張 豐，蔣潤民，張 超（腫瘤生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，空軍軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院病理科暨基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院病理學(xué)教研室，陜西 西安 700；空軍軍醫(yī)大學(xué)唐都醫(yī)院胸外科，陜西 西安 7008；中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊(duì)第904醫(yī)院泌尿外科，江蘇 無錫 4000）

近年來，每年全球癌癥患者新增發(fā)病1 800萬，死亡960萬[1]。我國每年癌癥患者新增430萬，死亡290萬[2]。在我國，引起患者死亡最常見的癌癥類型是肺癌、胃癌、食道癌、肝癌和結(jié)腸癌等[2]。20世紀(jì)30年代，Ewing[3]提出腫瘤是一種自主性過度增生的組織，1961年Willis[4]將腫瘤定義為一種生長(zhǎng)和周圍正常組織不一致、而且在缺乏誘發(fā)刺激時(shí)仍能存留和生長(zhǎng)的腫塊。雖然腫瘤被認(rèn)為是一種細(xì)胞異常增生的疾病。但是，在臨床實(shí)踐中，區(qū)分腫瘤和非腫瘤主要依賴形態(tài)結(jié)構(gòu)和含水量?jī)蓚€(gè)特點(diǎn)而不是增生指標(biāo)。其中最常用也最準(zhǔn)確的是形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，百年來病理學(xué)家根據(jù)腫瘤和正常組織細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)差異，幾乎可以100%診斷腫瘤[5]。近50年來，影像學(xué)家通過磁共振發(fā)現(xiàn)，腫瘤組織相比正常組織含水百分比增加，且越惡性的腫瘤，含水比例越高[6-9]。拉曼光譜（Raman spectroscopy）儀能精確地檢測(cè)組織含水量，其可以99%敏感度區(qū)分癌與癌旁健康組織，被外科醫(yī)生用來確定腫瘤邊緣[10-12]。依據(jù)以上事實(shí)，我們推斷形態(tài)結(jié)構(gòu)和含水量異常背后可能隱含癌變機(jī)制的本質(zhì)，但是，至今鮮有這方面的研究報(bào)道。

目前關(guān)于癌變機(jī)制仍存在爭(zhēng)議和分歧[13-14]，主要存在基因突變（gene mutation）假說[15]、非整倍體（aneuploidy）假說[16]和組織場(chǎng)理論（tissue organization field theory）假說[13]。判斷假說好壞不能只看假說自身的解釋能力，更應(yīng)重視假說的臨床應(yīng)用能力。除簡(jiǎn)要介紹以上假說外，結(jié)合本實(shí)驗(yàn)室研究與獨(dú)立臨床觀察，我們還提出了另外一種全新的癌變機(jī)制假說。

1 目前流行的癌變機(jī)制假說

1.1 基因突變假說

大約一個(gè)世紀(jì)前，Hansemann等提出腫瘤是體細(xì)胞遺傳物質(zhì)發(fā)生“突變”的結(jié)果[16-17]。上世紀(jì)70～80年代，Varmus和Bishop在逆轉(zhuǎn)錄病毒和癌變關(guān)系的研究過程中發(fā)現(xiàn)原癌基因（protooncogene），提出癌基因（oncogeng）假說[18-20]。同期，Knudson[21]根據(jù)流行病學(xué)結(jié)果提出抑癌基因突變的“二次打擊假說”，隨后抑癌基因被發(fā)現(xiàn)并被克隆[22]。由于大部分致癌劑可以導(dǎo)致基因突變[23]，因此，基因突變積累的癌變假說（基因突變假說）被提出[24]。隨后，該假說獲得了大量的實(shí)驗(yàn)證據(jù)支持，典型的例子有：90年代初Fearon等[25]提出結(jié)腸癌多步癌變模式；1999年Weinberg實(shí)驗(yàn)室用三個(gè)不同的突變基因首次將人類健康細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榘┘?xì)胞[26]；近二三十年來轉(zhuǎn)基因和基因剔除動(dòng)物癌變率升高，多基因突變導(dǎo)致動(dòng)物惡性腫瘤發(fā)生率升高[27]；動(dòng)物腫瘤細(xì)胞內(nèi)癌基因信號(hào)被阻斷可抑制癌細(xì)胞增殖[15,28]；近年來，針對(duì)癌基因突變的藥物已應(yīng)用于臨床治療，一些藥物取得顯著療效，例如靶向BCR-ABL融合癌基因治療慢性粒細(xì)胞白血病的格列衛(wèi)。

