基因组不仅在数百万年的进化历程中,也在单个生物的生命周期内发生着深刻的变化。关于后者,最极端的例子就是世界第二大杀手——癌症。尽管癌症令人惧怕,但它为我们了解过去的进化历程打开了一扇引人入胜的窗。
癌症没有严格的定义,相反,它的标志性特征大约有12个。人类的晚期癌症可能表现出它的全部特征,也可能只表现了部分特征。这些特征包括:急速上升的突变率,不受限制的细胞增殖,细胞凋亡(细胞程序性死亡)机制无效,免疫逃逸,血管生成(形成新的供血系统),新陈代谢的变化,以及转移(即癌细胞倾向于扩散至全身,侵入远离原发性肿瘤的器官),这是目前广为人知的医学难题。
在生物学领域,癌症是被研究得最多的课题。在过去50年间,有超过100万篇相关论文被刊发。因此,你也许会觉得惊讶,我们竟然还没有就癌症的定义、癌症产生的原因和癌症如何嵌入地球生命的故事达成共识。人们很少把癌症理解为一种生物学现象,而是把它视为一种无论如何也要消灭的疾病。世界上大部分的庞大科研资源都被用于摧毁癌症,然而,标准的癌症疗法——手术、辐射和化学毒素的混合——几十年来几乎未变。
癌症的发生有两个必不可少的条件:一是正常细胞采取欺骗策略,二是生物体内的监管系统在某处失效。常规的解释是体细胞突变理论,根据该理论,因为衰老、辐射或者致癌化学物质导致细胞行为不端和耍无赖,基因损伤在体细胞中不断累积出现欺骗行为,开始自行其是。结果,赘生物——新细胞种群——会迅速发展出(这是正统理论的说法)我在前文中提到的显著特征,包括不受控制的细胞增殖,以及癌细胞扩散至全身和侵入远端器官的趋势。
在过去几年里,我和我的同事追溯了癌症在遥远过去的起源问题,并提出了一种有些许不同的解释。我们惊讶于一个事实,即癌症几乎从无新鲜事儿。相反,它只是盗用了宿主生物的既有功能,其中许多功能都是非常基本和古老的。比如,无限制增殖就是几十亿年来单细胞生命的基本特征。毕竟,生命的延续需要复制,而细胞可以在几十亿年间学习如何持续面对各种威胁和挑战。
癌症的返祖理论不仅对癌症的诊断而言很重要,对于治疗也有重要意义。我们认为寻求通用的癌症治愈方案只是在浪费时间和金钱。在意识到癌症深植于多细胞生命的本体之后,我们就能通过不利于它的古老的返祖生活方式的物质条件向癌症发起挑战,更好地管理和控制(而不是消除)癌症。当面对这一致命性疾病时,只有充分理解癌症在整个进化史中的位置,才会对人类的期望寿命产生重大影响。