Код жизни. Как защитить себя от развития злокачественных новообразований и сохранить тело здоровым до глубокой старости Фанг Джейсон

Одноклеточные организмы размножаются, делясь на две дочерние клетки. Если ресурсов достаточно, популяция удваивается с каждым поколением – это приводит к очень быстрому экспоненциальному росту. Экспоненциальный рост характерен для рака, но не для клеток многоклеточных организмов. Печень взрослого человека, например, остается примерно одного и того же размера, потому что миллионы «новорожденных» клеток печенью уравновешиваются гибелью других миллионов клеток. Как уже говорилось выше, многоклеточные организмы тщательно контролируют рост, не дозволяя ничем не сдерживаемой экспансии популяции.

Вторжение в новые среды

Одноклеточные организмы часто вторгаются и эксплуатируют новые среды в бесконечном поиске новой пищи. Плесень, появившаяся на кусочке хлеба, будет расти, пока не покроет весь кусок целиком.

Рак, подобно одноклетчным организмам, вторгается повсюду и может колонизировать новые среды – этот процесс называется метастазированием. Клетки рака груди могут выжить в печени. Клетки рака легких – в мозге. Распространение инфекции по организму тоже часто называют метастазами. Например, инфекция может начаться в почках, распространиться по кровеносной системе и заразить сердечные клапаны. Подобные метастатические инфекции нередко бывают смертельно опасны.

Клетки многоклеточных организмов соблюдают строгие границы: они не могут выжить вне отведенных для них мест. Здоровая клетка молочной железы не выживет в печени – это совершенно чуждая для нее среда. Клетка легкого не выживет в мозге.

Конкуренция за ресурсы

Одноклеточные организмы безжалостно конкурируют друг с другом за ресурсы. Каждая бактерия – сама за себя. Клетки, которые успеют схватить достаточно еды, выживут и размножатся. Те, которые не успеют, умрут. Рак точно так же конкурирует за ресурсы с соседними клетками, не задумываясь ни о каких коллективных целях. Раковая клетка съест всю глюкозу, что найдет, даже если для этого придется лишить глюкозы здоровые клетки. Больные раком часто теряют огромные объемы мышечной и жировой ткани, потому что рак пожирает сам себя. Этот процесс, распространенный на поздней стадии многих видов рака, называется раковой кахексией.

Клетки многоклеточных организмов не конкурируют друг с другом за ресурсы, например глюкозу. Когда ресурсов мало, они делятся по строгим правилам. Например, в голодное время отключаются механизмы менструации и размножения, рост волос замедляется, а ногти становятся хрупкими. Немногие доступные ресурсы направляются на выживание организма; некоторыми отдельными клетками можно пожертвовать. В сравнительно ненужных клетках запускается апоптоз.

Геномная нестабильность

Генетическое разнообразие помогает виду эволюционировать и выживать в непредсказуемой среде. Одноклеточные организмы размножаются бесполым путем, разделяясь на две дочерние клетки, генетически идентичные родительской. Если гены передаются со 100-процентной точностью, то генетического разнообразия не будет вообще. Для того чтобы обеспечить генетическое разнообразие, одноклеточные организмы должны мутировать.

Микроорганизмы часто увеличивают скорость генетических мутаций, реагируя на стресс. Для этого они используют сложные механизмы, например анеуплоидию[187], ошибки репликации при редактировании, проскальзывание полимеразы, амплификацию генов, дерегулирование репарации ошибочно спаренных нуклеотидов и рекомбинацию при ограниченной гомологии[188]. Эти процессы даже по названию кажутся сложными – и они такие и есть на самом деле. Здесь отлично подходит пословица «хочешь жить – умей вертеться»: одноклеточные организмы при необходимости находят способы увеличить число мутаций.

Раковые опухоли, как мы знаем благодаря тщательнейшим исследованиям, тоже полны генетических мутаций. Рак может мутировать чуть ли не лучше, чем любая другая существующая клетка. Генетическая мутация – это один из отличительных признаков рака, фундаментальная способность, которая делает рак… ну, раком. Для одноклеточных организмов и раковых клеток способность мутировать полезна, а вот для многоклеточных организмов – вредна.

Многоклеточные организмы обеспечивают генетическое разнообразие с помощью полового размножения, при котором смешиваются гены родителей, но даже при объединении двух наборов генов предпочтение отдается геномной стабильности. Клетки настолько взаимозависимы, что мутация в одной клетке обычно негативно влияет на другую. Если клетка легкого мутирует и перестанет функционировать, от этого пострадает весь организм. Мутация в одном гормональном сигнальном пути, скорее всего, подействует заодно и на другой, и все посыплется, словно домино. Поэтому в многоклеточных организмах развились механизмы репарации ДНК, которые замедляют естественную скорость мутаций.

Мутации позволяют одноклеточным организмам обеспечивать генетическое разнообразие, чтобы справиться с нестабильностью окружающей среды. Клеткам в многоклеточных организмах не нужно иметь дело с нестабильной средой, потому что условия сравнительно статичны. Ионный состав окружающей жидкости поддерживается в очень жестких границах. Температура тела сравнительно постоянна.

Парадигма рака как простейшего, вторгшегося в организм, объясняет, почему рак намного больше похож на инфекцию, чем другие хронические болезни человека, например болезни сердца.

Эволюционная парадигма

Рак происходит из клеток многоклеточного организма, но ведет себя в точности как одноклеточный организм. Это потрясающее, новаторское открытие. Мы наконец-то получили ответ на старый как мир вопрос: что такое рак? Общепринятый ответ, который давала парадигма рака 2.0, довольно долго звучал следующим образом: рак – это клетка со случайно накопившимися генетическими мутациями. Но Дэвис и другие увидели, что происхождение рака связано с происхождением самой жизни. Рак, как бы невероятно это ни прозвучало, – одноклеточный организм. Многоклеточная жизнь – это сотрудничество. Одноклеточная – соперничество. Подобное возвращение к фенотипу древнего предка называется атавизмом – возвращением к более ранней версии или к эволюционному прошлому.

Человеческая цивилизация развилась от маленьких групп людей, конкурирующих друг с другом, до огромных обществ, которые работают вместе. Увеличение размера и сложности и появление специализации помогает городам доминировать. Точно так же и жизнь на Земле развилась от одноклеточной к многоклеточной. Увеличение размера и сложности и появление специализации помогает многоклеточным организмам (в частности, людям) доминировать. Рак – это что-то вроде постапокалиптического мира «Безумного Макса», где маленькие банды людей сражаются друг с другом за ресурсы.

С виду горожанин и выживальщик-одиночка в лесу очень сильно различаются между собой, но на самом деле они очень похожи – просто вынуждены сталкиваться с разными ситуациями. В лесу люди соперничают, в городе – сотрудничают. Но что случится в городе, где разрушатся системы закона и порядка? Сотрудничать станет сложно; начнутся вандализм, грабеж и разбой. «Каждый сам за себя» – вот единственный способ выжить в беззаконной среде. Горожанину приходится вести себя все более и более похоже на выживальщика. Проблема – не только в семени, но и в почве.

Рак – это разрушение межклеточного сотрудничества. Раковое преображение происходит, когда клетка в хорошо функционирующем обществе начинает вести себя как одноклеточный организм из-за нарушения клеточного «закона и порядка». В городах всегда есть силы правопорядка; точно так же и в нормальных клетках есть сильные противораковые механизмы, в которых задействованы клетки иммунной системы. Когда работа иммунной системы подавляется и правила межклеточного сотрудничества нарушаются, клеткам приходится возвращаться обратно к программе «выжить любой ценой». Рак перестает следовать правилам и начинает грабить и нападать на соседние клетки.

Если с вами не сотрудничают, то приходится либо соперничать, либо умирать. Это возвращение к одноклеточности наносит просто убийственный удар по организму. Поскольку все многоклеточные организмы развились из одноклеточных, все многоклеточные формы жизни содержат базовые сигнальные пути, необходимые раку. Семена рака, таким образом, есть в каждой клетке каждого многоклеточного животного. Происхождение рака неразрывно связано с происхождением самой многоклеточной жизни.

Но почему эта клетка, которая изначально была частью многоклеточного сообщества, начинает вести себя как одноклеточный организм? Лишь одна сила в биологической вселенной может заставить ее это сделать.

Эволюция.

12

Эволюция опухоли

Чарльз Дарвин, изучавший животных на идиллических Галапагосских островах, сотворил историю, описав свою теорию эволюции путем естественного отбора в книге «Происхождение видов» (1859). Согласно легенде, Дарвин заметил, что форма и размер клюва птиц, которых он посчитал вьюрками (на самом деле это могли быть танагры), различаются в зависимости от главного источника пищи. У некоторых птиц были длинные, острые клювы, которыми удобно есть фрукты, а у других – короткие, толстые клювы, которыми хорошо клевать семена с земли. Дарвин предположил, что это не может быть простым совпадением: остроклювые птицы встречались там, где в изобилии есть фрукты, а тупоклювые – там, где много семян.

Рассматривал Дарвин и другую птицу – он называл ее домашним голубем, но, возможно, это был дикий сизый голубь. В 1800-х гг. заводчики голубей выводили этих птиц для получения определенных атрибутов. Заводчик, который хотел получить белого голубя, в течение нескольких поколений случал между собой только голубей очень светлого цвета и в конце концов добивался успеха. Если заводчику нужна была птица с большими перьями, он точно так же целенаправленно, в течение нескольких поколений скрещивал птиц с самыми большими перьями. Искусственный отбор в конце концов давал птиц с желаемыми чертами. Заводчикам не обязательно было знать конкретные необходимые генные мутации – достаточно было критериев селекции.

Человечество применяет искусственный отбор не одно тысячелетие. Чтобы вывести молочные породы коров, скрещивали потомство коров, которые давали больше всего молока. Другие же коровы шли на мясо. В конце концов удалось вывести голштинскую породу (всем известную белую с черными пятнами), которая может давать до 30 литров молока в день. К одному и тому же результату могут привести разные генетические мутации. Швицкая порода коров тоже дает много молока, но генетически она сильно отличается от голштинской. Эти генетические варианты – не случайные мутации: они были вызваны с конкретной целью, увеличения производство молока.

