肿瘤理论体系常识的逻辑与实验证伪(二)
2020-01-05王瑞安南方医科大学深圳医院病理科广东深圳518100
王瑞安(南方医科大学深圳医院病理科,广东 深圳 518100)
笔者在“肿瘤理论体系常识的逻辑与实验证伪(一)”一文中阐述了现有主流肿瘤理论体系中8个理念的逻辑和实验证据方面的矛盾,包括肿瘤细胞的永生性、化疗杀死肿瘤细胞、肿瘤细胞抗凋亡等[1]。本文继续阐述浸润癌起源于原位癌、高级别癌从低级别癌发展而来、基因突变致癌、脑肿瘤中的血脑屏障、中医活血化瘀促进肿瘤转移5个相关问题。
1 浸润癌起源于原位癌
癌(carcinoma)的本质是在间质中混乱、弥漫生长、发生了“恶性转化”的上皮细胞。问题是,这些癌细胞是先发生恶性转化再浸润到间质中来,还是先转到间质再发生恶性转化呢?
这是两个完全不同的范式。自1932年Broader首次描述原位癌以后的几十年,病理学家们努力探索各种癌的早期病变,也就是原位癌。但有一些原位癌始终没有找到,或者非常罕见,如卵巢癌和鼻咽癌就很难见到原位癌。尽管如此,基因突变导致原位癌,原位癌又发展成浸润癌的模型逐渐固化。人们似乎根本没有意识到还存在另外一种可能。
在给本科生讲肿瘤发生时,笔者提出这两种可能,并让这些没有“偏见”的学生自己推理哪种发生的可能性大。同时,还提出另一个问题,“猴子演变成人,是先跳下树再变为人,还是先变为人再跳下树?”学生们的回答是,如果按照基因突变导致癌症的原理推理,是上皮细胞先发生恶性转化再侵入间质。但猴子变人的问题,显然是先跳下树,在不同的环境中逐渐演变成人更为合理。同理推知,上皮细胞先侵入间质,再发生恶性转化的可能性大。
要想直接证明哪一种模式正确是做不到的。自原位癌发现88年,没有证明浸润癌一定从原位癌而来。反之,证伪的方式可以推知,大部分的浸润癌如乳腺癌并非从原位癌发展而来[2-3]。
2 高级别癌从低级别癌发展而来
既然肿瘤是基因突变的结果,那么必然是突变越多,肿瘤越恶。基因突变是逐渐积累的,肿瘤的发生自然是从低级到高级,逐渐演化的过程。这非常符合进化论的观点,自从上世纪90年代Cho等[4]提出结肠癌基因突变的渐次发生与结肠从息肉到结肠癌的发展演变模型以来,备受人们的推崇。但是,即便人是从猴子演化而来,也不是每个人先从猴子开始。德国人Heckle杜撰的胚胎重演率在教科书中收录了一个多世纪,终于被人发现做了手脚。
现在看来,虽然不能说高级别癌不能从低级别癌演化而来,但绝不是普遍规律,至多是个别现象。如前所述,浸润癌也并非一定从原位癌发展而来。从大部分的基因突变与肿瘤的预后好相关的客观事实来看,肿瘤从良到恶的发展显然是一个悖论。实际上,大部分的良性肿瘤如脂肪瘤、普通色素痣、纤维瘤等都罕见恶性转变。而恶性肿瘤绝大部分是起始便为恶性,高级别肿瘤起始即为高级别肿瘤。典型的例证如卵巢的高级别和低级别浆液性癌。高级别的浆液性癌仅有p53的突变,而低级别的癌可见HER2的扩增,AMPK、Braf等多种突变的存在。显然,高级别的浆液性卵巢癌不可能从这些多基因突变修复后转变而来。再以脑胶质瘤为例,IDH1或IDH2的突变能降低脑胶质瘤的组织学级别,让患者的预后更好。没有IDH1或IDH2突变的更高级别的肿瘤不可能是将这些基因突变修复后演变而成。
3 基因突变致癌
肿瘤为什么发生?因为基因会发生突变——这是很多年的信条。特别在40多年前癌基因被发现,进而授予诺贝尔奖后,这种观念更是根深蒂固。这便是当今主流肿瘤理论“体细胞突变理论”(somatic mutation theory,SMT)理论的根基。
