如果出现一个生物体,全身都是由癌细胞构成的,会长成什么样?

来看一个很多人觉得是好问题的知乎提问:

我们先来补充一个背景知识:一般情况下,上皮组织的恶性肿瘤统称为“癌”,而间叶组织的恶性肿瘤统称为“肉瘤”。也就是说,“癌”和“肉瘤”都属于恶性肿瘤,只是组织来源不同。

由于“癌”比“肉瘤”更常见,因此多数人对“癌”这个词更为熟悉。医学专业人士有时也会为了使大众更容易理解,把“肉瘤”通俗地解释为“癌”,如“骨肉瘤”解释为“骨癌”,但事实上在医学专业领域,并不存在“骨癌”这个词。

今天我们就假设这里的“癌细胞”包括所有恶性肿瘤细胞,而不仅仅是上皮细胞来源的癌细胞。面对这个脑洞,我们首先要讨论一下:这个生物体可以怎么形成?


癌变,可能是怎么一回事?

假如,这个生命体本来完全正常,可以是一只小猫,甚至是一个人。

然后有一天,这个生命体特别倒霉,体内所有细胞全都癌变了,它就变成了一个“全身都由癌细胞构成的生命体”。

为什么会这样!你就姑且认为这个生命体被“癌丧尸”咬了吧……

在这里,我们要先明白一个概念:肿瘤(无论是良性还是恶性)起源于正常组织,就像丧尸起源于正常人一样。

那么这个“癌丧尸”可能是谁呢?真实世界里的癌变到底为什么会发生?

癌症的起因虽然经过长期研究,但至今仍未得到彻底解决。通常认为,正常细胞转化为肿瘤细胞是一个历经很多年的复杂的、多步骤的过程。

因此,今天我们所假设的,咬一口就会立刻癌变的“癌丧尸”,其实并不存在。

当然,就像很多想象出来的形象一样,它还是可以有原型的。

很多学者进行了大量的调查研究,对于癌变过程提出了各种不同的假说:

有的学者强调外在环境的作用,包括物理因素如X射线,化学因素如某些亚硝胺基致癌物,或生物因素,如我们熟知的人乳头状瘤病毒(HPV)感染。在没有疾病遗传倾向的人群中,大部分肿瘤都由外在因素引起,而且人们患癌的风险性主要取决于接触致癌物质的效力和剂量。

但是在相同的环境下,每个人患癌症的概率不尽相同。这是因为遗传因素使一些人比另一些人更易患癌症。因此,有的科学研究专注于调查内因,认为是人体自身的遗传物质结构或调控功能发生异常,造成了正常细胞的癌变。

目前认为,癌症虽然不是遗传性疾病,但从癌症的家族史到细胞、分子水平的研究,都支持癌症具有遗传倾向,与遗传有一定关系。几乎所有种类的癌细胞中,都能观察到正常细胞没有的遗传失调。

总之,原本正常的细胞,在受到以上这些因素的刺激后,就会发生癌变。

癌变开始……先从显微镜里看看

言归正传,那么这个“突然全身的细胞都癌变了”的生物体,会是什么样的呢?

我们把这个癌变最初的过程放到显微镜下,放大几十甚至一百倍仔细观察,大概是这个样子的:

宫颈原位腺癌(红色标记)与附近的正常腺体(蓝色标记)

(图片来源:参考文献2)

上图就是显微镜下的一小块人体宫颈组织,红圈和蓝圈圈出的就是宫颈中的腺体,由一个个细胞排列构成。

事实上,在真实的医疗工作中,无论是我们熟知的超声还是CT,都只能做一个初步的大致判断,只有在显微镜下观察到癌细胞,才能最终确诊癌症,进行后续的治疗。

那么这张图里,红色圈中的癌变腺体与蓝色圈中的正常腺体有什么区别呢?最明显的变化就是癌变腺体中的细胞核(深染)变大,而且细胞排列更为拥挤。

由于这些癌变的细胞还比较局限,没有突破原有腺体的范围,所以我们称之为“原位癌”。

在细胞发生癌变的最初,我们虽然可以在显微镜下观察到细胞发生了变化,但在宏观上很难发现什么异常。

所以我们可以得出一个小结论:我们所假设的这个全身都由癌细胞构成的生命体,在诞生的那一刻,其实看起来并没有什么不同,尽管在显微镜下,它已经完全不一样了。

其实除了肉眼上看起来没有什么不同,这样“癌变之初”的器官,在功能上也没有太大异常,这也是为什么医生提倡要多进行科学的健康体检。

在出现症状之前,通过健康体检能及早地发现问题所在,把癌变的细胞扼杀在摇篮里,更有利于我们的身体健康。

在这里我们必须划重点:当家里的老人以“我没什么不舒服,为什么要去医院”为由,拒绝进行健康体检的时候,我们一定要勇敢地指出,这样的想法是危险的!

