狡猾的細胞檢視原始碼討論檢視歷史
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內容簡介
這是一本教我們如何理解癌症的入門讀物,將癌症的歷史、當下與未來為我們娓娓道來,同時提供了看待和理解癌症的新視角。
談論癌症到底是如何產生的時候,我們往往不太會想起進化。但實際上,進化與癌症如影隨形,進化塑造了生命,進化也同樣創造出了癌症。這本書就是着眼於這層特殊的關係, 為讀者介紹了該如何理解癌症的起源和演變,並告訴我們,研究者正在且有能力研究出更有效的、更具革命性的癌症治療方案。
這本書講述了癌症在古代的起源,在當代的表現,以及它的未來命運。癌症究竟從何而來,它為什麼會存在,為什麼這麼難以治癒,讀完本書,你就會找到答案。與此同時,這本書教會了我們一種新的看待癌症的視角,它並不是我們必須清除和消滅的某種存在,而是一種我們應當學會與之共存,並對其控制和改造的存在。
早在20億年前,生命就開始了與癌症的鬥爭。提到地球上的生命時,我們基本上都會想到那些複雜的有機體,比如動物,比如植物——它們都不是單細胞生物。構成多細胞生物的細胞彼此之間是有分工的,它們共同合作,以完成維繫有機體的所有生命活動。與此同時,單細胞生物就簡單得多——比如細菌,比如病毒,它們只需要一個細胞,就足以維持自己的存活。在多細胞生物出現以前的20億年前,統治地球的是單細胞生物。當多細胞生物終於在地球舞台上亮相時,一個新的角色也就隨之而來了,那就是癌症。
癌細胞其實是非常聰明的細胞,它們善於偽裝和欺騙——這也是本書書名的由來,癌細胞能夠騙過人體的免疫系統(也會騙過其他宿主),讓免疫系統以為自己是正常細胞,繼續從人體中汲取養分,然後不斷生長。而且,癌細胞的這種欺騙能力也會隨着情況變化變得越來越高明。其實在與癌症鬥爭的過程中,我們會看到,人類其實並不孤獨。任何形式的多細胞生物,都會受到癌症的困擾。而我們與癌症的關係,也塑造了我們自己。要真正地了解癌症,我們就要理解它的進化史,以及這一路走來的我們是如何與癌症共處的。
讀完本書,你就會明白癌症究竟從何而來,知道它為什麼會存在,同時了解到關於癌症的新研究。
作者簡介
[美] 雅典娜·阿克蒂皮斯:美國亞利桑那州州立大學助理教授,跨學科合作計劃負責人,進化、生態及癌症國際團體聯合創始人,業餘時間打理一個科普播客
◎ 譯者簡介
李兆棟:現任醫學雜誌《柳葉刀》子刊EBioMedicine科學編輯。博士畢業於中國科學院上海生命科學研究院,美國麻州大學醫學院、哈佛大學醫學院丹娜法伯癌症研究所博士後,在國際權威科學雜誌發表癌症相關研究論文十餘篇。個人微信公眾號」FutureMedicine」。
原文摘錄
大約20億年前,多細胞生物出現,生命隨即也開始了與癌症的苦苦糾纏。我們想到地球生命的時候,通常浮現在腦海中的就是動物和植物這樣的多細胞生物,其組成包含不止一個細胞。從根本上來講,多細胞生物的細胞通過它們之間的分工、合作和協調,來完成其生存所需的所有功能。而另一方面,單細胞生命形式(如細菌、酵母和原生生物)則只由一個細胞組成,該細胞獨立完成使其自身存活的所有工作。在多細胞生物在演化長河中贏得一席之地之前的數十億年裡,我們這個星球一直都由單細胞生物主宰着。在單細胞生物占據統治地位的20億年裡,世界上是沒有癌症的,然而隨着多細胞生物的到來,我們的世界也迎來了位新成員:癌症。 要想有效控制癌症,我們必須了解其背後在演化上和生態上的動力。而且,我們還必須改變我們思考癌症的方式,不再把癌症當成一個我們需要暫時面對且能夠從容應對的挑戰,而是將其視為我們人類作為多細胞生物而擁有的一個組成部分。在多細胞生命從演化中產生之前,癌症是不存在的,因為那時並沒有能夠容納癌細胞增殖並最終侵入的生命有機體,然而多細胞生命一且出現,癌症就應運而生。而作為多種細胞之間相互合作的多細胞生物的典範,我們人類終將無法擺脫與癌症不可分割的命運。
書評
一切起源於一次不同尋常的相遇
在單細胞生物占統治地位的20億年裡,世界上是沒有癌症的。
然後
那個事件發生了:一個古菌和一個細菌的相遇
這是馬丁於1998年繪製的複合生命樹,依據的是對整個基因組的比較。細菌、古菌和真核生物三個域的關係如圖所示。真核生物的起源是嵌合式的,古菌宿主和細菌內共生體的基因混合,宿主最終演化成了形態複雜的真核細胞,內共生體最終演化成了線粒體。某一類真核生物後來又獲取了第二種細菌內共生體,最終演化成了藻類和植物的葉綠體。
隨着多細胞生物的到來,我們的世界迎來了一位新成員:癌症。
想要有效控制癌症,我們必須了解其背後在演化上和生態上的動力,而且,我們還必須改變我們思考癌症的方式,不再把癌症當成一個我們需要暫時面對且能夠從容應對的挑戰,而將其視為我們人類作為多細胞生物而擁有的一個組成部分。
我們人類終將無法擺脫與癌症不可分割的命運。
癌細胞在這場構成多細胞生命基礎的最基本的遊戲當中,極盡欺騙之能。
我們與癌症在演化上的關係早就了今天的我們。而且,如果我們想要真正理解什麼是癌症,我們就必須要弄明白它是如何演化的,以及我們是如何與之一起演化的。
自私的細胞
我們之所以會身患癌症,是因為能在我們體內存活並迅速增至的細胞會留下更多的子代細胞。
當某些細胞在不該存活和迅速增殖的時候偏偏存活了下來並迅速增殖,就會對生物體產生毀滅性的影響。
我們可以把我們的身體想象成一棵巨大的細胞家族樹,樹幹是第一個產生受精卵的細胞,每個樹杈分支都代表一次細胞分裂。如果細胞獲得了允許其分裂更多的基因突變,它們在後代細胞群體中的數量會劇增。
我們已經看到,癌細胞唯一真正的功能就是滿足自我:在體內複製自己,生存下去。癌症對它的宿主生物個體來講,沒有任何作用。而生物個體所具有的唯一與癌症相關的功能是抑制癌症。
我們與癌症有關的適應能力就是要控制癌症,以免它對我們演化上的適應性造成傷害。
在細胞水平上理解癌症是一條捷徑,引導我們從更微觀的角度——以基因為中心的視角來理解自然選擇的演化過程。這種方法是演化生物學的基礎,經由道金斯的《自私的基因》一書得到了普及。同樣,就癌細胞而言,自然選擇會偏向於自私的細胞,以及為其同胞兄弟提供好處的癌細胞。本質上,癌症是多細胞合作中的騙子細胞。
壞室友
正常細胞生活在複雜但有條不紊的多細胞生物體內,對它們而言,癌細胞就像是一群從天而降的可怕室友,落入一個各方面井然有序的文明之中,並造成嚴重的破壞。
作家雅各布·布羅根寫到:「對於癌症,我們並沒有有意地迎接它們進來,而是好像在不知不覺中與癌症簽下了租房合同。」
癌細胞就是騙子,它們破壞了使多細胞稽核廳成為可能的細胞社會規則。它們在演化中學會了一種剝削的行為模式,破壞多細胞的規則,犧牲整個身體而謀一己之私。
將癌症視為細胞騙子有助於整合與這種疾病有關的不同觀點。
有效的多細胞合作基於細胞水平上的一些基本行為: 1、分裂不能失去控制 2、如果你威脅到了整個多細胞生物體的存在,你就需要自我毀滅 3、共享並運輸資源 4、做好你的本職工作 5、保護體內環境
一旦他們被破壞,身體離患癌症就不遠了。多細胞生物已經演化了數百萬年,得以預見癌症的演化,因此我們掌握了一些技巧來檢測「騙子細胞」:細胞的內在機制、鄰裡層次的監控機制和系統性的免疫機制。
細胞具有一些內在的機制來控制它們的行為,這些機制會監視細胞的內部狀態,看它是否存在任何異常行為,這些異常行為可能表明細胞將對多細胞生物的完整性或生存能力構成威脅。這是一個複雜的信息處理系統,該系統可以讓細胞講這些異常行為作為輸入信息,向該基因網絡的其他部分輸出並發送警報信號,告訴它們是否出現了問題。
細胞會注意監視其鄰居細胞的動態。這樣的監視有助於保護鄰居細胞不受隱藏在它們當中敵人的威脅,並確保它們的鄰居細胞在多細胞生物體內正常行事。
免疫系統會在人體的所有區域設置關卡,通過巡視異常的基因表達狀態來間接監視細胞的不當行為,包括過度分裂增殖、過度消耗資源和不合適的細胞存在。
在理想情況下,這三種癌症抑制系統會共同發揮作用,但由於基因突變,癌細胞能夠演化,從而避開以上所有抑制系統。調控系統越複雜,發現系統漏洞並找到繞過規則的方法也就越容易。
平衡鋼索
生物想要發育成功,需要在細胞控制和細胞自由之間取得平衡。如果控制過度,就會導致生產停滯和發育失敗;如果自由過度,就會患上癌症。
儘管在生物個體水平上,我們的功能已經演化齊全,但像我們這樣的多細胞生物體在生物體水平上的合作並未得到完全優化。
在我們內部——在細胞之間,甚至在細胞內部,衝突仍然存在,母本和父本基因表達之間的衝突亦是如此。
我們在子宮內的生長發育並未為了讓我們演化利益最大化而得到充分優化,它是我們父母雙方為他們各自的演化利益而達成的一種動態妥協。
胎盤在子宮壁着床就是人體需要耐受侵襲性和類癌行為的關鍵功能的一個例子。我們看到,其他類癌現象在許多能夠增強體質的重要特徵和細胞活動中也起着類似的重要作用:傷口癒合需要細胞快速增值、遷移,也需要召集血管來滋養和重建傷口周圍的組織——這些都是我們在癌細胞中看到的特徵。
我們易患癌症的某些方面是我們為了能夠正常發育、生存和繁殖而做出的權衡妥協。癌症是我們為了體型更大、更健康、更能生育的好處而在演化上付出的代價。
癌症抑制與其他增強適應性的特徵之間的權衡取捨會貫穿我們的一生。 [1]