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戴上科學濾鏡後,竟然發現無慘可能是顆大腫瘤?《鬼滅之刃》的醫學解讀

安之_96
・2020/12/16 ・3530字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 543 ・八年級

近期最火紅的日本動漫《鬼滅之刃》,講述了在大正時代,獵鬼人與鬼搏鬥的故事。

身為王道漫畫,對主角而言不可或缺的是目標,好比火影忍者的鳴人渴盼成為火影、航海王的魯夫渴望成為海賊王一樣,《鬼滅之刃》的主人公竈門炭治郎,在幾乎全家慘遭鬼殺害後,給了他要殺了這一切的始作俑者——鬼舞辻無慘的強烈動機。

在《鬼滅之刃》中,主角與鬼殺隊一同踏上了消滅鬼、鬼王無慘的征途。圖/IMDb

______ 防雷分隔線,本文涉及《鬼滅之刃》劇透______

    

______ 防雷分隔線,本文涉及《鬼滅之刃》劇透______

    

鬼王之所以是王?

為什麼無慘可以被稱為鬼王呢?除了是最早出現的鬼、能力凌駕於所有的鬼之上,無慘更擁有「製造」鬼的能力!只要獲得無慘的血,人就可以化身成為鬼,或是使鬼變得更強大。

此外,大多數的鬼只要被鬼殺隊的日輪刀砍斷脖子,便會灰飛煙滅,但鬼王無慘卻有著驚人的「再生能力」,能在砍斷脖子的同時再生,甚至在五百年前與日之呼吸始祖——繼國緣壹對戰時,破碎成上千塊肉片後成功逃走。

  • 註:無慘自爆分裂成1800多塊的經典畫面,被JUMP SHOP開發成「無慘爆米花」的產品,「分裂的肉塊」們就像是一顆一顆粉色的爆米花。  

無慘與腫瘤驚人的相似之處

看出來了嗎?以上種種特性,讓人不禁驚呼,無慘根本就是腫瘤吧!

無慘,像是腫瘤最初的起源

腫瘤是由一顆細胞開始,逐漸由一而十、由十而百、漸漸成千而上萬形成的,在《鬼滅之刃》的世界中,無慘就像是最初的那顆細胞,並且製造出無數的鬼。

在《鬼滅之刃》中,無慘就是所有鬼的起源,不但可以用自己的血將人類變成鬼,也擁有永恆的生命,已經上千歲。圖/IMDb

最初的「一」,有著非常多可能造成的原因,無論是先天基因異常、突變或缺損、輻射線或慢性發炎等等, 有各式各樣的刺激會造成腫瘤的發生。

而無慘變成鬼之前,原本就是個體弱多病的人類,經常與死神擦肩而過,在當時大夫治療(刺激)之後,就「變異」而成了最初的「一」。

不會衰老、死亡,擁有強大的再生能力

無慘成為了鬼之後,獲得了近乎永恆的生命,這點也與正常細胞逐步邁向死亡而自然凋亡(apoptosis)有所不同,此一特性也跟腫瘤類似!

無慘靠著吃人來獲取養分,就像是搶奪人體內豐富營養的「血液」一般,去滋養自己而更加壯大。達到至高境界的武士們於通透世界註1中,看出他有五個大腦、七個心臟!血液循環的能力如此之強,也難怪無慘有如此強大的再生與製造能力

都可以透過血液轉移

此外,就如腫瘤一般,在逐漸壯大之後,由於體積大、血液循環豐富,便更有可能透過沖刷的血液,剝離出腫瘤細胞,透過血液循環而「轉移(metastasis)」到任何地方1,這就跟能力強大的無慘「製造」出其他鬼的途徑類似,都可以透過血液去製造!

炭治郎的妹妹禰豆子,也因為無慘的血液變成了鬼。圖/IMDb

事實上,除了血液之外,腫瘤細胞也很可能透過淋巴系統進行轉移,而醫學上最容易轉移的標的器官之一便是淋巴結,也因此腫瘤周圍的淋巴結為轉移與否重要的檢查對象之一!

良性、惡性腫瘤?

既然無慘像是個腫瘤,那他是良性還是惡性腫瘤呢?