雖然基因突變假說取得重大進(jìn)展，但是該學(xué)說依然存在如下問題：①幾乎所有實(shí)體腫瘤細(xì)胞都是非整倍體核型，即除了基因突變，腫瘤細(xì)胞總存在染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的改變[29-31]。②上世紀(jì)70～80年代，基因突變假說認(rèn)為一個(gè)癌基因或抑癌基因改變就可以導(dǎo)致癌變[18,21]，也有人推測(cè)腫瘤發(fā)生需要3～7個(gè)基因突變[32]，至今，癌癥基因組計(jì)劃發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞存在成百上千基因突變[33-34]，增加了癌癥研究的復(fù)雜度和難度。③目前沒有一個(gè)或一組突變基因可以用來區(qū)分癌與非癌細(xì)胞[13]，而且，即使同一類型腫瘤，不同個(gè)體的腫瘤突變也不一樣[33,35]，導(dǎo)致分子診斷和靶向治療趨向復(fù)雜化。④靶向突變基因的治療只適用于一小部分癌癥患者[33,36-38]。

1.2 非整倍體假說

100多年前，Boveri發(fā)現(xiàn)海膽卵子與兩個(gè)精子形成的三倍體細(xì)胞在發(fā)育過程中丟失的某些染色體，形成的非整倍體海膽細(xì)胞形態(tài)上類似惡性腫瘤，因此Boveri提出非整倍體導(dǎo)致癌變的假說[16-17]。該假說在隨后幾十年沒有引起研究人員的重視，直到上世紀(jì)90年代Duesberg等重新提出的非整倍體假說，認(rèn)為癌變的主要原因是非整倍體導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)正?；虮磉_(dá)比例失衡，而不是個(gè)別少數(shù)基因突變[30]。該假說的主要依據(jù)是：①幾乎所有的實(shí)體腫瘤都是非整倍體核型[16-17,30,39]。②非整倍體不一定是基因突變的結(jié)果，因?yàn)槎肆？s短核致癌因素都可直接導(dǎo)致非整倍體產(chǎn)生[40-41]。③非整倍體在癌前病變細(xì)胞就已經(jīng)出現(xiàn)，非整倍體程度與腫瘤的惡性程度成正比[16]。④Duesberg等證實(shí)Weinberg實(shí)驗(yàn)室用三個(gè)突變基因體外制造的腫瘤細(xì)胞是非整倍體核型[26,30]。

非整倍體假說存在如下問題：①二倍體腫瘤是否還存在爭(zhēng)議[31,42-44]。②非整倍體與癌變之間是否存在因果關(guān)系未能證明。③非整倍體在癌前病變和臨床診斷方面具有價(jià)值，但至今沒有開發(fā)出針對(duì)非整倍體的癌癥治療方法[45]。

