能改邪归正的癌细胞

癌细胞是起源于机体内的正常细胞,那么正常细胞怎么变成了癌细胞,癌细胞的最后转归是什么?对这个问题有两种解释。

其一是基因突变理论。19世纪末奥地利修道士孟德尔(Gregor Johann Mendel)通过观察豌豆植株高矮的变化提出遗传学理论,20世纪40年代科学家确定了组成遗传基因的物质是脱氧核糖核酸(DNA)。荷兰植物学家Hhgo deVries在研究月见草时观察到月见草的个别植株能发生可遗传的变异现象,并认为遗传基因的突变可能是生物进化演变的一种机制,Hhgo de Vries提出基因突变学说来解释月见草的个别植株发生可遗传的变异现象。19世纪末20世纪初,人们实验发现把癌细胞移植到同种属的健康宿主后,癌细胞能在新宿主体内长出新癌,新的癌细胞的全部特征与原来的癌细胞相似,取自新癌的癌细胞能继续移植给新宿主,如此周而复始永无休止。德国动物学家Theodor Boveri借用突变学说解释肿瘤细胞的起源,认为癌细胞是由于正常细胞发生了基因突变而形成的新的物种,具有自主生长能力和可遗传的性质变化,正常细胞一旦变成癌细胞就永远是癌细胞。

其二是细胞外遗传决定理论。这个理论认为肿瘤细胞并没有发生基因变异,而是正常细胞基因表达异常的结果。正常细胞和肿瘤细胞是机体细胞在不同生理条件下表现出的不同状态,正常细胞在不适宜的条件下可以表现为癌细胞的状态,癌细胞状态在适宜的条件下可以再恢复成为正常细胞的状态。

支持细胞外遗传决定理论的一些实验事实如下。

北美豹蛙容易患一种肾腺癌,这种肾腺癌被称为Lucks腺癌,是由一种疱疹病毒引起的高度恶性的肿瘤。有人将这种高度恶性的癌细胞中含有全部癌细胞基因的细胞核移植到被激活然后去除细胞核的正常蛙卵内,观察这个蛙卵会发育成什么样的新物种。结果这个携带全部癌细胞遗传基因的蛙卵细胞经过正常卵裂过程(细胞分裂增殖过程),最后发育成一个正常功能完全的正常蝌蚪。说明癌细胞基因不能指导蛙卵发育成一个新物种,相反癌细胞基因内包含细胞正常发育的全部遗传信息。

从植物体内分离出的正常细胞,在长期体外培养条件下,即使不存在任何致瘤剂,也可以表现出肿瘤细胞的特征,这些特征可以无限期地高度稳定地保留下去,这种现象称为驯化。将驯化的组织放在植物枝芽或根茎顶端,驯化组织的细胞可从肿瘤状态恢复为正常状态,长成能开花并能结出种子的正常植物。

烟草植物有一种冠瘿病,它是由一种细菌产生的致瘤素TIP引起的烟草植物的畸胎瘤。这类畸胎瘤由不正常的组织和器官混乱聚集而成,从畸胎瘤组织分离出来单个细胞仍能分裂生长成为畸胎瘤。而将这种畸胎瘤的芽枝移植到适宜的植物茎的顶端截面上,这种畸胎瘤的芽枝能够正常发育,还能开花结出种子。这些畸胎瘤芽枝结出的种子播种后能长成典型的正常烟草植物。

小鼠恶性畸胎瘤是一种高度恶性的胚胎性肿瘤,将单个恶性畸胎瘤细胞注入正常小鼠体内,肿瘤细胞迅速增长,几周内就能杀死小鼠。而有人将小鼠的恶性畸胎瘤细胞植入正常小鼠的曩胚(胚胎)中,然后将这个含有小鼠恶性畸胎瘤细胞的曩胚(胚胎)移植到假孕的母小鼠子宫中。结果这个曩胚没有形成畸胎瘤,而是发育成具有正常小鼠的遗传信息和恶性畸胎瘤细胞遗传信息的两种遗传信息相嵌合的嵌合型的正常小鼠。由恶性畸胎瘤细胞衍化来的后代细胞参与构成嵌合型小鼠的各种正常组织,并产生出具有遗传功能生殖细胞,这种生殖细胞可培育出正常后代。相反将正常的小鼠曩胚移植到子宫外的身体部位,正常的小鼠曩胚却可生长成恶性畸胎瘤。

人的神经母细胞瘤是起源于神经系统的高度恶性的肿瘤,这种肿瘤通常在婴幼儿中发生,患者通常在诊断后的几个月内就会因全身转移而死亡。但这样高度恶性的肿瘤却有自愈的现象,在一些患者中这些神经母细胞瘤即使是全身广泛转移的肿瘤细胞却可分化成为成熟的正常神经节细胞,患者因而自愈。不光是神经母细胞瘤存在自愈现象,人类的许多种肿瘤都观察到有自愈的现象。

恶性肿瘤细胞具有浸润和转移能力,但是这种能力并非肿瘤细胞独有。某些正常细胞在正常情况下同样具有这样浸润和转移能力,如在胚胎发育过程中,某些正常细胞的活跃迁移对正常胚胎结构的成型具有重要作用,其中黑色素母细胞要通过胚胎中很多组织,最后才定位于某些特殊部位,然后分化成不迁移的黑色素细胞。正常的白细胞具有在体内自由移动广泛进入正常组织的能力。正常细胞在某些状态下不需要基因突变就能表现出浸润和转移能力。若将一种红色染料Scharlach R注入兔子耳朵的皮下,与染料密切接触的上皮细胞会迅速活跃增生,并浸润到深层的正常组织中,甚至进入到血管和淋巴管中。当注射部位染料消失后,这些细胞的行为恢复正常。说明正常细胞本身具有浸润和转移能力的潜能。

这些实验事实支持正常细胞放在不适宜的环境中能变成恶性肿瘤细胞,恶性肿瘤细胞放在适宜的环境中则可以继续分化成正常细胞的理论。为解释肿瘤患者中存在自愈现象提供理论基础。