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只要變老體內就會有癌細胞 專家揭癌症戰勝免疫系統的3個關鍵

要形成癌症,細胞只需在三個不同的重要系統中發生適當的突變,就會對這些共同防止癌症發生的系統造成特定的破壞。
要形成癌症,細胞只需在三個不同的重要系統中發生適當的突變,就會對這些共同防止癌症發生的系統造成特定的破壞。
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聽健康

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【本文重點】癌症形成需要三個不同的系統發生特定的突變,從而破壞這些共同防止癌症發生的系統。第一個關鍵突變出現在致癌基因中,導致快速生長;第二個突變發生在腫瘤抑制基因中,導致細胞失去自我修復的能力;最後一個突變破壞讓細胞以自我毀滅方式死亡的基因。

只有同時有多個基因發生非常糟糕的變異,癌症才會發生。在細胞進行優化以在惡劣環境中生存和發展的演化中,這些變異可能積累起來導致癌症。--by ChatGPT

要形成癌症,細胞只需在三個不同的重要系統中發生適當的突變,就會對這些共同防止癌症發生的系統造成特定的破壞。

防止癌症發生的系統如何被破壞?

第一個關鍵突變必須出現在致癌基因(oncogenes) 中,這些基因負責監控細胞的生長和增生。例如,其中一些基因在你還是胚胎,也就是一小團細胞時非常活躍。要在短短幾個月內將一個原始細胞變成數兆個細胞,需要快速地分裂和生長,才能形成一個微小的身體。當有足夠的細胞去形成一個差不多完整的人時,這些快速生長的基因會被關閉。幾年或幾十年後,當一個突變再次開啟這些致癌基因時,被破壞的細胞可以開始迅速分裂和增長,就像它試圖在子宮內創造一個新的人類一樣。所以第一個突變造成了快速增長。

第二個關鍵突變必須發生在負責修復遺傳密碼的基因中,它們非常恰當地被命名為腫瘤抑制基因(tumor suppressor genes)。這些基因產生防護和控制機制,不斷掃描DNA 是否出現差錯和因複製而產生的錯誤,並馬上修復它們。所以,如果這些基因被破壞或有缺陷,細胞基本上會失去自我修復的能力。

但這兩個特定的突變仍然不夠。

細胞通常可以識別遺傳密碼已被危險地破壞並有失控的風險。如果突變即時被發現,會觸發自我毀滅進而將自己殺死。所以最後一組需被破壞的基因,是讓細胞以細胞凋亡進行自我毀滅。我們已經談過幾次細胞凋亡,是大部分細胞結束自己生命的方式—這是一個不斷自我循環的過程,防止細胞隨著時間的推移積累太多錯誤。

如果在時機成熟時細胞失去了自殺的能力,就無法修復自然累積在遺傳密碼中的錯誤。細胞開始不受限制地生長,然後會變成癌症和危險。當然我們在此做了一點簡化。這三個系統中只產生一個突變通常是不夠的,必須同時有多個基因發生非常糟糕的變異。這是癌症發生的基本原理。

從某種意義來說,一旦這些損害累積起來,一個細胞就會變成一個癌細胞,變成了別的東西。有一點舊成分,也有一點新成分。數十億年來,演化塑造細胞進行優化,以利於在惡劣的環境中生存和發展。細胞彼此互相爭奪資源和空間,直到出現一種非常新穎且令人興奮的生活方式—合作。這種合作方式允許細胞彼此分工合作和專業化,就群體而言讓一切變得更成功。但合作也需要犧牲。

為了讓多細胞生物能夠存活,團結和集體的福祉勝過單一細胞的生存。癌細胞退出了這個過程,並在某種意義上,停止成為群體的一部分,再次成為個體。理論上這無所謂。身體可以處理幾個我行我素的細胞,甚至與它們和諧相處。但不幸地,癌細胞通常不會對做自己的事感到滿足。它們會不斷分裂。再次由個體轉變為一個群體,像是體內的新生物。它仍是你的一部分,但也不完全是你。它們會奪取你用於生存的資源,破壞過去自己所屬的器官系統,並開始爭奪居住空間。