言归正传:那么如果我们不加干预,这个癌变的生命体随后会变成什么样子呢?

这就要从癌细胞的特性说起了。

生命体癌变后的样子:

《千与千寻》里的河神还是僵尸?

2000年,道格拉斯·哈纳汉(Douglas Hanahan)和罗伯特·温伯格 (Robert Weinberg)发表了开创性的文章《癌症的标志》。该文章总结了癌症的六大特征,在2011年成为经典期刊Cell中引用最多的文章。二十多年后,在第三次更新的文章中,这六个标志已扩展到14个。

癌症的14个标志

(图片来源:参考文献5)

虽然看起来很复杂,但其中有一个特征是被普通人所熟知的:侵袭和转移。

从机制上讲,癌细胞侵袭能力的获得,首先源于上皮-间质转化(EMT)与细胞间连接结构的丧失。

在肿瘤转移过程中,正常细胞彼此之间的连接被破坏,细胞与基质之间的粘附力降低,并获得了运动、浸润和转移的能力,在形态上也有所体现,变为成纤维细胞样的间充质细胞。

正因为癌细胞之间的粘附力比正常细胞要低很多,有人说:如果一个生物体全部都由癌细胞构成,这个生物体会是一团随时在“掉细胞”的烂肉。笔者想象了一下这个画面,大概跟《千与千寻》中洗澡前的河神差不多吧!

动画电影《千与千寻》截图

那么真实世界中,手术台上切下的肿瘤真的是“一团软乎乎的烂肉”吗?

事实恰恰相反。多数癌症患者的术后病理诊断书上,对于癌灶的描写往往是“质硬”,也就是说,多数癌组织是比正常组织硬一些的。

为什么呢?

其实刚才我们也看到了,因为癌细胞超常的增殖能力,显微镜下的癌细胞是比正常细胞排列更拥挤的。

稍微有点物理常识就能想到,空间就这么大,细胞多的是不是就会质地更“硬”一点呢?这其实就像硬邦邦的压缩饼干和普通饼干的区别。

此外,癌细胞虽然粘附性差,但经常会对周围产生“促纤维增生”的作用,听名字就觉得很筋道是不是……

其实一个癌变器官的“硬”,在影像学上也有所体现。一些空腔器官(比如结直肠)的CT或X线检查如果描述为“僵硬”,很可能不是个好兆头。

比如,如果一个胃大面积癌变了,会被形容为“皮革胃”。想象一下吧,本来我们的胃可是跟气球一样可以伸缩的,这样才可以容纳我们吃进去的食物。如果硬成皮革,这个气球还能不能吹起来……

因此从直观上讲,这个生物体很可能并不是一坨烂肉,而大概率真的会是一个“僵尸”!


生命体癌变后,怎么吃东西?

那么这个癌变后的生命体,生活会变成什么样?

关于这个问题,我们就要从不同器官和组织分别谈起了。今天我们暂且先捡大家最关心的一项来聊一聊——吃东西。

说起吃东西,一个癌变的生命体首先要面临的就是——一个癌变的舌头。

舌头主要由骨骼肌(横纹肌)及其周围包绕的黏膜组成,并有丰富的神经纤维。而这三种组织,都分别可以恶变成不同的恶性肿瘤。

首先看看黏膜。黏膜被覆着鳞状上皮,鳞状上皮癌变后,会产生口腔中最常见的癌症——鳞状细胞癌。

在现实生活中说起“口腔癌”,可能很多人都会想起槟榔——一个臭名昭著的一级致癌物。

刚才我们说过,癌变后的组织“质硬”,如果舌粘膜的所有鳞状上皮都癌变了,大概会变成一个像脆皮雪糕一样的脆皮舌头吧!

那这个脆皮舌头还能用来嚼东西吗?