1.3 組織結(jié)構(gòu)場(chǎng)假說

早期研究人員發(fā)現(xiàn)化學(xué)方法誘發(fā)的腫瘤，如果停止使用促癌劑，相當(dāng)一部分腫瘤會(huì)重新分化而自發(fā)消失[46]。Jaffe[47]發(fā)現(xiàn)卵巢細(xì)胞移植到脾臟可以自發(fā)癌變。King和McKinnell等[48-49]將青蛙的腎癌細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到正常卵細(xì)胞中，發(fā)現(xiàn)這種卵細(xì)胞依然可以發(fā)育成正常的蝌蚪。Mintz和Illmensee等[50-51]將畸胎瘤細(xì)胞移植至正常同系動(dòng)物的胚泡內(nèi)，結(jié)果產(chǎn)生不長(zhǎng)腫瘤的嵌合型小鼠。Howell和Hurris等[52-53]發(fā)現(xiàn)腫瘤和正常細(xì)胞的融合細(xì)胞失去惡性表型。Gootwine等[54]將白血病細(xì)胞向同系動(dòng)物的早期胚胎移植，發(fā)現(xiàn)白血病細(xì)胞可參與正常動(dòng)物血液系統(tǒng)的發(fā)育，動(dòng)物發(fā)育成熟后各系血液細(xì)胞均可發(fā)現(xiàn)白血病細(xì)胞的基因標(biāo)記。McCullough等[55]將肝癌細(xì)胞向同系成年動(dòng)物肝組織移植，發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞可參與正常肝臟細(xì)胞的更新；致癌劑作用于間質(zhì)細(xì)胞卻可以產(chǎn)生實(shí)質(zhì)細(xì)胞腫瘤[56]，根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果，Sonnenschein和Soto提出癌變的組織場(chǎng)理論（tissue organization field theory , TOFT）假說，該假說認(rèn)為細(xì)胞的默認(rèn)狀態(tài)（default state）是增殖和移動(dòng)，細(xì)胞間的相互作用可以限制細(xì)胞增殖和移動(dòng)，細(xì)胞間相互作用的損壞導(dǎo)致細(xì)胞異常增殖、癌變和轉(zhuǎn)移，該假說認(rèn)為基因突變和非整倍體都是伴隨現(xiàn)象[13,57-59]。

TOFT假說存在下列問題：①逆轉(zhuǎn)腫瘤只是少數(shù)現(xiàn)象，需要苛刻的條件。②TOFT假說至今沒有在癌癥、預(yù)防、診斷或治療方面提供有效的幫助。

2 癌變機(jī)制新假說——細(xì)胞內(nèi)滲透壓失控假說

理解增生的本質(zhì)，是深入理解癌變機(jī)制的基礎(chǔ)。細(xì)胞增生的動(dòng)力來自哪里？長(zhǎng)期以來，該問題很少受到研究人員的重視。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為生長(zhǎng)因子、細(xì)胞內(nèi)原癌基因和細(xì)胞周期調(diào)節(jié)基因激活促進(jìn)細(xì)胞增生[15]，但是，生長(zhǎng)因子、原癌基因和細(xì)胞周期調(diào)節(jié)基因顯然不是細(xì)胞增生的動(dòng)力，最可能只是細(xì)胞增生的調(diào)節(jié)因子。

2.1 哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)外滲透壓并不相等

細(xì)胞膜為脂質(zhì)雙分子層，具有半透膜的特性，水分子可以自由通過，而離子和有機(jī)大分子不可以自由通過[60-61]。細(xì)胞內(nèi)的離子和有機(jī)大分子的摩爾濃度一般大于細(xì)胞周圍環(huán)境中這些物質(zhì)的摩爾濃度，因此細(xì)胞內(nèi)的滲透壓一般大于細(xì)胞外的滲透壓。實(shí)際上，細(xì)菌、真菌和植物細(xì)胞內(nèi)的滲透壓常常達(dá)到3～7個(gè)大氣壓水平[62-64]。雖然傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)外滲透壓相等，但是，一些常見的現(xiàn)象提示我們，哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)外的滲透壓并不天然相等，比如，短時(shí)間缺血缺氧，細(xì)胞會(huì)水腫脹大；稍長(zhǎng)時(shí)間，細(xì)胞會(huì)腫脹壞死。因此，哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)外滲透壓并不相等，我們習(xí)慣性認(rèn)為細(xì)胞內(nèi)外滲透壓相等其實(shí)是細(xì)胞對(duì)細(xì)胞內(nèi)外滲透壓調(diào)節(jié)的結(jié)果，一旦調(diào)節(jié)機(jī)制失靈，細(xì)胞可能很快被脹破死亡。

