癌变不只源于突变,健康细胞或能遏制癌症。

在人们的普遍想象里,癌症是从一颗正常细胞的DNA突变开始的。突变让它们突破身体原有的“质检”机制,疯狂增殖,最终形成肿瘤,并派出细胞扩散到身体其他地方。

然而,近几年科学家发现了一个颠覆性的事实——所谓的“癌症驱动突变”其实在健康组织里也很常见。大约四分之一的健康皮肤细胞就携带着这样的突变。到了中年,食管表面超过一半的细胞和胃黏膜近一成的细胞都带有这些基因异常。在结肠、肺、卵巢等器官里,也发现了同样的细胞群。

为什么这些带有“癌变预备状态”的细胞并没有真正长成肿瘤?谜底正在逐渐揭晓。原来,身边的健康细胞也会发生有利的基因变化,它们能抑制有害细胞的发展。换句话说,让健康细胞变得更强壮,或许就是阻止癌症的一条新路。

这一认识来自对正常组织生长的深入研究。细胞分裂时,每一个子细胞都会带上不同的随机突变。在食管、皮肤、胃等器官的表层,那些最适应环境的细胞会把其他竞争者“挤”出去,最终被代谢掉。

癌变细胞也并非无敌。在小鼠实验中,一些突变细胞能压制邻近的高危突变细胞,甚至消灭不足百个细胞的小肿瘤。这样的“细胞竞争”可能在人体内持续多年。血液检测显示,带有癌症驱动突变的细胞数量会随着年龄起伏变化,有时增加,有时减少。这意味着只要能推动“有益突变细胞”的壮大,癌症或许就能被扼杀在摇篮中。

在这种“细胞战场”上,研究者学会了借力打力。英国韦尔科姆桑格研究所的 Phil Jones 团队研究发现,常见的 PIK3CA 基因突变会改变细胞代谢方式,让带突变的细胞更有竞争优势。进一步的实验表明,把一种常见的糖尿病药物二甲双胍用在小鼠食管中,能让正常细胞也产生类似的代谢变化,从而与突变细胞打成平手,阻止其扩张。相反,当小鼠被喂以高脂饮食时,突变细胞更为猖獗。在肥胖人群中,这类细胞数量也更高,这暗示通过干预肥胖,可能就能降低食管癌的风险。

不过,要厘清哪些突变有益、哪些有害,依旧是巨大挑战。人体有数千种细胞类型,每种都有不同的分子机器。一个突变在食管里可能保护细胞,却在皮肤里毫无作用。要解开这些复杂性,需要海量实验。幸运的是,实验手段正在突飞猛进。五年前,验证一个基因变异的作用,还要靠繁琐的动物育种。如今,CRISPR 基因编辑能直接修改单个细胞的DNA。Jones 说,他们现在三个月就能筛查 1.5 万个基因,再挑出二三十个重点研究。

这些发现也让人们重新追问一个根本性问题:究竟是什么让一颗有缺陷但无害的细胞,蜕变成真正的恶性肿瘤?

环境因素至关重要。空气污染早已被证实会损伤细胞并提高癌症发生率,许多常见化学物质——从饮用水里的杂质到化妆品成分——也被怀疑具有致癌性。但有意思的是,研究显示,80%到90%的致癌物可能并不是通过直接制造基因突变,而是借助慢性炎症这条暗道。

炎症本是修复机制,免疫细胞能帮助身体清除刺激源、抵御感染、修补组织。但若刺激源长期存在,比如肺里的污染颗粒,炎症就会反过来损害组织,给癌细胞成长提供温床。有人形容肿瘤就是“永远无法愈合的伤口”。

2023年,《自然》杂志发表的一项研究提供了确凿证据。伦敦弗朗西斯·克里克研究所的 Charles Swanton 团队发现,空气污染能让不吸烟人群的肺细胞产生炎症,从而激活潜伏的突变细胞,最终形成癌症。研究推算,在污染严重的城市地区,只需生活三年,就可能把这些细胞推向癌变轨道。类似的机制也出现在胃酸反流、长期细菌感染、紫外线照射等情况下。

这一发现正在改变医生对癌症预防的思路。与其只盯着基因突变本身,不如把目光转向免疫系统。比如 Swanton 的研究发现,免疫系统中的一种叫白细胞介素-1β的蛋白,是驱动炎症、催化肿瘤形成的关键。用药物阻断它,小鼠即使暴露在污染中也能避免长出肿瘤。

这意味着未来可能会出现一类全新的防癌药物,它们通过调控免疫系统来压制体内的“潜在威胁”。对那些带有高危基因突变(如 BRCA 缺陷)、曾经吸烟、或者已经接受过癌症治疗的人来说,这无疑是一线希望。对于有癌前病变的人群,比如结肠息肉、乳腺或肺部的早期病灶,这类药物同样可能提供保护。随着人类寿命延长,癌症发病率攀升,潜在的受益人群只会越来越多。

本文译自 economist,由 BALI 编辑发布。


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