罹患癌症只是「運氣差」?

文/Alice Heathwood 編譯/方秀芬 圖片/BY CCO

「醫生,為什麼我會得癌症呢?」醫生對這個問題也是十分的困惑。雖然已知某些人口的風險因子,但若是談及具體的罹癌案例,他們還是只能假設其成因。雖然科學家對腫瘤發生機制的認識不斷增長,但其中有些認知仍頗具爭議性。

罹癌的原因是無法預期

最近兩位美國研究人員因提出「運氣」在癌症中的作用引發了爭議。巴爾的摩約翰霍普金斯大學(John Hopkins University)的研究人員克里斯丁·托馬西蒂(Christian Tomasetti)和貝爾特·福格爾斯泰因(Bert Vogelstein)發表在三月號著名雜誌《科學》(Science)期刊上的最新文章指出,這種疾病與遺傳因素(遺傳易感性)和環境風險(如吸煙或石棉暴露)關係較低,反倒是一生中不斷分裂和繁殖的細胞自發產生的隨機突變(如DNA複製錯誤)對癌症的發展,影響較大。

換句話說,「運氣」與癌症的併發有極大的關係。2015年同樣刊登在《科學》期刊的一篇文章中,這兩位研究人員也研究了人體不同組織的癌症發生率。例如,人一生當中的肺癌風險是6.9%,而甲狀腺癌為1.08%,腦癌和其他癌症的風險則較低。

結腸比小腸更易罹癌

這兩者器官罹癌率的差異一般可歸因於特定組織暴露於風險因素(如香煙、酒精和紫外線)程度較高所致。但是,這並不能解釋為什麼在消化系統中,結腸比起其他器官更容易受到癌症的影響。事實上,小腸(在胃和結腸之間)暴露於導致突變物質的機率高於腦細胞,但腦腫瘤病發率卻是它的三倍。

這種矛盾情形也同樣見於遺傳性癌症。雖然相同的基因突變會導致結腸直腸和腸腫瘤,但後者仍然非常罕見。然而,在發生突變的小鼠中情況正好相反:腫瘤在小腸的發生率卻高於結腸。

托馬西蒂和福格爾斯泰因便假設,其原因可能在於幹細胞分裂(未分化細胞)期間發生的自發性突變。人類大腸中幹細胞的更新速度比小腸快,而小老鼠則相反。細胞分裂越頻繁,DNA複製過程中的錯誤風險就越高。這可以解釋為何同等程度暴露於遺傳和環境風險中的器官,癌症發生率卻不同的原因。

組織更新率與高癌症風險有關

這兩位研究人員調查了某個組織一生中已知的幹細胞分裂數量與該組織癌症風險之間的假定關聯性後發現,兩者之間存在著高度的相關性。幹細胞更新率越高,該組織的罹癌風險也就越高。這個根據美國人口數據得出的初步結果獲得2017年3月份發表的第二項研究的支持,該研究在69個國家中都發現了相同的平均相關性。

研究人員隨後進一步將自發性突變的影響與其他癌症風險因素(遺傳性和環境性)的影響分離開來。他們證實多數癌症是「運氣差」引起的,換句話說,就是細胞隨機且自發性的突變所導致的。「運氣」甚至在已確定環境因素所造成的癌症(如吸煙引發的癌症)中,發揮了重要的作用。

由於這些結果可能會讓我們誤認為,鼓勵戒菸、多吃蔬果等健康行為並不像我們曾經相信的那般重要,因此引起了極大的爭議。但另一個獨立小組重新評估了這些研究人員的數據後發現,運氣的作用其實沒有作者所說的如此重要。

氧化壓力對DNA的影響

值得注意的是,微生物學的科學文獻(無論是否與癌症研究有直接相關)提供了大量關於突變和DNA損傷的文章。美國科學家勞倫斯·馬內特(Lawrence Marnett)在2000年發表的一篇文章中分析氧化壓力(透過活性氧物種或「自由基」來攻擊我們的細胞)的作用,發現它們比致癌物質更重要。而且,正如羅埃爾德邦特(Roel De Bont)和尼古拉斯·凡·勞貝克(Nicolas Van Larebeke)於2004年發表的研究結論所示,氧化壓力不是DNA損傷的唯一原因。

安東尼·塔布斯(Anthony Tubbs)和安德烈·納森維格(Andre Nussenzweig)在今年早些時候發表的一篇文章中強調,每個人類細胞DNA每天會遭受約七萬次的損害。如果身體沒有辦法糾正這些錯誤,尤其是倘若這些錯誤會導致細胞發展成腫瘤的話,我們就無法活得長久。記住,腫瘤只有在身體多個控制機制失敗後才出現,是很重要的。

首先,缺陷細胞DNA的正常修復過程一定要失敗。然後,這個細胞必須以混亂的方式進行繁殖,這意味著必須影響負責細胞複製或調節它的基因。這種缺陷性細胞也必須逃脫其自然程序化的自我毀滅(稱為細胞凋亡)和身體免疫系統的警戒。免疫系統的工作是負責消除異物和功能失調。

由此可見,細胞暴露於外部或內部誘導有機體突變的物質,只是腫瘤形成前這一系列失敗必須發生的其中一個步驟。

心理壓力導致抗癌力道減弱

在討論「運氣差」在癌症發生中的作用時,個人壓力所產生的特別影響,非常值得我們關注,這也是著作《Stress and Cancer: When Our Attachment Plays Tricks on Us》(De Boeck)的主題。細胞轉變成癌症的每個步驟對壓力和壓力荷爾蒙都十分敏感。因此,心理壓力引起的慢性生理壓力目前被認為是癌症的直接成因。但我必須補充一點,在這個問題上大家的意見仍非常分歧。

慢性心理壓力確實會加速細胞繁殖,誘導端粒縮短(telomere shortening),而這種作為染色體的「帽子」能保護染色體被降解。伊麗莎白·布萊克本(Elizabeth Blackburn)因發現端粒酶揭露這個現像而獲得諾貝爾醫學獎。這些分化細胞越多,其DNA隨機突變的風險就越高。另外,分化程度越高的細胞若越多老死,就會有越多的幹細胞分裂成新的細胞,因而增加癌症發展的風險。

然而,這還不是全部。通過神經內分泌過程,心理壓力也會影響氧化代謝、DNA修復、癌基因表達和生長因子的生成。

塔布斯和納森維格研究提出的「運氣差」爭議提供科學界一個新思維的養份。他們指出,根據英國癌症研究(Cancer Research UK)的統計,42%的癌症可以經由改變環境和生活方式來避免。在法國,國家癌症研究所也報告了類似的預防癌症比例。這個數字既高但又低得令人失望。因為這是否意味著我們對其他60%的癌症案例就束手無策嗎?

在報告最後,兩位研究人員也同時提出對抗這個「運氣差」的方法。他們建議使用抗氧化劑來預防癌症。但考慮到壓力會引起這個有害人體的過程,因此保持心理健康也能成為抗癌的有效武器。

資料來源:https://theconversation.com/is-cancer-just-a-question-of-bad-luck-81074

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