在組織病理學上,兩者的長相非常不同,良性腫瘤會長得跟該處「原本的」細胞相似,而惡性腫瘤由於細胞快速生長,而分化不全,顯得奇形怪狀,最後失去原本該處細胞的樣貌註2

在《鬼滅之刃》的劇情中,無慘可以完全改變自己的外表、性別、氣味等,與一般人無異,使得鬼殺隊多年來無法找到他。

強大的無慘,可以隨意轉換自己的性別。圖/IMDb

但在某次戰鬥中,因為陽光升起,無慘大量增生了自己的細胞,製造出一層可以抵擋陽光、呈現巨嬰型態的肉體護甲,為自己爭取逃跑的時間,這裡的巨嬰,就好比是分化不全的細胞。

也許,我們可以認為在陽光下的無慘,更像惡性腫瘤一點。

這只是個類比,大家不要太認真!

然而,這一切都只是巧合,只是筆者自己的腦補和想像,畢竟《鬼滅之刃》並不是科普漫畫,作者也沒有刻意將鬼王與腫瘤畫上等號,一旦細究,大家就會發現有許多不盡相似之處。

每一隻鬼,都很特別

例如,若我們完全將無慘視為腫瘤細胞,則無慘製造出的鬼應當全部都是「無慘本身」才對!

腫瘤細胞的特性是無論轉移到何處,都是隨著血液循環被「帶」過去而已。在病理學上,若是骨癌轉移到肺臟,在切片下便會在肺臟組織看到骨細胞;又好比睪丸腫瘤,若是轉移到腦,也會在腦中發現睪丸細胞呢2,3

然而,在《鬼滅之刃》中,每隻鬼擁有不同的面貌、個性和血鬼術,並非純粹的無慘複製品。

主角群與各鬼的互動,也是《鬼滅之刃》的一大看點,以動畫第 19 話為例,下弦之伍「累」因為長期失去家人,感到非常孤單,竟然要求炭治郎讓禰豆子當自己的妹妹,兩人展開激鬥,配上流暢的戰鬥分鏡、精彩特效,被觀眾喻為劇場版等級的神作。圖/IMDb

如果把鬼殺隊當作外科醫生?

倘若我們將鬼殺隊看作是外科醫生,他們不斷地斬殺鬼化的人類,就像是外科醫生切除腫瘤細胞的手術。

雖然並非作者的本意,但某種程度上,鬼跟腫瘤的意義不謀而合,均是人類生存的一大威脅,而醫生和鬼殺隊,也都是為了讓世界脫離鬼、讓病人脫離苦痛而努力著的人們。

不一樣的是,在《鬼滅之刃》的世界觀中,鬼殺隊只要殺了無慘便可以終結鬼的來源,然而,在醫學上,腫瘤內的每一顆細胞都是無慘,我們必須要把所有的腫瘤細胞都切除,才能根除腫瘤生存、蔓延的可能。

一旦體內有任何殘餘的腫瘤細胞,腫瘤便會伺機而動,甚至捲土重來,讓手術變得徒勞無功。

倘若鬼跟腫瘤一樣,也許鬼殺隊就不是「殺鬼、救人」這麼簡單了。圖/IMDb

因此,現實生活中,當外科醫生切除腫瘤時,通常不只會切除看得見的腫瘤,而是四面八方地往外「多切」一點!

簡而言之,若將實際的手術類比成鬼殺隊的話,除了殺掉所有鬼之外,為了避免人被鬼化,還應該把所有接觸過鬼的「人」一併消滅才行!

一起享受科學解讀帶來的樂趣吧!

戴上科學的濾鏡、結合醫學的觀點,可以讓我們在重溫《鬼滅之刃》時,增加另外一種味道和想像。

不需要過度地替劇情強加意義,單純討論劇情與醫學知識之間的異同,就能讓人在回味劇情的過程中,感到津津有味!

註解

註1:通透世界是指在鬼滅之刃世界觀中,達到至高武術境界的人,將身體感知開到極限的境界,可以消除自身的鬥氣、並看透對方體內的肌肉、骨骼、血流。

註2:然而,並不是所有腫瘤都能以良性惡性區分,有些本身較為惡性的腫瘤會直接分級(病理上稱為grading;外科上稱為staging),例如肥大細胞瘤(mast cell tumor, MCT)。

參考資料

[1]Steeg, P.S., 2006. Tumor metastasis: mechanistic insights and clinical challenges. Nature medicine 12, 895-904.

[2]Spears, W.T., Morphis II, J.G., Lester, S.G., Williams, S.D., Einhorn, L.H., 1992. Brain metastases and testicular tumors: long-term survival. International Journal of Radiation Oncology* Biology* Physics 22, 17-22.

