什么是癌症,为什么人会患癌症,为何癌症会致命,为什么癌症容易复发?
癌症和肿瘤
癌症和肿瘤这两个词经常通用,一般情况下也确实没太大问题。一定要纠结的话,这两个词还是有一些区别的。肿瘤的属性是“固体”,而癌症的属性是“恶性”,所以恶性固体肿瘤就是癌症,血液癌症不是肿瘤,良性肿瘤不是癌症,被绕晕了吗?
用数学公式来表示更简单直观:
癌症=恶性肿瘤+血癌
肿瘤=良性肿瘤+恶性肿瘤
良性癌症=不存在
这俩在英文中也是有区别的,肿瘤的英文是tumor或者tumour,而癌症的英文是cancer。说起cancer这个词,喜欢研究星座的各位应该不陌生,因为巨蟹座的英文就是cancer!
癌症和巨蟹座居然使用同一个名字?关键是这俩名字有联系吗?还真是有的。
cancer作为癌症名字来源于公元前400多年的希腊传奇医生,号称西医之父的希波克拉底(Hippocrates)。言归正传,某天希波克拉底在观察一例恶性肿瘤的时候发现肿瘤中伸出了很多条大血管,看着就像螃蟹的腿一样,于是他就用希腊词里的螃蟹“caricinos”来称呼这种疾病,到英文里面就是cancer。所以,癌症说起来也可以叫大螃蟹病。
有意思的是,几乎和他同时,春秋战国时期的中国也出现了中医重要奠基人物——扁鹊。中西方现代医学几乎同时起源,但却各自发展,到后来更是渐行渐远,形同陌路。合久必分,分久必合,现在不少人又在致力于把中西医学理论实践统一起来,值得大家关注。
什么导致了癌症
导致癌症最重要的因素是什么?基因?污染?饮食?抽烟?都不是,和癌症发生率最相关的因素是年龄!
2013年中国第一次发表了《肿瘤年报》,从下图可以清晰地看出两点:第一,无论男女,癌症发病率从40岁以后就是指数增长;第二,老年男性比女性得癌症概率高,主要原因是大量男性会得前列腺癌。
从患病年龄来看,绝大多数大家熟悉的癌症:肺癌、肝癌、胃癌、结/直肠癌等,都属于老年病!小孩也可能得癌症,但他们的癌症类型很特殊,和成人的完全不同。比如儿童可能得白血病,但几乎没见过小孩得原发肺癌、直肠癌。
因此,随着人类平均寿命的增加,得癌症的概率越来越高是必然的,无论如何控制环境污染、食品安全都不能逆转。为啥苍蝇很少得癌症?因为它们寿命很短,还没来得及得癌症就已经死了。而宠物猫、狗都会得癌症,原因是在人类爱护下,它们的寿命可以长达10多年,相当于人的70~100岁,因此后期得癌症的概率比较高。
除了年龄,还有其他因素与癌症发病有关系吗?肯定有的。
癌症发生的根本原因是基因突变。每个人体内大概有两万多个基因,已知真正和癌症有直接关系的大概有一百来个,这些致癌基因中突变一个或者几个,癌症发生的概率就会大大提高。基因为什么会突变?什么时候突变呢?
基因突变发生在细胞分裂的时候,每一次细胞分裂都会产生突变,但是绝大多数突变都不在关键基因上,对癌症发生不产生影响,因此癌症仍然是小概率事件。那细胞什么时候分裂?生长或者修复组织的时候。
我自己总结的简单数学公式:
P=abcd
式中,p为癌症发生概率;a为细胞分裂次数;b为每次分裂产生突变基因数目:c为突变基因是致癌基因的概率;d为免疫系统清除癌细胞失败概率。
在这个公式中,c对每个人都是一样的,完全是个概率问题。每个人得癌症几率不同,关键是a、b、d3个数字不同。绝大多数和癌症相关的因素都可以用这个公式推导和解释。
为何老人比年轻人容易得癌症?