2.2 細(xì)胞分裂的動(dòng)力來自細(xì)胞內(nèi)滲透壓

細(xì)菌、真菌和植物細(xì)胞依賴細(xì)胞壁對(duì)抗細(xì)胞內(nèi)滲透壓，哺乳動(dòng)物細(xì)胞主要依賴細(xì)胞骨架和鈉鉀泵控制細(xì)胞內(nèi)滲透壓。細(xì)胞骨架主要由微管、微絲和中間絲構(gòu)成，其中微絲和鈉鉀泵對(duì)于細(xì)胞內(nèi)滲透壓調(diào)節(jié)具有重要作用[65-66]，由于微絲和鈉鉀泵工作需要消耗大量ATP[65,67-68]，體外實(shí)驗(yàn)表明細(xì)胞產(chǎn)生的能量20%～70%被微絲和鈉鉀泵消耗[67-68]，因此，哺乳動(dòng)物控制細(xì)胞內(nèi)滲透壓需要消耗大量的能量。為了補(bǔ)充能量消耗，細(xì)胞需要從環(huán)境中吸收糖、脂肪和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)，營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞會(huì)引起細(xì)胞內(nèi)滲透壓增加和細(xì)胞體積增大，細(xì)胞體積超出細(xì)胞骨架構(gòu)建最大結(jié)構(gòu)極限的時(shí)候，局部受力最大部位的細(xì)胞骨架可能因“損傷”而過度修復(fù)和重構(gòu)，形成收縮環(huán)（contractile ring），收縮環(huán)克服細(xì)胞內(nèi)滲透壓，將細(xì)胞一分為二，完成細(xì)胞分裂。因此，本文認(rèn)為細(xì)胞增生的動(dòng)力來自細(xì)胞內(nèi)滲透壓，細(xì)胞周期性分裂的目的在于周期性地降低細(xì)胞內(nèi)滲透壓，地球上各種生命的細(xì)胞其實(shí)只是水“吹起的泡泡”而已[69]。

很多自然現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)證據(jù)支持細(xì)胞內(nèi)滲透壓是細(xì)胞分裂的動(dòng)力。地球上水多的地方，生命繁茂，而水少的地方，生命稀少。人胚胎細(xì)胞含水量達(dá)到90%，兒童細(xì)胞含水量可達(dá)80%，成年人細(xì)胞含水量約70%，老年人細(xì)胞含水量約60%[70-71]。具有分裂能力的皮膚細(xì)胞居于基底層或真皮層的毛囊部位，皮膚表層細(xì)胞容易脫水失去增生能力而分化和角化[72]。間充質(zhì)干細(xì)胞向軟骨細(xì)胞分化時(shí)，軟骨細(xì)胞首先發(fā)生在距離血管最遠(yuǎn)的間充質(zhì)干細(xì)胞核心聚集的無血管區(qū)[73]。在動(dòng)物體內(nèi)，干細(xì)胞一般聚集在毛細(xì)血管周圍，而分化的細(xì)胞遠(yuǎn)離血管[74]。上述現(xiàn)象提示細(xì)胞含水量下降，細(xì)胞增生速度下降或分化。細(xì)菌、真菌和植物細(xì)胞都先體積脹大才開始DNA復(fù)制和細(xì)胞分裂，而脹大的力量來自滲透壓[62,64,75-77]。哺乳動(dòng)物細(xì)胞分裂過程中體積首先會(huì)不斷增大，該過程依然依賴滲透壓[65,78-79]。沒有滲透壓引起的向外的脹力，細(xì)胞核會(huì)因?yàn)榧?xì)胞骨架和核基質(zhì)而回縮，比如，早期凋亡的細(xì)胞表現(xiàn)為細(xì)胞核固縮。由于真核細(xì)胞的核內(nèi)空間有限，細(xì)胞核致密且具有很強(qiáng)的韌性，如果沒有多余的空間，DNA無法復(fù)制[80-83]，因此，滲透壓推動(dòng)細(xì)胞體積脹大的同時(shí)，通過細(xì)胞骨架牽拉細(xì)胞核膜，促進(jìn)細(xì)胞核體積增大，為DNA復(fù)制提供空間，促進(jìn)DNA復(fù)制。類似道理，牽拉皮膚促進(jìn)細(xì)胞分裂，可用于擴(kuò)大植皮面積[84-85]。體外細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)表明，低滲環(huán)境促進(jìn)細(xì)胞增殖[86]，但是高滲環(huán)境不但抑制細(xì)胞增殖[87]而且促進(jìn)細(xì)胞分化或凋亡[72,88-90]。原子力顯微鏡實(shí)驗(yàn)證實(shí)細(xì)胞分裂時(shí)細(xì)胞內(nèi)壓力不斷增大，從G1期開始上升，到M期時(shí)到達(dá)最高點(diǎn)，隨著細(xì)胞分裂，壓力迅速下降[65]。Huang等[91]將M期的細(xì)胞浸泡在低滲溶液中，正在分裂的細(xì)胞迅速退出M期，再次把退出M期的細(xì)胞放回等滲溶液，細(xì)胞又重新進(jìn)入M期，并最終完成細(xì)胞分裂過程，該實(shí)驗(yàn)證明M期細(xì)胞分裂需要克服細(xì)胞內(nèi)的滲透壓。M期細(xì)胞分裂依賴收縮環(huán)的收縮力克服細(xì)胞內(nèi)的滲透壓，收縮環(huán)主要由微絲和肌動(dòng)蛋白構(gòu)成[92]，細(xì)胞松弛素可以抑制微絲組裝，其處理細(xì)胞可以導(dǎo)致細(xì)胞收縮環(huán)組裝異常而無法分裂，產(chǎn)生雙核或多核巨細(xì)胞[93]。低滲應(yīng)激可迅速激活生長(zhǎng)因子（EGFP等）和原癌基因（Src和Ras等）信號(hào)通路[94-95]。以上事實(shí)均支持細(xì)胞分裂動(dòng)力來自細(xì)胞內(nèi)滲透壓。