Дарвин предположил, что тот же самый процесс отбора действует и среди галапагосских вьюрков. Вместо искусственной, направляемой человеком селекции, заявил он, мы видим процесс естественного отбора. Области, где растет много фруктов, более благоприятны для выживания птиц с длинными клювами. У потомства таких птиц клювы тоже будут длинными.

Длинные, острые клювы не были результатом случайной генетической мутации («семени») – их вызвала окружающая среда («почва»): изобилие фруктов способствовало процветанию в первую очередь мутации, при которой вырастает длинный клюв. Если главным источником пищи являются семена, происходит противоположный процесс: в данном случае преимущество птицам дают короткие клювы.

Изменения в популяции путем селекции – и искусственной, и естественной, – требуют двух условий: генетического разнообразия и давления отбора. Если бы у всех птиц были одинаковые клювы или все коровы давали одинаковое количество молока, эволюция была бы невозможна, потому что любой отбор приводил бы к одному и тому же результату. Не было бы никаких естественных преимуществ или недостатков. Теория естественного отбора объясняет процесс, за счет которого появляются или исчезают определенные признаки. Окружающая среда оказывает давление отбора, которое определяет, какие именно генетические изменения наиболее способствуют выживанию. Почва определяет, каким семенам взойти и процветать. Теория соматических мутаций предполагала, что раковые клетки генетически монотонны, а мутации накапливаются случайно, а не путем какого-либо процесса отбора. Трудно было заявить что-либо более неверное.

Внутриопухолевая гетерогенность

Достаточно ли рак генетически разнообразен, чтобы эволюционировать? Ответ на этот вопрос – безусловное «да», и он был получен при составлении «Атласа ракового генома». Даже в пределах одной опухолевой массы наблюдается значительное генетическое разнообразие: это называется внутриопухолевой гетерогенностью (ВОГ). Слово гетерогенность означает «состояние разнородности», так что термин «ВОГ» описывает потрясающее разнообразие генетических мутаций, которые можно найти в одной и той же опухоли[189].

Опухоли, имевшие много сходных характеристик (отличительных особенностей рака), невероятно отличались одна от другой на генетическом уровне[190]. Даже в одном и том же пациенте разные участки одной и той же опухоли обладали очень разными генетическими мутациями[191]. Например, в исследовании 2012 года ученые взяли биопсию одной раковой опухоли у одного пациента, затем секвенировали девять образцов из первичной опухоли и три – из метастазов и сравнили их. Теория соматических мутаций (ТСМ) предсказывала 100-процентное генетическое совпадение, но правда оказалась совершенно иной: одинаковыми были лишь 37 % соматических мутаций. Рак – это не однородный генетический клон; он содержит многочисленные и разнообразные субклоны.

В большинстве раковых опухолей есть доминирующий клон, из которого состоит более 50 % всей опухоли, а оставшуюся часть составляют многочисленные генетически разнообразные субклональные популяции. Иногда даже клетки одной и той же опухоли очень сильно друг от друга отличаются. В одной истории болезни обнаружилась клетка-субклон, которая отличалась от доминирующего клона на 15 600 генетических мутаций![192]

Опухоли отличаются разнообразием и в пространстве, и во времени[193]. Новые мутации постоянно появляются, а старые отмирают. В одном исследовании сравнили геном рецидивировавшего метастатического рака груди с геномом исходной опухоли, секвенированным девять лет назад. В метастазах нашли 19 новых мутаций, отсутствовавших в исходной опухоли[194]. Генетическое разнообразие, или ВОГ, – это ключевой фактор эволюции опухоли, который позволяет естественному отбору действовать через процесс разветвленной эволюции.

Разветвленная эволюция

Как работает эволюция опухоли? ТСМ считала, что рак развивается линейно. У раковых клеток постепенно накапливаются мутации, пока они не получают все необходимые отличительные особенности, делающие их раковыми. Эта теория предсказывала, что одного-единственного вмешательства, например лекарства или специально изготовленного антитела, будет достаточно, чтобы разрушить всю цепочку мутаций и вылечить рак. Фантастическая история, да – только сейчас уже известно, что с большинством распространенных раковых опухолей такой фокус не проходит.

Генетическая гетерогенность и разветвленная эволюция раковых клеток позволяют раку адаптироваться к препятствиям.

Внутриопухолевая гетерогенность (ВОГ) вместо линейной эволюции делает возможным более надежный процесс – разветвленную эволюцию. Рак эволюционирует не по одной-единственной цепочке, а сразу по многим дорожкам, словно дерево, у которого отрастают все новые ветки. Препятствие, с которым сталкивается одна ветка, не мешает развитию всего дерева,потому что другие ветки, расположенные более благоприятным образом, продолжают расти.

Представьте себе дерево, растущее возле забора. Если бы у дерева была всего одна ветка, оно бы перестало расти, наткнувшись на доски. Но, поскольку у дерева веток много, оно прорастает прямо через забор, находя в нем зазоры и отверстия. Большинство биологических видов эволюционируют точно так же. Например, у галапагосских вьюрков клювы бывают разной формы; в некоторых ситуациях для них более благоприятен длинный клюв, в некоторых – короткий.

Популяция раковых клеток

Генетическая гетерогенность и разветвленная эволюция раковых клеток позволяют раку адаптироваться к препятствиям

Рак тоже знает, как работает разветвленная эволюция. На рис. 12.2 видно, как именно ВОГ и разветвленная эволюция обеспечивают выживание. Когда рак натыкается на препятствие – например химиотерапию, которая убивает 99 % раковых клеток, – достаточно, чтобы выжил всего один субклон рака, чтобы снова восстановить опухоль и продолжить эволюционный процесс. Дереву, у которого много веток, достаточно найти всего одно отверстие, чтобы прорасти через забор.

Благодаря недавним исследованиям удалось проследить за эволюционным путем рака в организме пациента. На рис. 12.3 изображен процесс составления карты генетических мутаций одной-единственной раковой опухоли и ее эволюции со временем. Здесь важны не столько конкретные мутации, сколько сама структура: эволюция рака очень напоминает ветви дерева.

Эволюция рака со временем становится разветвленной.

Источник: Marco Gerlinger et al, “Intratumor Heterogeneity and Branched Evolution Revealed by Multiregion Sequencing,” New England Journal of Medicine 366 (2012): 883–92.

На первом этапе все раковые клетки, образовавшиеся из здоровой ткани, имеют одну и ту же общую мутацию. ТСМ предполагала, что эта одна-единственная мутация – единственное, что отличает рак от нормальной ткани. Но на самом деле это было только начало, а не окончание ракового преображения. От главного ствола ответвлялись новые мутации, а со временем их становилось все больше и больше[195]. Когда раковая опухоль сталкивается с проблемой, мешающей ей расти, у одного из многочисленных субклонов может найтись решение. Этот субклон начнет размножаться и станет доминирующим, после чего опухоль продолжит расти. Препятствие станет для нее давлением отбора.

Последствия для терапии

Понимание, что рак постоянно развивается и во времени, и пространстве с помощью разветвленной эволюции, помогло нам наконец оторваться от онкологической ортодоксии предыдущих десятилетий. Это имеет два важных последствия для противораковой терапии и по большей части объясняет, почему же в онкологии не удается добиться особого прогресса.

1. Одно-единственное таргетированное средство вряд ли будет успешным;

2. Рак может эволюционировать, развивая в себе резистентность к лечению.

Во-первых, у большинства раковых опухолей очень мало общих генетических мутаций. Соответственно, одно-единственное лекарство, которое справляется с одной-единственной мутацией, вряд ли сможет вылечить всю опухоль. Мечта о таргетированном персонализированном лекарстве, которое будет отключать одну-две мутации, была окончательно и бесповоротно похоронена.

Были, конечно, и исключения. Таргетированная медицина добилась потрясающих успехов в борьбе с хроническим миелоидным лейкозом и HER2/neu-положительным раком груди. Но вот для большинства опухолей, которые содержат сотни мутаций, такая стратегия не работала и не могла работать. Чтобы убить каждую генетически отличную от других область опухоли, включая метастазы, понадобится несколько десятков разных лекарств.

Вспомните еще раз аналогию с деревом. Его можно срубить мощным ударом по стволу, но вот если вы будете только обрубать ему ветки, то дерево, скорее всего, продолжит расти как ни в чем не бывало. Точно так же обстоит дело и с раком. «Ствол» срубить очень трудно, а борьба с сотнями мелких ответвлений неэффективна.

Сама логистика борьбы с многочисленными мутациями уже выглядит обескураживающе. Если сделать только одну биопсию опухоли, то, скорее всего, вы упустите большинство генетических нарушений. Даже если вам каким-то образом удастся составить полный список всех мутаций, то для уничтожения всех «веток» понадобится сочетание десятков, а то и сотен лекарств. Идея «прецизионной» химиотерапии была основана на ошибочном предположении, что эволюция рака линейна. На самом деле опухоль гетерогенна и эволюционирует и во времени, и в пространстве, а вот наши методы лечения неизменны.

Благодаря данным, полученным за полвека войны против рака, мы составили каталог из миллионов возможных мутаций, ведомые ошибочной надеждой, что эта информация поможет нам найти лекарство. Но мы и близко не подошли к этой мечте. Борьба с одной-единственной мутацией, когда в раковой опухоли их может быть много сотен, – не слишком-то плодотворная стратегия.

Самый часто мутирующий ген в человеческих раковых опухолях (он дефективен примерно в 50 % всех опухолей[196]) называется p53; его открыли в 1979 году. Иногда его называют «стражем генома», потому что он очень важен для поддержания стабильности генома. Любые повреждения ДНК, чем бы они ни были вызваны – токсинами, вирусами, радиацией, – активируют ген p53. Если повреждения минимальны, то p53 просто починит их. Но вот если они слишком значительны, то p53 нажимает на «аварийный выключатель» и активирует протокол апоптоза, защищая геном от дефектных клеток.

