发布日期:2024-06-17 04:46 点击次数:118
癌症到了晚期被认为是不治之症, 死亡的阴影笼罩着每位患者。在美国, 每年170万癌症患者中, 约60万人死亡(Nazaryan, 2014)。2015年, 中国430万新增的癌症患者中, 200万人死亡(Chen et al., 2016)。据世界卫生组织统计, 全世界每年有1 400万新增癌症病例, 逾800万人死亡(Nazaryan, 2014)。
体细胞突变理论(SMT)是目前唯一提出致癌原因的科学理论。恶性肿瘤受多种因素影响, 如接触放射线、 吸入烟草的烟雾或其他污染物、 感染病毒或饮食不均衡等。该理论认为这些外界因素会导致特定的致癌或抑癌基因发生突变。当基因的一部分丢失(删除), 当染色体的一部分被重排(易位), 或当正常的DNA序列出现缺陷, 细胞就会产生癌变(Knudson, 1971; Cairns, 1975; Nowell, 1976)。但SMT在很多方面存在缺陷: 它没有明确哪个基因突变会导致哪种癌症; 为什么辐射、 吸烟和环境污染等会引发癌症, 进而导致肿瘤细胞出现失控性地生长和复制。
癌基因组图谱(TCGA)项目自2005 年启动以来就被寄予厚望, 期望通过比较正常的与不同类型癌症的DNA 序列, 确定导致癌症的确切突变。有人还希望对所有突变进行编目, 找出那些引发突变疾病的“驱动者”, 从而发明治愈该病的药物。过去十年中, 22 000 多例癌细胞的基因序列编码已被确定。TCGA的科学家发现了逾300万个被认为是由突变产生的基因序列(Landau, 2015), 靶向治疗一度被寄予希望, 然而TCGA 未能交出一份癌症驱动基因的目录。Lawrence et al.(2014)分析了21种肿瘤类型和4 742个体细胞的癌症突变, 发现大规模的基因组分析可以在这些肿瘤类型中识别几乎所有已知的癌基因。但是, 他们的分析也“发现了33个以前未知却有显着突变的基因, 包括与增殖、 凋亡、 基因组稳定性、 染色质调节、 逃避免疫、 RNA加工和蛋白质稳态等有关的基因”。其他研究者也得到了相似的结果(Alexandrov et al., 2015; Martincorena and Campbell, 2015)。癌细胞中出现哪些基因组突变, 这是一个随机事件。虽然癌基因组的数量很庞大, 但每个癌症所拥有的基因组却不尽相同。癌基因组不是由体细胞突变所带来的微小变化(Duesberg et al., 2011; Christofferson, 2014; Ledford, 2015)。
TCGA项目被一些人认为是个“昂贵的失望”(Ledford, 2015)。之所以失望, 是因为他们采用了错误的理论: 认为癌症是由人类基因组的体细胞突变引起的。癌基因组与人类基因组千差万别, 因此这些差异不可能由人类基因组突变所引起。癌基因组就是癌基因组, 而不是人类基因组的突变。
肿瘤生长不是通过人类基因组的体细胞突变编码的, 而是通过癌干细胞, 由癌的遗传基因组进行编码的。癌基因组千差万别, 但它们类似于细菌的基因组。带有癌基因组的肿瘤细胞, 实际上可以被认为是寄生菌(Duesberg et al., 2011)。但事实并非如此, 因为癌细胞也是人体的一部分。幽门螺杆菌是一种寄生菌, 过半数的胃癌患者受该细菌感染。我们不知道癌症和寄生菌之间的确切关系, 但我们研究认为它们一旦受到饮用水中的亚硝酸盐滋养就会大肆发展。
癌基因组不可能是智人物种出现后在短时间内演变形成的。在真核生物漫长的演化历史中, 它们一直都存在, 并且有一个共同的祖先。它们的两个主要区别分别是代谢模式和繁殖方法不同。人类基因组能进行氧化磷酸化(OXPHOS)这种真核生物常见的代谢模式, 而癌基因组的特点是它们能在缺氧环境和厌氧细胞内部的厌氧氨氧化过程中编码有氧糖酵解。然而, 癌症的最大特征是其失控性生长和复制。SMT的一个假设提出, 人类基因组的基因突变让突变体变得更加优越, 适应性变强, 这些突变体可以以损害健康的人体细胞为代价而生存繁殖下去。该假设缺少科学依据, 只是新达尔文主义的一个重复论证。
TCGA的发现也取得了一些了不起的成就, 其中包括认识到癌基因组的产生不仅仅是人类基因突变的结果。这一见解为许靖华先生提出癌症是由内共生作用获得细菌基因组的演化假说提供了关键证据(Hsü et al., 2011)。癌基因组中的一组基因序列用来编码缺氧或厌氧的代谢模式, 而另一组序列用来编码失控性生长和复制。SMT的当务之急是找出并摧毁编码肿瘤生长和增殖的基因组序列, 但这一任务没能成功。我们现在需要新方法和新理论。
2 癌症起源的演化理论有些癌症研究者认为, 如果能够阻止癌变模式中的新陈代谢, 癌症就可以治愈: 低糖饮食可能有助于减缓有氧糖酵解; 亚硝酸盐使癌细胞变得厌氧, 从而启动厌氧氨氧化代谢, 为维持该反应提供环境。而用不含亚硝酸盐的饮用水可以切断亚硝酸的供应。也就是说: 癌症是由慢性亚硝酸盐中毒引起的疾病, 因此可以通过饮用不含亚硝酸盐的水的方法来治疗癌症。“这是个有趣的想法, ”有人说, “但我们没法发表它, 因为你们不能证明这一点。”但我们至少应该尝试一下, 从证明癌症和亚硝酸盐的相关性这一争议问题开始。
2.1 亚硝酸盐是否致癌?许靖华先生退休后花了许多时间在中国各个能源和环境部门做研究, 他发明了一项将污水回收、 处理后用作供水的技术。因此他了解到中国的一项发现, 即癌症是由饮用受亚硝酸盐污染的公共供水引起的。有关部门未能解释这其中的原因, 许靖华也不能理解为什么亚硝酸盐会与癌细胞的生长失控有关联, 然而确实有大量证据指向癌症与亚硝酸盐之间的相关性。
2.1.1 亚硝酸盐与癌症相关性的统计学证据红旗渠是当年“人定胜天”口号的产物。河南林县(今林州市)的农民, 在悬崖垂直面上开凿运河, 引浊漳河的水供百姓饮用。但运河的修建也导致了癌症的流行。在20世纪60年代运河建成之前, 全市平均癌症死亡率(CMR)为83人/10万人, 约占山西省的一半。山西南部受亚硝酸盐污染的浊漳河水, 经运河带至林县之后, 该县的CMR翻了一倍多, 于1972年达到最高值: 每10万人有171人死亡(王英林等, 1979; 韩建英等, 2000, 2005, 2007; 表 1)。
表 1 中国河南林州市的食道癌症发病率、死亡率变化(1/10万)(数据自:韩建英等, 2007) Table 1 Annual esophageal-cancer-mortality(in persons per 100000) at Linzhou County, Henan, China(data from Han et al., 2007)来自全国的癌症专家齐聚林县, 其中包括中国的肿瘤学研究先驱李铭新教授和后来担任中国医学科学院肿瘤研究所所长的陆士新院士。他们的研究队伍指出, 居民癌症死亡率高的地方, 井水或食物中有高的亚硝胺含量; 那里居民的体液如唾液、 胃酸中都有较高的亚硝酸盐含量。因此他们推测亚硝胺是导致林县癌症流行的原因之一(李铭新等, 1973, 1979; 王明耀等, 1983; 陆士新, 1985)。陆士新等(1985)还发现, 维生素C有助于减少尿液中的亚硝酸盐含量, 他们曾设想维生素或许可以抑制肿瘤生长。然而, 当时除了建一家大型肿瘤医院外, 没有更好的办法。
在气候干旱时, 林县的改水为癌症研究提供了一次非常难得的机会, 李笑梅等(2006)、 韩建英等(2007)发现了改水对癌症死亡率的影响。2001~2003年, 在那些没有改水的城镇, 癌症死亡率变化不大。而在红旗渠断流的6个乡, 当人们不得不用地下水作饮用水源或改换非红旗渠水时, 癌症死亡率减少了一半(表 2)。