基因突变理论最早由德国动物学家Boveri在100多年前提出。当然,当时还没有基因这个词,更没有突变的概念。Boveri当时提出的是肿瘤的发生根源于细胞遗传物质的变化,其根据是他在显微镜下观察到的肿瘤细胞染色质的显著改变。随着时代的变迁,Boveri的主张被接受,但其解释也在不断改变。染色体被发现后,人们认为染色体的非整倍体是肿瘤发生的原因。但后来发现,肿瘤中并没有特定的非整倍体模式。随着癌基因的发现,基于DNA碱基序列改变的基因突变又成了主流的肿瘤理论。再后来,又增加了在基因序列外的表观遗传调控,特别是DNA甲基化,以及与DNA结合并调控基因表达的组蛋白的甲基化、乙酰化、硝基化等。
SMT理论受到越来越多的质疑。这一理论之所以受到人们的追捧,一是其与达尔文的进化论契合;二是因为快速发展的分子遗传学和分子生物学技术。实际上这一理论很早就有人反对。反对的证据是,因为基因突变的概率一定,那么体型越大的动物其细胞量越多,体细胞基因突变和癌变的机会就应该越多。但实际上,大型动物如大象、牛、马等患恶性肿瘤的机会并不比小型动物多,这就是著名的Peto悖论[5]。其他的关键性证据主要来源于实验胚胎学。将不同毛色的小鼠的畸胎瘤细胞注射到小鼠的胚胎,可以观察到畸胎瘤细胞参与正常胚体的发生,其子代细胞成为正常动物个体的构成细胞。豹蛙是一种容易发生肾癌的两栖动物。将其肾癌细胞注射到其胚胎中,这些癌细胞的后代参与正常豹蛙个体的形成[6]。
最关键的证据当然还是来源于基因组的研究。本来人们期待随着人类基因组工程的完成,肿瘤的秘密将被彻底揭开。但在经过数以万计的肿瘤基因组反复测序,以及深度的数据挖掘,并没有发现大部分肿瘤中有特定的某个或某组基因的突变。就SMT理论发展的历史来看,在没有发现肿瘤中存在特定的非整倍体模式后,科学界否定了非整倍体学说。按同样的逻辑,SMT理论也应该被否定。问题是,否定非整倍体学说有SMT理论取代,否定SMT理论用什么学说来取代呢?有意思的是,部分学者建议回到非整倍体学说上[7]。
肿瘤中没有特定的基因突变并不是说与基因突变没有任何关系。有意思的是,越来越多的证据显示,肿瘤中大部分的突变与患者的预后好相关[8]。也就是说,突变赋予肿瘤向良性发展的趋势。或者说,基因突变有一定的抑癌作用。实际上,良性肿瘤中的基因突变并不少见。甚至在既往被认为是炎症的病变中,也有基因突变存在,比如结节性筋膜炎[9]。可见基因突变并非恶性肿瘤的标志性特征,也非其专有属性。
4 脑转移癌和脑肿瘤的血脑屏障
血脑屏障是血液与脑组织之间的屏障。在神经系统的疾患用药时经常要考虑药物能否通过血脑屏障的问题。如治疗脑脊膜炎时不同抗菌药物的血脑屏障通过性能有很大差别,磺胺类药物的通过性最好。有意思的是,对于脑肿瘤的治疗,“血脑屏障”是个很值得商榷的问题。
脑肿瘤最多见的是转移癌,比如肺癌、肝癌、乳腺癌的脑转移。这些转移癌有没有血脑屏障?回答这个问题,我们还是要先看一下血脑屏障的组织学结构。脑组织中毛细血管的血液与脑组织进行物质交换的结构性屏障,有以下3层结构。①毛细血管的连续性内皮;②内皮外的基底膜,或称基膜(basement membrane);③附着在毛细血管基底膜外的星形胶质细胞突起。这3层结构对于血脑屏障都很重要,任何一层的缺陷,都会让这种“屏障”不再。在脑转移性癌组织中,其毛细血管并非正常毛细血管,是一种类似毛细血管的裂隙性结构,本身管壁结构就不完整;且不论其基底膜的结构是否完整,外层的胶质细胞突起就不可能有。那么原发性脑肿瘤呢?以最常见的脑胶质瘤来说,且不论毛细血管的结构是否正常,其基底膜外的胶质细胞突起就不可能正常,越高级别的胶质瘤其结构就越不正常。如果坚持认为转移癌和原发性肿瘤存在血脑屏障,请做一下思想实验,其结构该怎样组成?
