文/張雨晨 導(dǎo)言: 2018年10月1日,美國(guó)科學(xué)家詹姆斯·艾利森與日本科學(xué)家本庶佑,因在癌癥治療領(lǐng)域做出了突出的原創(chuàng)性成就,共同獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 然而與此同時(shí),全球數(shù)以千萬(wàn)計(jì)的癌癥患者及其家人,依然默默承受著病魔的煎熬。顯然,與癌癥的戰(zhàn)斗不會(huì)因?yàn)橐粌身?xiàng)科學(xué)突破而輕易結(jié)束。但正因如此,我們更應(yīng)該鼓起勇氣,直面這個(gè)懸在我們所有人頭上的永生死神,用科學(xué)和理性,一步一步地點(diǎn)亮黑暗的深淵。 一、血 債 癌癥伴隨著整個(gè)人類(lèi)歷史。 早在距今3600多年前的尼羅河畔,古埃及的巫醫(yī)就在莎草紙上寫(xiě)下了人類(lèi)目前已知最早的癌癥記錄。古希臘的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)鼻祖希波克拉底,同樣在行醫(yī)過(guò)程中碰到過(guò)一些癌癥患者。因?yàn)榘┌Y組織外往往圍繞著輻射狀的血管,所以希波克拉底用希臘語(yǔ)中的“螃蟹(karkinos)”一詞來(lái)形容這種惱人的致命病變。 到了羅馬帝國(guó)時(shí)代,以博學(xué)著稱(chēng)的塞爾蘇斯繼承整理了古希臘先賢的學(xué)術(shù)遺產(chǎn),將癌癥的希臘語(yǔ)名稱(chēng)翻譯為拉丁語(yǔ)“cancer(在天文中為巨蟹座)”,從此沿用至今。 而在此后的整整一千八百多年里,人類(lèi)對(duì)于癌癥的認(rèn)識(shí)都沒(méi)能更進(jìn)一步。直到現(xiàn)代生物學(xué)與醫(yī)學(xué)逐步建立的19世紀(jì),人類(lèi)對(duì)癌癥的研究才終于進(jìn)入了科學(xué)的軌道。 但時(shí)至今日,癌癥依然如影隨形地糾纏著我們。就在本年度諾獎(jiǎng)揭曉前的“悲傷的9月”,藝術(shù)家?guī)焺俳芎完疤焖穮s因?yàn)榘┌Y相繼離世;羽毛球名將李宗偉,也正飽受著鼻咽癌的折磨;而央視的著名主持人李詠,也在10月25日因癌癥突然辭世…… 癌癥的陰影如同死神的羽翼,平等地籠罩在每一個(gè)生命的頭上。僅在我國(guó),每年新增癌癥患者就有約四百萬(wàn)人,平均每天都有一萬(wàn)多人被確診。與此同時(shí),癌癥的研究,也成了科學(xué)熱點(diǎn),相關(guān)的論文和專(zhuān)利早已鋪天蓋地、浩如煙海。 糾纏著生命與死亡的故事,正式開(kāi)始。 二、毒 瘤 在談及癌癥時(shí),我們往往會(huì)同時(shí)說(shuō)起另一個(gè)與其似乎頗為曖昧的概念——腫瘤。 腫瘤是對(duì)一大類(lèi)機(jī)體細(xì)胞異常增殖疾病的泛指。它們大多會(huì)在機(jī)體內(nèi)形成名為“腫塊”的新生物,不過(guò)也有白血病這樣的例外。當(dāng)然,并非所有的細(xì)胞增殖都會(huì)劃入腫瘤范疇,機(jī)體正常的再生修復(fù)過(guò)程同樣會(huì)出現(xiàn)細(xì)胞增殖。 那么,我們又要怎么分辨增殖細(xì)胞的“忠奸”呢? 一般來(lái)說(shuō),正常的細(xì)胞增殖往往由一群細(xì)胞協(xié)同進(jìn)行,可以形成高度分化的復(fù)雜組織。然而,腫瘤卻往往是由單個(gè)異常細(xì)胞反復(fù)分裂增殖而來(lái),分化程度比正常組織要低,在組織結(jié)構(gòu)和細(xì)胞形態(tài)上,都呈現(xiàn)出明顯的異型性。