После открытия p53 об одном этом гене было написано около 65 тыс. научных статей. Если предположить, что в среднем на исследования для одной статьи уходило по $100 тыс. – кстати, эта цифра, скорее всего, значительно занижена, – это значит, что на исследования гена p53 потратили $6,5 млрд. Это миллиарды действительно с большой буквы «М». С 1979 года раком, связанным с геном p53, заболели около 75 млн человек. Чем мы можем похвастаться, вложив в исследования такие огромные деньги и увидев такие человеческие страдания? Количество связанных с геном p53 методов лечения, одобренных FDA по состоянию на 2019 год, равно нулю. Да, нулю. Почему хорошее лечение найти так сложно? На данный момент нашли уже 18 тыс. разных мутаций этого гена.

Кроме того, разветвленная эволюция помогает раковым опухолям развить резистентность к лекарствам – это явление часто отмечают при бактериальных инфекциях. Генетически разнообразная популяция бактерий адаптируется к приему антибиотиков, развивая резистентность. При первом использовании антибиотиков большинство бактерий погибает. Рано или поздно какая-нибудь редкая мутация позволяет одной бактерии выжить. Она процветает, потому что другие бактерии погибли, и у нее нет конкурентов. Начинается новая инфекция, только на этот раз бактерии обладают сопротивляемостью к антибиотикам. Рак ведет себя как инвазивное простейшее: он часто приобретает резистентность к химиотерапии, радиотерапии, гормональным и даже современным генетическим лекарствам.

ВОГ и разветвленная эволюция – это мощные механизмы выживания, которые имеются практически у всех живых существ на Земле. Они помогают адаптироваться к новым жизненным средам. Именно поэтому количество провальных лекарств такое невероятно большое: противораковые средства оказываются неэффективными почти в три раза чаще, чем лекарства для борьбы с другими болезнями[197].

Разветвленная эволюция дает нам концептуальную структуру для понимания противораковой терапии. Успех может принести только стратегия «пан или пропал». Атака на «стволовую» мутацию, скорее всего, будет эффективна, но сложна. В редких случаях нам действительно удается найти метод лечения, который срубает ствол – например иматиниб или трастузумаб. В таких случаях достаточно разорвать всего одно звено цепи, чтобы вылечить болезнь.

Другая успешная стратегия – задавить рак сразу несколькими методами лечения: использовать различные лекарства при химиотерапии, а также сочетать ее с другими подходами – операциями и радиотерапией. И иногда такое лечение работает очень хорошо. Лейкемию и другие виды детского рака нередко удается вылечить с помощью комбинированной химиотерапии. Одним из первых прорывов в химиотерапии стало как раз сочетание нескольких лекарств в одном курсе лечения. Сейчас очень немногие химиотерапевтические средства прописывают по одному. Вместо этого пациентам дают сразу по три-четыре лекарства, прием которых строго упорядочен.

Такой же стратегией пользуются и в борьбе с некоторыми инфекциями. Поскольку и инфекции, и рак ведут себя как одноклеточные организмы, это сходство – не совпадение. Для лечения туберкулеза, который вызывается медленно растущими бактериями, требуется прием сразу нескольких антибиотиков. Если вам удастся убить 100 % микробов, резистентность просто не разовьется.

Рак генетически подвижен и постоянно эволюционирует. Он легко обхитрит статическую генную терапию. Рак играет с нами в шахматы – постоянно меняющуюся и эволюционирующую стратегическую игру. Использовать одну-единственную таргетированную генетическую терапию – все равно, что разыгрывать один и тот же дебют вне зависимости от ответов соперника. Такой подход практически всегда приводит к неудаче.

До последнего времени раковые клетки считали идентичными клонами, так что эволюционным вопросам внимания не уделялось. Но понимание, что рак может эволюционировать, произвело фурор. Впервые за несколько десятилетий мы стали лучше понимать, как развивается рак. Теперь для того чтобы разобраться и объяснить, как рак мутирует, можно было задействовать целую отрасль науки – эволюционную биологию.

Раковые опухоли постоянно эволюционируют – а это значит, что они являются подвижными, а не статичными целями. Чтобы попасть в движущуюся цель, нужно знать, какие силы ее передвигают. Чтобы убить рак, нужно знать, чем вызываются эти мутации. Какое давление отбора действует на него?

Давление отбора

Глубокие эволюционные корни рака уходят в далекое прошлое, задолго до появления человечества – к самому происхождению многоклеточной жизни на Земле. Совершенно неожиданный ответ на важнейший вопрос «Что такое рак?» звучит так: рак – это одноклеточный организм. Но чтобы клетка из здорового «общества», основанного на сотрудничестве, превратилась в одноклеточное, ей требуются сотни или даже тысячи генетических мутаций. Встает новый вопрос: что управляет отбором при этих мутациях?

Теория соматических мутаций предполагала, что рак – это просто скопление случайных генетических ошибок. Но раковое преображение клеток явно не случайно. Напротив, клетки эволюционируют в сторону явно определенной цели – одноклеточности, – с решительностью и упрямством собаки-ищейки. Рак не может существовать вне носителя и не заразен: успешно развивающийся рак убивает своего носителя, а в процессе – и самого себя. Чем смертоноснее рак, тем более самоубийственно его поведение. Почему эволюция превращает рак в форму жизни, которая убивает саму себя?

Принципы эволюционной биологии дают нам ответ. Во-первых, рак ведет себя как одноклеточный организм. Бактерии, которые выращивают в чашке Петри, будут расти до тех пор, пока пища не закончится. Они и не попытаются как-то замедлить свой рост даже в условиях очевидной нехватки пищи, потому что каждую отдельную клетку интересует только собственный рост. Расти, пока еда не закончится, а потом умри. Точно такая же закономерность роста наблюдается и при раке: опухоль разрастается до тех пор, пока организм-носитель не умрет. А после этого умирает и сам рак.

Во-вторых, рак в основном поражает взрослых в зрелом возрасте – уже после того, как заканчивается репродуктивная фаза жизни. Гены, которые повышают риск рака, передаются следующему поколению. Например, ген BRCA1 значительно повышает риск рака и груди, и яичников. Средний возраст диагностирования рака груди – 42,8 года, во многих случаях – уже после того, как женщина родит детей. Таким образом, несмотря на летальность рака, ген BRCA1 передается дальше и удерживается в популяции[198].

Рак отличается от других генетических болезней, потому что он эволюционирует. Серповидноклеточная анемия, например, вызывается генетической мутацией, которая одинакова во всех случаях и остается стабильной и во времени, и в пространстве. Мутации раковых клеток меняются постоянно – и от человека к человеку, и даже в одном и том же человеке со временем. Но если раковые опухоли мутируют постоянно и независимо друг от друга, почему тогда они оказываются такими одинаковыми? Почему у всех них одни и те же отличительные особенностями? На этот вопрос есть два возможных ответа: конвергентная эволюция и атавизм.

Конвергентная эволюция

При схожих условиях окружающей среды животные могут независимо друг от друга развить в себе схожие полезные черты – это явление называется конвергентной эволюцией. Например, белки-летяги Австралии и Северной Америки не связаны между собой генетически, но выглядят почти идентично. У этих животных появились похожие отличительные черты, потому что им приходилось иметь дело с одинаковым давлением отбора. Белки на обоих континентах вынуждены спасаться от наземных хищников, и похожие на крылья конечности, которые помогают им парить с дерева на дерево, обеспечивают им заметное преимущество в выживании. У двух неродственных видов белок развилось одно и то же решение проблемы выживания: способность парить.

Появление складок кожи, похожих на крылья, требует значительных изменений в генетике. Если бы вы спросили: «Почему у этих белок появилась способность к парению?», ответ мог прозвучать так: «Из-за генетических мутаций». Но это лишь непосредственная причина. На самом деле это окружающая среда отбирает генетические мутации, делающие возможным парение. Гены у двух видов белок очень разные, но благодаря мутациям они пришли к одному и тому же фенотипу: слово «конвергентный» означает «сходящийся». Такая прогрессивная эволюция изменяет тела белок и дарит им новые умения, в частности умение парить.

Давайте теперь вернемся к раку. Можно ли назвать эволюцию рака конвергентной? Каждая раковая опухоль независимо друг от друга изобретает одно и то же «колесо», по очереди набирая одни и те же отличительные признаки. Начинается все с нормального генома, а затем рак, развиваясь, шаг за шагом накапливает новые мутации, которые помогают ему расти, стать бессмертным, передвигаться и использовать эффект Варбурга, и наконец превращается в полноценную опухоль.

Но если каждая из миллионов раковых опухолей развивается независимо друг от друга, почему они все настолько похожи? Дело не может быть только в окружающей среде, потому что она бывает совершенно разной. Легкое совсем не похоже на молочную железу, а молочная железа – на простату. Почему все раковые опухоли под микроскопом выглядят почти неотличимо друг от друга, будь то образец, взятый в 1920 году у японца или в 2020 году у американки?

Давайте рассмотрим эволюцию домашней собаки. От первых одомашненных волчат она прошла долгий путь – сейчас существуют сотни различных пород собак. Одни большие, другие маленькие. У одних вообще нет шерсти, у других ее слишком много. Одни собаки дружелюбны, другие равнодушны. Но все они – потомки волков. Собаки отличаются друг от друга сотнями генетических мутаций и выглядят совершенно по-разному. Рак кишечника начинается в здоровых клетках кишечника. Какова вероятность того, что после миллионов независимых друг от друга мутаций абсолютно все раковые опухоли, найденные в кишечнике, будут неотличимы друг от друга?

Если доминирующей силой действительно является прогрессивная конвергентная эволюция, это значит, что абсолютно все раковые опухоли в истории медицины – это новые мутации, которые развиваются независимо друг от друга, но при этом по простому совпадению выглядят неотличимо даже на микроскопическом уровне.

Это просто немыслимо.

Так как же можно объяснить это невероятное совпадение? Когда Пол Дэвис раздумывал над этой проблемой, его поразило то, насколько же рак «глубоко встроен в саму канву многоклеточной жизни»[199]. Корни рака лежат в нашем эволюционном прошлом. Может быть, рак – это не прогрессивный, а регрессивный эволюционный процесс?