[3]Cancer.net:metastasis

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安之_96
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既來之則安之,目前在念獸醫系。

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沒生產卻流出乳汁!是泌乳激素瘤的警訊
careonline_96
・2023/06/01 ・2000字 ・閱讀時間約 4 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

「醫師,我沒有生產,但是都會分泌乳汁。」30 歲的林小姐說。

「還有哪些狀況嗎?」醫師問。

「我的月經週期不規則,經期也比較短。」林小姐說。

在沒有生產的狀況下出現溢乳的狀況,便要抽血檢測泌乳激素,並評估是否有泌乳激素瘤的可能。彰化基督教醫院內分泌新陳代謝科林思涵醫師表示,檢驗報告顯示患者的泌乳激素高達 180 ng/ml,後續的腦部核磁共振檢查發現腦下垂體有腫瘤,因此診斷為泌乳激素瘤。接受藥物治療後,患者症狀有明顯改善,也持續追蹤治療。

泌乳激素瘤常見症狀有哪些?

泌乳激素瘤(prolactinoma)是腦下垂體長出以分泌過多泌乳激素的腫瘤,進而引發一系列症狀。林思涵醫師指出,泌乳激素瘤主要會影響乳房組織,導致乳房脹痛且有乳汁分泌,當在非懷孕期或哺乳期出現以上情況就是異常,因此在臨床上女性的泌乳激素瘤比較容易早期診斷。此外,泌乳激素瘤還會影響月經,使月經週期不規則、經期較短且經血量較少,也是不孕症的病因之一。

男性患者雖也可能會出現乳房脹痛、性慾下降、不孕等狀況,但男性患者較易疏忽而延遲就醫,常等到腫瘤體積較大已造成壓迫性症狀,例如頭痛、視力模糊、視野缺損、甚至雙顳側偏盲才就醫尋求協助。

由於腦下垂體位於視神經下方,當腫瘤體積較大時,可能對視神經造成壓迫。泌乳激素瘤長期未控制,也可能會造成骨質流失,導致骨質疏鬆的問題。

根據病理解剖的結果,成人的泌乳激素瘤盛行率大約是 5%,不過大多數是微小泌乳激素瘤,無明顯症狀。英國成人研究,經抽血檢驗泌乳激素過高的盛行率約 1.2%,在不孕症婦女中其盛行率較高約 5%。

「一般而言,泌乳激素瘤在女性較常見,特別是生育年齡的女性,因為這個年齡層的女性有機會透過經期異常或不孕表現,而早期發現。」林思涵醫師說,「在男性身上,泌乳激素瘤的症狀較不明顯,大多等到腫瘤變大造成壓迫,或是因為不孕症接受檢查時才發現腫瘤。」

懷疑泌乳激素瘤該做哪些檢查?

在懷疑泌乳激素瘤時,應透過血液檢查、影像學檢查和臨床醫師的評估來診斷。

泌乳激素瘤會分泌泌乳激素,所以需要替患者檢測血液中的泌乳激素濃度。林思涵醫師說,一般而言,血液中的泌乳激素值大於 100ng/ml 以上時,得進一步檢查腦下垂體中是否有泌乳激素瘤。如果腦部核磁共振檢查發現腦下垂體腫瘤,且泌乳激素過高,就會認為是泌乳激素瘤。

假使泌乳激素值在 20 到 100 ng/ml 之間,便需要透過臨床醫師的判斷與觀察。某些生理和藥物因素也會導致泌乳激素過高,包括甲狀腺功能低下、肝硬化、情緒、壓力等,因此需要仔細審視病人的症狀與藥物史。林思涵醫師說,「如果懷疑和藥物、中草藥相關,我們會建議患者與原醫師討論是否能停藥或換藥。」

泌乳激素瘤該如何治療?