舌头行使搅拌功能主要依赖于骨骼肌。骨骼肌和心肌在镜下都有明显的横纹,二者均属于横纹肌。

图:显微镜下的舌横纹肌(纵切面和横切面),注意右侧切面的明显横纹。Masson染色

(图片来源:Atlas of Histology with Functional Correlations)

严格来说,假如舌头里的横纹肌细胞恶变后,形成的恶性肿瘤并不叫“横纹肌癌”,而叫做“横纹肌肉瘤”。

但还有个问题必须指出:在真实世界里,大多数肉瘤并不是由相应的间叶组织恶变形成,而是起源于原始多潜能间叶细胞。比如,脂肪肉瘤并不是起源于脂肪母细胞,而是由原始多潜能间叶细胞在演变过程中出现了脂肪母细胞分化。

怎么理解上面这句话?打个比方:

假设脂肪母细胞≈正常成年人,那么原始多潜能间叶细胞≈正常小孩,而肉瘤就是一个恶变了的坏人。

那么上面那句话的意思就是:肉瘤这个坏人,并不是长大为成年人以后才突然变坏的,而是一个小孩,在变坏的过程中逐渐成为了一个大人。

但是在今天的脑洞里,我们暂且先让横纹肌组织都“突然恶变”为“横纹肌肉瘤”吧!

那么一条完全由横纹肌肉瘤细胞构成的舌头,还能配合咀嚼吗?

答案是——不太可能了。

正常骨骼肌(横纹肌)是可以由意志支配的,也就是说,你想让舌头怎么摇摆,它就可以怎么摇摆。与之相对应的,同样属于横纹肌的心肌就不同,你想让心脏停跳一秒钟,心脏是不会听你话的。

躯体运动神经的信号经过肌-神经接头传递到骨骼肌,产生一系列的电-化学-电信号,并经过肌管系统将信号与骨骼肌的机械收缩偶联起来,实现肌丝滑行,呈现出肌肉收缩的效果。

骨骼肌结构与肌管系统

(图片来源:《奈特人体生理学彩色图谱》,人民卫生出版社)

这一系列有序的生理变化,需要数种细胞的高度配合。而恶变的肌细胞,虽然在外观上看起来还可以是“一坨肉”,但其内在的细胞生长排列是杂乱无序的,不会形成“肌-神经”接头和“肌管系统”等结构,自然就不会受神经支配。

显微镜下的正常横纹肌(左)与横纹肌肉瘤(右)

图片来源:左- webpath;右-pathologyoutlines

此外,刚才我们提到,舌头有丰富的神经纤维,肌肉收缩也需要神经的配合,而神经纤维也是可以恶变的——神经源性肉瘤在近年来被称为恶性外周神经鞘瘤。

在真实世界中,恶性外周神经鞘瘤最常见的症状是疼痛和肿块。

但是在我们今天的脑洞里,并不是一个局灶发生的恶性肿瘤,而是所有神经细胞都发生了恶变,因此周围神经已经无法将疼痛的感觉传到大脑皮层了。

那么一个全身的周围神经都发生恶变的生命体,在理论上已经无法完成一切需要周围神经参与的生命活动了,其中当然包括咀嚼和吞咽。

恶性外周神经鞘瘤。该患者接受了肱骨截肢术,并在 16 个月后死于肿瘤转移。

(图片来源:参考文献6)

当然了,我们还要指出,我们今天的脑洞仅仅是基于一部分科学事实。如果全部理论都与事实严丝合缝,这个脑洞中的生命体是很难形成的。

最后留一个问题:如果说体内几乎所有细胞都有恶变的可能,那么生殖细胞恶变会发生什么呢?会发育成恶变的胚胎和全身都由癌细胞构成的生命体吗?欢迎写下你的看法。


参考文献:

1.许兴智,朱卫国,詹启敏主编. 肿瘤生物学导论 第2章 肿瘤病因2016. 330 p.

2.Khutti S. Cervix - AIS with adjacent uninvolved glands [EB/OL].https://www.pathologyoutlines.com/topic/cervixAIS.html.

3.Hanahan D, Weinberg RA. The hallmarks of cancer. Cell. 2000;100(1):57-70.

4.Hanahan D, Weinberg RA. Hallmarks of cancer: the next generation. Cell. 2011;144(5):646-74.

5.Hanahan D. Hallmarks of Cancer: New Dimensions. Cancer discovery. 2022;12(1):31-46.

6.Levi AD, Ross AL, Cuartas E, Qadir R, Temple HT. The Surgical Management of Symptomatic Peripheral Nerve Sheath Tumors. Neurosurgery. 2010;66(4).

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