实际上,河北医科大学唐山工人医院的的王瑞林医生用电镜做过详细的观察,其结论就是,脑转移癌、高级别胶质瘤基本不存在血脑屏障[10]。
5 中医活血化瘀促进肿瘤转移
肿瘤的生长需要血管,肿瘤的转移也需要血管。如果抑制了肿瘤的血管生成,肿瘤岂不无法生长,无法转移了吗?这正是现代肿瘤治疗的一大策略——抗血管生成治疗的理论根据所在。
中医的肿瘤理论与西医恰好在这一点上对立。中医认为肿瘤属于“气滞血瘀”的痹症,治疗自然是要活血化瘀,改善血液循环。但这样岂不是给肿瘤增加营养,从而促进其生长,并为之转移提供方便了吗?也确实有这样的临床研究证据,显示活血化瘀能促进肿瘤的转移。
这种证据很值得商榷。因为提倡中西医结合治疗肿瘤,于是有了活血化瘀结合放射治疗的方案。临床效果显著优于单纯放疗,当然,这种临床效果只是基于瘤体缩小的程度。当时给出的解释是,放射治疗对肿瘤的杀伤作用需要活性氧,而活血化瘀改善血液循环,提供了活性氧。但不幸的是,很快就发现虽然临床效果好,但患者的生存并没有受益,反而因为更多、更快的转移使患者平均生存时间缩短[11]。于是,活血化瘀促进肿瘤转移成了包括中医学者都承认的公认“科学事实”。
然而,这里隐藏着一个很大的陷阱。这便是放射治疗与活血化瘀的联合应用。肿瘤转移的增加如何确定只是“活血化瘀”之祸,而无放疗之功呢?因为放疗是“科学”!人们,特别是中国的学者不敢批评“科学”,只能让中医来承担。逻辑上,协同作用的效果不能单纯归于任何一方。
实际上,放射治疗是有促转移的效应的,特别当剂量较低的时候[12]。有医生将之形象地比喻为“赶鸭子”,道理也很简单,就是为了生存。生存是生物界的第一法则。任何能动的生物,有害的因素都能促其迁移,这些有害的因素包括手术的刺激、放化疗和免疫治疗等[13]。活血化瘀并非有害刺激,反而改善肿瘤细胞的生存环境,但是也为肿瘤的转移提供了方便。在放射治疗的强杀伤因素刺激下,如转移不增加反而难以理解了[14]。
那么单纯活血化瘀是否会促进肿瘤的转移呢?并没有可靠证据。相反的证据是,抗血管生成的药物会促进肿瘤转移[15-16]。这与任何动物在食物不足的情况下需要迁徙是一个道理。
6 结语
本文和“肿瘤理论体系常识的逻辑与实验证伪(一)”[1]对现代理论体系一些常见的理念、概念的逻辑矛盾性,以及实验和临床的反向证据进行了剖析。当然,这并不是说,现有理论体系毫无合理性。另一方面,本文的观点也不一定全部正确。从科学发展的历史看,每一个理论体系都将最终被否定,而代之以新的理论体系,即库恩所称的范式转换。而这种科学思想和理论体系的转换总是以批判和否定旧理论起步的。批判给人以思想启迪,否定是新理论的起点。愿这些批判能引起更多对肿瘤理论的关注与讨论,新的肿瘤理论范式能够在中国诞生并引导肿瘤研究进入新的阶段。