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癌細胞的自白:求生欲讓我變壞

現在,越來越多的人都了解到一個事實:癌細胞本來是我們身體裡的正常細胞,「學壞」了才變成了癌細胞。

正常細胞究竟為什麼會學壞呢?環境因素?不良生活方式?遺傳?

但是今天,癌細胞借美國抗衰老暨再生醫學科學院研究員成長博士之口發出了大聲的吶喊:

「歸根結底,是求生欲讓我變壞!」

通過今天的講座,大家可以了解到:

癌症其實是一種代謝病

成長博士在本文中指出癌症基因論面臨的瓶頸,並向大家提出了一個國際上的研究新方向:癌症代謝論。

癌症代謝論認為癌症的主要起因是細胞產能器官——線粒體功能障礙而導致的疾病。

線粒體卡通示意圖

當細胞的線粒體產能系統嚴重所損後,無法為細胞產生足夠的ATP,為了活下去,細胞必須找到替代性的能量來源。於是線粒體發出救急(SOS)信號給細胞核DNA,通過基因突變、基因重組等,把糖酵解、谷氨醯胺酵解等無氧代謝相關的生物酶激活,打開替代能源通道,維持細胞的生存。這一過程最初可能是自然界最原始的用來對付氧氣不夠時的物種存活機制,最終演變成癌。

所以理論上來說,如果能極度限制飲食中葡萄糖的攝入以及阻斷糖酵解的通道,那就可以大大限制癌細胞能量供應,至少可以抑製它繼續生長

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講者介紹

成 長

醫學博士

生物化學/分子生物學博士

美國抗衰老暨再生醫學科學院研究員

癌症綜合治療研究員

美國南卡哥侖比亞市成博士綜合健康中心主任

卡他爾王國女王醫院抗衰老醫學專家顧問

提供抗衰老/功能醫學在保健養生,慢病治療,癌症綜合治療中的服務

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本期詳解

①基因突變致癌論的困境

到目前為止,人類還沒有徹底了解,到底是什麼原因導致癌症發病。如果對一個疾病沒有理論上的認知,不了解這個疾病是怎麼發生的,治療就是盲人摸象。

目前大家公認的癌症發病原因,和基因突變有關。癌症基因突變論預測每個癌症都有一個或少數幾個驅動基因。不同的癌症可能有不同的驅動基因。從1990年開始,歷時約10年,耗資30億美元的人類基因組測序(HGP),以及從2005-2006年開始的癌症基因測序(The Cancer Genome Atlas,TCGA),讓人們滿懷期待,希望能找到癌症病因——即找到驅動基因,從而找到有效的治療。

目前醫學界在一些癌種中的確找到了驅動基因,如EGFR、ALK、HER-2等,開發的靶向藥物使很多患者獲益,但靶向藥物治療僅能針對一部分人群,且往往幾年內會出現耐葯。

令人失望的是,研究者不僅沒在大部分癌中找到共同的致癌突變,即便在同一癌瘤中不同癌細胞,也很難找到共同的致癌突變,原發癌與轉移灶細胞也少有共通性。

例如肺癌,兩個同樣罹患肺癌的患者,取兩人的病變組織做基因檢測,結果可能發現肺癌與肺癌之間的基因突變不一樣;一個肺癌病人,如果他有兩個病灶,各取一份病變組織進行基因檢測,兩個病灶的基因突變仍可能不一樣;更有甚者,一個肺癌患者,如果他只有一個病灶,按理來說病灶中所有的癌細胞起源於同一個癌細胞的轉化克隆,但如果從不同方向穿刺不同部位的病變組織,基因檢測出來的突變基因可能照樣不盡相同。

科學家們無法證明一個癌種,乃至一個患者同一個病灶內的癌細胞有共同的致癌突變,這是癌症基因突變論現在所遇到的瓶頸。找不到驅動基因,癌症就沒法解釋,所以很多科學家開始再重新回顧這個問題。正在這時,一個存在了幾十年的理論走進了學者們的視線。

「瓦博格效應(Warburg effect):為什麼癌細胞大量消耗葡萄糖卻不能高效產能?」

腫瘤細胞產生能量的方式極為特別: 健康細胞依靠線粒體氧化糖類分子釋放出有用的能量, 而大多數腫瘤細胞則通過通過產能率相對較低糖酵解作用為自身供能。這種作用機制不需要氧氣也不需要線粒體參與。惡性,生長迅速的腫瘤細胞通常的糖酵解率比他們的正常組織高達200倍。