有人可能認為演化應該早就處理好這種破壞。但由於人們通常是在過了生育年齡後才會罹患癌症,演化幾乎沒有動力去進行優化和形成針對癌症的良好防護。在2017 年只有12% 的癌症死亡發生在五十歲以下的人身上。所以,如果你有幸變老,體內幾乎肯定會有一些癌細胞,只是其他東西可能有機會比癌細胞更快將你殺死。

因為癌症是一種持續存在的危險並對生存產生威脅,一般來說,人體實際上很擅長處理它。更確切地說,免疫系統很擅長處理它。幾乎可以肯定的是,當你在閱讀前面幾段文字時,免疫細胞會殺死你身體某處的一些癌細胞。

免疫系統和癌細胞的爭鬥

在一生中,一些癌細胞甚至可能已經長成小腫瘤,但最終會被防禦系統消滅。這有可能在今天發生,而你完全沒有意識到它已經發生了。你可以放心,因為在我們一生當中,絕大多數的癌細胞會在你無意識的狀態下被殺死。雖然這很棒,但我們不關心這99.99% 一切順利的狀況。我們只在乎那一次年輕癌細胞突破了免疫系統變成一個真正威脅生命的腫瘤。

所以讓我們來看看免疫編輯(immune editing),關於免疫系統和癌細胞爭鬥的來龍去脈。一般來說,是這樣進行的。

1. 淘汰階段

恭喜,你有一個真正的癌細胞。它不再受監控也無法修復遺傳密碼,不再能自殺,它已經失去了所有控制並開始迅速繁殖。伴隨著每一代,產生更多突變。這不是很好,也不是很糟。

幾週之後,細胞不受控制地自我複製。首先,創造數千個,然後是數萬個副本,直到形成一塊很小很小的癌症。這種快速增長需要大量的養分和資源。所以微小的腫瘤開始從身體竊取營養,透過下令新血管的生長來滋養自己。所以癌細胞因為它自負的行為而造成傷害。在它附近,健康的身體細胞開始餓死。但正如之前所瞭解的,平民細胞非自然的死亡會引起關注。因為這會引起發炎,並讓免疫系統處於高度警戒的狀態。

讓我們來描述一下這裡發生的事情。想像一下布魯克林的一群人決定他們不再是紐約市的一部分,現在成為一個名為腫瘤鎮的新聚落(很微妙,我知道),恰好佔據了相同的空間。

腫瘤鎮的新市議會野心勃勃,希望創建一個令人驚嘆的新市中心。新市議訂購了大量建築材料,比如鋼梁、水泥、樓板和石膏板,開始在以前稱為布魯克林的地方建造新公寓大樓、便利商店和工業區。當然,這些新建築和結構都不是按照規範建造的—它們的計畫並不周全,而且易碎、危險,有著鋒利邊緣和危險地歪斜,看起來也很醜。這一切也沒有清楚的邏輯,新建築是建造在街道中間、遊樂場上方和現有的基礎設施上。為了連接所有的新建築物,舊社區被拆除或是過度地建設,以騰出空間給新的高速公路,並將車流和遊客從紐約導向腫瘤鎮。許多以前布魯克林的居民被困在其中,一些老奶奶也被牢牢地困住,沒辦法去採買日常雜貨,因而開始挨餓。

這種情況持續了一段時間。直到有一天,因為接到許多人抱怨死去的老奶奶發出惡臭的通報,紐約建築稽核員和警察才出現,尋找進行建造工程的人。如果將這一切帶回身體,不受控制生長的癌症引起的騷動吸引了第一個免疫細胞前往腫瘤並侵入它—巨噬細胞和自然殺手細胞希望瞭解到底是怎麼一回事。現在,癌細胞的特徵顯示出「不健康」的跡象。例如,沒有展示櫥窗或只有很多壓力分子在細胞膜上。自然殺手細胞會直接開始工作,殺死癌細胞並釋放導致更多發炎的細胞激素。於此同時,巨噬細胞進行清理屍體的工作。