表 2 1959~1974 年和2001~2003年林州市各乡食管癌发病率、死亡率比较(1/10万)(数据自: 韩建英等, 2007) Table 2 Annual esophageal-cancer mortality-rate(in persons per 100 000)at 17 townships of Linzhou County, Henan, China, 1959~1974 and 2001~2003(data from Han et al., 2007)为什么亚硝酸盐污染会致癌?多数研究者采用了SMT理论, 假定亚硝酸盐必须与胺类合成亚硝胺才能引起基因突变。一些携带突变基因的移植瘤细胞植入试验小鼠体内后, 肿瘤细胞便出现增长态势。虽然我们强调亚硝酸盐在激活癌基因组并编码厌氧氨氧化的代谢模式中发挥了作用, 但同时也认识到, 一些如亚硝酸盐导致的铵的氧化作用等无机代谢反应也需要酶作催化剂, 而突变体可以编码这类催化剂。
TCGA的科学家们发现了基因的突变(Lawrence et al., 2014)。癌基因组在引发厌氧氨氧化代谢过程中是必要的, 但不足以引发厌氧氨氧化代谢。同样, 当细胞具有癌基因组时, 突变的基因只能作为激活癌细胞代谢模式的催化剂。一旦被激活, 癌基因组的其他基因组序列就会起作用, 使癌细胞不受控制地生长和复制。
陆士新等人的研究发现启发了徐致祥(2003)。他对食道癌症和亚硝酸盐污染的相关性进行了一项全国性调查, 并证明癌症和亚硝酸盐有相关性, 这也最终促使中国卫生部采取行动(Lai, 2004)。在统计学上的研究明白无误地指出了这一相关性:
(1) 在中国北方使用含亚硝酸盐化肥的农村地区的癌症死亡率较高(张秀兰等, 2002)。
เกมสล็อต(2) 在滇池、 太湖和巢湖等湖水被亚硝酸盐严重污染的地区的癌症死亡率较高(高阳俊等, 2003)。
(3) 在天津、 上海、 广州等城市以及淮河、 珠江流域的山谷地区癌症死亡率较高, 这些地方的公共供水受到了污水排放的影响(邓熙等, 2004)。
(4) 在西北干旱区, 如甘肃武威, 癌症死亡率有所上升, 那里的地下水因污染和淡化而富含亚硝酸盐(罗好曾等, 2005)。
(5) 与此相反, 在西藏、 青海、 宁夏等人烟稀少地区癌症死亡率一直很低, 那里亚硝酸盐的污染可以忽略不计。
统计结果有力证明了癌症流行与亚硝酸盐污染的相关性。
2.1.2 亚硝酸盐与癌症相关性的实验证据俄罗斯、 日本和中国的科学家在实验中发现, 癌细胞在亚硝酸盐溶液培养下有快速繁殖的现象(Tsuda and Hasegawa, 1990; Yoshida et al., 1996; Tseng et al., 1998; Bol'shakova et al., 2004; Kondakova et al., 2004; Kitamura et al., 2006; Sun et al., 2006)。2008~2014年, 许靖华和他的同事们在河南大学环境与健康工程中心进行实验, 发现给癌细胞喂养富含亚硝酸盐的溶液, 会导致癌细胞快速繁殖, 同时引起癌细胞的形态变化(皇甫超申等, 2009)。
(1) 用亚硝酸盐溶液饲喂癌细胞会产生过剩HIF 蛋白, 这种蛋白可能会激活癌细胞, 启动缺氧癌细胞的糖酵解代谢模式。
(2) 经48小时0.25 mg/L 浓度的NaNO2处理后, 细胞出现表型转化, 如细胞伸长和断裂, 而对照组细胞仍保持粗短。形态变化十分重要, 因为它有助于细胞的水平迁移并最终导致癌症的转移。
(3) 用亚硝酸盐溶液饲喂的癌细胞表现出水平迁移和入侵细胞的倾向, 该倾向可能与癌细胞的形态有关, 无论是多边形还是纺锤状的癌细胞。
(4) 去除移植瘤小鼠的亚硝酸盐, 肿瘤内部出现坏死。
(5) 众多纺锤状的癌细胞入侵肌肉组织细胞表明癌症发生了转移。
研究没有发现无氧呼吸的证据。从照片记录中, 许靖华注意到有流体物质从癌细胞的线粒体细胞器中逃出。然而, 河南大学的科研经费中断了, 无法继续进行正电子发射断层(PET)扫描, 因此无法确定代谢产物的化学性质。
河南大学的研究目的是验证癌症死亡率与饮用水中亚硝酸盐浓度的相关性。对照组的溶液不含亚硝酸盐的添加剂, 而其他组加了各种浓度的亚硝酸盐添加剂, 最高达30 mg/L。一开始, 我们未能认识到作为对照组的移植瘤动物在饲喂了不含亚硝酸钠添加剂的溶液后也死于癌症这一现象的重要性, 没有认识到公众供水中也有足够多有毒的亚硝酸盐。在实验中, 应该用不含亚硝酸盐的水, 而不是用自来水来饲喂对照组的癌细胞。我们现在知道, 自来水中通常含有过量的亚硝酸盐氮, 它们的浓度已大到足以启动癌细胞的厌氧氨氧化代谢作用。我们错失了证明公共供水有毒的机会。
2.2 亚硝酸盐是癌细胞新陈代谢必不可少的吗? 2.2.1 癌症是一种代谢性疾病Warburg(1956)于1927 年提出癌细胞不能进行氧化磷酸化(OXPHOS), 而是通过糖酵解方式获取能量。他的理论直到2004年才被Chi Van Dang和Craig Thompson重新认识, 因为他们发现了癌细胞糖酵解的证据。他们推测, 低氧代谢为癌细胞生存提供了重要能源(Garber, 2004)。癌细胞的代谢方式可能是有氧糖酵解这一推论已被PET扫描所证实(Gatenby and Gillies, 2004)。
Christofferson(2014)总结了癌症是一种代谢性疾病的证据。亚硝酸盐是一种非常特殊的化学成分, 因为它可能既是氧化剂也是还原剂。亚硝酸盐不参与氧化磷酸化, 也不直接参与有氧糖酵解。但亚硝酸盐作为还原剂, 可以导致细胞内部缺氧而进行糖酵解。正如我们一再强调, 在厌氧氨氧化作用下, 亚硝酸盐是不可或缺的。代谢反应是一种氧化反应, 但是当细胞内部缺氧时, 厌氧氨氧化代谢就只能在还原条件下进行。当氨氧化产生的厌氧氨氧化菌代谢为癌细胞复制及生长提供能量及生物量后, 随即亚硝酸盐氧化过程开始。如果厌氧氨氧化是癌基因组编码的代谢反应, 那么亚硝酸盐就一定在癌细胞生长和后续失控性复制过程中扮演重要角色。
2.2.2 肿瘤内的缺氧和厌氧细胞传统中医认为癌症是血液循环受阻的疾病, 受阻是其化学性质之一。中医认为西方医学在癌症治疗的失败是由于不承认细胞中存在厌氧, 而中医使用草药放大毛细血管, 改善和增加血液循环, 以减少厌氧细胞的数量, 帮助治疗的效果。我们认同中草药的效力, 但质疑中医对这一疗效的解释。我们下面将会讨论到中草药可能是一种抗氧化剂, 可以预防内生性亚硝酸盐的生成, 从而治愈癌症。然而, 认同肿瘤中存在厌氧癌症细胞支持了我们认为癌症的代谢可能是厌氧呼吸这一理论。
Gatenby and Gillies(2004)通过PET扫描研究发现, 癌症细胞在有氧糖酵解的微环境下是厌氧的, 基底膜周围200 μm范围内没有氧气。距离400 μm时, pH 梯度变小, 从7.3 降至6.7。他们假设由于“突变的人类基因”通过糖酵解, 使局部微环境变得缺氧。而我们认为缺氧代谢模式是由癌基因组编码的, 而不是由体细胞突变编码的; 糖酵解是缺氧的结果, 而不是缺氧的原因。扫描中发现细胞内部周期性的厌氧现象支持了在亚硝酸盐环境下癌细胞进行无氧呼吸这一论点。
2.2.3 厌氧氨氧化代谢模式的发现厌氧氨氧化细菌的氨氧化代谢模式是被Mulder et al.(1995)发现的, 它被视作污水处理厂生物反应器中的硝化和反硝化过程。氨在好氧细菌的氧化过程中伴随的硝化过程如下:
${\text{N}}{{{\text{H}}}_{3}}+{{{\text{O}}}_{2}}~\to \text{ }{\text{N}}{\text{O}}_{2}^{-}+3{{{\text{H}}}^{+}}$ (1) ${\text{N}}{{{\text{H}}}_{3}}+{{{\text{O}}}_{2}}+4{{{\text{H}}}^{+}}+\to \text{ }{\text{N}}{{{\text{H}}}_{4}}{\text{O}}{\text{H}}+{{{\text{H}}}_{2}}{\text{O}}$ (2) ${\text{N}}{{{\text{H}}}_{4}}{\text{O}}{\text{H}}+{{{\text{H}}}_{2}}{\text{O}}\text{ }\to \text{ }{\text{N}}{\text{O}}_{2}^{-}+7{{{\text{H}}}^{+}}$ (3)由公式(1)~公式(3)代表的有氧氨氧化导致生物反应器内发生缺氧, 此时亚硝酸盐产生。当氧被耗尽后, 内部会成为厌氧环境。为使厌氧硝化过程继续, 需向生物反应器中注入空气以制造亚硝酸, 反应如下:
$2{\text{N}}{{{\text{H}}}_{4}}^{+}+3{{{\text{O}}}_{2}}=4{{{\text{H}}}^{+}}+2{\text{N}}{\text{O}}_{2}^{-}+2{{{\text{H}}}_{2}}{\text{O}}$ (4)由自养硝化生成的亚硝酸盐可进一步被氧化还原酶氧化为硝酸盐:
${\text{N}}{\text{O}}_{2}^{-}+{{{\text{H}}}_{2}}{\text{O}}\text{ }\to {\text{N}}{\text{O}}_{3}^{-}+2{{{\text{H}}}^{+}}$ (5) $2{\text{N}}{\text{O}}_{2}^{-}+{{{\text{O}}}_{2}}=2{\text{N}}{\text{O}}_{3}^{-}$ (6)同时, 随着亚硝酸盐持续扩散到生物反应器, 从而将内部转为厌氧环境, 使氨盐和亚硝酸盐结合, 进行厌氧氨氧化反应:
${\text{N}}{{{\text{H}}}_{4}}^{+}+{\text{N}}{\text{O}}_{2}^{-}={{{\text{N}}}_{2}}+2{{{\text{H}}}_{2}}{\text{O}}$ (7)执行厌氧氨氧化过程的细菌属于细菌中的浮霉菌门。目前, 在淡水和海水中, 有5种厌氧氨氧化“属”被发现。厌氧氨氧化细菌有几个显着的特征: 它们都具有一种厌氧氨氧化室(anammoxosome), 它是细胞质中具有膜结构的组织(隔间、 细胞器), 是厌氧氨氧化分解代谢的场所。根据Fuerst(2004)的基因组实验, 我们推测肿瘤细胞和现代厌氧氨氧化菌有一个共同的祖先。
氨, 是厌氧氨氧化的还原剂, 是生物体中复膜尿素反应的产物:
${{({\text{N}}{{{\text{H}}}_{2}})}_{2}}{\text{C}}{\text{O}}+{{{\text{H}}}_{2}}{\text{O}}={\text{C}}{{{\text{O}}}_{2}}+2{\text{N}}{{{\text{H}}}_{3}}$ (8)氨在水中溶解和离子化:
${\text{N}}{{{\text{H}}}_{3}}+{{{\text{H}}}_{2}}{\text{O}}={\text{N}}{{{\text{H}}}_{4}}^{+}+{\text{O}}{{{\text{H}}}^{-}}$ (9)亚硝酸盐是另一种厌氧氨氧化代谢基质, 它在代谢反应中被消耗:
分解代谢:
$\text{N}{{\text{H}}_{\text{4}}}^{\text{+}}\text{+NO}_{\text{2}}^{\text{-}}\text{=}{{\text{N}}_{\text{2}}}\text{+2}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}$ (7)合成代谢:
$\text{C}{{\text{O}}_{\text{2}}}\text{+2NO}_{\text{2}}^{\text{-}}\text{+}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O=C }{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O+2NO}_{\text{3}}^{\text{-}}$ (10)分解代谢反应产生能量, 而合成代谢产生生物量, 它们为污水处理厂或人体肿瘤细胞中的反硝化厌氧氨氧化细菌的生长提供了必要的条件。
1995 年之前, 生物医药学家没想到真核生物也会有厌氧氨氧化代谢, 这个迟来的发现可以解释为什么癌症研究进展迟缓。在这项发现后, 人们很快意识到厌氧氨氧化同时也是某些原生生物、 真菌和植物的代谢模式。尽管如此, 肿瘤专家依然否认动物厌氧氨氧化代谢的可能性, 否认厌氧氨氧化在癌症起源中的作用。然而, 我们的理论和实验证据都表明当癌症的代谢模式是厌氧性氨氧化时, 亚硝酸盐起到了不可或缺的作用。
2.3 科学依据治愈癌症的新理论地球上的空气约由80%的氮、 20%氧、 少量的二氧化碳以及水蒸汽构成。
从行星大气学角度看, 显然当含硫气体、 二氧化碳和来自火山成因的水为主要成分时, 氮和氧都不存在于行星的原始大气中。
许靖华的专业是地质学, 他熟悉大气圈、 水圈、 生物圈和岩石圈的历史。地质历史由于灾变导致大量物种灭绝的现象给他留下了深刻的印象, 他认识到了不断变化的地球环境对物种起源的影响(Hsü, 1992), 他还从化石记录中发现, 生命对地球气候有调节作用: 地球上的海洋从来没有沸腾过, 也从来没有从上到下完全冻结过。
一开始, 地球上的大气应该由二氧化碳和水蒸汽构成。40~35 亿年前, 地球开始出现活的有机体, 他们的生物总量很快与当前地球的生物总量相当(Hsü, 1992)。自厌氧菌从38 亿年前开始进化以来, 地球避免了像金星一样过热的命运。它们通过碳封存的方式消耗大气中的二氧化碳(Hsü, 1992)。消耗大气中二氧化碳的这种模式在火星上可能达到过极端, 这使得火星的二氧化碳全部变成干冰。29 亿年前, 甲烷菌的演化使地球逃脱了火星的命运。细菌的新陈代谢将碳转化成甲烷, 后者增强了温室效应从而保持了地球的温度(Hsü, 1992):
$\text{2C+2}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O=C}{{\text{H}}_{\text{4}}}\text{+C}{{\text{O}}_{\text{2}}}$ (11)然而, 甲烷不断产生会再次引起过热现象。具有自我调节的地球被比喻成大地之母盖娅, 在约25 亿年前, 它使甲烷菌的数量整体下降从而达到平衡。好氧性甲烷氧化菌和厌氧氨氧化菌取而代之。前者从亚硝酸盐中提取氧以燃烧甲烷, 为它们的细胞提供能量:
$\text{C}{{\text{H}}_{\text{4}}}\text{+2NO}_{\text{2}}^{\text{-}}\text{=C}{{\text{O}}_{\text{2}}}\text{+2}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{+2N}{{\text{O}}^{\text{-}}}$ (12)后者减少了硝酸盐和亚硝酸盐, 并启动了氧化过程和厌氧氨氧化过程, 产生了构成地球大气80%的氮:
$\text{N}{{\text{O}}^{\text{-}}}_{\text{2}}\text{+N}{{\text{H}}_{\text{4}}}^{\text{+}}\text{=}{{\text{N}}_{\text{2}}}\text{+2}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}$ (7) $\text{2N}{{\text{O}}^{\text{-}}}\text{+4}{{\text{H}}^{\text{+}}}\text{=}{{\text{N}}_{\text{2}}}\text{+2}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}$ (13)地球环境最显着的变化大约发生在20 亿年前光合生物的进化之后(Hsü, 1992)。氧气由光合蓝细菌释放到大气中, 它对厌氧菌来说是有毒的。这些厌氧菌不得不“逃难”, 其中的一个厌氧菌很有可能逃到原核生物的厌氧细胞内部寻求庇护。关于寄生和宿主的内共生学说解释了真核细胞的起源(Margulis, 1970)。有证据表明, 内共生作用使厌氧氨氧化菌的基因进入真核细胞的基因组, 使它们分别独立地进化为癌基因组(Hsü, 1992; Kremer, 2008)。同时, 继承了厌氧氨氧化基因的细菌进化成为浮霉菌, 其特征是拥有S16rRNA 基因(Fuerst, 2004)。厌氧氨氧化菌是一种化能无机自养型生物, 它从无机铵和亚硝酸盐的代谢中得到它们的能量和生物量(公式(7)), 而细胞中的碳则来自二氧化碳(公式(10))。
在不受污染的环境下, 供水系统的水源不含亚硝酸盐。而没有亚硝酸盐, 癌细胞就不能开始厌氧氨氧化代谢。在无亚硝酸盐基质的环境下, 癌细胞将“窒息”(缺少氧气)或“饿死”(缺少营养物)。古代埃及少有人患癌, 而现代世界受亚硝酸盐污染, 特别是受污水处理厂与化学肥料的污染, 患癌几率大大增加。
2.4 为应对环境变化的代谢模式演变Hsü(1992)强调环境因素在生物演化中的作用。Margulis(1970)提出杂交可能导致对灾变的适应。她认同了达尔文关于演化、 适应和新物种起源的基本原则, 然而她质疑新达尔文主义关于基因突变导致新物种起源的观点。演化是一个历史事实, 适应是生存之所需, 但新物种的起源不一定只是基因突变的结果。Margulis推翻了中世纪对杂交主义的偏见, 并推测真核生物是通过杂交产生的, 即由两个细菌基因组通过共生作用融合形成。
约20亿年前, 光合细菌的演化导致了氧气革命, 而光合细菌产生的氧气构成了地球大气层(Margulis, 1970)。面对环境灾难, 厌氧菌在缺氧的海底、 在冲积河谷的沼泽中存活了下来。当时厌氧菌进入了另一个厌氧细胞内部并存活下来, 这十分罕见, 近乎神奇。入侵者成为原核生物的共生体。两者的基因组在内共生作用中形成了第一个真核生物, 它是所有真核生物和厌氧氨氧化菌的共同祖先。
然而, 这样的融合并不完整。根据Kremer(2008)的建议并基于基因组学研究的证据(Fuerst, 2004), 我们推测两者都在20亿年前的生物演化中保留了一定的独立性。不断发展的真核生物的代谢反应是对地球大气层不断增加的氧气动态的适应。原核生物的宿主曾有基因组A能够编码无氧呼吸和糖酵解, 其代谢模式迅速调整以适应不断变化的大气环境。已编码的厌氧呼吸或发酵演变成的基因组编码了在原生生物和真菌中的发酵和有氧糖酵, 同时也演化成了编码动植物氧化磷酸化的基因组。这样的演化最终导致了人类基因组的形成。基因组B的代谢反应几乎是静态的。内共生作用获得的基因组演变成现在的厌氧氨氧化菌, 属于浮霉菌门(Fuerst, 2004); 或演变成为真核细胞细胞核中的线粒体细胞器的癌基因组。它们不仅编码了缺氧或厌氧的代谢模式, 而且编码了癌症的其它特征(Hanahan and Weinberg, 2000), 尤其是不可控的生长和复制。当厌氧细菌祖先的基因成为癌基因组时, 呼吸和发酵的厌氧代谢模式就会扩展到有氧糖酵解。厌氧呼吸取决于氧化物中的氧是否可用, 这些氧化物可以是空气和水中的亚硝酸盐。带有编码厌氧氨氧化癌基因组的癌症细胞依靠氧气中的亚硝酸盐来完成代谢周期, 为肿瘤细胞的生长和复制提供能量和生物量。癌细胞似乎可以像细菌孢子一样冬眠, 但是, 它也可以通过亚硝酸盐激活。当被激活时, 它们会像细菌孢子一样发芽。当从亚硝酸盐来的氧气供应被切断时, 肿瘤细胞会被杀死, 从而治愈癌症。
3 公共供水消毒来治疗癌症癌症的特征在于癌细胞会不受控制地分裂以及能够侵入相邻的组织, 或能通过转移的方式植入到远端部位。公元前1600 年左右的两张莎草纸上记载了癌症的相关记录, 其所用数据可以追溯到公元前2500年。希波克拉底(Hippocrates)(公元前460~公元前370)将癌症称为希腊语中的carcinos(蟹), 因为恶性肿瘤的切面形状像一只蟹, 切面上的血管向各方向延伸。赛尔修斯(Celsus)(公元前25~公元50)将其翻译成拉丁文cancer(癌)。
那癌症从何而来?
肿瘤学专家Bleif(2013)对这个问题有客观的评估。他不倾向于任何理论或已提出的疗法, 只是救妻心切。他认可3种可能的致病因: 中毒、 辐射和感染。他认为这三者都不能很好地解释的癌症起因, 因为它们之间没有严格的一对一、 确切的因果关系。体细胞突变理论似乎成了一种统一的理论框架, 能够准确描述由一种或多种上述“影响”导致基因突变的根本致病因。然而这一主导理论并不治愈晚期癌症。Bleif试图寻找“替代药物”, 甚至去祈求奇迹。末了, 他难过地发现, 因为无法解释“黑色之谜”, 所以他无法挽救他的妻子。最后, 他勉强接受姑息疗法: 从精神和肉体上减轻垂死之人的痛苦, 然而无法从源头上治愈病人。其他癌症学者还倾向于同意这样的观点: “没有办法治愈晚期癌症, 还不如放轻松, 享受这种死亡方式”。而我们认为, 如果把癌症作为亚硝酸盐中毒引起的慢性疾病来治疗, 那么它是可以被治愈的。
我们已经提出癌基因组并不是人类基因组突变的结果, 也不能假定它是辐射或感染的结果。剩下唯一的因素便是: 癌症是中毒的结果。毒被定义为干扰正常的身体功能的物质。我们都同意, 由癌基因编码的癌细胞的代谢模式不同于由人类基因组编码的正常细胞的代谢模式: 当细胞内部低氧或缺氧时, 代谢模式不是氧化磷酸化, 而是糖酵解或无氧代谢。这些都不是人体细胞的正常机能, 而是癌细胞的正常机能。换句话说, 进行人体正常功能的细胞是人体细胞, 而进行异常功能的癌细胞都不是人体细胞。当血清中不含亚硝酸盐、 人体正常工作时, 肿瘤不会生长。当亚硝酸盐促进肿瘤的生长及出现异常功能时, 它会干扰人体细胞的正常身体机能。从这个角度来看, 癌症是由亚硝酸盐中毒导致的疾病, 是人体中出现的亚硝酸盐中毒。这样的话, 与其说癌症的治疗是一个生物医学问题, 不如说它是一个毒理学问题。
3.1 识别慢性中毒的困难摄入饮用水或饮料导致的慢性中毒十分常见, 但这样的原因并不总是能被发现, 因为毒可以是微溶的。乌脚病是砷中毒引起的, 肝硬化是由是铁中毒引起的。
亚硝酸盐是一种毒药。当亚硝酸盐在水中或牛奶中超过一定浓度时, 饮用它们会导致急性亚硝酸盐中毒, 例如“蓝婴”现象。亚硝酸盐可致死。世界卫生组织考虑到这样的威胁, 为了预防急性亚硝酸亚中毒, 规定供水的最大允许污染度(MPCL)为1.000 mg/L 的亚硝酸盐氮。如果想要治愈癌症, 我们就需要知道慢性亚硝酸盐中毒的MPCL。控制慢性砷中毒是证明治愈癌症有效性的例证。