Прогрессивная эволюция рака – постепенное накопление мутаций

Атавизм

В 2001 году в Индии родился мальчик с почти 20-сантиметровым хвостом; малышу, получившему имя Аршид Али Хан, поклонялись как реинкарнации Ханумана, буддистского бога обезьян[200]. Хвост у человека – это пример атавизма, возвращения отличительного свойства далекого предка, исчезнувшего много поколений назад. (Это слово происходит от латинского atavus, «предок»). Другой пример атавизма – перепонки между пальцами. Атавизмы появляются редко, но регулярно. Как они развиваются? Есть два возможных объяснения:

1. Сотни мутаций собираются вместе, чтобы сформировать хвост с нуля (de novo). Это прогрессивная эволюция – добавление нового свойства существующей структуре.

2. Биологический «план» для хвоста уже существует, но обычно не задействуется. Если механизмы, подавляющие выполнение этого плана, перестают действовать, вырастает хвост. Это регрессивная эволюция – восстановление древней, но скрытой черты.

Для первой возможности требуется невероятное стечение обстоятельств. Мышцы и соединительная ткань, формирующие хвост, должны вырасти в форме трубки. Клетки кожи должны вырасти таким образом, чтобы полностью покрыть хвост. Для кровоснабжения этой аномалии должны вырасти кровеносные сосуды. Если это мутация de novo, то она не обязательно должна выглядеть как хвост. Она может выглядеть как ухо или палец. Кроме того, ей вовсе не обязательно появляться именно на месте копчика. «Хвост» может вырасти у вас на макушке или, скажем, в подмышке.

Второй вариант говорит, что в человеческом зародыше уже содержатся все необходимые генетические инструкции для формирования хвоста, что отражает наше происхождение от приматов. У людей появились гены, подавляющие рост хвоста, но исходные «чертежи» не исчезли, а просто тщательно скрыты. Редкое событие – разрушение генов, которые подавляют рост хвоста – поможет генетической программе по отращиванию хвоста снова запуститься, потому что она была в клетке всегда. Когда эта генетическая мутация случается, человек выглядит внешне неотличимо от других людей, у которых тоже вырос хвост.

Представьте, что на уроке рисования все ученики нарисовали одинаковый цветок – одного и того же размера, цвета и формы. Неужели все дети просто независимо друг от друга решили нарисовать одинаковую картинку? Вряд ли. Скорее всего, эти картинки – одинаковые раскраски по номерам, которые учитель раздал им перед уроком. Что вероятнее в случае с раком: что абсолютно все раковые опухоли в мире независимо друг от друга решили развить в себе одни и те же отличительные признаки, или же эти признаки уже существовали, и им нужно было только не мешать развиваться?

Атавистическая теория предполагает, что рак – это регрессия к более старому эволюционному формату, одноклеточному организму. Рак уже существует во всех клетках всех многоклеточных организмов, только он тщательно спрятан. Основной «чертеж» уже существует, и его нужно просто отыскать, а не составить с нуля. Этот атавизм – по сути, регрессивная, а не прогрессивная эволюция, возвращение к ранней, уже существующей версии. Вполне правдоподобный ответ на вопрос, почему все раковые опухоли в истории развиваются по-разному, но выглядят одинаково.

Рак – это одноклеточный предок нормальной клетки. За время эволюции в многоклеточных организмах появились новые системы контроля, которые обеспечивают сотрудничество и координацию. Одноклеточные организмы постоянно растут, бессмертны, передвигаются и используют гликолиз. С появлением многоклеточной жизни в клетках развились новые генетические инструкции, которые останавливают рост, делают клетки смертными, не дают им свободно передвигаться и заставляют отдавать предпочтение другому способу выработки энергии – окислительному фосфорилированию.

Но, и это очень важно, старая программа «одноклеточности» не была стерта. Она по-прежнему существует, пусть и в скрытом состоянии. Новые программы просто построены на фундаменте из старых. Если новые программы подавления перестанут работать, старые программы смогут подать голос. Атавизмы чем-то напоминают прирученных тигров. Тигра можно выдрессировать, чтобы он терпел присутствие людей и ел только из своей миски. Но если он разъярится и забудет свою дрессировку, то снова станет диким зверем.

Атавистическая теория предполагает, что одноклеточные организмы содержат в себе исходное ядро генетической программы, которая способствует росту, бессмертию, передвижению и гликолизу (рис. 12.5А). Это ядро существует и в многоклеточных организмах как напоминание об одноклеточном эволюционном прошлом. Новая генетическая программа накладывается поверх старого ядра (рис. 12.5Б), чтобы изменить поведение клетки – сделать ее склонной не к соперничеству, а к сотрудничеству. Если эти сравнительно новые механизмы генетического контроля будут повреждены, то древние свойства снова проявляют себя (рис. 12.5В). Именно так здоровая клетка переживает раковое преображение.

Атавистическая теория делает дикое с виду, но верное предположение, что рак – это распространенное, а не редкое событие, потому что повредить контролирующие структуры относительно легче, чем накопить сотни скоординированных новых мутаций с помощью прогрессивной конвергентной эволюции. По древнему праву рождения нам положено выживание отдельной клетки, а не многоклеточного организма. И в самом деле, вероятность заболеть раком намного, намного превышает известную вероятность мутации в организме.

Рак всегда идет по одному и тому же пути – назад к одноклеточной жизни. Поскольку эта примитивная программа существует абсолютно во всех клетках, раковые клетки со временем становятся все более похожи одна на другую. Они дедифференцируются (становятся менее отличными друг от друга). Собственно говоря, именно словом дедифференциация описывается поведение раковых опухолей.

Все раковые клетки приходят к одной и той же цели (одноклеточности), следуя заранее определенному пути (атавизму), а не случайным дорогам (конвергентной эволюции). Конвергентная эволюция – это движение вперед, а атавизм – назад. Эти древние сигнальные пути появились миллионы, если не миллиарды лет назад. Рак уже существует во всех многоклеточных организмах; его нужно только выпустить на свободу.

Почему раком болеют все многоклеточные организмы? Почему любая клетка организма может стать раковой? Почему рак так широко распространен? Почему раковые опухоли так похожи друг на друга, хотя развиваются независимо? Теория соматических мутаций не могла ответить на эти вопросы, но вот атавистическая эволюция объясняет очень многое в поведении рака. Тем не менее остается вопрос: какое же давление отбора превращает клетку многоклеточного организма, запрограммированную на сотрудничество, в одноклеточный организм, который заинтересован только в соперничестве? Иными словами: что вызывает рак?

13

Раковое преображение

Новая эволюционная парадигма рака находила совершенно неожиданные ответы. Рак, как бы невероятно все это ни звучало, – это регрессивная эволюция (атавизм), ведущая к одноклеточным организмам из нашего эволюционного прошлого. Клетки из многоклеточных организмов вынуждены постоянно сдерживать свои стремления к одноклеточности. Когда отличительные свойства одноклеточных организмов выходят на передний план, результатом становится рак. Есть ли доказательства этой теории? Современные исследования находят их все больше и больше. Согласно этой теории, раковые клетки должны экспрессировать больше древних «одноклеточных» генов и меньше генов из более современного многоклеточного периода. Именно это сейчас и показывают исследования. Количество мутаций в раковых клетках максимально именно на «стыке» между одноклеточной и многоклеточной жизнью[201].

Исследование 2017 года разделило 17 318 известных человеческих генов на 16 разных групп (филострат) в зависимости от их эволюционной истории. Самые древние гены в филостратах с первой по третью унаследованы от одноклеточных организмов. Филостраты с четвертой по шестнадцатую содержат более поздние гены.

После этого ученые задались вопросом: не какие гены мутируют, а «когдашние» – из какого эволюционного временного периода? Действительно ли экспрессия древних генов в раковых клетках увеличивается, а генов, появившихся в более поздний период, – уменьшается, как предсказывала эволюционная теория?

Измененные взаимодействия между генами одноклеточных и многоклеточных являются движущей силой раковых преобразований в самых разных твердых опухолях.

Источник: Trigos AG et al.

Ответ – да. Рак предпочитает экспрессировать древние гены одноклеточных из филострат с первой по третью. Работа генов, появившихся в переходный период от одноклеточной жизни к многоклеточной (филостраты с четвертой по одиннадцатую), при раке чаще всего нарушена. Именно эти гены несут ответственность за обеспечение межклеточного сотрудничества[202]. Раковые клетки экспрессируют больше генов одноклеточных, которые повышают соперничество между клетками. Одновременно рак подавляет гены, которые пытаются контролировать «позывы к одноклеточности» и способствуют сотрудничеству. Это исследование дает всеобъемлющее доказательство гипотезы, что раковые клетки с генетической точки зрения пытаются вернуться назад к одноклеточному существованию. Чем агрессивнее рак, тем сильнее в нем экспрессируются гены одноклеточных.

База данных COSMIC (Catalogue of Somatic Mutation in Cancer, «Каталог соматических мутаций рака») института Сенгера, самая крупная и всеобъемлющая коллекция генетических мутаций в раковых опухолях, была открыта в 2004 году. В последний версии, опубликованной в 2019 году, COSMIC Release v90, задокументировано более 9 млн различных кодирующих мутаций[203]. Изучение этих мутаций показало такую же концентрацию раковых генов на уровне появления многоклеточной жизни[204]. Рак предпочитает мутировать гены, которые появились вскоре после зарождения многоклеточной жизни, около 500 млн лет назад. Мутации рака не случайны: они специально нацелены на пересечение одноклеточной и многоклеточной жизни – в точности как предсказывала атавистическая теория[205]. Невероятно, но «дикое» предсказание оказалось на 100 % верным. Эта теория предсказывает, что мутации, сбрасывающие с клетки «цепи» (гены-супрессоры опухоли), важнее для зарождения рака, чем мутации, которые провоцируют рост (онкогены). Иными словами, снять ногу с педали тормоза проще, чем построить новую педаль газа. Это опять-таки подтверждается недавними исследованиями.