那些對(duì)人體健康危害極大的惡性腫瘤,其內(nèi)部的細(xì)胞大都已經(jīng)很難看出本來(lái)面目了。 不過(guò)腫瘤也并不全都是奪命死神。很多良性腫瘤雖然也有持續(xù)分裂的能力,但其細(xì)胞的異型性一般都還被控制在一定程度內(nèi),多少還有幾分“人樣”。因此,良性腫瘤往往與周邊的正常組織間隔有一層包膜,彼此之間涇渭分明、邊界清晰,一般不會(huì)在體內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)移——比如女性常見(jiàn)的子宮肌瘤。而它們對(duì)機(jī)體的損傷,大多只是局部膨脹生長(zhǎng)導(dǎo)致的擠壓占位,或者突入體腔后形成的梗阻,除非碰巧長(zhǎng)在了如大腦這樣的要害位置,否則一般不會(huì)致命。新聞偶有提到的“長(zhǎng)了十幾年的幾十斤大毒瘤”,幾乎都是些良性腫瘤。 然而,對(duì)于惡性的腫瘤來(lái)說(shuō),情況就完全是另一回事了。這些真正的“毒瘤”具備高度的異型性,因此擁有了被稱(chēng)為“浸潤(rùn)生長(zhǎng)”的可怕能力!如此一來(lái),惡性腫瘤的細(xì)胞就可以直接“滲透”進(jìn)正常的組織之中興風(fēng)作浪。如果累及了神經(jīng)末梢,還會(huì)產(chǎn)生頑固的持續(xù)劇痛,使患者的精神飽受地獄般的折磨。更為可怕的是,它們還可以侵入循環(huán)系統(tǒng),以淋巴管和血管為“高速公路”,在全身各處“遍地開(kāi)花”,長(zhǎng)出大大小小的轉(zhuǎn)移病灶。發(fā)展到晚期,惡性腫瘤患者還會(huì)出現(xiàn)被稱(chēng)為“惡病質(zhì)”的可怕癥狀,身體被急速消耗,多個(gè)器官出現(xiàn)嚴(yán)重衰竭。我們一般所說(shuō)的癌癥(cancer),就是對(duì)所有惡性腫瘤的泛稱(chēng)。 那么,正常的機(jī)體細(xì)胞是怎么一步一步墮落為奪命的死神呢? 三、癌·變 凡事皆有因果,癌癥亦不例外。 正常細(xì)胞要變成惡性腫瘤,需要經(jīng)過(guò)一連串的“改造升級(jí)”。而其中最根本的變化,就發(fā)生在細(xì)胞自己的內(nèi)部。 在人們對(duì)癌癥機(jī)制還不很了解的時(shí)候,科學(xué)家們就發(fā)現(xiàn),一些攜帶有特定基因的病毒可以輕易地將感染的細(xì)胞轉(zhuǎn)化為腫瘤。這些病毒攜帶的基因,就被稱(chēng)為“病毒癌基因”。 而隨著人類(lèi)對(duì)自身基因組的認(rèn)識(shí)不斷加深,科學(xué)家們?cè)谌梭w內(nèi)找到了不少和病毒癌基因看著挺像的基因。然而令人驚訝的是,這些“原癌基因”非但不是危害機(jī)體的“系統(tǒng)錯(cuò)誤”,反倒是生命活動(dòng)中極為重要的“核心代碼”。 隨著對(duì)其他物種的基因研究全面鋪開(kāi),更加驚人的結(jié)果呈現(xiàn)在人類(lèi)面前:原癌基因在生命演化中的地位比之前想象得還要重要,一些最為古老的原癌基因,其歷史甚至可以一路追溯到單細(xì)胞生物,經(jīng)過(guò)億萬(wàn)年生命演化的無(wú)數(shù)次“版本升級(jí)”,依舊巋然不動(dòng)。 作為基因中有數(shù)的“元老”,原癌基因往往承擔(dān)了指導(dǎo)細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖的重要使命。