慢性中毒难以识别。孟加拉国和西孟加拉邦(印度)曾发生的神秘疫情是这一问题的最佳例证(Gilbert, 2014)。这场灾难从1971年开始, 此前国际援助机构开始在两个地区广泛安装管井。因为地表水受污染, 水中含有能造成严重肠道疾病的细菌, 这些地区迫切需要安全洁净的饮用水源。数百万美元的资金用于打井, 取地下水作为水源。但是, 援助工们忽略了要进行砷测试。于是, 20世纪80年代时问题出现了, 数以百万人死于这一神秘疫情。灾难的规模超出博帕尔和切尔诺贝利事件。最终, 疾病被确定为砷中毒所导致, 而砷中毒在中国又被称为乌脚病。
砷中毒是现在砷导致的疾病的总称。1998年的调查发现, 2 800~3 500万孟加拉人饮用的公共供水中, 砷浓度高于0.05 mg/L, 0.05mg/L 是发布的预防急性砷中毒的标准(Gilbert, 2014)。那么, 砷中毒病迅速蔓延的原因也就明了了, 慢性砷中毒的MPCL本应远小于急性砷中毒的MPCL。一旦查明原因, 治疗方法也就很明晰了: 减少饮水中砷的MPCL, 预防慢性中毒。孟加拉国政府将饮用水中砷的MPCL标准从0.05 mg/L 降到0.005 mg/L, 控制了砷中毒病的蔓延。因此, 他们采用一种简单方法来挽救生命, 即将消毒过的地表水作为供给水。联合国和世界银行的工作人员又回到该地区实施援助。后来一些地区砷中毒的死亡率确实减少了, 那里的人们不再喝管井里的水。不幸的是, 由于许多孟加拉人太贫穷, 没有钱买干净的饮用水, 只能饮用被污染的水。截至2000年, 孟加拉国超过3 000万人, 西孟加拉邦超过600万人仍有砷中毒的风险(Gilbert, 2014)。
然而, 砷中毒的问题还没有解决, 新的威胁又出现了。千年之交后, 该地区癌症发病率开始不断上涨, 每10万人中有1 300人罹患癌症, 比全球平均水平高5到10倍。世界卫生组织发现了这种危险, 并表示: “在未来的十年里(2003~2013), 砷中毒引起的皮肤和内脏癌有可能成为主要关注的健康问题”(Gilbert, 2014)。但他们无能为力, 因为癌症是不治之症。
3.2 亚硝酸盐慢性中毒的机会因素我们认为癌症是亚硝酸盐中毒引发的疾病, 但许多迹象也表明吸烟、 放射线和病毒也可能是致病因素, 无论它们是否造成了基因突变, 它们对人体的损伤也会诱发癌症。另外, 有人会问, 如果癌症仅仅是因饮用公共供水而导致的慢性亚硝酸盐中毒, 那不应该每个人都可能患有癌症吗?这其中一定有机会因素。
3.2.1 时间的机会因素第一个机会因素: 饮用水中的亚硝酸盐含量随时间变化而变化。许靖华在中国长大, 住在老城扬州, 那里恰好没有公共供水, 因此年幼的许靖华对癌症知之甚少。所有家庭喝的都是井里不含亚硝酸盐的水, 很少有居民中毒, 只有他的祖母得了癌症, 她是那一代亲友中唯一死于癌症的人: 那是1934年, 许靖华才4岁。回忆往事, 可以解释她为什么如此不幸。她那时偏巧是一个年轻的寡妇, 得长年住在镇江市父母家中。镇江是民国时期江苏省的省会。在这个现代化的城市里, 她不得不喝被亚硝酸盐污染的公共供水。20世纪40年代, 随着中国的城市化不断推进, 公共供水逐渐普及, 这一机会因素变大了。许靖华12岁时了解到有一种疾病叫癌症。两年后, 他母亲得知自己得了癌症, 忍受了27年的痛苦, 于1961年去世。当时他并不知道母亲为什么会得癌症, 然而如今他相信那是因为饮用的公共供水受到了污染。后来许靖华和他的姐妹们去了美国。他们住在美国城市, 喝了受污染的供水。四姐妹中的三个人、 一个表哥还有很多朋友都死于癌症。在这个家族中, 只有许靖华和妹妹丽雯逃过一劫。
癌症是城市化带来的疾病, 这不仅是个人的感觉。木乃伊的研究表明, 癌症在古埃及极为罕见。20世纪初, 美国的癌症死亡率较低, 每10 万人口中约有5~10人死于癌症。现在的数字上升到了200~400人。统计数据显示, 当今中国, 癌症死亡率的上升与城市里大量开设的污水处理厂有关, 也与在农村地区使用的化学肥料有关。最后, 机会因素清楚地解释了为什么癌症死亡率随年龄增长而增大, 因为人活得越久, 就越有可能接触慢性毒药。
3.2.2 癌干细胞存在的机会因素然而, 时间因素不可能是唯一的答案。随着亚硝酸盐污染的扩散, 现在公共供水中亚硝酸盐几乎无处不在, 但即便喝相同的水, 也不是每一个人都会患癌。这其中必然存在其他的机会因素。
癌症发病率的统计数据表明, 每千人仅有几人成为每年的新发病例。为什么?癌干细胞的起源可能是答案。在人体中, 癌干细胞非常罕见: 每1 000~2 000个人类干细胞中, 仅有一两个癌干细胞。只有在很罕见的情况下, 如癌细胞被召唤去修复人体某部分的细胞损伤时, 癌症才能被激活。 当癌细胞处在厌氧氨氧化的代谢模式下, 血管血清中的亚硝酸盐可以扩散到原本亚硝酸盐浓度接近为零的癌干细胞内。亚硝酸盐的侵袭保持了癌干细胞厌氧的微环境, 并提供了代谢的氧化衬底, 癌干细胞便可以生长和分裂成为肿瘤细胞。有些人没有因公共供水中的亚硝酸盐而中毒是幸运的, 也许他们根本没有癌干细胞, 或者有但它们而从未被召唤去修复身体内的细胞损伤。
癌症起源于细胞损伤, 这个假说能解释为何孟加拉国流行的砷中毒其实应该是亚硝酸盐中毒。砷中毒损伤了身体各个部位的细胞, 最明显的症状是手脚病变。当人们不断受砷中毒之苦、 细胞持续被破坏时, 干细胞持续被召唤以修复损害。人们花了20年才发现是慢性砷中毒造成了癌症的蔓延。统计数字显示当地癌症发病率是全球平均水平的十倍, 我们可以想象, 在砷中毒蔓延的那几年里, 干细胞被召唤去修复细胞的次数也是平常的10倍, 并且很有可能, 其中被召唤的癌干细胞也是平常的10倍。这就可以解释为什么会有10倍于正常的致癌几率。
3.2.3 遗传中的机会因素对癌干细胞的来源我们知之甚少。种种迹象表明, 癌基因组可以遗传。令人担忧的是, 目前三分之一的英国人患有癌症。然而我们不知道是否每个人都遗传了这种癌基因组, 还是只有一些人有这种癌基因组。
3.3 治疗慢性亚硝酸盐中毒的尝试当亚硝酸盐扩散到癌细胞中时, 它成了促进肿瘤生长的毒药。吸烟可能与癌症有关, 因为烟草中含有亚硝酸盐, 而且空气中的亚硝酸盐也能经由吸烟被吸入。污染物与癌症有关, 因为亚硝酸盐普遍存在于被污染的水中。辐射可能与亚硝酸盐有关, 因为细胞受辐射损害后必定要召唤干细胞。
体细胞突变理论(SMT)假定癌基因组是人类基因组突变而来, 我们已经指出这个理论是错误的。癌基因组有不同的基因组序列, 一个基因序列可以编码不受控制的细胞增长与复制, 而另一个基因序列可以编码厌氧氨氧化的代谢模式。代谢模式的变化无法影响细胞复制模式的变化。另一方面, 我们必须寻求疫苗以预防基因突变或改变癌细胞复制的模式, 我们需要做的是, 切断亚硝酸盐的供应, “呛”或“饿”死癌细胞。中国采用了这种办法, 并在这场抗癌之战中取得了部分胜利。
3.3.1 标准化深井水(SDWW)计划统计数据证明了癌症和亚硝酸盐的相关性, 带动中国政府把癌症当作慢性亚硝酸盐中毒来治疗。治疗方法是使用SDWW作为供水源。许靖华在2009年参观了河南周口。中国政府为当地提供了钻深井的专项资金。每年, 国家、 省和县捐助每人312元, 而每人需要以劳动或现金支付88元。中国的SDWW计划尝试是成功的。如果不是癌症患者从外省涌入, 安阳医院本应有一半是空的。钻井计划带来了SDWW, 使得癌症死亡率降低一半, 拯救了一半晚期癌症患者。尽管如此, SDWW实验充其量只成功了一半, 因为剩下的一半喝相同SDWW的患者仍死于癌症。为什么?我们不确定原因, 需要找到治疗“另一半人”的方法。