與其他腦下垂體腫瘤不同的是,泌乳激素瘤的首選治療方式是藥物治療。林思涵醫師說,泌乳激素瘤對藥物治療的反應很好,優先採取藥物治療。但是,當藥物治療效果不佳、服藥順從性較差、不願意長期服藥、腫瘤較大、或出現危急狀況(例如腫瘤出血的腦垂體中風、視野缺損)時,便要考慮轉介給神經外科醫師評估手術切除腦下垂體腫瘤。

如今,腦垂體切除手術大部分是經由鼻子進行「經蝶竇內視鏡手術」,因為腦下垂體位於鼻腔蝶竇上方,神經外科醫師可使用內視鏡,從鼻子進入,切除腦下垂體腫瘤。相較於開顱手術,經蝶竇內視鏡手術的破壞性較小、恢復期較短、且併發症較少。

貼心小提醒

泌乳激素瘤是發生於腦下垂體的腫瘤,因為會分泌過多的泌乳激素,可能造成月經失調、溢乳、不孕等症狀。隨著腫瘤變大,也可能出現頭痛、視力模糊、視野缺損等壓迫性症狀。若有相關問題,要盡快至內分泌科就診,以找出病因,及早治療!

careonline_96
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對抗實體腫瘤癌症!新型免疫療法與 CAR-T 技術再升級
PanSci_96
・2023/03/12 ・3123字 ・閱讀時間約 6 分鐘

治療血癌的醫療新科技 CAR-T,是一種把 T 細胞做成活的藥品,釋放到身體內治療癌症的新療法,能夠把血液和淋巴系統裡的癌細胞清理得乾乾淨淨。

2022 年 11 月出現了一種新的免疫療法,目前已通過人體臨床一期試驗。其能夠攻克肺癌、乳癌、大腸癌等會長出實體腫瘤的癌症,而這些實體癌就是目前 CAR-T 還難以突破的瓶頸。

究竟這是什麼樣的療法?有沒有副作用呢?又有哪些障礙等待突破?

可以治療哪些癌症

這次公開的新醫療技術還沒有全球一致的名稱,我們暫時先採用生醫領域對這類操控 T 細胞科技的俗稱:個人化 T 細胞受體 T 細胞療法(personalized TCR T-cell therapies;本文使用「TCR-T 療法」稱之),目前已通過人體臨床一期試驗,其結果發表於《Nature》期刊。

TCR 為 T 細胞受體(T cell receptor)的縮寫,是位在細胞表面的一種蛋白質。T 細胞則是人體白血球的一種,可以將其比喻成一批 24 小時在體內巡邏的軍隊,T 細胞會使用 TCR 來分辨正常細胞和外來異物,一旦偵測到病毒、細菌或癌細胞,就會馬上發動攻擊,把它們殺掉。

接著,我們進一步來看《Nature》上的 TCR-T 人體試驗報告。結果表明,一期臨床試驗總共治療 16 位病人,其中 5 個人腫瘤大小維持不變或縮小了一點,11 個人的腫瘤還是繼續長大。

看到這結果你可能會想:效果明明很差啊!

TCR-T 療法目前已通過人體臨床一期試驗,受試者均為實體癌症病人。圖/Envato Elements

是這樣的,TCR-T 療法對於專業人士來說,有三大看點:

  1. 這 16 名患者都是實體癌症的患者,實體腫瘤是目前各種細胞療法公認,最難攻克的敵人,而且佔了超過九成的所有癌症患者人數。
  2. 受試病人的癌症種類分散:11 人是大腸直腸癌、2 人是乳癌,肺癌、卵巢癌、皮膚惡性黑色素瘤各 1 人。
  3. 治療後的病理檢查證實,TCR-T 療法使用的改造 T 細胞有聚集在腫瘤組織,並且留下了發動攻擊的痕跡。也就是說,TCR-T 確實能向導向飛彈一樣,準確追蹤癌細胞,而且不只追得到,還能展開轟炸!

這次的人體臨床試驗是為了確定 TCR-T 療法的安全性,因此先使用較低的劑量來治療;試驗結果驗證了其可行性,副作用也在可接受範圍內。故接下來的目標為調整出最佳劑量和確認治療條件,且有機會成為泛用型的療法,可治療多種癌症,不侷限於只能針對單一癌種。

製作原理與方法

TCR-T 療法可謂「基因工程+數位科技」攜手合作的成果。

概略來說,TCR-T 是融合了兩股力量才能實現的:一為電腦的演算法,用來推測要怎樣修改 T 細胞裡的特定基因;另一個是基因剪刀 CRISPR-Cas9,按照計算出來的結果去編輯細胞基因。

CRISPR 是這幾年非常熱門的基因編輯技術,簡單來說,這項技術運用了一套特殊的蛋白質加上核酸標記,能夠準確的切下一小段 DNA 序列,然後嵌入人工設計的 DNA;在這裡,我們需要改寫的就是 TCR 的基因。

