癌細胞是指在身體內不斷分裂、產生腫瘤或在血液或淋巴中充斥著異常細胞的細胞。細胞分裂是身體用於生長和修復的正常過程。一個母細胞分裂形成兩個子細胞,而這些子細胞用來構建新組織或取代因老化或損壞而死亡的細胞。健康細胞在不需要更多子細胞時停止分裂,但癌細胞則持續產生複製。此外,癌細胞還能夠通過轉移的過程從一處擴散到人體的另一部分。
癌細胞的不同胞系可根據其起源的細胞類型進行分類。
根據癌細胞起源的細胞類型,可以將其分為不同的類別。例如,癌腫是大多數癌細胞的來源,起始於人體內外表面組織的上皮細胞。白血病則源自負責產生新血細胞的組織,最常見於骨髓。淋巴瘤和多發性骨髓瘤起源於免疫系統的細胞。其它類型如肉瘤,源自結締組織,包括脂肪、肌肉和骨骼;而中樞神經系統癌則源自腦和脊髓的細胞。
癌細胞在顯微鏡下有著可見的特徵,其細胞核通常較大且不規則。
癌細胞的核形、大小、蛋白質組成及質地常常發生變化,常見的變化包括出現凹槽、摺痕或凹陷,並且染色質的分佈可能會聚集或散開。此外,核仁也可能變得較大。正常細胞的核通常是圓形或固體的,而癌細胞的輪廓則往往不規則。因此,各種癌症型別的癌細胞具有不同的特徵性變化,這些變化甚至可以作為癌症診斷和分期的標記。
癌細胞的產生是由於負責調控細胞分裂的基因受損。致癌過程是由正常細胞基因組成的突變和表觀突變造成的,這破壞了細胞增殖和死亡之間的正常平衡,導致了在身體內不受控制的細胞分裂。這種細胞的快速增殖可能導致良性或惡性腫瘤的產生,其中惡性腫瘤還能侵入其他器官並造成威脅。多次突變的累積通常是將正常細胞轉化為癌細胞所必需的,這些突變可能由於環境中暴露於輻射、化學物質及DNA轉錄中的未被校正的錯誤等因素造成,年齡也因此成為一個風險因素。
當細胞缺乏修復DNA損傷的能力,這些損傷可能隨著細胞分裂而遺留在細胞內。
若一個細胞無法有效修復其DNA損傷,這些損傷會在細胞內以更高的水平積累。這些損傷在細胞DNA複製時可能導致複製錯誤,包括引起癌症的突變。多種遺傳的DNA修復障礙疾病都被描述出來,並且已有研究指出多種癌症中缺乏特定的DNA修復酶。例如,在幾種不同類型的癌症中觀察到DNA修復酶O-6-甲基鳥嘌呤-DNA甲基轉移酶的表現不足。這些DNA修復能力的缺陷可能使細胞系列更易於發展為癌症,而在癌細胞系的進程中,修復能力的增強仍有可能對臨床結果產生重要影響。
癌細胞擁有一些獨特的特徵使其在人群中表現得如同「不死之身」。根據研究,端粒酶是這些細胞延長生命週期的一種酶。大多數細胞在每次分裂時端粒會變短,而最終導致細胞死亡。然而,癌細胞通過端粒酶延長其端粒,這是癌細胞積累並形成腫瘤的主要原因之一。這為未來的癌症治療提供了新的可能性及挑戰。
隨著研究的深入,越來越多的創新療法出現。在2019年2月,醫學科學家們宣布,利用與白蛋白結合的銠,創造出一種光敏化分子,能夠穿透癌細胞並在光照下進行治療,這種被稱為光動力療法的治療方法顯示出了良好的效果。
這些發現讓科學家們不斷深入探索癌細胞的奧秘,或許未來能有更有效的對策進一步戰勝癌症。但究竟我們對這些不死細胞的了解能否幫助我們找到克制它們的辦法呢?