В клинических образцах раковых опухолей изменения в генах-супрессорах встречаются в 2,3 раза чаще, чем в онкогенах[206]. Рак постепенно разрушает регулирующие структуры, восстанавливая «генетические воспоминания» об одноклеточной жизни. Мутации в гене-супрессоре p53, самом важном для развития рака вообще, обнаруживают более чем в 50 % всех опухолей. Ген BRCA1, повышающий риск развития рака груди и яичников, – это тоже ген-супрессор.

Экспериментальные исследования эволюции опухолей показали невероятную цифру – 12 911 генов, на которых воздействовало давление отбора, причем в 75 % из них наблюдалось снижение экспрессии[207]. Устранить гены, подавляющие рост, важнее, чем ускорить работу генов роста. Собственно, это логично: ограничить работу гена намного легче, чем повысить его экспрессию. Если вы случайно ударите свою машину кувалдой, то с большей вероятностью что-нибудь в ней испортите, чем заставите ее работать лучше. Рак – это не добавление новых функций, а устранение контроля над существующими функциями. Рак скорее не дарит генам новые умения, а заставляет их «вспомнить» старые.

У разных клеток, например клеток легких и печени, очень разные структуры, функции и среды обитания. Эволюционируя в сторону рака, клетки теряют специализированные черты и становятся все более похожи друг на друга. Они становятся более примитивными и дедифференцированными – патологи часто используют два этих термина для описания рака. С концептуальной точки зрения все раковые клетки эволюционируют в сторону одной и той же генетической цели: стволовой клетки[208]. Именно это возвращение к состоянию стволовой клетки позволяет клетке легкого измениться настолько, чтобы выжить в печени: у примитивной легочной клетки есть определенное сходство с клетками печени. Рак – это регрессивный эволюционный процесс, ведущий к чему-то сильно похожему на образование нового вида.

Видообразование

Иммунная система считает раковые клетки новым инвазивным видом. Мы постоянно контактируем с микроскопическими чужеродными организмами, так что смертоносные клетки иммунной системы должны уметь очень точно отличать «собственные» клетки от «несобственных». Мы хотим убивать чужаков-захватчиков, а не вести дружественный огонь по своим же клеткам. Подобно вирусам, бактериям и грибкам, раковые клетки распознаются естественными киллерами как «несобственные» и помечаются для убийства.

Рак, может быть, первоначально и развивается из обычных здоровых клеток, но вот с точки зрения иммунной системы он превращается в чужеродный вид. В природе видообразование (появление нового вида) – не самое редкое явление. Собаки, может быть, и произошли от волков, но волками не являются. Клетки рака груди, может быть, и произошли от здоровых клеток молочной железы, но они не являются клетками молочной железы. Раковые клетки отличаются от своих «родительских» клеток во многих отношениях – в частности, меньшей специализированностью и дедифференциацией.

Рак можно считать инвазивным видом по нескольким причинам: он отбирает энергию и ресурсы для себя, не делясь ими со всем организмом; он распространяется и защищает себя за счет организма-носителя он адаптируется для выживания во враждебной среде человеческого тела[209]. Кроме того, раковые клетки эволюционируют во времени и пространстве, следуя эволюционному пути, отдельному от организма в целом. Нормальные клетки молочной железы остаются одинаковыми в течение десятилетий. А вот раковая опухоль в груди содержит многочисленные субпопуляции генетических вариантов, которые со временем меняются.

Такое поведение помогает раку адаптироваться к меняющейся среде, чтобы выжить. Когда мы пытаемся отравить его химиотерапией или сжечь радиотерапией, рак вырабатывает в себе резистентность – точно так же, как бактерии вырабатывают сопротивляемость к антибиотикам. Рак изначально происходит от здоровых клеток, но постепенно начинает достаточно сильно от них отличаться, чтобы организм посчитал его «чужаком». Но что изначально вызывает рак?

Что вызывает рак?

В функционирующем обществе отдельные люди сотрудничают ради взаимной выгоды. Когда правительство не способно выполнять свои обязанности и закон и порядок разрушаются, людям приходится делать все возможное, чтобы выжить и защитить семью. В нормальные времена они ни за что бы не решились заниматься вандализмом, грабежом или разбоем, но вот при анархии такое происходит сплошь и рядом. Отчаянные времена требуют отчаянных мер. Рано или поздно появляется какой-нибудь полевой командир, источником власти которого становится жестокость. Рак – это как раз такой полевой командир.

При раке нормальный «закон и порядок» многоклеточного организма разрушаются. Отдельные клетки выживают, но вот никаких правил сотрудничества нет. Чтобы выжить, клеткам приходится возвращаться к старой программе выживания. Одноклеточное ядро, самая фундаментальная часть клетки, рожденная сотни миллионов лет назад, – это идеальный «выживальщик». Клетка меняет свое поведение, используя древние инструменты, гарантирующие ей выживание. Ограничители старой одноклеточной программы больше не действуют.

Возвращаются модели поведения, характерные для одноклеточного организма: рост, бессмертие, передвижение, гликолиз. После этого преображение клетки в древнего предка, одноклеточный организм, который мы называем раком, заканчивается.

Рак могут вызвать практически любые повреждения клеток и ДНК, нанесенные, скажем, химическими веществами, радиацией или вирусами, но для этого требуются очень специфические условия. Наносимые повреждения должны быть:

• хроническими и

• сублетальными

Чтобы клетка стала раковой, повреждения не должны быть слишком сильными или слишком слабыми. Сильнейшая травма просто убивает все клетки, не оставляя раку никаких шансов на развитие. У мертвецов не бывает рака. Если город полностью уничтожить ядерной бомбой, там никто не выживет, чтобы конкурировать за ресурсы. Все просто будут мертвы. С другой стороны, слишком слабые повреждения просто восстанавливаются с помощью обычных механизмов репарации ДНК. Иммунная система убивает изредка появляющиеся раковые клетки, и все возвращается к норме. Канцерогенез находится между двумя этими состояниями – словно человек, который опоздал на поезд. На один он уже не попал, а другого ждать слишком долго. В этой «серой зоне» между жизнью и смертью поврежденные клетки пытаются выживать, но нормальные структуры, обеспечивающие сотрудничество, больше не функционируют. В этой борьбе за существование рождается рак.

Второй ключевой атрибут канцерогенов – их хронический характер. Одна-единственная большая доза радиации намного менее канцерогенна, чем хроническое слабое облучение. Радиоактивные осадки после атомных бомб, сброшенных на Японию, вызвали намного меньше заболеваний раком, чем изначально опасались. Одна-единственная большая доза сигаретного дыма намного менее канцерогенна, чем постоянное курение сигарет. Вирус гепатита A, который сильно повреждает печень, но делает это один раз, намного реже вызывает рак печени, чем хронические слабые повреждения, вызываемые гепатитами B и C. Хроническое заражение H. pylori канцерогенно, а вот одна-единственная перенесенная тяжелая желудочная инфекция – нет.

Хронические сублетальные повреждения активируют механизмы клеточной репарации, стимулируя обновление и деление клеток. Единственная большая разница между заживлением раны и раком состоит в том, что после того как рана заживет, рост клеток останавливается, а вот при раке – нет. Это поразительное сходство даже заставило некоторых ученых сравнивать рак с «раной, которая не может зажить»[210]. При заживлении ран некоторые атрибуты клеток, например склонность к росту и бессмертие, очень полезны. Генные мутации в онкогенах и генах-супрессорах опухолей, в том числе myc, PTEN и src, которые делают возможными усиленный рост и репликацию (бессмертие), очень полезны при заживлении хронических ран и поэтому постепенно накапливаются. Это может привести к появлению предраковых образований, например полипов в кишечнике или дисплазии, наблюдающейся при раке шейки матки. Хронические сублетальные повреждения дают клеткам и время, и достаточное давление отбора, которые необходимы для ракового преобразования.

Канцерогенез – это эволюционный процесс, так что для него требуется время. Одна-единственная острая травма не оказывает постоянного давления отбора, необходимого для появления рака. Рак вызывают хроническое воздействие химических веществ, или хроническая радиация, или хронические инфекции. Кроме того, рак обычно не действует по принципу «все или ничего». Когда давление отбора по признаку роста и репликации исчезает, риск рака уменьшается. Например, отказ от курения может снизить избыточный риск рака легких через 20 лет почти на 75 %[211].

Практически любая хроническая сублетальная травма может вызвать рак. Одна из самых четких иллюстраций этого принципа – заболевание, известное как пищевод Барретта. Чаще всего оно вызывается гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью (ГЭРБ), которая также известна как рефлюкс или, в разговорной речи, изжога. Обычно желудочный сок остается в желудке и не попадает в пищевод. Стенки желудка рассчитаны на то, чтобы выдерживать воздействие сильной кислоты, а вот стенки пищевода – нет. Попадая в пищевод, желудочный сок повреждает его стенки, вызывая боль – изжогу. Клетки стенок пищевода реагируют на повреждения и меняются, начиная больше напоминать по структуре стенки желудка и кишечника; этот процесс называется метаплазией.

Пищевод Барретта часто считают предраковым состоянием; в последние десятилетия его распространение растет. Каждый год примерно 0,3 % всех случаев пищевода Барретта превращаются в рак пищевода[212] – этот риск примерно в пять раз выше нормы. Самый значительный фактор риска для ГЭРБ и пищевода Барретта – ожирение[213].

В данном случае канцерогеном является желудочный сок – совершенно нормальное вещество, оказавшееся в ненужном месте. Желудочный сок в желудке – это вполне нормально. А вот желудочный сок в пищеводе – ненормально, потому что хроническое сублетальное повреждение клеток рано или поздно приводит к раку.

