为什么你听说过乳腺癌,却没听说过心脏癌?
2016/08/11
我们知道,不同器官的发生癌症的几率差异很大,乳腺有很高的癌症几率,但是心脏几乎不会发生癌症。近日,来自法国癌症生态与进化研究中心的学者在cell的子刊trends in cancer上提出了导致这种差异的观点,器官癌症发生率可能与宿主的成活以及达尔文适合度有关。


你一定听说过乳腺癌、肺癌、肝癌等癌症。那么,你听说过心脏癌吗?

事实上,人体器官癌症的发病率有明显的差异。恶性肿瘤常常发生在结肠、乳腺、皮肤和前列腺,但很少出现在心脏和小肠。子宫肌瘤虽然可以发展到很大,但很少是恶性的。而肾上腺极少发生原发癌,但却是肺癌转移的常见部位。


恶性肿瘤在不同器官的发生率:(A)对生存至关重要的器官(B)外因对癌症发展有强烈影响的器官(C)其他器官(D)性器官及生殖器官

对这一现象的大多数研究都集中在两点上:外因和内因。内因说认为每种组织型的干细胞分裂数量可以解释三分之二的癌症突变。一个器官的细胞分裂率越高就越容易发生癌症引起的突变。相反,另一些科学家认为癌症风险主要是外因,内因导致的风险因素非常有限。比如,原发性肺癌通常发生在吸烟患者中。原发性肝癌常常发生在由于感染,酗酒,或慢性铁过载引起的肝硬化患者中。

近日,来自法国癌症生态与进化研究中心的学者在cell的子刊trends in cancer上提出了第三种观点,不同器官癌症发生率存在差异可能与宿主的成活以及达尔文适合度(适合度是衡量一个个体存活和繁殖成功机会的尺度。适合度越大,个体成活机会和繁殖成功的机会也越大,反之则相反)有关。相对较小的器官或者对生存、繁殖十分重要的器官往往不那么容易发生癌症,比如心脏、脑、子宫。那些较大或成对的器官,即使出现了较大的肿瘤它们也可以维持功能,因此它们可能并不太遵循抗癌选择的力量。

我们的机体由许多独特的生态系统组成

在复杂的多细胞生物体内,细胞结合形成组织,组织形成器官,各个器官最终整合到器官系统中。这些组织器官各自具有不同的结构和功能,以及生物和非生物的生态环境。比如,不同组织器官中的微生物群落、温度、pH值、氧梯度、葡萄糖都有显著差异。每个器官都可以被视为一个相对独立的单元。因此,每种癌细胞的适合度并非由宿主完全控制,而是取决于它在所处的特定的组织微环境中的复制率。

不同器官有着同一个进化目标

所有器官都是作为一个整体为机体服务,但是它们对生存和生殖的贡献并不相等。因而它们进化出不同的特性。比如,和胆囊、肝脏相比,心脏和脑出现问题可能对人类适合度造成更大的影响。同样的,成对的器官,即使肿瘤生长导致其中一个器官损坏还是能够维持器官功能。而生殖器官虽然对个体成活不是必需的,但由于它们对繁衍至关重要,因此对适合度有很大影响。这种进化选择的结果是,那些即使丧失功能但未影响繁衍的器官更容易受到癌症等致命疾病的侵袭。

器官生态差异导致癌症风险不同

不同器官生态学差异也可以在一定程度上解释癌症风险的差异。比如,心脏和脑发生癌症几率罕见可能是由于这两个器官中的细胞更新率较低。因此因突变出现致癌基因的概率也就更低。但同时,这种特性也可能使这些关键器官的修复能力下降。此外,暴露于外界诱因之下也是癌症发生的风险因素之一。比如皮肤,呼吸系统和消化道上皮细胞,这些组织器官与外部环境直接接触,受到诸如紫外线、空气污染、食物的影响,从而有更高的患癌率。其次,暴露于致癌的传染性病原体中也会提高癌症风险。比如乙肝病毒、幽门螺杆菌、人类乳头瘤病毒可分别导致肝癌、胃癌和宫颈癌。在上述理论框架内,我们不难发现,虽然一些器官有较高的细胞更新率,从而能够修复它们受损的组织,但这种特质也增加了癌症风险。

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