TCR-T 療法為基因工程與數位科技合作的成果。圖/Envato Elements

人體的細胞會把自己內部製造、或是外來入侵的蛋白質用酵素切碎成片段,接著把這些碎片搬運到細胞表面,放置在一種叫做「第一型主要組織相容性複合物」(Major Histocompatibility Complex class I;簡稱 MHC-I)的分子的頂端。T 細胞會用 TCR 去判讀 MHC-I,如果發現某個細胞表面出現異常的碎片,便會判斷這個細胞已經被病毒、細菌感染或發生病變,馬上出手清除。

TCR-T 療法便是用人工去改寫 T 細胞裡的 TCR 基因,使轉譯出來的 TCR 蛋白質分子結構發生變化,讓 T 細胞變得能夠認出癌細胞碎片,消滅掉腫瘤細胞。

製造 TCR-T 和進行治療的過程相當繁複,可拆解成 8 個步驟:

  1. 從患者身上抽血,並切下一小部分腫瘤組織,利用 DNA 定序,比對人體細胞和癌細胞的 DNA,找出腫瘤細胞的突變。
  2. 建一個 DNA 資料庫收錄這些腫瘤細胞突變,接著設計演算法,來預測哪些突變產生的蛋白質碎片最可能「挑釁」到 T 細胞,激起免疫反應。
  3. 從患者的血液樣本裡篩選 T 細胞,目標是找出 T 細胞帶有、能對這些蛋白質碎片產生反應的 TCR。
  4. 截錄這些 TCR 的基因片段,加以微調、複製。
  5. 用 CRISPR-Cas9 來改造沒有攻擊癌細胞能力的 T 細胞,插進新的 TCR 基因片段。
  6. 把這批改造後的 T 細胞放進培養槽,分裂繁殖成更大的數量,接著冷凍儲存。
    這時製備作業就已經完成,相當於養了一批腫瘤特種部隊,專門去獵殺癌細胞,接下來就是治療患者的階段了。
  7. 先讓患者接受化療,減少體內免疫細胞的數量。
  8. 把改造過的 T 細胞解凍注射進患者體內,觀察破壞腫瘤的療效,同時也要留意 T 細胞可能引發的副作用。
TCR-T 療法的製造過程。圖/參考資料 1

而 TCR-T 有可能導致的副作用有:「細胞激素症候群」或「神經毒性症候群」,例如受試病人中就有人因為細胞激素上升而發燒,也有 1 人發生腦炎,走路和寫字都困難。

新 CAR-T 療法持續進化

若將 CAR-T 和 TCR-T 比較,可以把 CAR-T 想像成是 T 細胞直接加裝追蹤系統的外掛,提升命中機會;而 TCR-T 則像是精準育種後的 T 細胞,挑選出有效的基因,用來修飾 T 細胞,強化原本就有的火力,讓它發揮得更好。

CAR-T 療法亦持續突破,不斷進化出新型態的技術。現在已經發展出一種新技術,把一批 CAR-T 細胞封裝在特製的水凝膠裡面,其內還摻著能提高細胞活性的細胞刺激因子,打進人體後會慢慢崩解融化,釋放出裡面的 CAR-T 細胞;該技術發表在 2022 年 4 月的《Science》。

CAR-T 療法原始的做法是:把 CAR-T 細胞用吊點滴的方式注射到靜脈血管裡,順著血液循環去攻擊癌細胞;但是這樣做,CAR-T 細胞可能在人體環境裡面不斷消耗掉活力,如果攻擊對象是實體腫瘤的話,很容易後繼無力,沒辦法消滅掉腫瘤。此外,實體腫瘤還有各種方法來武裝自己,例如:改變腫瘤微環境來抑制 CAR-T 細胞的活性。

有了水凝膠封裝的方式,就可以緩緩一直釋放出 CAR-T 細胞,把細胞濃度維持在一定的範圍內,並且不斷釋出刺激因子,提升細胞活性,等於和腫瘤打持久戰,一點一滴把實體腫瘤瓦解掉。

