第四节 癌症是怎样发生的?

上文介绍结直肠的黏膜上皮细胞在细胞快速而持续的更新过程中容易发生基因突变,进而发生癌症。其实,人体所有癌症都容易发生在细胞更新代谢比较快的地方,如肺内的支气管上皮细胞、胃的黏膜表皮细胞等。更新代谢快,DNA复制的次数就多,时间一长,DNA复制出错(突变)的概率就大,这也解释了大多数癌症随着年龄增大发病率增高。但是,每个人的肠道上皮细胞都更新得很快(3~7天),为什么有的人发生了结直肠癌,而大多数人没有呢?

这里需要从三个方面理解:基因、后天因素和免疫力。

首先说基因,我们每个人的基因是不同的,而且基因在人的一生中也是会慢慢变化的。说到基因问题,我们又得把结直肠癌相关的基因突变分为两类:一类是遗传性的基因突变,另一类是偶然发生的基因突变(或者说没有研究清楚原因的)。第一类是从父母遗传来的不正常(突变型)的基因,包括APC基因突变、POLD1基因突变、POLE基因突变、MLH1MSH2基因突变等,其特点是不仅结直肠黏膜上皮细胞内可能有这些基因的突变,而且人体的每一个细胞都可能有上述某种基因的突变,当然这种全身细胞的基因突变也会引起其他部位的癌症,也会遗传给子代。遗传因素导致的结直肠癌,我们将在第二章中讨论。第二类偶然发生的基因突变,就是细胞在不断分裂更新中发生的基因突变,这种突变只在肿瘤细胞中存在,身体其他地方的细胞里面并没有这种基因突变,大约85%的结直肠癌是这种偶然发生的基因突变导致的,也称为“散发型”结直肠癌。正是因为这些不明原因的基因突变占绝大多数,所以这是研究的重点,也是研究的难点。

其次,是后天因素。这是一个比较大的话题,很多情况难以定量,也没有彻底研究清楚。目前普遍认为基因突变是癌症产生的内在原因,后天因素是外在原因,后天因素通过导致基因突变发挥促进癌症产生的作用。如果导致癌症的基因突变是遗传的,或者说很容易发生,那么后天因素就是次要的,发生癌症是大概率事件。如果基因突变容易发生的程度一般,而后天不良因素很多(比如吸烟对于肺癌,幽门螺旋杆菌对于胃癌等),刺激癌症发生,那么癌症发生的概率就增大了。换句话说,说如果后天不良因素少,那就有可能不会发生。如果导致癌症发生的基因非常难以突变,哪怕后天不良因素较多,癌症发生的概率也不是很大。这就解释了为什么有些人有较多的后天不良因素,但也没有发生癌症。当然,到底哪些人基因易发生突变,哪些人不容易发生基因突变,目前研究得并不清楚。所以对普通人而言,明智的想法就是把自己当作基因突变发生程度一般的人,减少后天的不良因素,能够避免一些癌症发生。

最后,说说免疫力。人体内有40万~60万亿个细胞,有些终身都在不断地新陈代谢,也就是在分裂中,按照DNA复制出现错误的概率,估计我们人体内每天都会产生5 000~10 000个癌细胞。但是,免疫细胞可以识别并杀死这些癌细胞,使癌细胞不会发展成癌症。所以说细胞癌变是人体的自然现象,因为存在正常的免疫系统,大多数人才能远离癌症。

免疫与肿瘤细胞的关系非常复杂。研究发现肿瘤细胞周围存在大量的免疫细胞,但是一旦形成成团的肿瘤,这些免疫细胞似乎很难发挥作用。比如近几年非常受关注的一种免疫细胞——T细胞,这种细胞表面的PD-1蛋白(programmed cell death protein 1,程序细胞死亡蛋白1)被肿瘤细胞表面的PD-L1 (programmed cell death protein-Ligand 1,程序细胞死亡蛋白-配体1)结合后,T细胞就难以发挥杀灭肿瘤细胞的作用,由此能够阻断二者结合的药物已经在临床上广泛应用(图1-7)。

大家可以想一想,如果每一个刚形成的肿瘤细胞都不能被免疫细胞杀死,那我们不是都得癌症了吗?我们体内虽然每天都产生5 000~10 000个癌细胞,但是我们绝大多数人都没有患癌,就是因为体内的免疫细胞在癌细胞刚形成的时候,依靠正常的免疫力能够杀死癌细胞。但为什么还是有些人体内的癌细胞增殖起来了呢?原因是在细胞基因突变刚发生,肿瘤细胞刚形成的时候,如果机体的免疫力不能发挥正常作用杀死肿瘤细胞,肿瘤细胞就会不断分裂,在分裂过程中形成对免疫抵抗的子代细胞,这些子代细胞就有抵抗免疫细胞的能力,使得肿瘤细胞得以存活并增殖。当然这只是非常浅显的一种理解方法,实际上肿瘤细胞逃避人体免疫系统的机制非常复杂,也研究得不充分,但是可以肯定的是,人体的免疫力在肿瘤的发生过程中具有非常重要的影响。

图1-7 目前免疫治疗药物的作用原理示意图

A.T细胞本来可以识别肿瘤细胞表面的“抗原”。当肿瘤细胞表面出现PD-L1配体(蓝色三角形),可以和T淋巴细胞表面的PD-1受体结合,即便T淋巴细胞识别了肿瘤细胞表面的抗原,也使T淋巴细胞不能杀伤肿瘤细胞;

B.药物作用于PD-1抗体(红色三角形)或PD-L1抗体(黄色半圆形),可以理解为将撑开二者的“棍子”断开,那么T淋巴细胞就可以杀伤肿瘤细胞。

一个人的免疫力是否正常,受到很多因素的影响。人体的免疫分为体液免疫和细胞免疫,也可以分为非特异性免疫应答和特异性免疫应答。与免疫力相关的因素也很多,先天的因素、营养、运动、劳累程度、心情、年龄、肠道菌群等,都可以和免疫力有关;同样的外在因素在不同的个体上产生的结果也会有非常大的差别。总之,我们在先天、年龄等不可改变的情况下,多从营养、运动、心理等方面往好的方向改善,总是没错的。要注意的是,我们说的是长期不良因素会影响免疫力,比如一次劳累或心情不好不会对免疫力产生多大的影响,但长期的劳累或心情不好一定会对身体的免疫力产生不良影响。