

6个癌症标志性特征.图片来源:参考资料1
无限复制潜能
自给自足的生长信号
但是具备无限复制的潜能并不足以使癌细胞真正实现无限复制,因为人体的细胞还会受到多种信号的控制,生长信号就是其中最重要的一环。但是和其他细胞不一样,癌细胞自身可以分泌促进自身生长和发展的信号,这些信号分子多种多样,包括血小板衍生生长因子(PDGF)、转化生长因子(TGF)-b、成纤维细胞生长因子(FGF)-2、表皮生长因子(EGF)等信号分子,这些信号分子可以使癌细胞给自己“加油打气”,满足自己生长需要。
对生长抑制信号不敏感
但是上面2种特征依旧不足以维持癌细胞的扩张,因为人体存在动态调节:当一类细胞以不正常的速度快速生长的时候,人体会分泌抑制信号,从而使得细胞的生长变缓慢。对于正常的细胞来说,这种调节是可行的;但是遗憾的是,肿瘤细胞有一套躲避的方法,它们对于抑制信号并不敏感,肿瘤细胞的生长很难被正常的细胞信号调节。这使得癌细胞的扩张得以延续。
逃脱细胞凋亡
在人体内,正常细胞是会死亡的,尤其是细胞中DNA受到损伤时,细胞就会启动死亡程序,这就是常说的细胞凋亡。尽管一部分癌细胞在细胞损伤后会凋亡,但是仍旧有部分细胞会脱离这一过程,这时候癌细胞就不因凋亡信号而死亡,正因因此,癌细胞被称为“不死的癌细胞”。
持续的血管生成
在满足了上面几个条件之后,癌细胞就已经摆脱了正常人体细胞发育的路径、开始了扩张的道路。但是细胞复制需要大量的能量,正常的人体是不会给癌细胞供给如此多的能量。于是癌细胞打起了人体内主要运送物质和能量的通道——血管的主意。为了掠夺足够多的能量,癌细胞会分泌促血管生长因子,构建癌细胞专属的血管通道,使其可以不断获取营养,从而复制分裂。
具有组织侵袭和转移的能力
不论是何种癌症,最可怕的情况就是出现癌症转移。癌症转移往往意味着癌细胞获得了更强的生存能力并且更难根除,会使癌症患者的生存率大幅度下降,根据统计数据,90%的患者最终死于癌症转移。

肿瘤发生的多重路径.图片来源:参考资料1
基因组不稳定性和突变 躲避免疫破坏 随着对癌症的研究不断深入,科学家们发现人体的免疫系统其实一直在不停地消灭癌细胞,这被称之为“免疫监视”,出自免疫编辑理论。免疫编辑理论认为:癌症发展可以分为三个阶段。第一个阶段为免疫监视阶段,免疫系统可以寻到并杀死癌细胞;第二个阶段为免疫平衡阶段,癌细胞不断增加并可以和免疫系统进行对抗;第三个阶段为免疫逃逸阶段,此阶段免疫系统已经无法扼制癌细胞发展,癌症发生。 促肿瘤炎症 尽管免疫细胞可以不断杀死癌细胞,但在另一方面慢性炎症会促进癌症的发展。通过对肿瘤组织进行分析发现:几乎所有肿瘤中都含有免疫细胞(根据目前的研究发现有些免疫细胞会被癌细胞策反,另一部分则由于长期作战陷入耗竭状态)。肿瘤引发的慢性炎症可以促进癌症发展,并成为肿瘤微环境中的一部分。目前来说很多疗法无法发挥作用,可能肿瘤形成的免疫抑制微环境有关。 能量代谢失调 在第9个标志性特征中,我们就提到了肿瘤微环境,简单来说,肿瘤会在自己生存的环境中构造出适合自己生存、但免疫细胞进入会受到抑制的微环境,从而促进自己发展。在这里,癌细胞的能量代谢也会发生改变,正常的细胞在无氧条件下进行的糖酵解却是癌细胞的在大多数情况下获取能量的途径(即使在有氧的情况下)。而随着能量代谢的改变,癌症的环境也会进一步改变。 解锁表型可塑性 我们从一个受精卵到不断发育成一个完整的个体,人体的干细胞也开始不断地复制、分化,并最后变成工作细胞,即承担着具体细胞运作的能力,比如红细胞、肺泡细胞和肝细胞等,这个过程中细胞的分化能力是越来越低的,细胞分化到最后增殖能力也会降低。 非突变表观遗传重编程 在前面我们也提到了基因组不稳定性和突变是癌细胞的标志性特征之一,但是除此之外,人类的DNA序列没有发生变化,但是基因功能也可能出现变化,这被我们称之为表观遗传学。 多态微生物群组 继量子力学之后,生物学中也多出了一个人们的词汇——肠道菌群。近几年来,人们发现肠道菌群在免疫中发挥了极其重要的作用,被认为是免疫调节的重要组成部分之一。当然微生物群组不仅仅包括肠道菌群,但是随着免疫治疗的进展,人们也将更多的目光投注到肠道菌群中来。 衰老细胞 尽管人们认为衰老是一个不可避免的自然的进程,但是越来越多的研究证实:衰老或许可以延缓或者逆转。其中的关键因素之一就是衰老细胞。衰老细胞也被称之为“僵尸细胞”,它们是随着年龄增加而不断出现的一类细胞,尽管它们存在于身体中,但是它们并不会自动凋亡,但是占着位置也不会继续工作,这导致了衰老进程。恶性肿瘤中不同的信号分子相互作用最终推动癌症的发展.图片来源:参考资料2
针对肿瘤发过程中的不同靶点对应产生的治疗方式.图片来源:参考资料2
肿瘤微环境中的细胞构成.图片来源:参考资料2
表型可塑性对癌细胞的影响.图片来源:参考资料3
非突变表观遗传重编程.图片来源:参考资料3
微生物群体对于癌细胞发展的影响.图片来源:参考资料3
衰老细胞对癌症的影响.图片来源:参考资料3
参考资料:
[1] Douglas Hanahan, Robert A. Weinberg. The Hallmarks of Cancer. Cell. 2000; 100(1): 57-70.
[2] Douglas Hanahan, Robert A. Weinberg. Hallmarks of Cancer: The Next Generation. Cell. 2011; 144(5): 646-674.
[3] Douglas Hanahan. Hallmarks of Cancer: New Dimensions. Cancer Discov. 2022; 12: 31-46.
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