3.3.2 将癌症作为亚硝酸盐中毒的疾病来治疗的实验许靖华探访了在河南安阳医院SDWW治愈的晚期癌症患者。当向韩医师询问细节时, 韩医生回答说, 这些医疗信息是保密的。我们并不清楚是否确实存在正式的临床试验; 癌症患者用了什么样的水; 每个患者每日饮用多少不含亚硝酸盐的水; 恢复速度有多快; 恢复的本质是什么。由于没有被告知答案, 我们不得不找机会进行自己的临床试验。
若假定癌症是慢性亚硝酸盐中毒引发的一种疾病, 则癌症的治疗是为“血液中毒”提供不含亚硝酸盐的水解毒, 癌症患者的饮用水应该是不含亚硝酸盐的。许靖华认识的人中有3位癌症晚期患者, 这样他可以检验这一假设, 即癌症是由慢性亚硝酸盐中毒引起的。
患者A的情况: 患者A是一个美国朋友的妻子。她舌头上的肿瘤已进入第三阶段, 她在医院的病床上等待接受化疗。她的丈夫是许靖华的同行审稿人, 审过提交给科学期刊的癌症疗法的手稿, 也是一位博学的化学家。他和妻子决定尝试一下“许氏疗法”。一个人一天正常的饮用水量是一升。在家里等待入院化疗期间, 她一天只喝一升蒸馏水。长期饮用蒸馏水不利于人体的健康, 但是短期的临床实验应该不会有害。3个月后, 她的肿瘤生长有所减缓。那个时候, 她收到消息说可以入院化疗了。她丈夫就跟着她一起去医院, 询问可否继续进行“许氏疗法”。他的请求被拒绝了, 并被告知, 她必须遵循规则, 只能饮用由医院提供的水。她被迫遵守了规定。在接受化学治疗的3个月中, 饮用医院的公共供水, 癌症也愈演愈烈。她无法进食, 也说不出话, 最终死于癌症。
患者B的情况: 患者B自己就是一个医生, 是台湾一家医院的主任。他肝上的肿瘤太大, 无法进行手术, 他便接受最后的化疗。他的妻子在一次讲座中了解到“许氏疗法”。绝望的她愿意尝试任何一种治疗方法。于是悄悄从超市中买不含亚硝酸盐的瓶装水带回医院。患者B每天喝一升, 而住院伙食是用自来水煮的。他一直感觉很好。3个月后, 他做了一次检查。他的肝癌肿瘤已经从6 毫米缩小到1毫米, 现在可以动手术了。癌症的最后残余大约在三年前被移除。他继续喝治好他的瓶装水, 癌症也没有复发。
患者C的案例: 患者C是陈教授的妻子, 陈教授是许靖华的好朋友, 他向患者B的妻子介绍了“许氏疗法”。许靖华在二月份看到他时, 他看起来伤心欲绝: 他的妻子在2015年12月被诊断出有“两个肺肿瘤, 一个在左边, 一个在前面”。尽管他知道患者B被治愈, 但仍对这种治疗方法持怀疑态度。绝望之下, 他也只有从同一家超市购买相同的瓶装水, 按照规定每天给妻子喝一升。
2016年3月28日, 陈教授在给许靖华发送的一封电子邮件中写道: “今天上午, 三军医院负责化疗的何医生告诉我的妻子, 她的肺肿瘤缩小了很多。当然, 我让我妻子每天饮用不含亚硝酸盐的水。我同意你的疗法, 我的家人现在只喝不含亚硝酸盐的水。非常感谢你的建议。我会让何医生读你的手稿。”
4月陈教授在又写了一封信, 告诉许靖华: “左肺肿瘤直径原为3厘米, 现在已经缩得很小。前面的肿瘤被发现时直径为3.8厘米, 2016年3月23日, 它的直径已经缩小到 2.6厘米。因为我妻子还在喝舒兰水, 已经离开了医院回到家中, 她将会在6月26日做最终检测。”
5月17日, 许靖华收到了陈教授的一封邮件, 他告诉许靖华: “非常感谢你对我妻子的关心, 她一天比一天好, 我希望她可以完全康复。”
然而, 最终检测并没有带来预期的好消息。患者C进行了PET扫描后于7月4日和许靖华一同拜访了何医生。主治医生告诉我们, 肿瘤复发了, 变得更大。何医师质疑了许氏理论, 即癌症是由慢性亚硝酸盐中毒引起的。何医生也很失望, 因为此前的化疗和抗癌药物并没有发挥预期作用。
这些案列都得到了类似的结果: 在这3个案例中, 患者开始喝不含亚硝酸盐水不久后, 肿瘤便会收缩。实验似乎已经证实, 当没有亚硝酸盐供给的时候, 肿瘤不能生长。不幸的是, 患者A结局悲惨: 她已经被治愈, 但因为医院主管的傲慢与固执, 她饮用了受亚硝酸盐污染的自来水, 最终还是死于癌症。患者B痊愈了, 无复发症状, 因为他可以在手术前后持续饮用不含亚硝酸盐的水。因此即使有其他来源的亚硝酸盐, 也没有更多的癌细胞通过厌氧氨氧化生长。病人C采用了“许氏疗法”, 继续饮用不含亚硝酸盐的水。与患者B不同, 她缩小的肿瘤并没有通过手术摘除, 肿瘤细胞仍然存在, 于是肿瘤又重新生长。亚硝酸盐可能一直有其他的来源。患者C的情况似乎证实了SDWW计划的结果, 即并非所有不含亚硝酸盐的饮水都可以解毒和治疗癌症。
从病人C的临床病史的证据中, 我们不得不断定: 要么癌症不是由慢性亚硝酸盐中毒引起的疾病; 要么亚硝酸盐有其他来源, 继续饲喂了缩小了的肿瘤细胞。我们选择了第二种解释: 病人C已患肺癌, 饮用水中的亚硝酸盐可以通过血管血清被吸收, 而肺中癌细胞组织也可能从空气中获得亚硝酸盐。空气污染情况显示, 在洛杉矶等大城市中, 大气里的亚硝酸盐浓度超过10×10-9, 4倍于中国卫生部建议的用于预防和治疗癌症的在纯净水中亚硝酸盐的MPCL。许靖华建议陈教授和何医生将陈太太送到空气污染少的台湾海岸山脉的养老院。因为没有其他更好的选择, 双方都同意了这个无奈之举, 希望可以有其他更好的补救措施, 如把抗氧化剂或中草药添加剂加入不含亚硝酸盐水中, 以防止内源性亚硝酸盐的形成。
3.4 癌症应该被视为一种由亚硝酸盐中毒引起的疾病我们之前试图把癌症当作亚硝酸盐中毒来治疗, 尝试的结果鼓励我们要制定出一个标准的医疗实践方案。Gatenby and Gillis(2004)的PET扫描工作非常重要, 可以让我们深入了解癌症起源。然而, 他们可能已经被传统观念误导, 认为癌症是由基因突变引起的。他们的实验结果却证明癌症应被视为一种由亚硝酸中毒引起的疾病。
3.4.1 对同一PET扫描实验的两种解释Gatenby and Gillis(2004)用PET扫描技术进行试验, 尝试证明体细胞突变的理论。他们写道: “致癌作用的多阶段通常被描述为发生了体细胞演变, 因为这些阶段形式上类似于达尔文主义的选择过程: 表型特征根据它们各自的适应性, 或者被保留, 或者被淘汰。根据这个模式, 侵袭癌一定会表现出适应癌变过程中约束增殖的特征。反之, 癌症人群共同的表型特征外观可以作为选择性生长优势的推断证据。”
我们不同意这种解释, PET扫描揭示的事实是:
(1) 在靠近细胞膜处, 癌细胞的微环境是缺氧的, 而在靠近基底膜约200 μm处, 微环境变成了厌氧。
(2) 随着酸度增加, 距离毛细血管基底膜400 μm处, pH的梯度从7.3降低至6.7。
Gatenby和Gillis认为一个基因突变改变了正常细胞内部的氧化性微环境, 细胞变成了内部缺氧的癌细胞。在我们看来, 癌细胞内部的微环境是因为亚硝酸盐的存在才变得缺氧的, 从而进行有氧糖酵解。“选择性生长优势”不是由变异导致的, 而是由向缺氧的微环境的转变导致的。在那种环境下, 癌基因序列能够编码有氧糖酵。他们假设所谓的变异让癌细胞有了“选择性生长优势”。而在我们看来, 细胞并没有发生变异。我们从TCGA了解到癌细胞有癌基因组, 而不是突变的人类基因组。是癌基因序列编码了缺氧和厌氧的代谢模式, 以及无法控制的复制模式, 而不是由体细胞的变异编码。在他们看来, 有氧糖酵解的缺氧代谢用完了扩散到癌细胞里的葡萄糖。代谢反应的延续导致持续缺氧。一个浓度梯度由此产生, 导致血管中的葡萄糖和氧气持续扩散, 从外界进入细胞膜的内部, 维持癌细胞的有氧糖酵解反应, 最终癌细胞内部变成无氧环境。时多时少的葡萄糖供给引起了周期性的糖酵解。我们认为, 源源不断的亚硝酸盐扮演了重要的角色。较高的亚硝酸盐溶解度让细胞内部从缺氧变为无氧, 微环境的改变可能引起了周期性的糖酵解。