人活每一天都伴随着大量的细胞更新,岁数越大,细胞需要分裂的次数就越多,a数值变大;同时岁数越大,免疫系统越弱,对癌细胞清除能力减弱,d数值变大。
为何乙肝患者容易得肝癌、抽烟容易得肺癌?
人体器官受到损伤后需要修复,而组织修复都需要靠细胞分裂完成。器官长期慢性损伤,会导致组织反复修复,细胞分裂次数a变大,就容易诱发癌症。慢性乙肝病毒携带者虽然很多没有急性症状,但乙肝病毒会缓慢、长期地伤害肝细胞,导致反复的肝细胞“死亡—分裂”循环,因此乙肝病毒携带者容易患肝癌。类似的道理,抽烟或空气污染损伤肺部细胞,因此长期抽烟或重度雾霾容易患肺癌;暴晒损伤皮肤细胞,因此经常晒伤皮肤容易患皮肤癌;吃刺激性或受污染的食物损伤消化道表皮细胞,因此长期吃过辣、过烫或污染食物会增加食管癌、胃癌、大肠癌、直肠癌的发生,等等。
为何安吉丽娜·朱莉(Angelina Jolie)得癌症的概率是正常人的100倍?
每个人细胞分裂一次所产生突变的数目b是不同的。这个值主要受到遗传的影响,有些人天生携带一类基因突变,这些突变虽然不能直接导致癌症,但是会让他们细胞每次分裂产生的突变数目大大增加。好莱坞著名影星安吉丽娜·朱莉为了防止得乳腺癌和卵巢癌而先后手术切除了双乳和卵巢,该新闻轰动全球。她做此决定的原因就是她家族和本人都有BRCA1基因突变。携带这个突变的人,细胞分裂一次产生的突变比正常人高100倍,因此她家族多名女性,包括她的母亲很早就患上恶性乳腺癌。朱莉个人被估计有87%的可能性患乳腺癌,50%的可能性患卵巢癌。她的这个举动,从纯科学眼光来看也许有点冲动,因为并不能保证身体其他部位不会发生癌变,同时手术带来的长期副作用是巨大的。但是她的勇气还是让我无比佩服,只能想到一个词——壮士断腕。
大家不妨把自己感兴趣的致癌因素找出来,看看这个公式是否真的适用。
癌症如何导致死亡
大家谈癌色变,主要的原因就是患癌症后死亡率很高,但是要说清楚癌症到底是怎么让患者死亡的,可能很多人都说不上来了。为什么有人长了很大的肿瘤,做完手术就没事了,但是有人刚被查出癌症就去世了呢?
首先说肿瘤的严重性和肿瘤大小并没有相关性,2012年有个著名新闻,越南人Nguyen Duy Hai,4岁就开始长肿瘤,等到30岁的时候右腿肿瘤已达到惊人的90千克!在这26年中,他慢慢失去行动能力,但是奇怪的是,他居然没有太多别的症状,在做完手术后,看起来也比较正常。我们在新闻上也时常看到从肚子里取出超级大肿瘤的故事。这种大肿瘤看起来很恐怖,但是只要位置不在关键内脏,实际上对生命的威胁并不大。此外,这种巨大的肿瘤肯定是良性肿瘤,因为如果是恶性的,是没有机会长这么大的。
良性肿瘤和恶性肿瘤的区别是什么?
是看肿瘤是否转移。良性肿瘤不转移,属于“钉子户”,所以只要手术切除肿瘤本身就算治好了。而恶性肿瘤不论大小,都已经发生了转移,可能在血液系统里,可能在淋巴系统里,也可能已经到了身体的其他器官。恶性肿瘤的转移并不是肿瘤长到一定大小才发生,而是可能在肿瘤很小还检测不到的时候就发生了转移,这就是为什么很多癌症患者刚确诊就发现已经扩散到了全身。很多癌症(比如乳腺癌)转移一般首先到达淋巴结,然后才顺着淋巴系统到达其他系统,所以临床上对肿瘤患者常常进行肿瘤附近的淋巴结穿刺检查,如果淋巴结里面没有肿瘤细胞,说明肿瘤很可能还没有转移,患者风险较小,一般化疗和放疗以后就能控制住疾病。
那癌症到底是怎么致命的呢?
