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宇宙学家提出疾病起源新理论

科普小知识2022-01-22 02:47:18
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宇宙学家提出疾病起源新理论

乍一看,戴维斯不像是“癌症战争”中的士兵。他生于物理学,而不是生物医学。然而,大约七年前,他被邀请在亚利桑那州建立一个新的机构——国家癌症研究所资助的12个机构之一——来联合物理学家和肿瘤学家,以发现疾病的新观点。"我们被要求从上到下重新思考癌症."戴维斯说。

随后,戴维斯与澳大利亚国立大学天体生物学家查理·林内韦弗和伦敦健康科学中心肿瘤学家马克·文森特合作,提出了一个“返祖现象”模型,将癌症定位为古代“预编程”特征的再现。在上个月发表在《生物学学报》上的一项新研究中,研究小组指出,由于癌症发生在许多动物、植物和人类身上,它必须从数亿年前进化而来,当时生物体共享一个单细胞祖先。

那时,细胞受益于于永生,或者像癌症一样无限增殖。但是当复杂的多细胞生物开始出现时,“永生”被分包给卵子和精子。戴维斯说,不参与生殖的体细胞不再需要这种功能。

研究小组提出的假设是,当健康细胞面临环境威胁,如辐射或生命因素时,细胞可以返回到“预先编程的安全模式”。通过这种方式,细胞将放弃其更高的功能,为了生存,将它们的休眠能力转变为它们的增殖能力。“癌症是一种自动屏障预防功能,”戴维斯说。"一旦这个子程序被触发,它将会冷血地运行."

9月11日,在英国帝国理工学院举行的医学工程会议上,戴维斯描述了基于这种返祖现象的一系列癌症疗法。戴维斯指出,与简单地攻击癌症的复制能力不同,该模型揭示了“癌症的致命弱点”。例如,如果理论是正确的,在癌症进化的早期阶段,地球环境的酸性更强,氧气更稀薄。因此,研究人员预测,在饮食中使用高水平的氧气和添加还原糖来降低酸度可以抑制肿瘤和引起肿瘤收缩。

比利时布鲁塞尔*大学的生理学家科斯坦蒂诺·巴莱斯特拉说,癌症的氧气疗法已经独立研究了很多年,似乎支持了戴维斯的观点。在一篇提交给同行评议的未发表论文中,巴莱斯特拉和他的同事证实,氧气水平的轻微增加可以开始诱导白血病细胞死亡,而不会损害健康细胞。

“这看起来太简单了。”巴莱斯特拉说,“我们的初步结果似乎表明,患者将受益于每天提供2小时的额外氧气,并结合其他传统的癌症治疗,而没有严重的副作用。”然而,巴莱斯特拉强调,这项研究没有检验戴维斯的假设,也不能被视为返祖模型的正确基础。

此外,戴维斯和他的同事也支持免疫疗法,特别是对有病毒或细菌的病人进行选择性感染。研究人员已经调查了这种疗法的预期效果,这种疗法人工增强了病人的免疫系统。例如,免疫疗法已被很好地用于治疗黑色素瘤,其对其他癌症的影响也正在研究中。

然而,戴维斯还提到,根据返祖现象模型,除了刺激免疫系统,癌细胞可能比健康细胞更容易受到致病因素的影响并被杀死,因为当它们重新启动“安全模式”时,它们失去了更高的保护功能。

然而,包括密歇根韦恩州立大学肿瘤外科医生大卫·格尔斯基在内的一些科学家对此表示怀疑。"返祖现象的预测毫无意义,科学家们也没有通过其他途径得出它。"他说。

戴维斯和他的同事们已经开始更直接地测试他们的理论来解决这些疑问。戴维斯解释道,“我们理论的关键是考虑癌症基因的年龄。”返祖模型表明,在癌症的初始阶段,细胞可以恢复到更原始的模型,新进化的功能将被关闭。因此,研究小组预测,在癌症发展过程中,新进化的基因将失去功能,而旧基因将被激活。

为了检验这个假设是否正确,戴维斯研究小组交叉参考了当前癌症基因组图谱数据和各种分类基因的数据库。这些数据可以帮助生物学家追踪基因的年龄。基因年龄和癌症之间的任何关联都会支持返祖现象模型。“以前从未收集过这些数据,但数据挖掘非常重要,这就是我们现在正在做的事情。”戴维斯说。

澳大利亚阿德莱德大学的肿瘤外科医生和免疫治疗师布兰登·考文垂看到了物理学家和肿瘤学家的研究价值,他们将现有的医学证据拼凑在一起,试图了解癌症的起源。“在生物学和医学上投入的巨额资金和智力资源未能在正常的抗癌战争中取得重大突破。或许是时候换一个新的视角了。”考文垂说,“宇宙学家可以将细胞视为‘内部宇宙’,并用新方法探索它们。”