Все известные канцерогены (табачный дым, асбест, сажа, радиация, H. pylori, вирусы и т. д.) – это хронические сублетальные раздражители. По иронии судьбы, некоторые методы лечения рака вызывают хроническое раздражение – и, соответственно, вызывают рак. Самый древний из известных методов лечения рака – хирургические операции. Рак может дать рецидив на месте операции, даже если хирургические края совершенно чисты. Травма от операции сама по себе вызывает хроническое воспаление и провоцирует процесс заживления ран, которые способствуют возвращению рака. В некоторых редких случаях рак может развиться и процветать даже на месте травмы, никак с ним не связанной. Известен случай, когда пациент упал и сильно ушибся. Через два месяца у него диагностировали рак легких, давший метастазы в место полученной травмы[214]. Это явление называется воспалительным онкотаксисом[215].

Лучевая терапия сжигает раковые клетки, и, если доза достаточно большая, она может даже вылечить рак. Пан или пропал. Но сама процедура вызывает хронические сублетальные повреждения клеток и, соответственно, может быть канцерогенной. Вторичный рак развивается примерно у 13 % пациенток с раком груди, причем одним из крупных факторов риска является радиотерапия[216].

Химиотерапевтические лекарства – тоже известные канцерогены. МАИР относит такие препараты для химиотерапии, как хлорамбуцил, циклоспорин, циклофосфамид, мелфалан, алкилирующие антинеопластические препараты и тамоксифен, к канцерогенам группы «А». Циклофосфамид, иммунодепрессант, который используется для лечения аутоиммунных болезней вроде васкулита[217] и ревматоидного артрита[218], ассоциируется с увеличением риска некоторых видов рака в четыре раза.

Современные стандартные противораковые препараты сильно напоминают древнейшие экзистенциальные угрозы: радиация (до появления озонового слоя), яды и антиметаболиты (проблемы с питанием, периодический голод). Одноклеточные организмы хорошо знакомы с этими угрозами и развили в себе эффективные механизмы, чтобы процветать именно в таких условиях. Теперь понятно, почему польза от методов лечения, предложенных парадигмой рака 1.0, оказалась такой ограниченной.

Канцерогенез – это могучая сила, но противораковая защита организма достойно ему противостоит. У многоклеточных организмов существует огромное количество механизмов, подавляющих рак и помогающих поддерживать закон и порядок. Среди них – апоптоз (контролируемая клеточная смерть), механизмы репарации и слежения за ДНК, эпигенетические модификации, ограничение количества делений у клеток (предел Хейфлика), укорочение теломер, архитектура тканей, иммунная слежка. По большей части этой «защиты от темных искусств» достаточно, чтобы не дать нам заболеть раком. Но вот если окружающая среда изменит баланс сил в пользу «одноклеточных стремлений», может начаться рак.

Мы долго считали рак просто случайной генетической ошибкой. Хороша ошибка, правда – встречается у всех живых существ за всю историю жизни на земле и независимо появляется у миллионов людей каждый год? Рак – это совсем не ошибка. Рак – это величайший выживальщик. Когда все остальное умирает, рак остается, потому что это самое сердце клетки, которое стремится выживать любой ценой. Рак отнюдь не случаен и не глуп. Эволюция дала ему все инструменты, необходимые для выживания.

Эта модель подходит к известным фактам о раке лучше, чем любая предыдущая парадигма. Несомненно, даже она не скажет последнее слово в изучении рака, и не нужно рассматривать ее с этих позиций. Кроме того, не все ее предположения – доказанные факты. Мы постоянно будем узнавать о раке что-нибудь новенькое, но я считаю, что эта новая парадигма – огромный и полезный шаг вперед, который объясняет многие загадки рака.

ОБЪЯСНЕНИЕ ЗАГАДОК РАКА

Почему рак может поражать любую часть тела?

Большинство болезней поражают только одну систему органов. Гепатит B атакует печень, но не ступню. Болезнь Альцгеймера атакует не сердце, а мозг. А вот рак атакует каждую клетку человеческого тела. Почему? Потому что каждая клетка организма уже содержит в себе семя рака.

Почему рак может поражать практически все многоклеточные организмы на Земле?

Все животные и растения на Земле произошли от одноклеточных организмов, так что в наших геномах предустановлена «раковая подпрограмма» – глубоко запрятанный, повсеместно присутствующий набор генов. Для одноклеточных организмов эта программа, конечно же, не является инструкцией по превращению в рак. Это просто набор инструкций для успешного соперничества с другими клетками за доминирование в окружающей среде.

Многоклеточная жизнь сдерживает эти одноклеточные стремления с помощью различных процедур контроля. Старый «учебник соперничества» не уничтожили – в него просто вписали новые главы, после чего он превратился в «учебник сотрудничества». Когда новые сигнальные пути разрушаются, спрятанная под ними одноклеточная (раковая) подпрограмма вырывается на свободу и начинает действовать по старым инструкциям. После того как эта программа активируется, она следует заранее определенному алгоритму. Раковая клетка начинает расти, формируя небольшую массу ненормальных клеток – опухоль.

Почему все раковые опухоли выглядят так похоже?

Все раковые клетки обладают одним и тем же «странным портфелем» отличительных особенностей, несмотря на совершенно разные клетки, из которых они происходят, и генетические различия между людьми. У этих отличительных особенностей нет никакой априорной причины проявляться всем вместе. Почему рост и бессмертие отбираются именно вместе с эффектом Варбурга? Почему бы некоторым видам рака не развить, скажем, способность к фотосинтезу – получению энергии от солнечного света? Почему рак вызывает бурный рост клеток, но не помогает, допустим, стрелять лазерами из глаз?

Раковая программа предопределена заранее. Это регрессия к одноклеточной форме жизни, атавизм. У всех раковых опухолей один и тот же одноклеточный предок, имеющий древний modus vivendi[219] – совокупность развившихся за миллионы лет атрибутов, которые обеспечивают максимальную выживаемость клетки.

Почему рак так распространен?

Статистика говорит, что рак в течение жизни диагностируется у каждого третьего человека. Каждая девятая женщина в США рискует заболеть раком груди. Но на самом деле рак распространен намного шире. Вскрытия пациентов, умерших не от рака, показали просто поразительное количество незамеченных злокачественных новообразований[220]. Рак – не редкая, а почти повсеместно встречающаяся болезнь.

Каждая здоровая клетка должна перенести сотни тысяч мутаций, чтобы стать раковой. Если бы рак развивался по одной мутации за раз, на образование одной раковой клетки ушли бы века, если не тысячелетия. Атавистическая теория идеально объясняет, почему рак так широко распространен: все механизмы рака уже содержатся в каждой клетке нашего организма. Мы не «строим» рак внутри себя – достаточно просто «раскрыть» его.

Новое понимание рака

В следующем разделе этой книги мы подробнее рассмотрим доступные нам инструменты профилактики и борьбы с раком – основной акцент будет уделяться «почве», а не «семени». Но, прежде чем мы к нему перейдем, я хочу кратко подытожить уже пройденный нами путь, чтобы лучше понять происхождение рака.

Парадигма рака 1.0, как вы помните, утверждала, что рак – это болезнь избыточного роста. Это совершенно верно, но не объясняет, почему же рак растет так бурно. Парадигма рака 2.0 предполагала, что рак – это болезнь генетических мутаций, которые вызывают избыточный рост. Это тоже совершенно верно, но опять-таки не объясняет, почему эти мутации происходят. Поиски ответа на этот вопрос привели к появлению парадигмы рака 3.0 – эволюционной теории, которая утверждает, что мутация генов – это реакция, направленная на выживание при хронических сублетальных травмах. Движущей силой этих мутаций является стремление вернуться в состояние одноклеточного организма, самой базовой «единицы выживания». Теорию Чарльза Дарвина в приложении к раку можно перефразировать следующим образом: «Выживает не самый сильный вид и не самый умный, а тот, который лучше всего реагирует на перемены»[221]. Рак – это клеточный «подменыш», который сражается за собственное выживание. Этот могучий враг был сотворен самой мощной из известных биологических сил: эволюцией.

Рак ведет себя как инвазивный вид. Беспрестанный рост и последующее метастазирование показывают, что рак – это организм, который ищет новую среду для процветания. Парадигма рака 2.0 считала рак «глупой» болезнью генетических мутаций, а вот парадигма 3.0 считает его «умной» болезнью – инвазивным протистом, который делает все, что в его силах, чтобы выжить.

Рак – это опасность, которая подстерегает нас постоянно, потому что его семя прячется в каждой клетке любого многоклеточного организма. Как и от старения, от рака никогда не удастся избавиться полностью, но мы можем склонить чашу весов в свою сторону.

Рак в своем цикле жизни проходит три стадии: преображение, прогрессирование и метастаз. Пока что мы описали только первую из этих стадий: преображение. Эволюция работает над раком, словно скульптор над камнем: делает эскизы, высекает, округляет, обрабатывает края, доводит гены выживания до совершенства. Постепенно возникает законченное (и смертоносное) произведение искусства. Но какие факторы окружающей среды способствуют процветанию рака?

Часть четвертая

Прогрессирование

(Парадигма рака 3.0)

14

Рацион питания и рак

В 1981 году бюро по оценке технологий конгресса США попросило сэра Ричарда Долла, выдающегося онкологического эпидемиолога своей эпохи, и сэра Ричарда Пето, уважаемого профессора медицинской статистики и эпидемиологии Оксфордского университета, оценить, какие именно глубинные причины влияют на развитие рака. Их эпохальный 117-страничный документ[222] был обновлен в 2015 году, и ученые в целом согласились, что исходные оценки «за 35 лет остались в общем и целом верными»[223].

Journal of the National Cancer Institute 107, no. 4 (2015): djv044

Табак был и до сих пор остается главным фактором, ведущим к раку. Пик курения в США пришелся на 1960-е гг., хотя примерно 20 % взрослого населения до сих пор курят – на них приходится около трети всего известного риска рака.

Диетические факторы, в том числе ожирение и малоподвижность, находятся на втором месте с небольшим отставанием от первого, хотя вполне правдоподобна прозвучала бы и цифра в 60 %. И тогда, и сейчас было очевидно, что связь между рационом питания и раком очень важна, но остается вопрос: какой именно пищевой фактор несет ответственность за развитие рака? Определить точные отношения невероятно сложно. Может быть, какой-нибудь дефицит витаминов? Или нехватка ключевого защитного фактора? Мы едим слишком много чего-то или, наоборот, слишком мало?