如果細(xì)胞內(nèi)滲透壓是細(xì)胞分裂的動(dòng)力，那么調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)滲透壓可以改變細(xì)胞分裂速度。哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的滲透壓調(diào)節(jié)主要依賴細(xì)胞骨架和鈉鉀泵。大量實(shí)驗(yàn)表明生長(zhǎng)因子（EGFP等）和原癌基因（Src和Ras等）信號(hào)在G1期抑制微絲組裝，導(dǎo)致細(xì)胞對(duì)抗細(xì)胞內(nèi)滲透壓的力量下降，水進(jìn)入細(xì)胞，細(xì)胞體積增大15%～30%左右，細(xì)胞內(nèi)的大分子被稀釋，合成代謝激活，細(xì)胞進(jìn)入S期[96-97]，但是在M期癌基因信號(hào)（Ras等）又促進(jìn)微絲重構(gòu)和細(xì)胞分裂[92,98]，因此，生長(zhǎng)因子和原癌基因信號(hào)可通過調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架變構(gòu)從而調(diào)節(jié)細(xì)胞分裂。除了細(xì)胞骨架，鈉鉀泵對(duì)于細(xì)胞內(nèi)滲透壓的調(diào)節(jié)也具有重要作用，鈉鉀泵每次排出3個(gè)鈉離子和2個(gè)鉀離子以降低細(xì)胞內(nèi)的離子滲透壓，從而降低細(xì)胞內(nèi)整體滲透壓。細(xì)胞靜息膜電位的產(chǎn)生源于鈉鉀泵工作導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)外離子濃度差異，靜息膜電位的高低可以間接反映鈉鉀泵的功能。有研究表明經(jīng)常處于分裂狀態(tài)不穩(wěn)定細(xì)胞的靜息膜電位較低（10～30 mV），而不經(jīng)常分裂的穩(wěn)定細(xì)胞（肝細(xì)胞等）的靜息膜電位中等（40～50 mV），永久性不分裂的細(xì)胞（神經(jīng)元和肌肉細(xì)胞）的靜息膜電位最高（70～90 mV）[99-100]。神經(jīng)元和肌肉細(xì)胞的靜息膜電位最高，說明鈉鉀泵對(duì)這些細(xì)胞的滲透壓調(diào)節(jié)最強(qiáng)，所以這些細(xì)胞不再增殖。與該推測(cè)一致，用哇巴因抑制鈉鉀泵，升高細(xì)胞內(nèi)滲透壓，神經(jīng)元細(xì)胞竟然開始DNA復(fù)制[101]。