透過來自自然殺手細胞的訊號,樹突細胞意識到危險的存在,因而活化並進入危險模式。它們收集死亡癌細胞的樣本,並開始活化淋巴結中的輔助和殺手T細胞。你可能想瞭解後天免疫系統如何擁有對抗癌細胞的武器,因為它們是身體的一部份。

正如一開始所說,癌細胞總是伴隨著一些特定的基因損害,導致損壞的蛋白質產生。一些後天免疫細胞擁有能連結到這些蛋白質的受體。無論如何,當後天免疫細胞到達時,腫瘤已經生長到數十萬個細胞,但這一切即將改變。T 細胞首先阻止新血管的增生,使得許多癌細胞直接被餓死或至少讓腫瘤很難長久持續地生長。想像一下腫瘤鎮的建築稽核員設置了路障,並停止將遊客和資源轉運到非法的新城市。

殺手T 細胞掃描腫瘤細胞的展示櫥窗,確認是否有畸型或不該存在的蛋白質,進而命令細胞自殺。自然殺手細胞則會殺死隱藏MHC 分子櫥窗的癌細胞。當癌細胞無法隱藏,也沒有辦法從血液中取得新鮮的養分,腫瘤將會崩毀。這是一場大屠殺,成千上萬的癌細胞死去。它們的屍體被巨噬細胞清理和吞噬。想像一下,就像紐約市拆除了非法建築,身體將腫瘤銷毀。只是事情並不如計畫般地進行。

在我們一生當中,絕大多數的癌細胞會在你無意識的狀態下被殺死。雖然這很棒,但我們不關心這99.99% 一切順利的狀況。我們只在乎那一次年輕癌細胞突破了免疫系統變成一個真正威脅生命的腫瘤。<br />圖/ingimage
在我們一生當中,絕大多數的癌細胞會在你無意識的狀態下被殺死。雖然這很棒,但我們不關心這99.99% 一切順利的狀況。我們只在乎那一次年輕癌細胞突破了免疫系統變成一個真正威脅生命的腫瘤。
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2. 平衡

雖然戰鬥似乎已經結束,但天擇卻破壞了你甜蜜的勝利。免疫系統最初的反應非常有效。免疫細胞殺死了那些好心呈現出自己有嚴重問題的癌細胞。這正是細胞的原始設定—它們應該發出已遭受破壞的訊號—這實際上象徵著它們尚未完全被破壞。在正常的情況下這已足夠,腫瘤會被消除。

但如果出現問題,癌細胞就有更多的時間進行破壞,這有點像之前遇到的病毒。它們在不受限制下迅速增生,尤其是在自我修復機制已經損壞的狀態下,基因有更多機會出現新的錯誤密碼。

這些癌細胞存活的時間越長,增生越多,獲得新突變的機會也就越大,躲避免疫系統的能力就會更好。按照演化的原則,當免疫系統盡其所能地摧毀癌細胞,也正在篩選最適合生存的癌細胞。最終,成千上萬的癌症細胞死去,甚至可能是數百萬個。但仍有一個癌細胞存活下來,而且它已經找到了有效的反擊方法。

例如,癌細胞為了保護自己免於免疫系統的傷害,它擁有既天才又可怕的方法,就是攻擊殺手T 細胞和自然殺手細胞上的抑制性受體(inhibitor receptors)。抑制性受體,抑制來自這些細胞的,嗯,殺戮。它們是一種關閉的開關,可在殺手細胞攻擊並摧毀一個細胞之前先抑制它的功能—在原則上這是個好主意。我們多次討論過免疫系統有多麼危險,需要有機制來阻止過度積極的免疫細胞,因此抑制性受體在免疫系統複雜的交互作用中肩負著重要功能。但不幸地,癌細胞可以某種方式突變,進而關閉殺手細胞。