Пищевые волокна

Легендарный ирландский хирург Денис Беркитт в 1973 году отметил: «Ряд важнейших болезней характерен именно для современной западной цивилизации»[224]. Эти болезни, которые, что интересно, отсутствовали у африканского населения, следовавшего традиционному образу жизни, включают в себя заболевания сердца, ожирение, диабет 2-го типа, остеопороз и некоторые виды рака. Рак толстой кишки, который так часто встречается на Западе, практически не был известен в африканских популяциях, которые лечил Беркитт. Однако коренные африканцы, переходившие на западный образ жизни, чаще страдали раком толстой кишки, так что проблема крылась явно не в генетике. Главным подозреваемым стал рацион питания, но какая именно его часть была главным виновником?

В традиционной африканской диете много – очень много – пищевых волокон. Они увеличивают объем стула, что способствует частой и объемной дефекации. В западной диете пищевых волокон мало из-за доминирования в ней рафинированных злаков, из которых при переработке удаляют почти всю клетчатку. Каков же результат? Редкая и не очень объемная дефекация.

Пищевые волокна – это неперевариваемая часть растительной пищи, которая может быть растворима или нерастворима в воде. Так или иначе, организм ее не усваивает и выводит вместе со стулом. Беркитт, сопоставив эти факты, выдвинул гипотезу, что традиционная африканская диета, богатая клетчаткой, служит профилактикой рака кишечника. Возможно, регулярное движение стула прочищает кишечник, предотвращая гниение и разложение в нем пищи, а этот процесс канцерогенный? Большие объемы стула означают частые «очистительные» дефекации. Употребление в пищу большого количества пищевых волокон стали с энтузиазмом превозносить как простой способ улучшить здоровье и снизить риск рака.

Гипотеза была весьма хорошей. Однако ранние исследования предраковых новообразований, известных как аденомы или полипы, оказались не слишком обнадеживающими. Два крупных исследования, проведенных в середине 1990-х гг., – Toronto Polyp Prevention Trial[225] и Australian Polyp Prevention Project[226], – не показали никакой пользы для здоровья от употребления большого количества клетчатки.

В 1999 году Nurses’ Health Study, 16-летнее исследование, в котором участвовали более 16 тыс. женщин, показало, что диета, богатая пищевыми волокнами, не снижает риск предраковых аденом. Да, с дефекацией был полный порядок, только вот риск рака это не снижало[227]. А потом появились и новые плохие новости[228]. В рандомизированном контролируемом испытании, золотом стандарте экспериментальной медицины, 1303 пациента попросили либо питаться как обычно, либо сесть на маложирную, богатую клетчаткой диету с потреблением фруктов и овощей. Испытуемые из второй группы ели на целых 75 % больше пищевых волокон и на 10 % меньше жиров, чем при стандартной диете. К сожалению, с точки зрения профилактики рака это диетическое вмешательство оказалось, по сути, бесполезным. Да, клетчатка действительно улучшает активность кишечника, но она не предотвращает развитие рака толстой кишки.

Оказалось, что употребление большого количества пищевых волокон не защищает от рака кишечника. Возможно, дело в другом (или нескольких других) факторе питания и образа жизни, который различается у африканцев и европейцев. В традиционном рационе питания инуитов, живущих за полярным кругом, клетчатки почти нет, потому что в том регионе почти нет и растений. Но и они тоже очень редко болеют раком толстой кишки. Рак – это не болезнь недостатка пищевых волокон, и, соответственно, если есть больше пищевых волокон, вы не станете меньше болеть раком. Вот черт!

Пищевые жиры

Следующим подозреваемым стали пищевые жиры, в частности насыщенные жиры. Реальных причин подозревать, что пищевые жиры вызывают рак, на самом деле не было. В конце концов, люди едят жирную пищу, в том числе и насыщенные жиры как животного (мясо, молоко), так и растительного (кокосовое и оливковое масла) происхождения не одно тысячелетие. В традиционных обществах нередко едят очень много жиров. Инуиты ели китовый и тюлений жир. Народы островов на юге Тихого океана ели много кокосов, богатых насыщенными жирами. Ни одна из популяций, употреблявших в пищу много жиров, не страдали от рака, болезней сердца или ожирения больше, чем ожидалось. Не было просто даже намеков на то, что жир в пище может быть канцерогеном. Почему мы вообще в принципе подумали, что это возможно?

С конца 1960-х гг. и вплоть до 1990-х мы были охвачены истерической жирофобией. После Второй мировой войны здоровые на вид мужчины средних лет начали все чаще страдать от сердечных приступов, но никто не знал, почему. Когда сердечный приступ случился у президента Эйзенхауэра, это превратилось в самую горячую медицинскую тему тех времен. Ожирение, диабет 2-го типа и недостаток физических нагрузок тогда еще не были большой проблемой. Но в чем тогда причина?

Самым значительным изменением образа жизни с 1900 по 1950 год была даже не диета, а широкое распространение курения сигарет – особенно модным это стало после Второй мировой. Связь между курением и болезнями десятилетиями скрывалась – табачные компании изо всех сил отрицали, что эта привычка вызывает болезни сердца, легких или рак. Собственно говоря, в 1960-х гг. и сами врачи пыхтели сигаретками с таким же удовольствием, как и другие их ровесники.

Доктор Ансель Кис, выдающийся ученый-диетолог, заявил, что главный злодей, вызывающий болезни сердца, – это пищевые жиры. На самом деле это было сущей бессмыслицей. Американцы, живущие на изобильной земле, всегда ели больше животных жиров, чем практически где-либо еще в мире. Обширные фермы Среднего Запада поставляли корма для огромных стад коров, живущих на техасских ранчо. Американцы всегда ели много говядины и молока. Даже на первый взгляд очень трудно понять, как вообще можно было сделать вывод, что употребление большого количества жиров вызывает болезни сердца. Жиров все ели столько же, сколько и раньше, а вот сердечных приступов становилось все больше и больше, и их количество росло с ужасной скоростью.

Но каждой истории требуется злодей, и жиры превратились в пищевого врага народа номер один. Американская кардиологическая ассоциация (AHA) опубликовала первые в мире официальные рекомендации в 1961 году: американцам советовали уменьшить употребление в пищу жиров в целом, насыщенных жиров и холестерина. Следуя этому совету, люди стали пить маложирные молочные продукты и перешли с мяса и яиц на продукты, в которых жира не очень много – вроде белого хлеба и макарон.

Но крестовый поход против жира не остановился только на кардиологии. Призрачную угрозу пищевого жира обвиняли практически во всем плохом. Жир якобы вызывал ожирение, повышенный холестерин, болезни сердца. Да-да, а еще наверняка плохой запах изо рта, выпадение волос и порезы бумагой. На самом деле не было никаких реальных доказательств того, что пищевые жиры, которые люди ели с тех пор, как… ну, вообще стали людьми, вредны. Но это на самом деле было неважно, потому что песенке «Жиры вредны» начал подпевать весь научный мир. Поскольку они считали, что пищевые жиры вызывают болезни сердца, из этого был сделан вывод, что они могут вызывать и рак. Зачем нужны доказательства, если уже есть догма?

Тем не менее никто толком даже не представлял, как пищевые жиры вызывают рак. Не было даже разрозненных историй о том, что люди, которые едят много жирной пищи, болеют раком. Инуиты и жители тихоокеанских островов столетиями ели жиры в огромных количествах и при этом мало болели раком, а вот вегетарианцы в Индии жиров ели очень мало – их рацион состоял в основном из злаков, – но от рака это их не защищало. Но ничего, неважно. Пищевые жиры нужно обвинять во всем – таковы правила!

В 1991 году в рамках огромного рандомизированного контролируемого исследования Women’s Health Initiative решили проверить теорию, что пищевые жиры вызывают не только лишний вес и сердечные приступы, но и рак груди. В испытании участвовали почти 50 тыс. женщин: одну группу попросили и дальше питаться как обычно, а другую – ограничить потребление жиров 20 % от общего количества калорий и есть больше злаков, овощей и фруктов.

В течение этих восьми лет женщины старательно ограничивали себя в жирах и общем количестве калорий. Снизила ли эта строгая диета распространение заболеваний сердца, ожирения и рака? Даже близко нет. Результаты исследования, опубликованные в 2007 году, не показали никакой пользы в борьбе с болезнями сердца[229]. Вес женщин не изменился. А заболеваемость раком… ну, тут тоже ничего не поменялось. Если конкретно, диета не помогла с профилактикой ни рака груди[230], ни рака кишечника[231]. Поражение оказалось сокрушительным. Играли ли пищевые жиры крохотную роль в появлении рака? Ответ на этот вопрос был совершенно неважен. Эффект оказался таким малым, что его практически не удалось обнаружить даже с помощью крупнейшего диетологического эксперимента в истории.

Крупное исследование показало, что жиры не влияют ни на развитие рака, ни на его отсутствие.

Снижение потребления жиров не принесло никакой заметной пользы для здоровья – результат явно противоречил господствующим тогда воззрениям. Если есть больше жира, это не вызывает рак. Если есть меньше жира, это не защищает от рака. В общем, с точки зрения профилактики рака жиры не влияли ни на что. Ну и что дальше с этим делать?

Витамины

Возможно ли, что рак возникает из-за дефицита витаминов, и, если да, могут ли витаминные добавки снизить риск рака? Витамины – это большой бизнес. Люди просто обожают принимать всякие препараты. Это же такая прекрасная мечта: принимай витаминный комплекс, и не заболеешь раком. Так что витамины тоже подверглись серьезной проверке, но результаты не порадовали.

Крупное исследование показало, что жиры не влияют ни на развитие рака, ни на его отсутствие.

