癌的“杀手”本领是怎样炼成的?

我们知道 , 癌症一旦发展到了转移、扩散这一步 , 患者离死期就不远了 。
不过 , 在科学家看来 , 癌细胞从安于一隅到学会转移 , 难度也着实不小:首先 , 在告别“老巢”——即原发性肿瘤所在的部位——之后 , 要学会独立“生活”;其次 , 要能够突破血管壁或淋巴管壁 , 突破了还不算 , 还要能骗过人体的免疫系统;最后 , 还要学会在一个新环境“安家” 。 这个过程中 , 每一关难度都很大 。 这么复杂的过程 , 涉及这么多的本领 , 它是怎么获得的?

癌的“杀手”本领是怎样炼成的?

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小突变和宏变异
现在 , 一位英国科学家认为 , 癌细胞不是慢慢地积累许多微小的突变 , 而是通过戏剧性的大变异 , 一下子就进化出这么多本领的 。 这种大变异在生物学上叫“宏变异” 。 宏变异让癌细胞一下子拥有了作为一名“杀手”的全套本领 。
科学家提出“宏变异”的概念已经有些年头了 。 早在1940年代 , 一位生物学家曾就提出 , 当大的变异发生时 , 一个物种可以在短短一代的时间 , 就分化成好几个物种 。 他的这个观点当时没被人接受 , 但现在 , 这一现象已在一些植物 , 鱼和昆虫身上观察到 。
至于宏变异的机制 , 则是后来才搞清楚的 。 我们知道 , 基因突变有好多种途径 。 最简单的情况是 , 基因上的某个碱基被另一碱基替换;另一种情况是 , 基因在复制时被多复制了一份 , 或者被复制到了DNA上一个错误的位置上去;最严重的情况是 , 整条染色体都被多复制了一条 。
如果我们把DNA比作一篇文章 , 把基因比作一个段落 , 把碱基比作一个文字 , 那么:第一种情况相当于文章里仅出了几个错别字;第二种情况相当于一个段落被重复印了一次 , 或者被插到文章别的位置去了;第三种情况相当于整篇文章多印了一次 。 显然 , 后两种情况比第一种情况错误要严重得多 , 涉及面更广 , 变化更大 。 我们称第一种情况是小突变 , 称第二、三种情况是宏变异 。
如何获得高强的本领
这位科学家发现 , 恶性肿瘤往往都跟细胞的宏变异有关 。 我们先来看看发生宏变异的细胞有何特点 。
首先 , 发生宏变异的细胞比起发生小突变的细胞 , 更容易存活 。 这一点可以这样来理解:癌细胞要作乱 , 首先自己得活下来 。 但一般来说 , 在发生小突变之后 , 细胞是不易存活的 。 因为假如发生突变的基因刚好负责某项重要的生理功能 , 它要是失去了活性 , 整个细胞就只好去死 。 但对于宏变异 , 基因没有被“篡改” , 只是增加了一份拷贝 , 此类变异不会致细胞于死地 。
其次 , 在发生宏变异之后 , 在此基础上若再发生小突变 , 小突变留存下来的可能性更大 。 道理还是一样 。 对于一个正常细胞 , 假如负责某项重要功能的基因发生小突变 , 这个细胞就会自行死亡 , 有害的突变也就不会留下来作乱 。 但对于一个已发生宏变异、基因被复制了两份的细胞(这个细胞其实已是癌细胞) , 哪怕其中一个基因再发生小突变 , 细胞也不会死亡 。 因为这个基因它已经预先复制了一份 , 这一份失效了 , 另一份还可以拿来用嘛 。 所以有害突变就被保留下来 , 为将来的作乱留下祸根 。
细胞发生宏变异时 , 虽然没有一个基因被“篡改” , 但毕竟因为多了一份拷贝 , 它就要重新调整各个基因之间的关系 。 在调整过程中 , 癌细胞容易进化出适应性变化 , 获得高强的生存本领 。 它们后来能够转移 , 能够骗过免疫系统 , 就不奇怪了 。

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