恶性肿瘤,通常称为癌症,指的是多种不同类型的严重疾病,它们共同的特点是细胞生长和分裂的正常控制机制出现障碍。这些异常的癌细胞不仅会无限制地增殖,还可能侵入邻近的健康组织,并通过血液循环或淋巴系统扩散到身体的其他部位。 癌症的发展过程往往耗时漫长,从最初的细胞变异到最终形成癌症,通常需要10至30年。这一过程之所以漫长,是因为癌细胞需要经历多次基因突变。 这些新的基因变化对癌细胞有着不同的影响。一些突变可以加速癌细胞的生长速度并降低其死亡率,其他一些则有助于癌细胞改变其周围的环境以利于自身发展,还有一些突变则帮助癌细胞规避免疫系统的监控。 此外,从一个单一的癌细胞发展成一个可检测的肿瘤,这个时间跨度不同,还取决于多种因素,包括癌症的类型、个体遗传背景、生活方式以及环境因素。 癌症发展的阶段 1、启动阶段: 这是癌症发展的早期阶段,一个正常的细胞由于基因突变而开始失去正常的生长控制机制。这个阶段可能由外部因素如烟草、辐射、化学物质或病毒引起。例如吸烟是导致肺癌的第一大因素,90%的肺癌都和吸烟(包括二手烟)有关系。 2023年,加拿大安大略癌症研究所的科学家们在《科学》子刊上发表了一篇题为:“Mutational processes of tobacco smoking and APOBEC activity generate protein-truncating mutations in cancer genomes”的研究性文章。 该研究揭示了吸烟引发癌症的新途径,即吸烟会增加导致蛋白质编码提前终止的无义突变,特别是在肿瘤抑制因子中的这种突变,破坏了人体的抗癌防御机制,使得癌症治疗变得更为复杂。研究结果表明:吸烟与DNA改变有关,这些改变会干扰肿瘤抑制因子的产生,缺乏这些因子,异常细胞能够绕过细胞防御机制而持续增殖,从而使得癌症更易发展。 2、促进阶段: 在这个阶段,已经发生突变的细胞开始增殖,但通常这种增殖是受到体内监控机制的控制的。如果监控机制失效,细胞增殖就会加速。 当人体免疫系统试图攻击癌症时,肿瘤细胞会改变自己(包括改变DNA),以躲避免疫系统的攻击。这些改变后的肿瘤细胞会产生新的抗原。能够识别这些新抗原是开发临床治疗中T细胞检查点阻断和过继性T细胞疗法等癌症免疫疗法的关键。因此,目前正不断研究如何选择性地提高T细胞对这些新抗原的识别能力。 在一项最新研究中,来自荷兰莱顿大学医学中心、荷兰癌症研究所和丹麦赫勒福医院的研究团队发现,新形成的肿瘤细胞通常缺乏或完全没有那些免疫系统能够识别的新抗原,这样做是为了规避免疫系统的攻击。 3、进展阶段: 细胞开始积累更多的突变,这些突变可能使细胞获得侵袭性和转移性,即它们能够侵入周围组织并转移到身体其他部位。 由于肿瘤转移是一个复杂过程,涉及肿瘤细胞从原发灶脱离,通过血管或淋巴管到达并定植于特定器官。这一过程始于具有高侵袭力的肿瘤细胞,它们通过调控上皮间质转化(EMT)维持恶性特征。 研究发现:代谢相关基因重组与EMT相关,如磷酸化的UGPD与HuR相互作用增强SNAL1 mRNA稳定性,促进EMT和肿瘤远处转移。原发灶肿瘤细胞主要通过糖酵解途径代谢,抑制MCT1可减少转移。抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸和维生素E可促进肺癌转移。 另外,循环肿瘤细胞在肿瘤转移中起关键作用,它们可与非恶性细胞聚集成簇维持能动性。转移的最后阶段是肿瘤细胞离开脉管系统定植于继发器官,这需要适宜的微环境。肿瘤转移的异质性很大,与肿瘤细胞基因突变、微环境及转移器官的遗传学和表观遗传学改变密切相关。 1、癌症类型:不同类型的癌症发展速度不同。例如某些类型的白血病可以在几个月内迅速发展,而前列腺癌或乳腺癌可能需要数年时间才能形成可检测的肿瘤;相关研究指出,大约30%的30多岁男性和超过70%的60岁以上人群的前列腺中存在癌变细胞。