解开癌症之谜的尝试——《生命与新物理学》书评

澳大利亚宇宙学家和著名科普作家保罗·戴维斯（Paul Davies）的作品《生命与新物理学》（The Demon in the Machine），其书名直译为“机器中的魔鬼”。这其实是作者对于生命所做的一个很形象的比喻。机器象征着物理学法则，而魔鬼则是能有效处理信息的机制，两者相结合，就是生命。作者作为一名物理学家，很自然地尝试通过物理学来解释生命的现象。他自己在书中就说：“有很多书描述生命做什么，而我这本书是解释生命是什么。”

与《生命与新物理学》相关的、而且可以连起来看的书，是《众病之王癌症传》（The Emperor of All Maladies: A Biography of Cancer）。作者是印裔美国医生、科学家悉达多·穆克吉（Siddhartha Mukherjee）。这本书名为癌症的传记，与其说这是关于癌症的历史，更不如说这是关于人类认识和治疗癌症的历史。

为何说这两本书可以连起来看，是因为穆克吉在其书中没有找到的答案，《生命与新物理学》提供了一个比较有信服力的解答。

癌症是人类最可怕的杀手，因为它是不治之症。

科学家们发现：吸烟、病毒、细菌、化学物质和放射物质等都可以导致癌症。

20世纪70年代开始，科学家们在基因研究领域获得了重大的突破。原致癌基因理论第一次为致癌作用提供了令人信服和完整的解释。这个理论解释了为何辐射、煤烟、吸烟等广泛和看上去互不关联的因素都能引发癌症，因为它们都是通过变异由此激活细胞中的原致癌基因。它还解释了致癌物质和突变原之间的关联：能导致DNA变异的化学物质诱发癌症，因为它们能改变细胞中的原致癌基因。

科学家们又陆续发现了各种致癌基因和抑癌基因。致癌作用的总理念框架开始变得越来越清楚：癌细胞就像一种功能失灵的、错乱的汽车。致癌基因就像是这台汽车中的油门被卡住，而抑癌基因是它的刹车不见了。无论是致癌基因还是抑癌基因，都是人体中存在的基因。它们的一系列突变，会最终造成癌症。

癌症基因组的变异，还涉及癌细胞中变异的通路数量，癌细胞中通路异常的数量在11至15之间，平均为13。看上去各不相同的癌症经常是同样或类似的通路错乱。因此，一位科学家才会说：癌症真的就是一种通路的疾病。

尽管科学家们正在逐渐解开基因和通路在癌症中的作用，他们依然要从癌症的分子解剖层面提高到分子生理机能层面。不仅要知道变异的基因是什么，更重要的是，要理解这些变异的基因如何起作用。且为何致癌基因和抑癌基因都是人体本身具有的基因。

上述问题，在《众病之王癌症传》中并没有答案。但是在《生命与新物理学》，保罗·戴维斯则对此做了探讨。

他认为，癌症不是一种人类要消灭的疾病，而是一种生物学现象。与一般人的想象相反，癌症或者癌症现象在所有的多细胞生物中都存在，包括真菌和珊瑚。在地球的生命历史中，有长达20亿年的时间里只有单细胞生物，多细胞生物是元古代（约15亿年前）出现的。且癌症一直伴随着多细胞动物存在直至今天。

单细胞生物转变为多细胞生物，其生命逻辑做了根本性的改变。单细胞生物只是通过不断复制自己而繁殖，而多细胞生物的繁殖则通过精子或卵子等专门的生殖细胞进行。其余的体细胞只拥有有限的复制能力。当它达到使用的极限时，干细胞会制造置换体细胞的细胞。而等置换过程也达到极限时，整个生物体就死亡。其后代会把它的基因传下去。

生物从单细胞生物进化到多细胞生物是一个重大的飞跃。单细胞生物结构简单，能进行的生命活动非常有限。当它遇到不利环境只能采取消极的躲避，很容易无法经受环境的考验而死亡。所以，它必须通过快速的分裂这种繁殖手段来保证种族的延续。

而多细胞生物的结构复杂，由不同的器官完成身体的功能。这样，它不仅能适应环境，拥有单细胞不具备的生存功能，还能影响环境使种族的延续更容易实现。正是由于这种优势，多细胞生物才会在进化的过程中产生，并变得越来越复杂。人类就是其产物。

在多细胞生物中，每个个体细胞加入生物体这个集体，只进行有限的复制。作为回报，生物体承担传递细胞基因的责任。宛如个体细胞与生物体签了一份协议一样。

但是，如果个体细胞破坏上述协议，回到更原始的单细胞生物状态，只进行自我的不断复制时，就意味着不受控制的细胞增殖，那就是癌症。

一般正常的个体细胞是不会无缘无故不受控制地复制自己。对于癌症，常规的解释是体细胞突变理论。该理论认为：由于衰老、辐射或者致癌化学物质导致个体细胞破坏协议，采取欺骗行为，且生物体内的监管系统在某处失效。这与《众病之王癌症传》中提到的致癌作用的理念是一致的。

保罗·戴维斯则认为体细胞突变理论不能解释癌症的很多问题，尤其是为何癌症能在如此短的时间内获得提升适应性的新功能。他和同事提出了另一种看法，即癌症是一种古老的、组织有序的对生存压力的有效响应。

他们通过追溯癌症的起源，发现癌症只是盗用了宿主生物的既有功能，其中许多功能都是非常基本和古老的。癌症是细胞应对恶劣环境的一种方式。它可能被突变触发，但它的根本原因是对应急生存程序的深嵌式工具盒的自我激活。

正如一台电脑在受损的情况下启动安全模式一样，癌症在细胞受损的情况下会运行其古老的核心功能，由此保存它的重要功能，其中增殖是最古老、最重要和最受保护的功能。触发癌症的威胁不一定是辐射或化学物质，也可能是由组织老化、低氧张力或各种机械压力，包括受伤（甚至是电子干扰）。有很多因素可以单独或共同导致细胞采取它内置的“癌症安全模式”。

在他们看来，癌症是一种返祖现象或者默认的祖先形态。由于癌症深植于多细胞生命的逻辑之中，因此它的古老机制得到了很好的保存和拼命保护，与它作战注定是一项艰巨的挑战。他们的这种理论，被称为癌症的返祖理论。

进化未能消除癌症，是因为驱动癌症的古老途径和机制具有最强的保护和保存能力，因为它们能够实现生命最基本的功能。还有一个原因在于有些癌症基因在胚胎发育过程中扮演着重要角色，如果消除这些基因就会导致灾难性的后果。

对于癌症的解释只是《生命与新物理学》中的一个部分。当它与《众病之王癌症传》联系起来之后，在癌症传的结尾中未解决的问题——为何致癌基因和抑癌基因都是人体本身具有的基因、且它们如何作用——就得到了一个很好的解释。癌症的返祖理论决定了通用的癌症治疗方案（手术、化疗与放疗）只是在浪费时间和金钱。我们现在能做到的，只能是管理和控制癌症，而不是治愈。

正如保罗·戴维斯在《生命与新物理学》的全书中所做的努力一样，人们不仅要解开癌症，更要解开生命的迷。不过，这本书与其说是提供了经过验证的有效理论，还不如说是给读者提供了一种思路。人类依然在不懈的探索之中，更多的问题需要得到解答。