癌细胞或是“安全模式”

  人类在与癌症斗争的过程中遭遇了重大挫折，一方面是新的现象不断被发现，另一方面治疗效果没有任何提高。这或许是研究的策略出现了问题，研究肿瘤的生物医学家的思路或逻辑上可能存在缺陷，利用经典的研究感染性疾病的思路可能在肿瘤研究上根本不可行，是时候需要物理学甚至宇宙学家来帮助解决肿瘤研究中面临的困难，不过也确实有一些物理学家开始对肿瘤产生了兴趣，并开始了一些研究。最近物理学家就提出肿瘤发生的安全运行模式，或者能给肿瘤的研究带来一股新风。
  如果受到威胁，计算机操作系统会采用安全模式运行，那么正常细胞是否也会这样，而癌症就是一种安全模式。这个结论是亚利桑那州州立大学宇宙学家Paul Davies提出的，他和同事根据进化树数据提出安全模式是癌症产生的根源。如果这个假说正确，那么将根据这种理论提出许多癌症治疗新方法，如呼吸氧气、感染病毒和细菌等（这些所谓新方法并不新奇。缺氧是许多实体肿瘤的微环境特征，呼吸氧气对某些因素会产生影响，甚至有可能影响治疗。细菌感染治疗肿瘤100多年前就有应用和研究，最近又有新的研究。病毒感染从道理上也应该有价值，许多基因治疗都是通过病毒转染目标基因的）。
  表面上看，Davies是物理学家，对生物医学并不熟悉，研究癌症似乎不务正业。其实7年前在美国国立肿瘤研究所12项项目之一资助下，Davies就在亚利桑那州建立了一个新的研究所，将物理学家和肿瘤学家召集在一起合作寻找肿瘤治疗新策略（英国的克里克研究院也有这个想法）。
  Davies组建的团队中有澳大利亚天体生物学家Charley Lineweaver 、安大略省伦敦健康科学中心肿瘤学家Mark Vincent，这一小组提出，所谓肿瘤只是正常细胞被压抑而处于休眠状态的原始生存模式。在BioEssays 9月1日的最新论文中，他们认为，肿瘤在人类、动物和植物都普遍存在，说明在进化上非常古老。单细胞生物具有永生性或不受限制无限分裂的能力，肿瘤细胞也类似这种情况。而单细胞也是各种复杂生物的共同祖先，所以肿瘤细胞也是一种返祖现象。多细胞复杂生物正常情况下也具有永生细胞类型，例如卵子和精子细胞。但其他体细胞不再需要这种永生功能。根据他们的假说，但健康细胞面临外界环境如射线、有毒物质等威胁时，这些细胞可以转换为安全运行模式。为实现安全运行，细胞放弃高级功能，回归到相对原始有更强分裂和生存能力的状态。Davies认为，肿瘤细胞是一种失败的安全模式。一旦被启动，将无法终止。
  9月11日在伦敦大学帝国学院召开的一个医学工程学会议上，Davies列举了根据他们的假说提出的肿瘤治疗建议。他们认为，治疗恶性肿瘤不仅要对付其再生能力，应该针对其死穴，所谓癌症的“阿喀琉斯之踵”。阿喀琉斯是凡人珀琉斯和美貌仙女忒提斯的宝贝儿子。忒提斯为了让儿子炼成“金钟罩”，在他刚出生时就将其倒提着浸进冥河，遗憾的是，乖儿被母亲捏住的脚后跟却不慎露在水外，全身留下了惟一一处“死穴”。后来，阿喀琉斯被太阳神阿波罗一箭射中了脚踝而死去。后人常以“阿喀琉斯之踵”譬喻这样一个道理：即使是再强大的英雄，他也有致命的死穴或软肋。
  那么癌症的死穴是什么？如果这个假说成立，癌细胞是在地球酸性和无氧的古老环境中进化形成的，只需要给患者高分压氧气（高压氧和）、还原状态的糖和改善酸性为碱性环境（有点耳熟），将会使肿瘤细胞受到打击。
  布鲁塞尔自由大学生理性家Costantino Balestra说，早就有研究证明，氧气对癌细胞具有毒性（对普通细胞也同样有毒），这似乎支持Davies的观点。Balestra等的（未发表）最近发现适当提高氧分压可诱导白血病细胞死亡，但不影响健康细胞。研究发现，只需要每天1-2小时高氧处理，结合其他传统的肿瘤治疗方法，将明显提高肿瘤治疗效果，而且不会增加任何副作用。不过现在这一研究不足以支持Davies的观点，也不能作为临床应用的证据。
  Davies等也倡导使用免疫治疗，使选择用特定细菌和病毒感染肿瘤患者达到治疗肿瘤的目的。医学研究表明，刺激患者免疫系统确实能帮助肿瘤患者对抗肿瘤。免疫治疗对黑色素瘤等具有治疗效果。根据Davies等的看法，肿瘤细胞选择安全模式放弃了一些防御功能，对细菌和病毒耐受能力会降低，因此更容易因为感染而坏死，所以主动让患者感染病毒和细菌可以杀死特定的肿瘤细胞。最近有学者给大鼠、狗甚至人中路患者注射梭状芽胞杆菌发现具有治疗作用支持了他们的假说。
  底特律韦恩州立大学肿瘤外科学医生David Gorski等一些科学家对这一假说表示怀疑。不过Davies等已经开始更多研究以检验他们的观点。例如他们正在对肿瘤相关基因和年龄的关系进行分析，他们认为，肿瘤发生时，切换成为安全模式，启动原始功能，优先将最晚进化出的功能关闭，这类似计算机安全模式的策略。如果是这样，肿瘤细胞应该失去最晚出现的基因功能，而古老的基因功能被启动。
  为证明这一假说，Davies正在利用肿瘤基因组数据确定和肿瘤相关的基因，并和基因进化的数据比对，以确定是否肿瘤细胞中的一些古老的基因被激活。（转化医学网360zhyx.com）

  参考文献: http://www.nature.com/news/physicists-model-proposes-evolutionary-role-for-cancer-1.16068