然而,实际被诊断出前列腺癌的比例仅为14%。这是因为人体和癌细胞在大多数的时间里是可以共存的,甚至终身共存。 2、遗传因素:携带某些遗传突变的个体可能更容易发展某些类型的癌症,而且可能在较年轻时发病。 众多研究揭示了某些基因突变与癌症进展之间的紧密联系。这些基因的突变会扰乱细胞的DNA修复过程,提高形成癌细胞可能性。同时,TP53基因的变异也与多种癌症的发展有关,因为它编码的蛋白质在细胞凋亡中起着关键的调节作用。 除了特定基因变异外,个体遗传易感性也与癌症风险有关。研究显示:某些天生携带较高癌症发病风险,例如携带BRCA1和BRCA2基因变异的个体,其患乳腺癌和卵巢癌的风险明显增加。另外,一些人基因组中的其他易感性基因变异同样会增加患病风险。 3、生活方式:2023年美国有190多万新发癌症病例和60多万癌症死亡病例。大约42%的新发癌症和45%的癌症死亡与不健康的生活习惯有关,这些习惯包括吸烟、饮酒、缺乏运动、不健康饮食、超重或肥胖以及长期暴露于紫外线辐射。 4、环境因素:长期暴露于致癌物质,如石棉、某些化学物质或辐射,可以增加癌症发展的风险。 美国癌症协会发布的报告指出:约91%的黑色素瘤与紫外线辐射有关。指出紫外线对皮肤的损害可以累积,且紫外线敏感性、照射时长和强度是引发皮肤癌的关键风险因素。儿童时期若过度曝露于阳光下,会大幅提高晚年患黑色素瘤及其他皮肤癌的几率。另外,某些职业因素,例如卡车司机、采矿和铁路工业工人接触柴油废气及户外工作人员长时间暴露于紫外线,还有夜班工作导致的昼夜节律紊乱等都可能增加患癌症的风险,包括肺癌、膀胱癌、皮肤癌、乳腺癌、前列腺癌和结直肠癌。 综上所述,由于上述因素的多样性,很难准确预测一个癌细胞发展成肿瘤需要多长时间。一些研究估计,从一个癌细胞发展到一个直径为1厘米的肿瘤可能需要10年至30年或更长时间。然而,这个估计是高度概括,并不适用于所有类型的癌症。 因此,由于癌症发展的时间不确定性,癌症早期检测变得至关重要。定期体检、癌症筛查和了解家族病史可以帮助早期发现癌症,从而提高治疗的成功率。
总之,一个癌细胞发展成肿瘤的时间是多变的,且受多种因素影响。了解这些因素和癌症发展的过程可以帮助我们更好地预防和早期发现癌症。尽管我们无法控制所有的风险因素,但通过健康的生活方式选择和定期的医疗检查,我们可以显著降低癌症的风险并提高生存率。
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参考文献:
[1]https://mp.weixin.qq.com/s/x0C6Xcv-0nX_K4vWUQnvHA
[2]Mutational processes of tobacco smoking and APOBEC activity generate protein-truncating mutations in cancer genomes. Sci Adv. 2023
[3]Nature:Cancer cells play peek-a-boo with the immune system
[4]《中国恶性肿瘤学科发展报告(2022)》
[5]Cancer Prevention & Early Detection Facts & Figures 2023-2024. Retrieved May 1,2023,from
https://www.cancer.org/content/dam/cancer-org/research/cancer-facts-and-statistics/cancer-prevention-and-early-detection-facts-and-figures/2023-cped-files/2023-cancer-prevention-and-early-detection.pdf