腫瘤生物學:（1）癌症的本質
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前言
進化使人類細胞擁有着生長和分化的潛力，這種潛力使成熟組織在整個生命過程中能具有自我維護的能力。這種維護作用包括對傷口的修復以及替換因長期爲機體服務而磨損老化的細胞。
然而，另一方面，這種自主性和多功能性也會帶來極大的危險，它們會讓組織器官中的單個細胞獲取到整個基因組的信息，而基因組序列常常會受到多種機制的破壞而發生改變，這些突變基因可能使細胞獲得全新的，且通常是異常的表型。
其中一些不適當的改變可能會變更細胞的生長週期，或者導致大量細胞不再遵循控制和維持正常組織結構的規則。
因此，腫瘤細胞的形成是脫離正常發育的結果。儘管機體有特殊的機制來防止這種情況的出現，然而腫瘤細胞還是找到了生存之道。正常細胞是嚴格按照設計好的程序去參與構建不同的組織從而使機體生存下來，而腫瘤細胞卻有一種截然不同和更加集中的任務，它們好像是隻考慮一件事情：儘可能的繁殖自我。
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腫瘤起源於正常組織
早先，許多人認爲腫瘤是一種通過某種方式植入患者體內的異己物，而現在，隨着組織病理學的發展，通過對正常組織切片和腫瘤組織切片進行比較發現，腫瘤組織也和其它正常組織一樣，是由大量的細胞構成的。
此外，大量事實表明，各種不同類型的腫瘤常常都是源於它們正常來源的自身組織，而不是外界的入侵體。然而，腫瘤確實有在體內遷徙的能力，在許多患者體內，癌細胞能在體內擴散並且形成新的癌細胞集落，這些新集落，即轉移竈，通常都可被溯源到腫瘤發生的最初位點，即原位癌。
組織病理學使人們能夠了解腫瘤的臨牀表現與其顯微結構之間的關係。依據腫瘤侵襲性生長的程度不同，將其劃分爲2個大類。那些只在某一處生長而不侵襲到鄰近組織的稱爲良性腫瘤，而能夠侵襲到鄰近組織和發生轉移的稱爲惡性腫瘤。
事實上，除了少數由於擴張而壓迫到重要組織器官的腫瘤塊之外，絕大多數原發瘤是良性且對宿主無害的。
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腫瘤源於機體內許多特定種類的細胞
人類大多數腫瘤來源於上皮組織。上皮細胞是構成體腔、管道和表皮的線性排列的層狀細胞。在上皮細胞層之下是基底層（也叫基膜）；基底層則把上皮細胞與下面起支持連接作用的間質層細胞分開。
上皮細胞孵育產生人類最常見的腫瘤，稱之爲癌。80%以上的癌症相關死亡都是這類腫瘤引起的。其中包括胃腸道上皮細胞層來源的腫瘤，胃腸道又包含口腔、食管、胃、小腸和大腸，以及皮膚、乳腺、胰腺、肺、肝、卵巢、膽囊、和膀胱來源的腫瘤。
絕大多數惡性腫瘤可被分爲兩類，分別反映出與上皮細胞相關的兩個重要的生物學功能。一些上皮細胞層的主要作用是封閉腔穴或管道的表面並且保護其下層的細胞，由這類上皮細胞發展而來的腫瘤叫做鱗狀細胞癌，如皮膚和食道的上皮細胞。還有許多上皮組織中存在特殊的具有分泌能力的細胞，它們可以釋放分泌物到自身形成的導管或腔穴中，這種上皮組織衍生的癌稱爲腺癌，如肺和胃的上皮細胞。多數情況下，兩種類型的癌細胞共存於這些器官的腫瘤中。
另一大類非上皮組織來源的惡性腫瘤是由各種構成造血系統的細胞轉化而來的，包括免疫系統的細胞，T淋巴細胞，B淋巴細胞、漿細胞和髓系細胞都屬於此類。白血病就是由一些造血細胞系發生惡性轉化而致，白血病中的腫瘤細胞使呈單細胞羣落，散佈在循環系統中；而淋巴系腫瘤則能夠聚集在淋巴結形成實體瘤。
第三大類是一類非上皮組織來源的腫瘤，是由構成中樞和外周神經系統的各種細胞惡性轉化而來、這類腫瘤通常被稱爲原始神經外胚層瘤，包括神經膠質瘤、膠質母細胞瘤、成神經細胞瘤、神經鞘瘤和髓母細胞瘤。
除此以外，還有一些不適合劃分到以上類型的腫瘤，如黑色素瘤是來源於皮膚和視網膜中含色素的黑色素細胞。
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腫瘤的發生發展
理論上，腫瘤可以起源於單克隆，或者多克隆。在多克隆腫瘤中，多種細胞跨越了正常到惡性轉化細胞的界限，從而變成了一個腫瘤塊中多種遺傳學上有顯著區別的細胞亞羣各自的祖先。在單克隆腫瘤中，只有單個細胞從正常狀態轉變成具有癌症行爲的狀態，從而變成了一個腫瘤塊中所有細胞的祖先。