3.4.2 将癌症作为亚硝酸盐中毒的疾病来治疗的标准程序在回答为什么癌症有较高的有氧糖酵解时, Gatenby和Gillis可能再次得出了错误的结论: “侵入性癌症的一个奇特而又常见的性质是葡萄糖代谢的改变……在大多数哺乳动物中, 糖酵解被氧抑制, 这种抑制被称为巴斯德效应, 巴斯德首先证明葡萄糖减少是受氧抑制。这种哺乳动物代谢的通用性, 对保持一系列氧浓度的能量生产是必要的。”
我们认为不是代谢的通用性而是癌细胞内部变化的微环境决定了肿瘤细胞的有氧糖酵解的能量生产速度。拥有癌基因组的癌症细胞只能存活于缺氧或厌氧的细胞内部, 然后才能增长和复制。当癌干细胞被召唤去帮助其它干细胞到身体内修复细胞损伤时, 血管中的氧和其他化学成分就会开始扩散到细胞中。Gatenby和Gillis发现细胞内部的氧梯度体现了这一过程。这一过程发生时, 细胞膜是在缺氧环境下, 而有氧糖酵解刚刚开始。我们认为, 癌细胞的复制不是由于基因突变让它们能更好地去“适应”。癌细胞不是那些更适应环境的人类细胞突变来的。癌细胞的癌基因组会对不断变化的环境做出反应以编码相应的代谢模式。癌基因组序列编码有氧糖酵解, 让癌细胞得以存活。
亚硝酸盐就应是细胞内部缺氧或无氧的原因。标准的治疗癌症的临床过程应该首先在亚硝酸扩散的血液动力场中分析亚硝酸盐浓度。
氧梯度表明癌细胞的最中心的部分是厌氧的。那里发生什么?难道厌氧氨氧化是由癌基因组编码的?这一可能性很大。癌细胞的癌基因组包括一些基因组序列, 它们可以在PET扫描发现的氧逸度的范围内编码低氧或缺氧的代谢模式。我们进一步推测亚硝酸盐已经存在于扩散到癌细胞中的化学成分中, 进而使得细胞内部越来越缺乏氧气。我们推测厌氧氨氧化代谢模式启动时细胞内部是无氧的。然而PET扫描的死亡的癌细胞内部表明, 癌细胞没有能编码厌氧氨氧化的基因组序列, 因此癌细胞中心死亡的原因是其所处的不是缺氧的微环境而是无氧的微环境。
综上所述, Gatenby和Gillis用PET证明了癌细胞在有氧糖酵解中能进行生长和复制, 这也证实了Warburg的假说。然而, 为明确亚硝酸盐在癌细胞代谢中的作用, 我们必须开展一系列用N15 作为示踪剂的实验。
糖酵解不是最有效的代谢模式。Gatenby和Gillis觉得很奇怪: “侵袭癌在体细胞突变的过程当中选择了比普通细胞更低效的代谢表型, 而为什么此时进化论的观点仍占上风……因为根据进化论‘适者生存’的观点, 更高效、 更先进的基质变质的细胞应更受青睐。因此, 为什么肿瘤族群会不断演化成效率低下并有潜在毒性(厌氧氨氧化)的表型?”
Gatenby和Gillis被SMT误导因而产生了疑惑。肿瘤细胞是否会生长不是代谢模式是否有效的问题。健康人的细胞基因组编码更有效的氧化磷酸化, 而癌细胞的基因组编码更低效的糖酵解。最后, 我们十分钦佩Gatenby和Gillis所做的伟大实验, 但不幸的是, 他们受SMT误导得出了错误的结论。癌细胞生长是因为它们细胞内的微环境中受亚硝酸盐污染而导致氧缺失。在缺氧和无氧环境的交替下, 葡萄糖或亚硝酸盐持续饲喂癌细胞, 促进了它们的生长, 导致细胞转移。作为代谢情况基质的亚硝酸盐若不存在, 可能会导致癌细胞死亡从而治愈癌症。因此治疗癌症的标准程序应从分析肿瘤生长的组织血清中的亚硝酸盐浓度开始, 随后采取一些措施, 减少亚硝酸梯度, 以防止亚硝酸盐扩散到癌细胞中。
4 抗癌联盟自20世纪60年代以来, 亚硝酸盐与癌症之间的关系就一直备受争议(Paik et al., 2001)。美国国家科学院生命科学委员会召开了一次会议, 其研究成果于1980年发表在The Health Effect of Nitrate, Nitrite and N-Nitroso的专题论文集中。虽然科学家们各抒己见, 但大多数小组委员会成员得出的权威结论是: “在美国的饮用水中发现的硝酸盐和亚硝酸盐, 不太可能增大人类罹患癌症的风险”(Committee on Nitrite and Alternative Curing Agents in Food, 1981)。该小组委员会的结论造成了严重的后果。在美国国家环境保护局于1990年对硝酸盐和亚硝酸盐的毒性作出判读后, 他们断然宣称亚硝酸盐是不会致癌的。美国的这一做法被世界各地的监管机构所认同(Schuddeboom and Council of Europe, 1993)。基于美国的结论, 世界卫生组织制定了公共供水的不可见有害作用水平(NOAEL)的全球标准和1.000 mg/L 亚硝酸盐氮的MPCL标准。
抗癌之战的争议和惨败(由美国尼克松总统在1971年宣布)是西方有关机构人员的无知、 傲慢和贪图利益的结果。这些研究人员包括卫生部的官员、 科技管理人员、 医院院长、 医学专家、 杂志编辑和制药业的巨头等。
许靖华已经打了一场十多年的艰苦战斗。刚开始, 他写了一份论文, 记录中国发现癌症与亚硝酸盐污染相关性的成果。三年来, 他的稿件被西方各大期刊拒绝。Nature杂志的编辑称, 他们当时收到太多的稿件, 因此无暇将其送去同行审阅。美国科学促进会(AAAS)的科学办公室甚至没有说明他们是否曾经收到投稿文章。由于许靖华是美国科学院院士, 他发送到美国科学院院刊PNAS的稿件必须经过审阅。编辑人员考虑这篇稿件收到的正面审阅意见, 勉为其难地接受了此稿。在完成所有程序后, 主编停止了出版, 并以这份稿件过于专业和题材(癌症)不符合大众读者兴趣为由, 拒绝了许靖华。现在西方实行的所谓的同行审阅度或多或少已有些强制审查的意味了。许多科学界同行都指出许靖华的观点标新立异, 难以被人接受。最后, 许靖华的稿件被当时正寻求稿件的、 非一流的一个新医学杂志出版。
事情并没有结束。一年前, 关于癌症起源的第二稿被寄往PNAS, 同行审稿人建议将其发表。主编因找不到任何正当理由拒绝发表稿件, 只好请作者撤回稿件, 并说其中确实有一些有趣的想法, 但尚未得到证实。他显然不熟悉波普尔的科学哲学: 科学理论只能证伪, 无法证实。我们不打算把用不含亚硝酸盐的水能治疗癌症的假设作为“科学证据”, 我们只希望告知公众, 晚期癌症患者是可以被治愈的。
布丁的好坏, 不尝不知。同理, 一个医学假说正确与否, 要在尝试治疗后才知道。幸运的是, 我们得到了中华人民共和国的支持, 我们关于癌症生物演化的稿件现已被《地质科学》接收。我们的第一个任务是为晚期癌症患者开设私人疗养院, 用干净的水和清新的空气来医治他们。与此同时, 行业中贪婪的商家每年却将价值50亿英镑的抗癌药物卖给英国国家医疗服务体系的癌症基金会。那些药物并不能治愈临终病人, 只能让他们的痛苦延长3~6个月。
4.1 为晚期癌症患者开的疗养院中国的抗癌之战只成功了一半, 但这远比彻底失败好: 在这20年中, 千百万人的生命被拯救。SDWW因其价格昂贵已被叫停。为了避免这样的问题, 我们可以在公共供水中不含亚硝酸盐的地方开办疗养院。第二个问题是SDWW的供应有限, 因为那里的地下水没有不含亚硝酸盐的地表水来补充。为解决此问题, 许靖华发明了用于生态恢复和可持续发展的水-能循环系统(CUESWE)技术, 该技术利用碳捕获改善污染的环境, 用硅藻进行生物清洗, 清除亚硝酸盐, 并获得不含亚硝酸盐的水来预防和治疗癌症(许靖华, 2012; Hsü, 2014a, 2014b).