Бета-каротин

Первым в списке был бета-каротин, предшественник витамина A, который придает моркови характерный оранжевый цвет и оказывает антиоксидантное действие на организм. В рандомизированном контролируемом исследовании в 1994 году задали вопрос: может ли прием бета-каротина снизить риск развития болезней сердца или рака?[232] Надежды были большие, но, к сожалению, ответ оказался отрицательным. Рак – это не просто болезнь, вызванная дефицитом бета-каротина, наподобие цинги, которая вызывается дефицитом витамина C. Плохая новость для любителей витаминов.

Но это еще не самое худшее: оказалось, что прием бета-каротина даже повышает риск и рака, и смерти от любой причины. Поначалу этот эффект сочли случайностью, но другое похожее исследование, проведенное в 1996 году, выявило такой же канцерогенный эффект[233]. Почему прием совершенно безвредных с виду витаминов ухудшает риск рака? Лишь через несколько лет эту загадку удалось разрешить: рак ведет себя как инвазивный микроб. Прием витаминов приносит больше пользы быстрорастущим клеткам рака, чем более медленно растущим здоровым клеткам.

Раковые клетки растут, растут и растут без остановки, но даже рак не может расти без питательных веществ. Даже лучший в мире строитель не сможет возвести кирпичную стену, если ему не дать кирпичей. Быстрорастущие раковые клетки требуют постоянного снабжения питательными веществами. Витамины не превращают обычные клетки в раковые, но, если раковые клетки уже есть в организме, витамины могут помочь им расти. Давать раковым клеткам много витаминов – все равно, что поливать удобрениями пустырь в надежде, что на нем вырастет красивый, пышный газон. Вы хотите, чтобы росла трава, но сорняки растут быстрее нее, а если их еще и удобрить, то они будут расти, как… ну, сорняки. Когда полезные вещества вроде бета-каротина доступны в большом количестве, раковые клетки становятся очень активными и растут как сорняки. Онкология занимается ограничением роста, а не его ускорением.

Фолиевая кислота (витамин B9)

Следующей в очереди оказалась фолиевая кислота, водорастворимый витамин группы B, который содержится в листовой зелени, бобовых и злаках. Она настолько важна для нормального роста клеток, что в США даже требуют обязательно обогащать фолиевой кислотой муку. Пищевые добавки с фолиевой кислотой – это одна из самых потрясающих историй успеха в современной медицине. Даже в странах Запада, не страдающих от недоедания, прием фолиевой кислоты при беременности значительно снизил врожденные дефекты нервной трубки. Целый вихрь обсервационных исследований в 1980-х и 1990-х гг. показал, что недостаток фолиевой кислоты в рационе повышает риск болезней сердца и рака кишечника. Поднявшаяся в начале 2000-х гг. волна энтузиазма в отношении витаминов группы B привела к организации крупных исследований, в которых проверялось, действительно ли можно уменьшить распространение этих заболеваний.

Рандомизированное исследование HOPE2, проведенное в 2006 году, к сожалению, показало, что ни фолиевая кислота, ни витамин B12 не снижают риск заболеваний сердца[234]. Но что насчет рака? Исследование показало пугающую тенденцию: при приеме витаминов увеличивался риск и рака кишечника (на 36 %), и рака простаты (на 21 %). Это уже само по себе было тревожным сигналом, но самые плохие новости были еще впереди. Клиническое испытание Aspirin/Folate Prevention of Large Bowel Polyps показало, что после шести лет приема фолиевой кислоты риск продвинутой стадии рака увеличивался на 67 %[235]. Другое исследование показало, что у пациенток с раком груди, принимающих витамин B12, повышался риск рецидива и смерти[236].

Два крупных испытания, Norwegian Vitamin (NORVIT)[237] и Western Norway B Vitamin Intervention Trial (WENBIT)[238], подтвердили, что большие дозы витаминов B не уменьшают риска болезней сердца. А что насчет рака? Эффект наблюдался, и значительный, но совсем не положительный. Прием фолиевой кислоты увеличивал риск рака на 21 %, а смерти от рака – на 38 %[239]. Как-то нехорошо. Мы не предотвращали рак, а, по сути, вызывали его у пациентов. Мы не помогали им, а убивали их витаминами.

Уинстон Черчилль однажды сказал: «Те, кто не извлекает уроков из истории, обречены снова ее повторить». Если бы мы вспомнили один эпизод из истории медицины, этой печальной главы удалось бы избежать. В 1947 году доктор Сидни Фарбер, отец современной химиотерапии, проверил действие препаратов фолиевой кислоты на 90 пациентах с неизлечимым раком[240]. У некоторых больных, особенно лейкемией, развитие рака после этого ускорилось. Пациентам становилось хуже, а не лучше.

Но способность изменить свое мнение в соответствии с меняющимися фактами – один из отличительных признаков поистине великого ученого. Поняв, что фолиевая кислота усугубляет рак, Фарбер стал давать пациентам аминоптерин – блокатор фолиевой кислоты, сделав совершенно верный вывод, что раз от фолиевой кислоты пациентам хуже, то блокирование ее действия может им помочь. Это эпохальное открытие положило начало современной эре химиотерапии. У пациентов с лейкемией наблюдалось почти чудесное, пусть и временное, улучшение здоровья.

Современная химиотерапия началась с того, что ученый-экспериментатор еще в 1940-х гг. заметил, что фолиевая кислота усугубляет рак. Тем не менее в начале 2000-х гг. были потрачены миллионы долларов из исследовательских бюджетов, чтобы еще раз доказать, что фолиевая кислота усугубляет рак. Сейчас, оглядываясь назад, нетрудно понять, почему любые большие дозы витаминов ухудшают риск рака. Раковые клетки растут как сумасшедшие. Большие дозы витаминов стимулируют рост клеток. Да, вот так вот все просто.

Витамин C

Дефицит витамина C вызывает цингу, болезнь, которая была настоящим бичом моряков в XVI–XIX вв. Недостаток витамина C в долгих путешествиях приводил к легкому образованию синяков, отекам конечностей и воспалению десен. В конце концов с болезнью удалось справиться, когда моряков во время плаваний стали кормить апельсинами и лимонами. Витамин C вылечил цингу – может быть, он сможет вылечить и рак?

В 1970-х гг. Лайнус Полинг – единственный в мире лауреат двух Нобелевских премий (по химии и премии мира), не разделенных с соавторами, – стал горячим сторонником приема витамина C, считая, что так можно покончить и с простудой, и с раком[241]. К сожалению, современные исследования не подтвердили противоракового эффекта витамина C в людях. Обзор всех имеющихся исследований, проведенный в 2015 году, показал, что «нет никаких данных, указывающих на пользу приема витамина C для профилактики рака»[242]. Прием витамина C важен, если вы пират Карибского моря (даже опытный пират не будет рад схватке с цингой), но вот для профилактики или лечения каких-либо видов рака он бесполезен.

Витамин D и жирные кислоты омега-3

В 1937 году ученые впервые предположили, что пребывание на солнечном свете может снизить риск рака[243]. К 1941 году появились исследования, которые показали, что жизнь в высоких широтах (где люди получают меньше солнечного света) ассоциируется с более высоким риском смерти от рака[244]. Эту связь объясняли защитным эффектом витамина D, который вырабатывается в коже при контакте с ультрафиолетовыми лучами B (УФ-B) солнечного света[245].

Пребывание на солнце для большинства людей является единственным значительным источником витамина D, потому что пищевых продуктов, содержащих витамин D, довольно мало. Избыточное пребывание под лучами УФ-B может повышать риск развития меланомы, так что прием витамина D казался многообещающей альтернативной стратегией; она набрала немалую популярность в середине 2000-х гг.

Исследования на животных и людях[246] показывали, что витамин D имеет большой потенциал как противораковое средство[247]. Витамин D снижал пролиферацию раковых клеток, повышал уровень апоптоза (ключевого механизма защиты от рака), замедлял формирование новых кровеносных сосудов, снижал инвазивность опухолей и их склонность к метастазированию[248]. Третье исследование National Health and Nutrition Examination Study (NHANES), крупный американский эксперимент с участием более 13 тыс. взрослых пациентов, показал, что недостаток витамина D ассоциируется с невероятным 26-процентным увеличением общей смертности – в основном от заболеваний сердца и рака, двух главных причин смерти в США.

Чтобы получить точные ответы, Национальные институты здравоохранения США устроили крупное рандомизированное испытание с участием более 25 тыс. человек, в котором проверяли действенность витамина D и еще одной популярной тогда пищевой добавки, полученных из морепродуктов длинноцепочечных жирных кислот омега-3. К сожалению, за 5,3 года, что длилось испытание Vitamin D and Omega 3 Trial (VITAL), не удалось найти никаких доказательств, что та либо другая пищевая добавка помогает для профилактики какого-либо рака. Они никак не предотвращали ни рак груди, ни рак печени, ни рак простаты, ни рак кишечника. Не помогали они и для профилактики сердечных заболеваний[249]. Отсутствие пользы было еще раз подтверждено в 2018 году, в исследовании Vitamin D Assessment Study (ViDA)[250]. Витамин не причинял никакого вреда, но и пользы от него не было.

Витамин E

Витамины E – это группа жирорастворимых антиоксидантных витаминов, которые стали очень популярны в 1990-х гг.; считалось, что они могут помочь в профилактике болезней сердца и рака[251]. К сожалению, масштабные рандомизированные исследования, проведенные с тех пор, показали, что витамин E не снижает риск рака кишечника[252], легких[253], простаты и любого вида рака в целом[254].

Страницы: «« 1234567 »»

Читать бесплатно другие книги:

Могла ли подумать незаметная, тихая выпускница ВГИКа, которую даже друзья звали Мышью, что ее порнос...
В самой обычной библиотеке царят тишь да гладь, а книги живут своей, отдельной от людей жизнью. Все ...
Весёлые рассказы и маленькие повести о двух подругах, ученицах третьего класса....
В 1986 году Алекс Фергюсон возглавил не самый успешный на тот момент английский клуб «Манчестер Юнай...
Четыре повести в одной книге – необычайно увлекательные и захватывающие. Четыре сюжета – настолько о...
«Декамерон» – произведение, которое ввело автора, итальянского писателя эпохи Раннего Возрождения Дж...