所以現在有一個能關閉免疫系統的癌細胞。於是新的腫瘤開始生長,生產更多的新殖株,而且不斷發生變化和進行突變。

3. 逃脫

經過免疫系統的反制對策而塑造出新的癌細胞,最終會導致所有的麻煩。它們以一種反常的方式變成對免疫系統免疫。表面上,它們不會顯示毀壞的性質,也不會釋放許多警告身體的信號。它們安靜地躲在眾人視線之中,透過發送破壞訊號積極地關閉免疫系統。它不斷地成長,隨著腫瘤的擴大,再次開始殺死健康組織,而這引起了注意—但這一次腫瘤不再任人擺布,於是展開了最終的逃脫階段。

癌細胞開始創造自己的世界,也就是癌症微環境(cancer microenvironment)。回想一下布魯克林的腫瘤鎮,這一次一切都不同了。整個城鎮已經完成了重建,而新的市議會集結了各種讓紐約市建築稽核員感到困惑的許可證。他們無法再下令摧毀正在緩緩蔓延並取代原有城市的龐大腫瘤鎮。新的路障確保沒有稽核員可以進入快速擴張的非法居留處,檢查這些許可證的真偽。癌細胞創造了一種免疫細胞難以跨越的邊疆之地。

如果將這所有事情結合在一起,癌症基本上就贏了,並且成功地馴服免疫系統。所有反擊的途徑都已被關閉,而最終的結果是毫無控制的增長。最後,如果未經治療,這些新的和優化的癌細胞會移轉(metastatic),這代表它們想要探索世界並擴展到其他組織或器官,在那裡持續地生長。如果這影響到重要的器官,例如肺、大腦或肝臟,身體這錯綜複雜的機器將開始崩潰。

想像一下,每天在汽車引擎中安裝嶄新卻無用的零件—車子還是會運轉一段時間,但在某個時刻引擎將不再啟動。這就是癌症最終殺死你的方式。藉由佔用許多空間和竊取許多營養,讓真實的自己沒有空間進行正常的運作,因而必須關閉受到影響的器官。簡而言之,這就是癌症征服免疫系統的方式。雖然,正如我們將在本書最後一章討論的,免疫系統也可能成功戰勝癌症,或者至少減少癌症的致命性。

但是現在,既然已經在談論癌症,讓我們看看你可能做了哪些事,積極地增加罹患癌症的機會,以及免疫系統在這裡扮演的角色!

旁白:吸菸和免疫系統

空汙是一件很嚴重的事,每年造成多達五百萬人死亡。但在城市中漫步所吸入的任何東西,都比不上吸一根菸得到的東西。你可能知道吸菸對你非常不利,因為它會導致「某種癌症」。但不只如此!原來在許多方面,吸菸的害處與免疫系統有著密切的關係。簡而言之,保護你免於疾病和癌症侵害的機制遭到破壞,使你更容易得到感染或癌細胞!

香菸菸霧中含有四千多種不同的化學物質,其中許多具有至今未知的特性,而且彼此交互作用著。但是可以肯定的是,尼古丁,一種讓吸菸者成癮的神奇邪惡物質,會抑制免疫系統。它讓免疫細胞遲緩而失效。這主要發生在呼吸系統,尤其是在肺部—這應該不足為奇,因為所有的菸都到那裡去了。尼古丁到底有什麼作用?