2.3 細(xì)胞內(nèi)滲透壓失控導(dǎo)致癌變發(fā)生

調(diào)控細(xì)胞內(nèi)滲透壓可以調(diào)節(jié)細(xì)胞分裂速度。如果細(xì)胞過度控制細(xì)胞內(nèi)的滲透壓，細(xì)胞可能分化或衰老；如果控制機(jī)制損壞，不能有效控制細(xì)胞內(nèi)滲透壓的升高速度，細(xì)胞可能異常增生和癌變。因此，我們認(rèn)為癌變是細(xì)胞內(nèi)滲透壓失控的結(jié)果[69,102-103]。

2.3.1 腫瘤細(xì)胞內(nèi)含水量增加腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞骨架損壞[5,104-120]和鈉鉀泵功能下降[99,121-125]，對(duì)抗腫瘤細(xì)胞內(nèi)滲透壓的能力下降，會(huì)導(dǎo)致更多的水進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。事實(shí)上，幾十年來磁共振反復(fù)證實(shí)腫瘤組織含水百分比增加，而且越惡性的腫瘤，含水比例越高[6-9]。近年來利用拉曼光譜儀再次證明腫瘤組織含水量增加[10-12]。

2.3.2 腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞骨架異常臨床上病理學(xué)家一直根據(jù)腫瘤和正常組織細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)差異診斷腫瘤[5]，組織和細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)主要由細(xì)胞骨架決定，研究發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞骨架明顯異常。首先，腫瘤細(xì)胞分化障礙，細(xì)胞分化主要與細(xì)胞骨架中間絲表達(dá)有關(guān)，中間絲包括角蛋白和神經(jīng)纖維等。癌細(xì)胞分化障礙說明中間絲表達(dá)異常，典型的例子有化學(xué)誘導(dǎo)皮膚癌變后，癌細(xì)胞不再表達(dá)皮膚終末分化標(biāo)志角蛋白K10和K1[104]。而且，角蛋白突變導(dǎo)致皮膚上皮細(xì)胞耐受低滲應(yīng)激能力下降[126]。其次，微絲而不是微管主要參與細(xì)胞內(nèi)滲透壓調(diào)節(jié)[65,127]，研究發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞的微絲組裝明顯異常，而且異常程度與惡性程度成正比[105-117]。最后，大量實(shí)驗(yàn)表明癌基因Src和Ras等蛋白產(chǎn)物可以直接抑制微絲的組裝，降低細(xì)胞骨架微絲對(duì)抗細(xì)胞內(nèi)滲透壓的能力[118-120]。

2.3.3 腫瘤細(xì)胞鈉鉀泵功能異常事實(shí)上，腫瘤細(xì)胞的靜息膜電位低于正常細(xì)胞[99,121-123]，而且多方研究表明，腫瘤細(xì)胞內(nèi)的鈉濃度高于正常細(xì)胞2～5倍[123-125]，這些均提示腫瘤細(xì)胞的鈉鉀泵功能下降。

2.3.4 癌細(xì)胞存在大量基因突變和非整倍體細(xì)胞控制滲透壓的目的是協(xié)調(diào)DNA復(fù)制與細(xì)胞分裂之間的關(guān)系。癌變因素導(dǎo)致細(xì)胞對(duì)抗細(xì)胞內(nèi)滲透壓能力下降，引起細(xì)胞提前分裂，導(dǎo)致DNA提前復(fù)制，甚至在沒有修復(fù)或合成完成時(shí)就發(fā)生分配，引發(fā)基因組不穩(wěn)定，基因突變率升高，核型非整倍體化。事實(shí)上，大量研究表明腫瘤細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制起始位點(diǎn)顯著增多，明顯處于提前啟動(dòng)DNA復(fù)制的狀態(tài)[128-132]，而且癌癥基因組測(cè)序和核型分析證明癌細(xì)胞擁有大量的基因突變和異常核型（非整倍體）[16-17,30,33-34,39]。