譬如說(shuō)ras基因,其表達(dá)的蛋白產(chǎn)物就在細(xì)胞生長(zhǎng)因子的信號(hào)通路中負(fù)責(zé)向“下游”轉(zhuǎn)達(dá)命令,使細(xì)胞啟動(dòng)分裂增殖的程序。而它一旦出現(xiàn)突變,就將不再理會(huì)上游的信息,轉(zhuǎn)而開(kāi)始自作主張地“假傳圣旨”,持續(xù)激活下游通路,讓細(xì)胞陷入不停增殖的瘋狂循環(huán)中不能自拔。 幸好,光有原癌基因突變還不一定會(huì)讓事情變得無(wú)法收拾。細(xì)胞內(nèi)的另一批基因——“抑癌基因”——可以及時(shí)發(fā)揮作用,為異常增殖踩下剎車(chē)。 p53就是一種被深入研究的抑癌基因。它的表達(dá)產(chǎn)物就像一名嚴(yán)謹(jǐn)?shù)馁|(zhì)檢員,會(huì)守在細(xì)胞即將正式開(kāi)始分裂的時(shí)間節(jié)點(diǎn)上,對(duì)細(xì)胞內(nèi)各個(gè)基因的DNA代碼進(jìn)行仔細(xì)檢查。如果發(fā)現(xiàn)了DNA的損傷,p53蛋白就會(huì)迅速誘導(dǎo)相關(guān)的基因進(jìn)行表達(dá),緊急叫停細(xì)胞分裂的進(jìn)程,將其卡在分裂之前;同時(shí),p53蛋白還會(huì)啟動(dòng)細(xì)胞的自我修復(fù)機(jī)制,對(duì)損傷的DNA進(jìn)行緊急搶修。假如損傷得到了修復(fù),那么p53就會(huì)對(duì)分裂程序“放行”,讓細(xì)胞正常分裂;但倘若DNA損傷太過(guò)嚴(yán)重,修復(fù)工程宣告失敗,那么p53就將大量復(fù)制,啟動(dòng)細(xì)胞凋亡程序,用一道玉石俱焚的“滅絕令”,徹底阻斷突變基因隨細(xì)胞分裂而擴(kuò)散的可能。 然而,當(dāng)損傷或突變出現(xiàn)在抑癌基因自己身上的時(shí)候,問(wèn)題就嚴(yán)重了。功能異常甚至失活的抑癌基因,將不再對(duì)細(xì)胞的遺傳代碼進(jìn)行正確的檢查,轉(zhuǎn)而放任突變細(xì)胞繼續(xù)增殖。 假如一個(gè)細(xì)胞的抑癌基因和原癌基因都發(fā)生了突變,那么最壞的情況就發(fā)生了! 一方面,細(xì)胞失去了修復(fù)突變的能力,另一方面,卻又進(jìn)入了不斷分裂的瘋狂狀態(tài),二者結(jié)合在一起,將會(huì)使突變隨著一代又一代的連續(xù)分裂而飛速積累,最終導(dǎo)致基因出現(xiàn)嚴(yán)重的變異。 反過(guò)來(lái)說(shuō),正因?yàn)榘┘?xì)胞需要先通過(guò)失控的分裂積累突變,因此那些幾乎不會(huì)分裂的“佛系”細(xì)胞——比如心臟的心肌細(xì)胞以及神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)元——就極少變成癌細(xì)胞。因此,大部分人從未聽(tīng)說(shuō)過(guò)心臟會(huì)出現(xiàn)腫瘤,而大腦中的腫瘤,也是由神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞形成的。 不過(guò),即便細(xì)胞突變到這個(gè)地步,局面仍然可以挽回。自然演化早就對(duì)細(xì)胞設(shè)定了分裂的倒計(jì)時(shí)工具——端粒。這頂位于染色體末端的“帽子”會(huì)隨著細(xì)胞分裂而不斷縮短,并在耗盡后啟動(dòng)細(xì)胞的凋亡程序。