探索生命《生物學》95
1.
癌細胞其中一種能力稱為轉移metastasize,癌細胞因為能夠轉移所以會擴散到全身,這使得癌細胞具有致命性。並非所有的癌細胞都會擴散,癌細胞必須經歷無數次的轉變才會有轉移性,只有少數的細胞能夠成功地走完轉變的過程。
Mussorgsky
Pictures at an Exhibition , Celibidache
2.
癌細胞轉移過程十分複雜,轉移性癌細胞必須從腫瘤中破殼而出,掘開血管壁和淋巴管,然後順著血管或淋巴管移動到距離遙遠的某個位置,再打穿管壁到新的區域繁殖增生,形成一個新的腫瘤。
3.
癌細胞移轉的過程中必須穿透基底膜basement membrane。基底膜是分隔上皮組織與結締組織的特殊細胞層。基底膜上有許多蛋白質複合物加強結構,基底膜的功能是抑制腫瘤生長的物理性屏障(用堅韌的基底膜包裹、綁住腫瘤,限制腫瘤長大或阻止腫瘤轉移出去)。
4.
要穿透基底膜屏障,癌細胞產生特殊的細胞膜接受器,讓癌細胞可以與基底膜結合。然後,癌細胞分泌酵素,消化吃掉基底膜,基底膜破壞殆盡之後,癌細胞就穿越基底膜轉移出去。
5.
癌細胞穿越基底膜進入到周遭血管後,很可能會隨著血管流遍全身。不過,進入到血管內的癌細胞還面臨其他的阻礙。一旦癌細胞抵達淋巴管或血流中,癌細胞就成為宿主免疫系統攻擊的目標。
6.
大部分的癌細胞因為免疫系統攻擊而死亡,少數癌細胞會穿越血管壁,入侵到新的組織區域。許多轉移性的癌細胞停留在淋巴結或微血管床,不過通常它們會進入循環系統,通過心臟,最後停在肺部的血管。
7.
不過,許多癌細胞抵達新地點後並沒有生長。癌細胞就像植物的種子,植物的種子只有在恰當的土壤中才能生長,同樣地,癌細胞只有抵達舒適的組織土壤中才會成長,舒適的組織土壤包括恰當的成長因子或適當的荷爾蒙。
8.
癌細胞轉移過程困難重重,據統計1萬個癌細胞裡面,只有不到1個能夠成功地離開原本的腫瘤,轉移到新地方長成第二個腫瘤。
許多獨立突變事件累積而成的的作用製造出癌細胞 Cancer Results From Several Independent Mutational Events,
Whose Effects Are Cumulative
9.
近期對於癌細胞的研究指出,一大群癌細胞是從一個不正常的細胞長出來的。
10.
正常細胞轉變成癌細胞轉變過程經歷許多變化:細胞失去避免與其他細胞靠得太近而接觸的抑制生長功能、失去維持細胞分裂時染色體數固定的控制系統、增加癌細胞移動性、使癌細胞有能力破壞基底膜……等等。
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但是許多細胞組織雖然發生以上的改變,但只是良性腫瘤,良性腫瘤緩慢生長一段時間之後就停止了,因為良性腫瘤的癌細胞,無法產生刺激血管系統提供氧氣與氧份的化學訊號。
12.
即使良性腫瘤招募到一些血管靠向自己,良性腫瘤仍因為無法破壞基底層而沒辦法轉移。細胞一切的改變(正常細胞變成癌細胞)是否只是因為DNA改變了?還是細胞的每一種改變,都導因於一個或多個獨立事件?
13.
在我們實際瞭解細胞致癌的機制之前,先用健康統計來推測答案。如果細胞致癌的因素光只有基因這單一事件,那麼我們會預期,個體感染某一種癌症的機率將隨著年紀而增加。
14.
舉例來說,如果感染皮膚癌的機率是每年1%,那麼二歲的感染機率應該是2%,三歲的感染機率是3%,依此類推。然而事實上,整體族群的癌症發生率數線並非一條直線(不是每年增加1%,逐年累加),相反地,癌症一般來說是老年的疾病。
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癌症發生率呈指數型上升的現象,合理的解釋是,同一個細胞必須有好幾個獨立的基因突變才會變成癌症。舉例來說,細胞壁必須發生5個突變事件才會變成大腸癌。
16.
如果每一種癌症都是由好幾個突變造成的,那麼,病患一生中任何一個時期都可能癌症病發,由此可知,細胞長成癌症是一個長期的過程。從細胞第一個基因突變開始,可能要花數十年的時間才會變成癌細胞。
17.
這些突變有些會遺傳,這就是為什麼有些家庭顯得特別容易感染某種癌症。
18.
雖然統計研究舉有指標性,但是,這方面的研究無法告訴我們究竟是哪些因素組合起來導致基因突變,進而引發癌細胞。
19.
基因突變的可能的因素有DNA上單一鹼基的改變,或者部分核甘酸被刪除,或者被額外插入某些核甘酸,或者染色體重組造成基因轉移位置。
20.
並且統計研究無法告訴我們這些基因突變事件的確實作用是什麼,或者哪些基因突變與癌細胞有關。不過近期的研究強烈指出正常細胞變成癌細胞的種種步驟與某種細胞調控系統失靈有關,這方面的資訊來自於致癌基因oncogenes方面的研究。
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翻譯編寫 Carol H. McFadden and William T. Keeton 《Biology》
參考資料: