什麼原始人類化石可以教我們癌症

足骨的外部形態的體積渲染圖像顯示了主要骨癌擴展到骨表面之外的程度。 Patrick Randolph-Quinney(UCLAN)足骨的外部形態的體積渲染圖像顯示了主要骨癌擴展到骨表面之外的程度。 Patrick Randolph-Quinney(UCLAN)

七月下旬 一個國際研究團隊 他們宣布,他們已經確定了人類生物親屬的化石殘骸中的癌症證據,這些人類生活在1.7百萬年前。

從人類家族樹中找到化石很少見。 找到一個保存完好的腫瘤證據仍然是罕見的。

癌症似乎已經存在了很長一段時間,這一發現突出了一個最令人著迷的問題:為什麼癌症首先存在。

癌症是一種致命的疾病,在最近開發有效治療方法之前會特別緻命。 那麼為什麼不呢 - 或者我們對它的敏感性 - 很久以前就消失了?

為了提出一些不同的問題,為什麼有機體,包括人類,在我們的DNA中攜帶我們自己毀滅的工具 - 腫瘤抑制基因和癌基因等待環境侮辱才能殺死他們的攜帶者? 在進化競爭中,不應該選擇具有這些基因的生物來生存和繁殖嗎?

一種古老的骨肉瘤

在回答這個問題之前,讓我們回到1.7百萬歲的腫瘤。

研究人員在蹠骨中發現了癌症,這是腳趾後面發現的長骨之一。 研究人員用高分辨率的X射線檢查了標本,更詳細地揭示了病變,並產生了一個三維圖像,顯示出“不規則的海綿狀編織骨骼紋理,具有類似花椰菜的外觀。”換句話說,腫瘤細胞以無組織的方式生長,並從骨骼的軸上膨脹 - 惡性腫瘤的特徵。 他們得出結論,這是一種骨癌,可能是骨肉瘤。

作為在兒童醫院工作的放射科醫生,我經常看到骨肉瘤患者的X線,CT和MRI掃描。 它們佔所有原發性骨癌的一小部分,並且通常在青春期和青年期診斷。 南非報告的一個不尋常的特徵是腫瘤的位置 - 腿和手臂比腳更常見。

骨肉瘤來自異常的骨生成細胞。 事實上,骨肉瘤這個名字來自希臘語,意思是“骨骼”和“肉質生長”。


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骨肉瘤不僅存在於人類身上。 他們代表最多 在狗中發現的常見骨惡性腫瘤 和貓。 事實上,骨肉瘤是 狗比狗更常見, 特別是在大型物種中靈緹犬和大丹犬.

癌症已持續超過1.7百萬年。 在印第安納波利斯,我們的 兒童博物館 以Gorgosaurus的化石頭骨為特色,Gorgosaurus是霸王龍的一個親戚,生活在白堊紀時期,大約是70萬年前。 它顯示了顱骨腔內有高爾夫球大小的腫塊的明顯證據。

癌症不是一種疾病

試圖了解癌症原因的一個挑戰是癌症不是單一疾病。

有許多不同類型的癌症,可以根據它們起源的器官分類 - 肺癌,結腸癌,乳腺癌等。 更好的是,它們可以根據它們所代表的組織類型進行分類。 例如,癌來自上皮細胞或襯裡細胞,來自結締細胞的肉瘤和來自血液形成細胞的白血病。

我們所謂的癌症確實代表了一系列疾病,所有這些疾病都可能因為一個共同的特徵而被混為一談 - 細胞生長受到破壞。

例如,通常抑制細胞生長的基因可能被破壞,導致不受控制的增殖。 所有癌症不相同的跡像是它們具有非常不同的預後和治療的事實。

今天的證據表明,許多癌症可以追溯到環境暴露,如煙草,膳食致癌物,感染,空氣和水污染。 幾百萬年前,煙草或空氣污染似乎不太可能導致癌症,但有些飲食和傳染因子可能在偏遠的過去更為常見。

染色體和氧氣

芝加哥大學的一位醫學院教授提供了關於癌症如何由染色體損傷引起的首批解釋之一, 珍妮特羅利,醫學博士。 在1970s中,Rowley博士表明,在許多患有白血病的患者中,CML, 已經交換了部分染色體9和22,證明DNA的變化可能導致癌症。

癌症的部分原因可能放在一個意想不到的罪魁禍首上,一個人類生命完全不可能的分子 - 氧氣。 氧氣是我們的細胞將食物轉化為能量所必需的。 這是人體配備超過60,000英里血管的原因之一,這使得紅細胞能夠將氧氣輸送到我們每個75萬億個細胞中。

但氧氣並不是一種完全良性的分子。 事實上,它在高濃度下具有高反應性甚至有毒性。 在地球歷史的早期,氧氣水平開始急劇上升,因為能夠進行光合作用的植物 - 一種產生氧氣的過程 - 增殖。 更多的氧氣允許開發能夠將氧氣輸送到其所有細胞的多細胞生物。

當氧氣成為問題時 超反應形式 它的形成。 例如,當電離輻射撞擊細胞時,它可以形成超氧化物,其與附近的分子反應迅速。 當附近的一個分子是DNA時,就會發生對基因的破壞,產生可以從一代細胞傳遞到另一代細胞的突變。 在某些情況下,可能會導致癌症轉變。

癌症總會和我們在一起嗎?

癌症持續存在的另一個原因是它往往是老年人的疾病。 只要 1百分比的癌症 每年在美國被診斷出患有兒童。 因此,對於我們的大多數生物學歷史,當預期壽命縮短時,原始人類在癌症有機會發展之前很久就會復制並死於其他原因。

在今天的發達國家,由於其他疾病,如感染,死亡率, 心髒病和中風到目前為止,已經有更多的人生活在高齡階段,到那時,誘導癌症所需的一系列突變已經有足夠的時間發生。 實際上,癌症發病率的上升部分是一般身體健康和長壽的標誌。

我們可以讓癌症消失嗎? 癌細胞的根本問題在於它們不知道何時停止生長和死亡,結果,它們以不受控制的方式不斷增殖。 雖然這對生物體有很大的傷害,但促進細胞生長的基因的存在對於生物體的生長和生存顯然至關重要。

考慮一輛汽車。 就在兩週前,我的車剎車失靈,這是一個危險的情況。 我們可能希望製造汽車以便制動器永遠不會失效,但是消除制動失效可能性的唯一方法就是完全取消制動系統,這是一個更危險的命題。

關於癌症可以說同樣的事情。 我們可能希望我們建立的基因不會導致癌症的發展,但正常的生長和發育 - 是的,甚至死亡 - 如果沒有它們,可能是不可能的。 談到生活,我們必須承擔壞事和好事,但這並不是說我們不能在預防和治療癌症方面取得進展。

1.7百萬年前的人類親屬骨骼中的癌症發現不僅僅是一種生物學上的怪異 - 它提醒人們生存和人類都意味著什麼。 生活充滿了危險。 生物學(和傳記)的蓬勃發展並不意味著消除所有風險,而是管理我們可以做到的風險,既減少傷害又促進充實的生活。

關於作者

Richard Gunderman,校長,醫學,人文科學和慈善學教授, 美國印第安納大學

這篇文章最初發表於 談話。 閱讀 原創文章.

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