因此,即便是原癌基因和抑癌基因雙雙突變的細(xì)胞,其分裂次數(shù)依然有著和正常細(xì)胞一樣的上限(一般50多次),一直連續(xù)分裂的話,蹦跶不了多久就會(huì)一命嗚呼。 然而,任何防御系統(tǒng)都有漏洞。通過(guò)基因的一連串變異,一些“幸運(yùn)”的突變細(xì)胞可以“解鎖”一種名為“端粒酶”的特殊武器。這些端粒酶有著近乎“逆天改命”的強(qiáng)大能力,可以把縮短的端粒重新加長(zhǎng),讓細(xì)胞實(shí)現(xiàn)無(wú)限分裂的永生化(immortality)?,F(xiàn)在被科學(xué)家們廣泛用于生物學(xué)研究的“海拉細(xì)胞”,就是這樣一種不會(huì)衰老死亡的細(xì)胞。雖然捐獻(xiàn)者海瑞塔·拉克斯早在1951年就已去世,但來(lái)自她體內(nèi)的海拉細(xì)胞卻一直存活至今,在全世界千千萬(wàn)萬(wàn)的實(shí)驗(yàn)室中日夜不停地分裂,持續(xù)擴(kuò)增著早已超過(guò)捐獻(xiàn)者本人體重若干倍的浩大規(guī)模,永遠(yuǎn)地造福于人類(lèi)。 不過(guò)諷刺的是,所謂的永生細(xì)胞,歸根結(jié)底依然只是肉體凡胎,面對(duì)外界的理化刺激根本談不上“死神永生”,甚至無(wú)法逃脫“人是鐵飯是鋼”的自然法則,一旦斷水?dāng)嗉Z就會(huì)被活活餓死。因此,在“造反”的道路上,永生細(xì)胞還需要通過(guò)額外的突變“解鎖技能”,獲得誘導(dǎo)血管向自己生長(zhǎng)的能力,這樣才能獲得充足的營(yíng)養(yǎng)和氧氣,為“占山為王”打下后勤基礎(chǔ)。當(dāng)年希波克拉底第一次用“螃蟹”命名的那個(gè)腫瘤,顯然就是這樣一個(gè)有著諸多血管供養(yǎng)的“幸運(yùn)兒”。 然而,即便走到了這一步,這個(gè)腫瘤對(duì)人體的威脅依然有限。它成為死神化身的最關(guān)鍵一步,是獲得浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移的能力。而隨著病程的進(jìn)展,原本由同一個(gè)細(xì)胞分裂而來(lái)的腫瘤,內(nèi)部的細(xì)胞也在連續(xù)分裂的過(guò)程中積累了大量突變,最終呈現(xiàn)出高度的差異。其中尤其危險(xiǎn)的一類(lèi),就是在之前的連續(xù)突變中獲得了“免疫逃避”能力的細(xì)胞。 我們的機(jī)體,對(duì)于腫瘤天然存在著一套“免疫監(jiān)視”系統(tǒng)。即便內(nèi)部突變已經(jīng)到了無(wú)可挽回的程度,腫瘤細(xì)胞依然可以被免疫系統(tǒng)從外部進(jìn)行消滅。身為“反恐精英”的T細(xì)胞,可以通過(guò)“貼身肉搏”的方式結(jié)合腫瘤細(xì)胞,再用穿孔素把對(duì)手像氣球一樣扎爆。而扮演著“狙擊手”角色的B細(xì)胞,則能分泌腫瘤特異性的抗體,百步之外取敵首級(jí)。至于“蝙蝠俠”一樣我行我素的自然殺傷(NK)細(xì)胞,同樣也有捉拿腫瘤細(xì)胞的能力,單獨(dú)進(jìn)入血液的腫瘤細(xì)胞,大多都被游蕩其中的NK細(xì)胞獵殺,只有和血小板“抱團(tuán)”形成腫瘤細(xì)胞栓的“偷渡客”才能安全轉(zhuǎn)移。此外,作為“重型戰(zhàn)車(chē)”的巨噬細(xì)胞,也可以通過(guò)分泌腫瘤壞死因子來(lái)“炮轟”目標(biāo)。實(shí)際上,大部分人在一生中都有可能在體內(nèi)零星存在一些腫瘤細(xì)胞,但它們幾乎都會(huì)被免疫系統(tǒng)有效地限制、消滅。