内时刻巡逻的警察，他们看到不太正常的细胞都会上前盘问一番，一认出癌细胞就地枪毙。但总有些癌细胞通过突变伪装成正常细胞的样子，或拥有反抗能力，警察也对他们无可奈何。
另外，癌症(恶性肿瘤)和良性肿瘤的最大区别在于是否浸润。良性肿瘤虽然也不受控制地增殖，但它们和正常组织存在一定界限，被基底膜等细胞外基质隔离开来；而恶性肿瘤是在良性肿瘤基础上进一步突变，获得脱离组织、降解细胞外基质、入侵正常组织的技能点。这样他们终于可以在身体一隅安营扎寨，形成原位肿瘤。然而好景不长，这些突变的癌细胞由于生长迅速需要消耗大量营养和氧气，肿瘤不断长大，内部已处于断粮状态。为了生存，首先癌细胞要广开路，招募血管补充供给(血管生成)；另一方面，他们要海外移民，追寻更广阔的天空(转移)，毕竟这里呆得不舒服。尽管开辟新航路的过程死伤惨重(血行转移成功率百万分之一以下)，但少数幸运儿还是熬到了发现新大陆，享受美好生活。这时候患者已病入膏肓无可救药。
从癌症发展的全过程可以看出，癌细胞的进化动力就是不断积累突变，获得数量、生存优势。因此只要能促进基因突变的因素都是癌症发病的诱因。比如年龄(年龄越大，患癌几率指数增加)、常见的化学/物理/生物致癌物，以及不良生活习惯等。另外，携带缺陷的基因的个体也会增加患癌几率。从一介良民到席卷八荒、烽火连天的叛乱军队，大自然用演化出纷繁多姿物种的相同方式在人体演绎了一出壮丽的死亡之歌。当前，全球癌症患者日益增多，且多数为实体肿瘤。对于恶性实体肿瘤，目前并没有很好的治疗药物。癌症夺去了无数患者的生命，严重威胁着人类的健康。人类的免疫系统是世界上最好的医生，免疫系统是覆盖全身的防卫网络，保护着人体的健康。免疫系统由免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质组成。免疫细胞包括淋巴细胞、树突状细胞、单核/巨噬细胞、粒细胞、肥大细胞等。NK细胞(自然杀伤细胞)，是人体天然免疫细胞，抗癌活性的第一道防线，能够非特异性地直接杀伤肿瘤细胞。免疫系统各成员协同作战，共同消灭敌人。最新研究表明，癌症发生的根本原因是机体免疫功能减弱或受到抑制的结果。
医学界发现，正常人体每天也会产生多个癌变细胞，人体的免疫系统会及时发现并清除。当人体免疫系统减弱时，就不能有效地识别并杀灭癌变细胞。人体从接触危险因素到体内癌症发生需要5-20年时间, 是长期的、从量变到质变的过程。发生癌症之前，机体会发出求救信号，比如：易疲劳，食欲不振，记忆力或集中注意力明显下降，睡眠不安等。如果在这些信号出现时，能进行有效的免疫治疗，恢复机体健康，就能将癌症的发生扼杀在摇篮中。
相关研究表明，NK细胞可以改善亚健康人群生活质量，改善患者机体平衡，提高患者免疫功能，几乎没有什么副作用。NK细胞像巡逻兵一样，在人体血液中到处巡视，一旦发现外来细胞或变异细胞，NK细胞的受体就会发出信号，冲向目标细胞，将他们杀灭。保持人体NK细胞数量和活性的正常，能够有效抵抗感染和肿瘤发生，让人体保持健康状态。免疫力与癌症的关系1)免疫力低下易发生癌症临床数据证实，是先有免疫力低下而后有癌症的发生，一些免疫抑制药物能诱发癌症，例如1例肾衰竭患者经过肾移植后，长期服用免疫抑制药抗排异，数年后发生了肝癌。2)免疫力低下癌症易发展、转移人体内的免疫细胞能够有效杀灭癌细胞，自然杀伤细胞(NK细胞)是免疫系统的"哨兵。细胞，是抗击癌细胞的第一道防线，NK细胞与癌细胞接触并结合后，释放出“穿孔索”，在癌细胞膜上形成孔洞，接着将有毒的“颗粒酶”注人癌细胞内，使癌细胞消亡。
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