這個理論由諾貝爾獎得主奧托·瓦博格在1920年代提出,近些年來又增加了很多新的實驗證據,可以說是癌症代謝論的理論基礎。

Otto Heinrich Warburg

又被譯作奧托·沃伯格

1931年因發現細胞呼吸氧化轉移酶榮獲諾貝爾獎

②癌症代謝論

癌症代謝論認為癌症真正的發病原因是:致癌因素,諸如化學毒素、氧化自由基等,損傷了人體細胞裡的線粒體。

線粒體是細胞裡的一個很小的器官,有點像手機裡的電池,線粒體是細胞中製造能量的結構,是細胞進行有氧呼吸的主要場所。正常細胞在有氧時,主要(90%)靠線粒體內三羧酸循環-氧化磷酸化供能。通過多種酶的催化作用,把有機物徹底氧化分解(通常以分解葡萄糖為主),產生二氧化碳和水,釋放能量,合成大量ATP。

致癌因素進入人體後不僅會損傷基因,更容易損害線粒體,因為線粒體裸露在細胞內,且線粒體內的有氧代謝和氧自由基的產生密切相關。當線粒體被致癌因素損傷後,它的產能功能就下降。如果損傷輕微可以自行修復,細胞就能存活。如果損傷嚴重,例如砒霜中毒,砒霜進來後會把線粒體的產能代謝阻斷,阻斷過度細胞就會死亡。

但是,線粒體如果受到的是中度損傷,細胞既不能自行修復,也不能立刻死亡,這樣的中度損傷日積月累,最後細胞的產能就越來越少。每一個細胞就是一個生命,每個生命都希望生存下來,儘管它在整體上受到人體大環境的控制,但每個細胞本質上都有自己的生存慾望。為了生存,細胞必須找到替代性的能量來源。

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大家都知道能量代謝可分有氧代謝無氧代謝,絕大部分情況下,細胞的能量代謝都有氧氣參與,在線粒體內通過三羧酸循環-氧化磷酸化產能,極少數才通過無氧代謝產能,它不是主要的能量來源。然而,當細胞線粒體受損嚴重,不能產生足夠的能量來維持細胞生存,它就必須依靠這種替代性的能量代謝途徑,其中之一就是糖酵解。另外還有一個谷氨醯胺酵解,也是不需要氧氣參與,不需要線粒體參與的能量代謝途徑。

所以當細胞的線粒體產能系統嚴重所損後,線粒體發出救急(SOS)信號給細胞核DNA,通過基因突變、基因重組等,把糖酵解、谷氨醯胺酵解等無氧代謝相關的生物酶激活,打開替代能源通道,線粒體這麼做的目的很簡單,就是產生足夠的能量,維持細胞的生存。早期的糖酵解產能通道的上調可能只是臨時性的。但胞為了生存而開始表現出一系列具有癌細胞特徵的現象:無控制的細胞繁殖,基因組不穩定(導致突變增加),躲避細胞死亡等。這一過程最初可能是自然界最原始的用來對付氧氣不夠時的物種存活機制,最終演變成癌,這就是癌症代謝論的基本發病理論。

日本動畫《工作細胞》中

變成癌細胞的正常細胞

③癌症代謝論帶來的治療新方向

癌症代謝論並不否認基因突變和癌症發病的關係,癌症代謝論認為最初的致病原因是線粒體的受損,DNA突變是繼發性的。大部分DNA突變是線粒體受損後細胞及核處於高度不穩定狀態而導致的,當然個別基因突變在細胞轉變成癌細胞中可能起到重要的協同作用(secondary effect)。尤其是那些可能導致糖酵解增加的突變。搞清楚這其中的機制,治療就可以考慮往這個方向努力。

如果我們能極度限制飲食中葡萄糖的攝入,就會對糖酵解產生干擾,但不一定能把癌細胞「餓死」。因為人體還能通過糖異生,將多種非糖物質轉變成葡萄糖或甘糖進行糖酵解,儘管數量極為有限。

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甜甜圈,奶茶,快樂肥宅水

當代高糖三兄弟

所以從理論上講,醫學界可以考慮阻斷糖酵解來殺死癌細胞。例如利用葡萄糖的衍生物,丙酮酸的衍生物等,與糖酵解相關的生物酶結合,讓無氧代謝無法進行下去,癌細胞就無法通過無氧代謝獲得足的ATP,就會面臨死亡。

剛才還提到了一個谷氨醯胺酵解,谷氨醯氨也可以通過氧化磷酸化產生能量。現在國際上研究的熱門,就是怎樣利用相仿的衍生物,阻斷谷氨醯胺酵解通道

但不管怎麼說,葡萄糖是一個極大的能量來源,如果降低葡萄糖攝入以及阻斷糖酵解的通道,那就可以大大限制癌細胞能量供應,至少可以抑製它繼續生長。


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