首先,它會影響之前短暫相遇的肺泡巨噬細胞。基本上,它們就只是更冷靜的巨噬細胞,在肺部表面巡邏,撿拾垃圾和偶然遇見的病原體。但在吸菸者的肺部,這些特殊巨噬細胞的數目要比非吸菸者的肺部多上很多。這是有道理的,因為香菸菸霧帶來了各種的微粒和迷人的東西,像是不斷需要被除理的焦油。但由於經常與尼古丁接觸,這些已經和緩的巨噬細胞變得更加遲緩。不再只是冷靜,基本上是常常感到疲累和遲鈍。它們不再有能力要求支助和增援,而且變得很難去殺死敵人。最重要的是,這些可憐的巨噬細胞不只功能失調,還會定期吐出溶解肺部組織的化學物質,意外地損害了肺部。

如果有足夠的時間,這些尼古丁中毒的巨噬細胞會破壞大量的肺功能組織,造成傷口並轉變成疤痕組織。如果這情節還不夠明顯—假若你喜歡呼吸,肺部疤痕組織不是好事。肺部傷口還會伴隨著發炎的不幸副作用,活化更多的免疫細胞,然後造成更進一步的破壞。

另一個因吸菸變得嚴重遲緩而不那麼活躍的重要細胞是自然殺手細胞。正如我們之前所瞭解的,這是對抗年輕癌細胞的主要對策。這被認為在吸菸者罹患肺癌的高發病率中扮演著相關的角色。這是有道理的—一方面,你讓肺部充滿飽和致癌毒素和一種會讓免疫系統在肺部造成傷口的藥物。另一方面,你讓擔負著殺死癌症任務的細胞失去效率。

那麼後天免疫系統呢?雖然,通常吸菸者的血液中有更多的免疫細胞,但它們似乎比較沒效力。T 細胞被活化後更難增生,行為也更加遲鈍。普遍來說,抗體似乎在吸菸者的體液中衰減得更快,後天免疫系統的整體效率也大大降低。這說明了對吸菸者來說,為什麼像流感這樣的感染會更加致命。

然而有一個例外是自體抗體,可以引起某些自體免疫疾病的抗體會大大增加。簡而言之,如果你吸菸,免疫系統會對身體造成更多不好甚至傷害的事。同時,與敵人作戰、呼叫增援和阻止入侵者擴散的能力也會變差。另外一個額外的結果是,吸菸者的傷口會變得很難癒合。因為免疫系統受到抑制,會導致無法正常地幫助傷口癒合。即便你今天開始戒菸,免疫系統也會維持抑制狀態一週到好幾個月—所以越早戒菸越好。

但是,如果說它沒有正面的影響也是不誠實的。世界不是二分法,有時緩和的免疫系統可能是件好事。發炎是一把雙刃劍,對生存不可或缺,但對健康也可以非常有害。

吸菸者罹患發炎疾病的機率比較低,只因為免疫系統表現得像早餐吃了幾個薯餅的蛞蝓一樣遲緩,發炎反應也隨著下調。因此對某些發炎性的自體免疫疾病,例如潰瘍性結腸炎,吸菸似乎能提供某種形式的保護。

但下一次,你與母親爭論為何你應該繼續放縱地吸菸時,請不要將這件事作為你反駁的理由。總而言之,雖然吸菸對某些疾病有一定的保護作用,它也會使你更容易感染許多其他的疾病。些微的好處是不值得用巨大的缺點去交換的。這是一個做類比的好地方。為了避免某些疾病而吸菸是多麼愚蠢,但實際上,也許這已經是類比了。以吸菸去稍微降低發炎性疾病的機率是非常愚蠢的。

※ 本文摘自《免疫:認識你的免疫系統,45個打造身體堡壘的必備知識》。

<br />《免疫:認識你的免疫系統,45個打造身體堡壘的必備知識》書封/鷹出版提供

《免疫:認識你的免疫系統,45個打造身體堡壘的必備知識》書封/鷹出版提供

《免疫:認識你的免疫系統,45個打造身體堡壘的必備知識》

作者:菲利普.德特默

譯者:周序諦

出版社:鷹出版

出版日期:2023/02/01

責任編輯:辜子桓

免疫系統 婦癌

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