2.3.5 非整倍體具有促癌作用非整倍體與癌變的關(guān)系一直存在爭(zhēng)議，比如，非整倍體假說認(rèn)為非整倍體促進(jìn)癌變[30]，但是基因突變和TOFT假說認(rèn)為非整倍體只是伴隨現(xiàn)象[13,15]。本文認(rèn)為非整倍體在同等時(shí)間內(nèi)不但產(chǎn)生更多的RNA和蛋白質(zhì)，甚至產(chǎn)生很多無用的RNA和蛋白質(zhì)分子，因此，在相同的時(shí)間內(nèi)，非整倍體導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞比正常細(xì)胞滲透壓升高速度更快，從而提前啟動(dòng)細(xì)胞分裂和DNA復(fù)制過程[69]，該推測(cè)得到最近的實(shí)驗(yàn)支持[133]。

2.3.6 惡性腫瘤組織中，雙核或多核瘤巨細(xì)胞增多事實(shí)上，在臨床病理診斷中經(jīng)?？吹诫S著腫瘤惡性度升高，雙核或多核瘤巨細(xì)胞比例增多，典型的例子有膠質(zhì)瘤和腎癌[134-136]。這是由于滲透壓推動(dòng)細(xì)胞走向分裂，但是細(xì)胞要一分為二，還需要微絲收縮環(huán)對(duì)抗細(xì)胞內(nèi)滲透壓[91,137]，將細(xì)胞一分為二[91]。由于腫瘤細(xì)胞微絲異常，而且，越惡性的腫瘤，微絲功能受損越嚴(yán)重[105-112]，導(dǎo)致部分腫瘤細(xì)胞的微絲收縮環(huán)不能對(duì)抗腫瘤細(xì)胞內(nèi)的滲透壓，引起細(xì)胞無法分裂，雙核和多核瘤巨細(xì)胞比列增加。

2.3.7 惡性腫瘤發(fā)生去分化惡性腫瘤存在去分化現(xiàn)象[5]，但是機(jī)制不清楚。劉勁松[5,135]認(rèn)為惡性腫瘤去分化是癌變初期多倍體瘤細(xì)胞通過“巨細(xì)胞周期”引起基因組重編程的結(jié)果。我們認(rèn)為惡性腫瘤去分化是腫瘤細(xì)胞對(duì)抗細(xì)胞內(nèi)滲透壓能力下降，導(dǎo)致滲透壓引起向外的脹力通過細(xì)胞骨架拉伸細(xì)胞核，引起細(xì)胞核重編程的結(jié)果，支持該假說的實(shí)驗(yàn)證據(jù)有低滲應(yīng)激可以改變細(xì)胞核結(jié)構(gòu)、染色質(zhì)狀態(tài)、表觀遺傳修飾以及基因表達(dá)改變，促進(jìn)細(xì)胞逆分化或轉(zhuǎn)分化[138-143]。

2.3.8 腫瘤侵襲與轉(zhuǎn)移惡性腫瘤具有侵襲和轉(zhuǎn)移的能力，但是基因測(cè)序沒有發(fā)現(xiàn)專職負(fù)責(zé)侵襲和轉(zhuǎn)移的突變基因[33,37]。按照TOFT假說，單細(xì)胞默認(rèn)狀態(tài)是增殖和移動(dòng)，細(xì)胞之間的黏附喪失導(dǎo)致癌變和轉(zhuǎn)移，但是，TOFT假說不能合理解釋黏附喪失的機(jī)制[13]。其實(shí)，在低滲狀液體中黏附細(xì)胞最大的表現(xiàn)就是在幾分鐘之內(nèi)失去黏附貼壁能力而變圓，最后脹破死亡，因此，低滲應(yīng)激能迅速破壞細(xì)胞的黏附能力。由于惡性腫瘤的細(xì)胞內(nèi)滲透壓控制機(jī)制損壞，導(dǎo)致其對(duì)抗細(xì)胞內(nèi)滲透壓能力下降，過多的水進(jìn)入細(xì)胞，引起類似低滲應(yīng)激狀態(tài)，從而失去黏附能力，因此，惡性腫瘤獲得侵襲和轉(zhuǎn)移能力。

