長壽=高罹癌風險？揭開老化與死亡的「關鍵機制」

文／強納森．席佛頓(Jonathan Silvertown)

所有的生命都難逃一死，但死亡的年紀未必相同，例如果蠅孵化後只能活幾個小時，地球最長壽的生物奧氏蜜環菌（Armillaria solidipes）卻能從冰河時期存活至今，我們該怎麼解釋這些差異？古今中外，人類爭相尋找長生不老的解方，但究竟是什麼主宰了我們的壽命，我們又為什麼會變老？
作者生態演化學家席佛頓由許多生物共通的生命機制，歸納出「免疫系統」、「抗癌能力」、「抗氧化能力」、「胰島素傳達」這四個主要關鍵，展示控制生物壽命龐大而複雜的系統，並帶你看見這些機制真正的幕後推手：演化。壽命長度如何被物種的演化需求所主導？以基因技術修改壽命真的可行嗎？跟隨席佛頓的步伐進入書中，這些模糊未解的疑問都將獲得解答！（編按）

長壽=高罹癌風險？

多細胞生物就彷彿是停在非常陡峭的街道上的一輛車子，最後的下場就是衝進舊金山海灣裡。為了避免這樣的災難發生，就有多重的預警機制。舊金山當地有一條法令規定，如果你把車停在這種陡峭的街道上，就必須把輪胎轉向人行道，此外還要拉上手煞車，車子也必須換到停車檔，利用變速器鎖住輪胎。在細胞層次，為了阻止細胞猛衝到失控的機制比汽車還要多，但是因為細胞的數量有數十億個，每一個都是細胞分裂的產物，因此癌症對個體的傷害，比較接近在舊金山多變的街頭穿梭的車子中，每一千輛就有一輛失控的比例。也難怪大部分人在死去的時候，就算不是因為癌症而死，體內也都還是會有腫瘤，因為我們對抗的是細胞分裂壓倒性的數學計算結果。

不受抑制的癌細胞分裂繁殖的力量有多麼強大，可以用一種叫做海拉細胞（HeLa）的細胞株來說明。海拉細胞以一名罹患子宮頸癌的女性拉克絲命名，源於一九五○年代初期，科學家從她的癌症組織中分離出這種細胞。在海拉細胞被發現之前，科學家都無法在實驗室的環境中保存活的人類細胞並使其分裂，多細胞動物身上取得的細胞，直到死亡前的分裂次數似乎有先天上的限制。但是拉克絲的乳頭狀瘤細胞，有著科學家在教科書上從沒見過的行為：只要實驗室提供正確的環境條件，這些細胞就能一再分裂。

海拉細胞很快成為生物學與醫學上的重要工具。拉克絲本人死於一九五一年，在短短一年後，她的細胞就被用於測試小兒麻痺症疫苗，最終拯救了數百萬的生命。短短幾年裡，供應海拉細胞的實驗室每周都會出貨兩萬支的試管，總細胞數大約是六兆。海拉細胞株變得無所不在，而且能輕易培養出來，也因此開始汙染實驗室培養的其他細胞，變得比較像是一種微生物，而不是一種人類細胞。事實上，不只有一位演化生物學家認為海拉細胞應該被視為一個新的物種，因為它具有自主性的存在。海拉細胞甚至有自己的暢銷自傳：史克魯特所著的《海拉細胞的不死傳奇》。

海拉細胞不是唯一甩開多細胞生物的束縛，不受困於大樓裡主宰生命的規範，像浪子般飄泊的腫瘤細胞。狗有一種性病是透過有感染力的細胞所傳染，染病的狗的生殖器上會生長出類似腫瘤的東西。這種疾病全世界都有，會影響所有品種的狗，甚至在狐狸身上也會發現。但是所有的感染似乎都是由單一源頭的同一細胞株所造成。還好這些犬科動物的性病腫瘤在幾個月裡就會恢復，推測是因為這些腫瘤會被宿主抵抗外來組織的免疫系統所攻擊，就像是人類移植器官後，必須服用抑制免疫系統的藥物才不會有排斥一樣。

免疫系統是多細胞動物主要防禦感染的方式之一，但是免疫細胞需要基因印記（genetic signature）才能分辨對方是敵人，還是一樣住在大樓裡的其他居民。像我們這一類遺傳變異性高的群體，每個個體都有自己的基因印記（雖然近親之間有很多相似之處），免疫系統也都運作良好。可是在近親交配頻繁的群體中，基因變異就少很多，因此為這些流浪的腫瘤細胞開了一扇大門。一九六六年，一種新的疾病突然使有袋食肉動物袋獾受盡折磨，倖存的袋獾只有在澳洲東南方的塔斯馬尼亞島才看得到，也稱做「塔斯馬尼亞惡魔」。這種疾病使得受感染的動物臉上出現腫瘤，而且致死率百分之百。研究人員後來有了相當驚人的發現：從不同隻袋獾身上的腫瘤所取得的細胞，莫名其妙的都一模一樣，顯示這些腫瘤並不像大部分的癌症那樣是源自個體身上不同的、各自獨立的流氓細胞，而是透過袋獾之間口鼻的接觸互相傳染。像袋獾這種棲息在島上的稀有物種，近親交配的行為通常很頻繁，也許這就是為什麼牠們面對這些流浪的腫瘤細胞會如此脆弱，並且會因為這種疾病而瀕臨絕種。袋獾可能進入了保育生物學家所謂的漩渦式滅絕（extinction vortex）的過程，也就是因為群體的數量過少，導致近親交配，而近親交配又使得個體暴露在疾病之下，進一步減少群體數量，最後因為群體的總數量過少，光是罹病的機率就可能使得整個族群滅亡。

不論何種形式的癌症都毫不留情地提醒我們：長壽是一種不穩定的成就，必須抵禦快速的細胞分裂這股不受束縛的力量才能達成。動物的多細胞性帶來了較長的生命，但罹患癌症的風險，就是牠們必須付出的代價。細胞為什麼會變成流氓細胞呢？問題主要來自控制基因功能的DNA基因編碼發生自發性改變，稱為「體細胞突變」。每進行一次細胞分裂，DNA就會被複製，所以每一個新細胞都會有原細胞複製的編碼。這種複製很少會出錯，但不代表沒有。就算是很少見的事件，在機會夠多的時候，都可能變成不得不發生的事。只要一個禮拜的時間，你腸子表面的所有細胞都會因為細胞分裂而被取代― 而且是兩次。一次的體細胞突變不足以讓一個細胞在細胞分裂時失控，但是已經足以磨損煞車線，讓後代的細胞走上通往癌症終點的那條路。到了六十歲的時候，在你腸子裡提供替代細胞的幹細胞當中，有一些可能已經分裂過三千次了。這個數字再乘上腸子裡數千萬的幹細胞，結果會相當龐大；如果還不能以某種方法控制突變，那麼有些人在六十歲的時候，身體裡已經累積了數百種的突變。但如果是這樣的話，怎麼會有人能活過六十歲呢？

●本文摘選自貓頭鷹出版社出版之《壽命天註定？──揭開生命週期、老化與死亡的關鍵機制》。