事實上，大多數人類腫瘤都是單克隆羣體，即從單個的祖細胞開始逐步走向惡性轉化。這個多次得到證明，其中一個證據來自於對骨髓瘤的研究，骨髓瘤主要是源自能分泌抗體的漿細胞的母細胞-B淋巴細胞。通常情況下，B淋巴細胞由數量極多、區別明顯的亞羣構成，每個亞羣都分泌一種特異性的抗體。與之不用的是，骨髓瘤患者的漿細胞卻產生相同的抗體，提示它們是從之前的某一個單個細胞發育而來的，具有共同的祖細胞。
在正常組織和高度惡化的腫瘤組織兩個極端之間，機體組織形態還存在着豐富的中間過渡狀態。這些處於不同惡化階段的細胞，反映了細胞逐步從正常組織變成具有侵襲和轉移能力的惡化狀態的過程。因此，腫瘤的每一個表型都代表了腫瘤發生發展過程的一個階段。腫瘤的發生發展是一個多階段的十分複雜的過程。
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癌症的發生率
癌症的本質表明了這是一種機體發生混亂，生物學秩序崩潰的疾病。實際上，在機體發生癌變的機會是很大的，體內多於1013個細胞始終攜帶着這樣的遺傳信息，機體內的許多部位都存在細胞增殖失控的風險。人的一生平均要形成1016個穩定的細胞集落，每一次經過複雜的細胞生長和分裂過程產生新的細胞，其間都是許多容易出錯的地方。
根據世界各地臨牀診斷的結果和發病率來看，一些癌症發病的風險非常高，而另一些則不是那麼高。
除了針對某些特別的癌症相對穩定的發病率外，某些因素針對一些特定的人羣能顯著地提高癌症的發病率，這兩個重要因素就是遺傳因素和環境因素。不同的人羣攜帶腫瘤易感基因有很大的差異，同時人們所處的環境對腫瘤的發病率也有顯著的影響。這裡所指的環境因素，包括了廣義上的空氣、水分和生活習慣。
某些腫瘤在不同人羣中的發病率確實存在着巨大差異。在中國，乳腺癌的發病率是美國或北歐地區的1/6。當排除了遺傳因素後，我們可以總結出，只要讓他們經歷與中國女性相似的生活環境和生活方式，85%發生於美國的乳腺癌理論上是可以避免的。
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癌症的誘因
癌症的誘因大體包括以下幾種：遺傳因素、生活方式、化學試劑以及物理或化學致癌物。
很多腫瘤與遺傳因素有關，如果家族中的直系親屬存在某種腫瘤，自己患上腫瘤的機率也會跟着提高，在外界的誘因下比更容易誘發腫瘤。近年來腫瘤的分子遺傳學研究表明，一些與細胞的生長和分化有關的基因在癌變過程中起關鍵作用，這些基因稱爲癌基因和抑癌基因，它們的結構或功能異常使細胞得以無控制生長，並最終導致腫瘤發生。
在現代流行病學建立的一個世紀前，人們就發現某些癌症的發生可能與生活方式有關。第一個報道來自英國醫生John Hill，他於1761年注意到了鼻癌的發展與長期過度用鼻吸菸有關。14年後，倫敦的一名外科醫生Percivall Pott報道了他所遇到的相當數量的青少年陰囊皮膚癌患者，這些患者都有過當煙囪清潔工的經歷。之後不到3年，丹麥清道夫協會就要求它的成員們每天都要洗澡以去除皮膚上可能的致癌物，這項措施使得歐洲大陸陰囊癌的發病率在一個世紀之後都遠低於英國。
煤焦油冷凝物，與PercivallPott研究中的致癌物相似，在20世紀初被用來誘導家兔產生皮膚癌。在家兔耳部皮膚的同一處反覆塗抹，幾個月後便會誘發出惡性腫瘤。這項研究是一項巨大的進步，因爲它直接體現了化學物質的致癌作用。
直到1940年，英國化學家從煤焦油中提煉出幾種能顯著致癌的組分，它們都能夠在小鼠的皮膚上致癌。組分中的3-甲基膽蒽、苯[α]並芘、1,2,4,5-二苯基-[α, h]-蒽都是普通的燃燒產物，這些發現提示我們，某些進入體內的化學物質能夠擾亂細胞和組織，並且最終導致腫瘤發生。X射線也是如此，能夠通過一種表面上看起來不同的作用機制來誘發癌症。
在20世紀前10年，研究者發現病毒能夠感染小雞並導致白血病和雞肉瘤。到了20世紀中期，又發現了一系列病毒能在家兔、小雞、小鼠和大鼠中誘導產生腫瘤。因此，人們探索腫瘤產生的原因主要從三個不同的方面入手：化學的、病毒的、物理的。
這三種致癌物的致癌機制直到人們對果蠅的遺傳學研究取得了一些成果時，才取得了極大的進展。1927年，Hermann Muller發現X射線照射可以誘導黑腹果蠅基因組發生變異，更重要的是，這種基因組改變使其所包含的遺傳信息也發生了改變。這也表明了X射線誘發癌症的一種機制：經過輻射作用能使正常細胞的基因發生改變，而這種改變就很可能導致細胞向惡性狀態轉化。
參考文獻：
1. 《The biology of CANCER 》second edition. Robert.A Weinberg
2. 《癌生物學》詹啓敏 劉芝華 主譯