癌症為什麼會存在?從遠古生物、大象和老鼠說起
據國外媒體報導,癌症是死亡的代名詞,嚴重影響了人類的健康和生活,吞噬無數年輕患者的生命,折磨著我們親人的晚年生活,從生物學角度來看,癌症為什麼會存在?有什麼好辦法治愈嗎?進化是腫瘤行為的核心,通過了解癌症細胞為什麼會進化,科學家可能會發現治療癌症的最新方法。
癌症可追溯至7億多年前
為了揭曉人類為什麼會患上癌症的根源,我們追溯到遠古時期進行研究,大約7億多年前,那時地球上的生命出現了永久性變化。
在地球形成的最初幾十億年裡,單細胞生物佔據了整個地球,隨著生物不斷進化,單細胞開始組合在一起,從而出現了多細胞生命體。
多細胞生物具有許多優勢,細胞為了一個共同的目標結合在一起,這種數万億計細胞的結合,使我們擁有復雜的身體結構,例如人類的大腦。
但是成為多細胞生物也是付出代價的,這種代價之一就是出現癌症!當多細胞體出現問題,腫瘤細胞失去感知周圍環境並與附近細胞合作,開始不受控制地生長並逐漸失去功能,在身體中不斷擴散和生長,破壞器官功能最終導致死亡。
最初癌細胞表現得像吵鬧的嬰兒一樣,忽視了周圍還有其他細胞在努力工作的事實,癌細胞不會恢復正常工作模式,它們就像一個原始單細胞生物體,具有原始細胞的某些特徵,例如:腸道內壁等部位的細胞,正常情況下都是原位工作,但是當身體出現癌變,這些細胞就會移動和擴散,像單細胞生物一樣。
人類DNA中攜帶著遠古單細胞的遺產
當早期多細胞生命進化時,一些細胞不得不放棄獨立增殖,而去專注完成其他任務,在每個多細胞生物體的遺傳代碼中都有關於如何獨立無限分裂的信息,就像單細胞祖先一樣。
然而,大多數時候這些信息都是被壓制的,僅有一些細胞能夠重新被激活開始增殖,獨立於其他細胞進行分裂。
為什麼癌症是持續困擾人類健康的頑疾?
如果癌症從復雜生命開始時就存在,為什麼人類還沒有進化出抵抗癌症的能力?
答案是多數癌症出現在生育期之後——生物體將遺傳基因傳遞至下一代,這意味著晚年易患癌症的遺傳基因也可以傳遞給後代。
癌症在進化過程中是隱藏的,對於癌症,進化並未完全鬆懈,我們的身體有許多策略預防癌症,所有多細胞生物體都有TP53腫瘤抑制基因,它是阻止細胞異常增殖的關鍵基因之一,例如:鯨魚和大像等動物,特別擅長抑制癌症。
大象體型龐大,從多細胞生物角度來講,它應該很容易患癌症,但是它們體內一種抗癌基因的多重拷貝可以幫助其抵禦癌症。
令人驚訝的是,由於癌細胞體型較大,按常理推測,動物的細胞越多,出現癌變的概率就越大,但事實並非如此。
目前,科學家希望利用鯨魚和大像對癌症的驚人抵禦機制,將其應用於癌症患者的治療過程,該機制與TP53腫瘤抑制基因發揮作用密不可分,鯨魚和大像比大多數多細胞生物擁有更多的TP53基因副本。
科學家正在研製如何隔離大象體內TP53基因產生的蛋白質,最終將使用該方法讓人類成功抵禦癌症。
種群文化可能影響癌症
如果癌細胞一直潛伏著,直到人類生育年齡結束,但女性在更年期結束後患癌症的機率並不會大幅提升,這是一個非常複雜的過程,“祖母假說論”可以對該現象進行部分解釋。年長女性在撫養孫輩方面具有非常重要的作用,她們提供孫輩的生活支持,因此進化選擇一直在促進癌症抑制基因延續至更年期以上,總體而言,女性比男性能更好地應對癌症,對治療的反應也更好。
年齡較大的雌鯨和雌像對種群具有重要的群體角色,這可能是它們長壽和抗癌的原因之一。
受進化生態學啟發的治療方案
人類身體作為一個生態系統,進化在不斷進行,針對癌症的研究也必須改變方案。
早期對前列腺癌的研究表明,與傳統療法相比,受進化生態學啟發的治療方案的療法明顯更好,用森林的暗喻來解釋這一點:森林中失控的老鼠代表人體內的癌細胞,如果貓頭鷹進入這片森林,只有那些避開空曠地帶生活的老鼠才能存活下來繁衍後代,從而使它們的後代能夠避開貓頭鷹。
癌症治療能夠消滅大多數癌細胞,而剩下的癌細胞就像森林裡的老鼠最容易繁殖,對治療最具抵抗力,如果我們將蛇引入這片森林,躲藏的老鼠就會失去優勢,在蛇與貓頭鷹兩種掠食者的共同作用下,老鼠很可能被消滅。
將森林捕食者與被捕食者之間的動態關係應用於癌症治療,例如我們可以首先使用免疫療法治療癌症,一旦我們抑制了腫瘤進一步發展,就可以引入一種額外的方法——化療,最終消滅惡性腫瘤細胞。通過了解癌症存在的深層原因,科學家正在積極探索治療癌症的新方案。(葉傾城)