那些能夠“做大一方”的腫瘤,不管是良性還是惡性,都有著各式各樣的“免死金牌”護(hù)身。 總而言之,一個(gè)細(xì)胞需要經(jīng)過(guò)層層的突變積累,才能最終成為可怕的癌細(xì)胞,這一漫長(zhǎng)的過(guò)程甚至可以持續(xù)二三十年。但對(duì)于我們來(lái)說(shuō),這個(gè)時(shí)間卻成了挽救生命的重要窗口。 四、死 戰(zhàn) 想要治愈癌癥,預(yù)防是第一步。 癌癥的外部誘因,主要集中于兩大部分:對(duì)基因的損傷,以及對(duì)細(xì)胞分裂的刺激。 目前已知的化學(xué)致癌物已有數(shù)百種之多。有機(jī)物燃燒產(chǎn)生的多環(huán)芳烴、加工肉類(lèi)中的亞硝酸鹽、黃曲霉產(chǎn)生的黃曲霉素、防火材料中的石棉、草藥中常見(jiàn)的馬兜鈴酸……所有這些物質(zhì),在劑量足夠大的情況下,都有可能誘發(fā)癌癥。而生活中最常見(jiàn)的致癌物,就是香煙了。我國(guó)作為世界頭號(hào)吸煙大國(guó),同樣“承包”了全球1/3的肺癌。 此外,紫外線與電離輻射,會(huì)對(duì)染色體與基因造成損傷,從而誘發(fā)腫瘤。而病毒的感染,同樣也是不可小視的致癌因素:人乳頭瘤病毒(HPV)在感染細(xì)胞后表達(dá)的蛋白可結(jié)合p53,從而導(dǎo)致子宮頸癌等疾??;乙肝病毒(HBV)通過(guò)持續(xù)感染、損傷肝臟,可將肝癌發(fā)生率提高200倍。另外,持續(xù)的潰瘍或炎癥都會(huì)反復(fù)刺激細(xì)胞再生,最終將一部分細(xì)胞“逼上梁山”;我國(guó)“趁熱吃”的飲食傳統(tǒng),就容易將食道反復(fù)灼傷,導(dǎo)致食道癌發(fā)病率居高不下。 不過(guò),從癌癥的整體發(fā)病率來(lái)看,自然環(huán)境、醫(yī)療資源更好的發(fā)達(dá)國(guó)家,卻反而成了癌癥的“重災(zāi)區(qū)”。這又是為什么呢? 答案很簡(jiǎn)單:盡管這些國(guó)家的居民避免了大部分導(dǎo)致腫瘤的“外因”,卻擁有著最大的“內(nèi)因”——衰老。越是上了年紀(jì),體內(nèi)細(xì)胞的分裂次數(shù)就越多,也就越有可能通過(guò)積累突變湊出一個(gè)點(diǎn)亮“全套技能”的癌細(xì)胞。也正是因?yàn)榘┌Y集中出現(xiàn)于個(gè)體已經(jīng)完成傳宗接代任務(wù)的中老年階段,所以“自然選擇”這一進(jìn)化法寶一直拿它沒(méi)什么辦法,未能將其淘汰出局。 在我國(guó),癌癥已經(jīng)成了和心腦血管病不相上下的最主要死亡原因之一。為了盡早確診,病理學(xué)、影像學(xué)、生化學(xué)的聯(lián)合檢查就必不可少。然而,早期癌癥的體積往往很小,難以準(zhǔn)確檢測(cè);此外,目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)人都不注重腫瘤的早期篩查,即便癌癥已經(jīng)小有規(guī)模,也無(wú)法及時(shí)察覺(jué)。兩方面因素加在一起,導(dǎo)致相當(dāng)比例的患者在首次就診時(shí)就不得不面對(duì)“一發(fā)現(xiàn)就是晚期”的絕望處境。 而在確診之后,就是治療了。曾經(jīng),外科手術(shù)是唯一能夠治愈癌癥的手段。對(duì)于及早篩查出來(lái)的早期癌癥,手術(shù)切除在大部分時(shí)候確實(shí)非常有效。