2.3.9 在低滲環(huán)境下腫瘤細(xì)胞比正常細(xì)胞更脆弱在低滲環(huán)境下腫瘤細(xì)胞比正常細(xì)胞更脆弱，而且越惡性的腫瘤越脆弱。事實(shí)上，脆性實(shí)驗(yàn)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)來自白血病患者的白細(xì)胞比正常白細(xì)胞脆性更大[144-145]。雖然目前很少有人直接比較實(shí)體腫瘤細(xì)胞與正常細(xì)胞對(duì)低滲的耐受情況，但是手術(shù)后應(yīng)用蒸餾水灌洗胸腔和腹腔，能明顯降低腫瘤的播散轉(zhuǎn)移，提高患者生存率[146-147]。小鼠腹腔接種胃癌后，采用腹腔注射蒸餾水方式比注射生理鹽水明顯提高小鼠生存時(shí)間[148]。

2.3.10 靶向滲透壓調(diào)控分子可以治療惡性腫瘤青霉素通過抑制細(xì)胞壁合成，借助細(xì)菌內(nèi)強(qiáng)大的滲透壓殺死細(xì)菌[62,149]，筆者認(rèn)為類似方法也可用于惡性腫瘤治療。相比正常細(xì)胞，腫瘤細(xì)胞對(duì)抗細(xì)胞內(nèi)滲透壓的能力下降，而且，越惡性的腫瘤，對(duì)抗細(xì)胞內(nèi)滲透壓的能力越差。由于抑制鈉鉀泵可快速升高細(xì)胞內(nèi)滲透壓，因此鈉鉀泵具有抗腫瘤特性。事實(shí)上，近年來多次抗腫瘤藥物篩選實(shí)驗(yàn)證明地高辛等具有明顯的抗腫瘤作用[150-152]。抑制細(xì)胞骨架可降低細(xì)胞對(duì)抗細(xì)胞內(nèi)滲透壓的能力，因此細(xì)胞骨架抑制劑具有強(qiáng)大的抗腫瘤作用，實(shí)際上，多種細(xì)胞骨架抑制劑已在臨床應(yīng)用多年[153-162]。最后，我們推測(cè)，鈉鉀泵和細(xì)胞骨架（特別是微絲）抑制劑組合可能具有協(xié)同殺死腫瘤細(xì)胞的能力，而且，新的細(xì)胞滲透壓調(diào)節(jié)分子可能成為廣譜治療惡性腫瘤的新靶點(diǎn)。

3 結(jié)語

本文簡(jiǎn)要介紹了目前流行的癌變機(jī)制假說。雖然基因突變假說已經(jīng)被大部分研究人員接受，該假說指引的方向已經(jīng)在癌癥預(yù)防、診斷和治療方面取得了重要進(jìn)展，但是，由于基因突變假說指引的方向趨于復(fù)雜化，是否有更簡(jiǎn)單的方法用于癌癥治療是我們目前面臨的一個(gè)重要課題。非整倍體假說和TOFT假說雖然可以解釋很多癌變現(xiàn)象，但是這兩個(gè)假說所指引的方向沒能提供癌癥治療新方法。我們實(shí)驗(yàn)室提出細(xì)胞內(nèi)滲透壓失控假說，認(rèn)為細(xì)胞內(nèi)滲透壓失控將導(dǎo)致癌變發(fā)生，治療癌癥應(yīng)該采取類似青霉素殺死細(xì)菌的方法，也就是借助細(xì)胞內(nèi)的滲透壓殺死腫瘤細(xì)胞，并認(rèn)為越惡性的腫瘤，越容易被滲透壓調(diào)節(jié)方法殺死，該方法不再考慮惡性腫瘤基因突變的異質(zhì)性，因此可能成為一種簡(jiǎn)單和廣譜的癌癥治療方法。