这个问题并没有确定答案,每个患者个体情况都不同,最终造成死亡的原因也不同。但是大致说起来往往和器官衰竭有关,或是某一器官衰竭,或是系统性衰竭。肿瘤,不论是否恶性、是否转移,过度生长都可能会压迫关键器官导致死亡,比如脑瘤压迫重要神经导致死亡;肺癌生长填充肺部空间,导致肺部氧气交换能力大大降低,最后功能衰竭死亡;白血病细胞挤压正常红细胞和免疫细胞生存空间,造成系统性缺氧,出现免疫缺陷死亡。
恶性肿瘤之所以比良性肿瘤危险,就是因为它已经转移。肿瘤转移后危险性大大增加,一方面是一个肿瘤转移就成了N个肿瘤,危害自然就大;另一方面是因为肿瘤喜欢转移的地方往往是功能非常重要的地方,最常见的转移是脑转移、肺转移、骨转移和肝转移。这4个地方还有一个共同特点:由于器官的重要性,手术往往很保守,很难完全去除肿瘤。所以乳腺癌发现得早一般没事,手术摘除乳腺或者乳房就好了,患者可以正常、健康地生活几十年。但是如果乳腺癌转移到了双肺或者脑部,就很难根治了,因为医生不能把肺部或者大脑全部摘除。
癌症致死有时候并不是某一个器官衰竭造成的,而是由于系统性衰竭。有很多癌症,由于现在还不清楚的原因,会导致患者体重迅速下降,肌肉和脂肪都迅速丢失,无论患者吃多少东西,输多少蛋白质都没用,这个现象叫“恶病质”(cachexia)。恶病质现在无药可治,是不可逆的。由于肌肉和脂肪对整个机体的能量供应、内分泌调节至关重要,出现恶病质的癌症患者很快会出现系统性衰竭而死亡。
例如全民偶像乔布斯,在诊断胰腺癌后活了8年,算是不小的奇迹,但大家如果仔细看他患病过程中的照片对比,能清楚发现他身上的肌肉和脂肪在后期几乎已经消失殆尽。他最后还是由于器官衰竭而去世的。
癌症为何如此难治
在很多人心目中,癌症和艾滋病是最恐怖的两种疾病。如果你问我,癌症和艾滋病哪个会先被攻克?我的答案肯定是艾滋病。
癌症为何那么难治?在我看来有3个主要原因。
第一个原因是癌症是“内源性疾病”,癌细胞来自患者自己,是患者身体的一部分。对待“外源性疾病”,比如细菌感染,我们有抗生素,效果非常好。抗生素为何好用?因为它只对细菌有毒性,而对人体细胞没有作用,因此抗生素可以用到很高浓度,让所有细菌死光光,而患者毫发无损,全身而退。
要搞定癌症就没那么简单了。癌细胞虽然是变坏了的人体细胞,但仍然是人体细胞,所以要搞定它们,几乎注定是“杀敌一千,自损八百”的勾当,这就是大家常听到的“副作用”。例如,传统化疗药物能够杀死快速生长的细胞,对癌细胞当然很有用,但是很可惜,我们身体中有很多正常细胞也是在快速生长的,比如头皮下的毛囊细胞。毛囊细胞对头发生长至关重要,化疗药物杀死癌细胞的同时,也杀死了毛囊细胞,这是为什么化疗的患者头发都会掉光。负责造血和维持免疫系统的造血干细胞也会被杀死,因此化疗患者的免疫系统会非常弱,极容易感染。消化道上皮细胞也会被杀死,于是患者严重拉肚子、没有食欲,等等。正因为这些严重副作用,化疗药物不能大量使用,浓度必须严格控制,而且不能持续使用,必须一个疗程一个疗程来。医生其实每时每刻都在治好癌症和维持患者基本生命之间不断权衡,甚至妥协。如果化疗药物也能像抗生素一样大剂量持续使用,癌症早就被治好了。这是我为什么觉得艾滋病会比癌症先被攻克的主要原因,毕竟艾滋病是由艾滋病病毒引起的“外源性疾病”,理论上我们可能找到只杀死艾滋病病毒而不影响人体细胞的药物。
第二个原因是癌症不是单一疾病,而是几千几万种疾病的组合。世界上没有完全相同的两片树叶,世界上也没有两个完全相同的癌症。比如肺癌,在中国和美国都是癌症第一杀手。中国现在每年新增近60万肺癌患者,美国也有16万。常有人问我:美国有什么新的治肺癌的药吗?我说:有是有,但是只对很少部分患者有用。比如诺华最新的肺癌药物Ceritinib最近被FDA批准,它对3%~5%的肺癌患者有很好的效果。但为什么花了10年研究出的新药只对很少的患者有效呢?
