PNAS上新研究顛覆了累積突變導(dǎo)致腫瘤的觀點(diǎn),支持癌細(xì)胞的生長受進(jìn)化的影響,研究闡述了健康的組織生態(tài)系統(tǒng)促使健康細(xì)胞戰(zhàn)勝癌變細(xì)胞,但當(dāng)組織生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生變化如老化、吸煙或者受其他壓力影響時(shí),癌變細(xì)胞可迅速適應(yīng)變化后的環(huán)境,并在自然選擇中一代又一代傳承。
這種腫瘤形成的新思路對(duì)癌癥治療和藥物設(shè)計(jì)有深遠(yuǎn)的影響。
DeGregori模型
本文作者,科羅拉多大學(xué)癌癥中心JamesDeGregori博士說,“我們過去一直致力于研靶向癌癥細(xì)胞突變體的藥物研究。但如果人體生態(tài)系統(tǒng)不僅可引發(fā)致癌突變,還允許癌癥細(xì)胞生長時(shí),也許我們應(yīng)該先考慮選擇健康的生活方式促進(jìn)健康細(xì)胞的生長,從而抑制癌癥細(xì)胞的生長。”
DeGregori博士和CU癌癥中心的同事AndriiRozhok博士提出除了突變激活,癌癥可能需要與年齡等相關(guān)的組織變化來獲取更有利的生存條件,從而在與健康細(xì)胞的競爭中獲勝。
這種模型有助于回答佩托悖論(Peto*sParadox)長期存在的問題:如果癌癥是由突變的隨機(jī)激活引發(fā),那么擁有更多細(xì)胞的大型動(dòng)物在他們生活中患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)該更高。那為何具有不同大小和壽命的哺乳動(dòng)物大多數(shù)在晚年患癌癥?藍(lán)鯨的細(xì)胞比老鼠多一百萬倍,且壽命比老鼠長50倍,但藍(lán)鯨的患癌風(fēng)險(xiǎn)并未比老鼠高。
癌癥是組織生態(tài)系統(tǒng)變化的產(chǎn)物
DeGregori模型歸為一句話就是:癌癥是組織生態(tài)系統(tǒng)變化的產(chǎn)物。DeGregori博士指出,老齡化、吸煙、遺傳因素差異或者其他因素的影響,改變了組織結(jié)構(gòu)的生態(tài)系統(tǒng),使新類型細(xì)胞代替健康細(xì)胞。
以如下兩個(gè)進(jìn)化場景為例:在一個(gè)長滿草的草坪上,草坪在健康狀態(tài)下可有效抵御蒲公英。在恐龍時(shí)代,環(huán)境使巨型蜥蜴有生存優(yōu)勢,直到流星撞擊改變環(huán)境后,才有利于新物種的進(jìn)化并更好地適應(yīng)環(huán)境。
讓我們從草坪開始:健康細(xì)胞優(yōu)先選擇健康的人體生態(tài)系統(tǒng),但當(dāng)人體生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生老化或吸煙等引起變化時(shí),癌變細(xì)胞往往很快適應(yīng)受損系統(tǒng)。在這種場景中,DeGregori博士建議探索如何發(fā)展健康的組織生態(tài)系統(tǒng),就像在草坪上施肥,而不是除草。
那么當(dāng)組織變化后會(huì)發(fā)生什么呢?以恐龍為例,6500年前,溫暖濕潤的環(huán)境適合恐龍生長,盡管此時(shí)還有一些早期的哺乳動(dòng)物。但巨大的流星撞擊改變了星球的環(huán)境,也改變了生態(tài)系統(tǒng)的基本動(dòng)力,正是這種生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整使最終主宰地球的生物發(fā)生改變。
DeGregori提出的模型是有研究支撐的,研究表明突變能引發(fā)癌癥但不一定能提高細(xì)胞的適應(yīng)性。事實(shí)上,健康細(xì)胞太過喜歡健康組織環(huán)境以至于任何突變都能使它們感到不適應(yīng)。
例如,在腫瘤的發(fā)展過程中發(fā)現(xiàn)一些癌變細(xì)胞能在缺氧的組織環(huán)境中生存,但這種適應(yīng)性優(yōu)勢僅在缺氧組織中,在健康的富氧組織中,癌變細(xì)胞的這種優(yōu)勢幾乎為零。在健康組織中,癌變細(xì)胞與健康細(xì)胞相比沒有競爭優(yōu)勢。在競爭中,癌細(xì)胞被打敗并死亡,或者癌細(xì)胞的數(shù)量被抑制保持在很小的數(shù)目水平。
對(duì)組織的選擇壓力是癌細(xì)胞生長的屏障
眾所周知新的物種由新的基因組成。當(dāng)然,癌癥的發(fā)展需要突變和基因的改變,那么這些突變是如何導(dǎo)致癌癥的呢?這也許不是突變創(chuàng)造了“超級(jí)細(xì)胞”,致癌突變往往或總是存在人體中,但選擇壓力往往成為它們的障礙。直到生態(tài)系統(tǒng)和選擇壓力發(fā)生了變化,癌細(xì)胞才會(huì)比健康細(xì)胞有更高的生存機(jī)會(huì),隨著時(shí)間的推移,最后癌細(xì)胞擊敗健康細(xì)胞。DeGregori博士指出干細(xì)胞模型的研究顯示癌癥對(duì)組織的選擇壓力比組成細(xì)胞的壓力更強(qiáng)大。
從進(jìn)化角度重新制定抗癌計(jì)劃
DeGregori博士指出最后指出,攜帶“新基因”的癌癥是生態(tài)系統(tǒng)變化的產(chǎn)物,然而癌癥生物學(xué)家關(guān)注的是癌癥風(fēng)險(xiǎn)因素如何與老化或吸煙導(dǎo)致的突變有關(guān),而不是專注于組織環(huán)境如何改變以及這種改變?nèi)绾斡绊懲蛔兗?xì)胞的適應(yīng)性。我們可以避免一些組織的惡化,比如選擇正確的生活方式如不吸煙等。但遺憾的是,我們避免不了衰老。關(guān)于癌癥對(duì)組織功能的選擇性的新理解或許可以提供一個(gè)更好更長的抗癌方式。