CAR-T 細胞封於含有細胞刺激因子的水凝膠中。圖/參考資料 2

還有一種對策:讓 CAR-T 細胞自帶興奮劑。

在腫瘤微環境之中,除缺乏氧氣外,腫瘤本身還會分泌出許多化學物質,抑制了 CAR-T 細胞的活性。

解決方法就是:在 CAR-T 細胞中再插進一段基因,讓細胞表面多長出另一種蛋白質,一旦碰觸到癌細胞,就會啟動 T 細胞裡的細胞激素分泌機制,這種細胞激素對於 T 細胞來說就如同興奮劑,能夠提升活性。

也就是說,CAR-T 一邊在奮力廝殺的時候,一邊還自己分泌能夠刺激自己興奮的物質,強化攻擊力和延長續航力,使 CAR-T 能夠破壞實體腫瘤;這項研究也於 2022 年底發表在《Science》。

隨著醫學科技進步,不論是 CAR-T 還是 TCR-T,是否能達成剷除實體腫瘤的終極目標、治好疾病,二者的發展令人期待。

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參考資料

  1. Foy, S.P., Jacoby, K., Bota, D.A. et al. Non-viral precision T cell receptor replacement for personalized cell therapy. Nature (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05531-1
  2. Grosskopf, A. K. et al. Delivery of CAR-T Cells in a Transient Injectable Stimulatory Hydrogel Niche Improves Treatment of Solid Tumors. Science Advances (2022), 8(14). https://doi.org/10.1126/sciadv.abn8264
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你該知道的事情:吸菸對身體有害,這句話是真的嗎?
科奇_96
・2023/03/07 ・2845字 ・閱讀時間約 5 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

1 月 12 日立法院三讀通過修正「菸害防制法」部分條文,你有曾想過,小時候而熟能詳的吸菸對身體有害,這句話的出處是哪裡嗎?還有吸菸如何對身體有害呢?

菸草什麼時候開始被認為對身體有害?

最早可以追溯到 1602 年的匿名投稿論文《煙囪清潔工的工作》[ 2 ],其中指出,煙灰經常造成煙囪清潔工出現一些疾病,而菸草可能也有類似的影響,這是已知最早將吸菸與對身體有不良影響掛勾。

但直到 1964 年,美國公共衛生部長路德·泰瑞 (Luther Terry) 發佈了一篇名為《吸煙與健康》[ 3 ]的報告,文章中直接寫到「香菸與人類肺癌有關」、「罹患肺癌的風險隨吸菸期間和每日吸菸數量而提高,並隨戒菸時間而降低」,並做出了一個結論「吸煙會導致癌症」。

吸菸與肺癌常被連結在一起。圖/envatoelements

這時候你可能會想,那所以他們有直接證據來證實嗎?但事實是在這篇論文發布的當下,其他他們手中握有的證據並不是非常足夠,但為何當時候美國公共衛生部長就直接結論吸菸是肺癌的成因呢?

為何研究證據不足,還說吸菸會造成癌症呢?

首先,我們先介紹一下時空背景:

  1. 約 1960 年,美國的吸菸人數推測有大約 40 %,而且其中半數以上的人每天至少吸一包煙,也就是 20 支以上[ 4 ]
  2. 在 1900 年初期,其實肺癌是十分罕見的疾病。1898 年有一名博士生寫了一篇文章,檢視當時全世界所有的肺癌病例,總共只有 140 例[ 5 ]。但二十世紀時,肺癌案例激增,同時香菸的銷售量也增加。
  3. 1950 年代,越來越多期刊將吸菸認為可能是造成癌症的成因[ 7-11 ]

這時候你可能發現了,吸菸和癌症似乎真的有點關聯,那我們該怎麼證明呢?這時候我們可以透過隨機對照實驗來比較吸菸者與非吸菸者,兩者在於肺癌發生率的差別。

你可能會問,那隨機對照實驗是什麼?簡單來說就是找兩組人,並將其分為變因控制幾乎相同的兩組,並讓一組保持不吸菸的狀態,讓另一組保持著持續吸菸的狀態,然後每年檢查他們的身體狀況,這樣我們就可以有個最直觀的證據來檢測吸菸到底有沒有害。

這時候你一定很好奇,那結果呢?這邊我簡單介紹兩個結論:吸菸者死於肺癌的機率平均是不吸菸者的 11 倍,而吸菸量較多的人死亡的風險比不吸菸者高出 120 %[ 3 ],這時候你一定會說,明明都有這些統計數字了阿,那為什麼還會說證據不足呢?