简单按照病理学分类,肺癌可分为小细胞肺癌和非小细胞肺癌。那是不是肺癌就这两种呢?不是的。我们知道,癌症是由于基因突变造成的,最近一项系统性基因测序研究表明,肺癌患者平均每人突变数目接近5000个!每个人突变的组合都不同,每个患者的基因组都是特异的。中国这近60万肺癌患者,其实更像60万种不同的疾病。
当然,这不是说我们需要60万种不同的治疗肺癌的药。这几千个突变里面,绝大多数对癌细胞生长不起作用,只有几个突变是关键的,只要抓住了这几个关键基因,我们就有可能开发比较有效的药物。但是无论如何,制药公司开发的抗癌新药,即使是灵丹妙药,也不可能治好所有的肺癌患者。回到刚才的问题,为什么诺华的新药Ceritinib只对3%~5%的肺癌患者有效?因为Ceritinib针对的是突变的ALK基因,而只有3%~5%的肺癌患者才有ALK基因突变,对没有ALK基因突变的肺癌患者,这个药物是完全无效的。Ceritinib目前正准备在中国做临床实验,期待在不久的将来,中国的ALK突变肺癌患者能用上这个药。
因为癌症的多样性,药厂几乎注定每次只能针对很少的患者研发药物,每一个新药的开发成本是多少呢?10年+20亿美金!这样大的时间、金钱投入,导致我们进展缓慢,要攻克所有的癌症,即使不是遥遥无期,也是任重道远。
第三个原因是癌症可以很快产生抗药性。这点是癌症和艾滋病共有的、让大家头疼的地方,也是目前为止我们还没有攻克艾滋病的根本原因。大家可能都听说过超级细菌。在抗生素出现之前,金黄色葡萄球菌感染是致命的,它可以引起败血症。但是人类发现青霉素以后,金黄色葡萄球菌就不那么可怕了。然而生物的进化无比神奇,由于我们滥用青霉素,在它杀死99.999999%细菌的同时,某一个细菌突然产生了新的基因突变,进化出了抗药性,它们不再怕青霉素,变得非常危险。于是人类又努力找到了更强的抗生素,比如万古霉素。但是现在已经出现了同时抗青霉素和万古霉素的金黄色葡萄球菌,这就是超级细菌。
生物进化是一把双刃剑。自然赐予我们这种能力,让我们能适应不同的环境,但是癌细胞不仅保留了基本进化能力,而且更强,针对我们给它的药物,癌细胞不断变化,想方设法躲避药物而存活下来。Ceritinib在临床实验的时候,就发现有很多癌细胞在治疗几个月以后就丢弃了突变的ALK基因,而产生新的突变来帮助癌症生长,这么快的进化速度,不禁让我感叹自然界面前人类的渺小。
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