但是對(duì)于已經(jīng)進(jìn)入晚期的癌癥,手術(shù)操作反而可能會(huì)加劇癌癥的轉(zhuǎn)移擴(kuò)散。隨著醫(yī)學(xué)的發(fā)展,放療和化療加入了治療的方案,前者通過(guò)在體內(nèi)集中照射放射線來(lái)殺滅特定部位的腫瘤,而后者則通過(guò)聯(lián)合使用各種抑制細(xì)胞分裂增殖的藥物(比如阿糖胞苷、長(zhǎng)春新堿等),來(lái)控制病情的發(fā)展。 然而,化療藥物對(duì)于機(jī)體內(nèi)正常處于分裂狀態(tài)的細(xì)胞同樣具備很強(qiáng)的毒性,因此患者往往會(huì)出現(xiàn)血象低、惡心、嘔吐和脫發(fā)等各種各樣的副作用,可謂“殺敵一千自損八百”。而市場(chǎng)對(duì)于紫杉醇這一化療藥物的迫切需求,也直接讓作為提取原料的紅豆杉瀕臨滅絕。 為了在控制副作用的同時(shí)將療效最大化,化療開(kāi)始與外科手術(shù)相結(jié)合。手術(shù)前的化療可以使腫瘤縮小,增加完全切除的可能性。而術(shù)后化療則會(huì)盡可能地消滅手術(shù)無(wú)法確保清除的微小轉(zhuǎn)移病灶,防止癌癥死灰復(fù)燃。 隨著人們對(duì)癌癥致病機(jī)理的深入研究,出現(xiàn)了通過(guò)特異性阻斷突變產(chǎn)物的代謝來(lái)治療癌癥的“靶向治療藥物”。其中最為典型的,就是能夠極大緩解慢性粒細(xì)胞白血病癥狀的“格列衛(wèi)”。 而最新一代的抗癌手段,便是今年諾貝爾獎(jiǎng)所提出的免疫療法。兩位獲獎(jiǎng)科學(xué)家分別發(fā)現(xiàn)了T細(xì)胞表面兩種名為CTLA-4和PD-1的蛋白。這兩種蛋白就好像是T細(xì)胞身上的剎車(chē)踏板,可以讓機(jī)體對(duì)T細(xì)胞進(jìn)行抑制,防止其過(guò)度活躍。但是,它們的存在也讓癌癥獲得“免疫逃避”的機(jī)會(huì)。有些癌細(xì)胞甚至可以長(zhǎng)出PD-1的配體分子PD-L1,將撲上來(lái)的T細(xì)胞抑制住,讓“反恐精英”們拿自己毫無(wú)辦法。 不過(guò),隨著新一代的免疫療法投入使用,這些原本的漏洞反而成了我們對(duì)抗癌細(xì)胞的突破口。當(dāng)藥物中特殊設(shè)計(jì)的抗體結(jié)合上這些“剎車(chē)蛋白”并阻斷其功能之后,解除了抑制的T細(xì)胞會(huì)迅速轉(zhuǎn)入高度激活的“狂暴”模式,開(kāi)始對(duì)癌細(xì)胞展開(kāi)毫不留情的全身追殺。顯然,這種療法的效果非常驚人,潛力更是不可估量。然而,殺紅了眼的T細(xì)胞也有著失控“暴走”的風(fēng)險(xiǎn),有可能造成免疫相關(guān)的肺炎、肝炎、心肌炎和神經(jīng)毒性,甚至出現(xiàn)過(guò)導(dǎo)致患者死亡的情況。 當(dāng)然,對(duì)于面對(duì)死神并肩作戰(zhàn)的臨床醫(yī)生和患者來(lái)說(shuō),療法本身并無(wú)一定的優(yōu)劣之分,風(fēng)險(xiǎn)與獲益的利弊權(quán)衡,才是選擇治療方式的核心標(biāo)準(zhǔn)。如今擺在科學(xué)家和醫(yī)生面前的癌癥研究,依然是一片浩瀚的未知海域。希望隨著科學(xué)的發(fā)展,越來(lái)越多的癌癥患者可以看到下一天的陽(yáng)光,然后是再下一天、再下一天、再下一天…… 謹(jǐn)以此文紀(jì)念劉天津老先生。 本文來(lái)自:科幻世界 |
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