因為當時並不知道吸菸是如何造成肺癌的,就像當時菸草業者說:「有任何人能夠證明香煙煙霧中發現的任何成分是造成肺癌的原因嗎?並沒有。[ 6 ]」,他們的說詞是:「很多都有關聯,但你們沒有明確證據的猜測,這件事就是『不一定』是對的。」

當時還沒有找出香菸煙霧中導致肺癌的明確證據。圖/envatoelements

那為什麼美國公共衛生部就直接說吸菸就會導致肺癌呢?其實他們並不知道,但他們藉由一下幾點原因才決定禁止:

  1. 肺癌人口比例激增發生在吸菸人口增加後。
  2. 絕大多數的肺癌患者有吸菸。
  3. 不同族群中都出現這關聯。
  4. 吸菸風險相當高,如果吸更多菸風險更高。
  5. 肺癌存活率低。

所以雖然沒有像現在一樣多的證據來支持吸菸是如何造成肺癌,但美國公共衛生部還是決定宣布吸菸會導致癌症。

越來越多的證據證明,吸菸是如何傷害身體

前面我們說到,科學家從統計上面找到吸菸與肺癌之間的關聯,現在我要從生物與化學的角度來探討,煙霧與肺癌之間的直接關聯。

這時候我們可以從香菸含有的成分下手,找出其中的致癌物,也就是引起癌症的分子,從實驗數據來看,香煙煙霧至少含有 3500 種化合物和 55 種致癌物質,其中以多環芳香烴(PAHs)和 4 -甲基亞硝胺基 – 1 – 3 – 吡啶基 – 1 -丁酮(NNK)作為致癌的主要分子[ 12 ]

這邊我以 NNK 為例,實驗人員利用給予老鼠不同劑量的 NNK ,來測試老鼠食用多少 NNK 才會罹癌,從數據上來看老鼠的半數致死量 (LD50) 為每公斤 1 克[ 13 ]。半數致死量換句話來說,也就是多少劑量可以造成一半的生物致死,拿上述的實驗為例,假設老鼠平均體重為 300 克,那我們投放含有 0.3 克 NNK 的物質就可以造成半數的老鼠死亡。

那究竟為什麼 NNK 會造成癌症呢?別急,我們先看看 NNK 進入身體內會發生什麼事?不難想像的是,大部分 NNK 就會順著身體的清理機制離開身體,但少部分的 NNK 會被 P450 細胞色素(身體裡的一種蛋白質,主要作用是催化氧化有機化合物)代謝成具活性的 NNK ,而這個活性物質就會與身體裡的 DNA 結合,結合後就會造成致癌基因和腫瘤抑制基因的有害突變,這可以被認為是腫瘤造成的起始[ 14 ]

最後你可能會問,到底是什麼基因突變才會造成肺癌?答案就是 KRAS 和 TP53 這兩個基因,同時它們也被認為是肺癌的預測指標[ 15 ]

菸草中的 NNK 導致 KRAS 和 TP53 兩種基因突變,因此導致肺癌。圖/envatoelements

結論

我們可以簡單來說,吸菸為何會造成癌症,因為吸菸中的有害物質 NNK ,會進入人體中,然後被 P450 細胞色素激活並與 DNA 結合,然後碰巧與 KRAS 和 TP53 其中一個基因結合,就會讓人有很高機率會的癌症。

這個看起來很簡單的結論,其實也是每個科學家花很多時間,與實驗動物們的貢獻,才讓他們說明了燃燒後的菸草產生化學物質是如何對我們的健康產生威脅,使得我們制訂嚴苛的法案,去警告大家香菸的危害,讓我們可以活得更健康。

後記-有趣的小故事 

從歷史我們能夠了解,要釐清真相並非一件容易的事,其實在 1920 年代就有一名化學家 Angel Honorio Roffo 通過實驗證明,燃燒煙草產生的焦油會誘發癌症,可惜不幸的是因為二戰的緣故,德語的醫學期刊就被世人給遺忘,不然就不會有找不到菸草致癌的實驗證據[ 16 ]

參考資料

  1. 菸害防制法三讀祭重罰 禁電子煙 (https://reurl.cc/rZWmYb) (1.14.23)
  2. A brief history of smoking (https://reurl.cc/jR0L71) (1.14.23)
  3. Terry, Luther, and S. Woodruff. “Smoking and health: report of the Advisory Committee to the Surgeon General of the United States.” U-23 Department of Health, Education and Welfare. Washington DC: Public Health Service Publication 1103 (1964).
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科奇_96
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