许靖华正准备向政府申请在中国开办疗养院。吃住的费用可以低至一天25 美元。如患者B一样, 疗养院中一半的患者会发现他们在一个月内逐渐开始恢复, 之后他们可在疗养院的门诊处接受约3~4个月的治疗。药品(舒兰水)的成本大约是100美元。晚期病人的总医疗费用可以低至1000美元。我们将成立一个网站向公众传播我们理论的科学依据。
4.2 另一半的希望: PET扫描, 抗氧化剂, 中国草药等喝不含亚硝酸盐SDWW的人中只有一半获救了, 而另一半死于癌症。这个迹象指向另一个机会因素, 即身体机能可能会形成内源性亚硝酸盐喂养癌细胞, 从而使癌细胞数量激增。我们在第一部分的讨论中提到有氧氨氧化的代谢反应, 即因为过量的氧气进入癌细胞, 厌氧菌中的氨被氧化形成亚硝酸盐。该现象可用来解释为什么可以通过调整饮食, 如食用含抗氧化剂的食物来治疗癌症。这个现象也可以解释一位优秀的传统中医所说的话: 他的草药酒曾治愈了癌症, 因为草药阻止了内源性亚硝酸盐的产生。只有一些癌细胞有能够编码有氧铵氧化的癌基因组, 这是否是一个机会因素?林州市的统计数据似乎表明了这一点: 当用SDWW代替引起癌症广泛流行的亚硝酸盐污染水时, 癌症死亡率减少了一半, 接近亚硝酸盐污染发生之前的死亡率。有证据表明, 林州有一半的人口体内偏巧有编码有氧氨氧化新陈代谢的基因组序列, 于是他们体内产生了内源性亚硝酸盐以喂养癌细胞。
SMT假设认为突变造成了人类基因组和癌基因组的差异, 这是它的核心缺陷。没错, 基因组的确不同, 但那是因为它们是由两个不同的基因组演化而来的, 这两个基因组是内共生起源。癌基因组有不同的基因组序列。然而, 这两个基因, 都是癌基因组的一部分, 而癌细胞的生长取决于基因组是否激活, 而不是人体基因组序列是否突变。
当外源和内源的亚硝酸盐被阻止进入癌细胞时, 癌症是否能被治愈, 这是该理论成立的关键所在。几个病人的案例已经证明了理论的预测。现在我们提出, PET扫描能证明亚硝酸盐与癌细胞的存活密不可分。
Warburg和他的追随者强调, 癌细胞会在还原条件下生长。他们所提出的氧合作用可以提高氧化还原电位, 防止缺氧或厌氧的情况出现, 例如, 过氧化氢就可以实现此功能, 可以被作为治疗癌症的药物。但数十年的实验证明他的治疗是无效的。与之相反, 采用饮食疗法的人们相信抗氧化剂, 特别是维生素, 能治愈癌症① 。这令人百思不得其解。最近, 最受尊敬的专家发声了, 诺贝尔奖获得者Watson(2013)提出了一个关于氧化剂和抗氧化剂在治疗癌症中的作用的新奇假设。Watson同意, 能降低癌症细胞内抗氧化剂含量的药物可用于治疗癌症。他声称, 实际上抗氧化剂在癌症晚期对癌症有促进作用, 认为此理论的研究是他“自双螺旋后最重要的工作之一”。
① Olifent R. 2014. Do You Want to Know What We Did to Beat Cancer. Active Cancer Therapy Support. 1-117
当我们想要把癌症作为慢性亚硝酸盐中毒治疗时, 亚硝酸盐的存在与否才是关键的因素, 所以我们不应陷入癌症的生物医药细节的泥沼, 不应根据SMT来解释治疗方法中的理论。我们已经从我们的污水处理行业同仁哪里学到了很多。污水淤泥中的铵通常是过量的, 厌氧氨氧化的反硝化反应依赖于大量的酶, 也依赖于污泥中是否存在亚硝酸盐:
$\text{NO}_{\text{2}}^{\text{-}}\text{+N}{{\text{H}}_{\text{4}}}^{\text{+}}\text{=}{{\text{N}}_{\text{2}}}\text{+2}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}$ (7)亚硝酸盐在反应中耗尽时反应就会停止。这时必须输入大量氧气以产生更多的亚硝酸盐, 这个过程就被称作好氧氨氧化。必须输入大量氧气产生更多的亚硝酸盐, 使生物反应器的内部再次厌氧, 并为厌氧性氨氧化提供氧化底物。
$\text{2N}{{\text{H}}_{\text{4}}}^{\text{+}}\text{+3}{{\text{O}}_{\text{2}}}\text{=4}{{\text{H}}^{\text{+}}}\text{+2NO}_{\text{2}}^{\text{-}}\text{+2}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}$ (4)抗氧化剂可以防止好氧氨氧化产生亚硝酸盐, 从这个意义上讲, 我们认同Watson的观点, 即用药物降低癌细胞内抗氧化剂的含量是“有治疗效果的”。当亚硝酸盐不足时, 癌细胞就会死亡。过量的抗氧化剂是有害的, 因为它会使癌细胞厌氧, 导致饮用水中的亚硝酸盐足以成为厌氧氨氧化代谢的底物, 为癌生长提供能量和生物量。在防止内源性亚硝酸盐形成的过程中, 抗氧化剂的作用是很重要的。同时, 要确定癌症的治疗方法, 还必须研究如何规定抗氧化剂的含量。
4.3 舒兰水天然不含亚硝酸盐的山泉水存在于不受污染的环境中, 能够以每升1美元的价格装瓶售卖, 以满足疗养院中癌症患者的需要。在证实其治愈和预防癌症的医疗价值后, 瓶装水可以像舒兰水一样在市场上销售。到时数以百万的人会涌入市场, 购买舒兰水以防治癌症。舒兰水的利润可以投资建设CUESWE系统。环境得到改善后, 可以大量生产反硝化水, 并将其作为舒兰水的来源。最终, 这种大规模生产出来的产品会使市场价格大幅下降, 需要舒兰水防治癌症的人也因此获益。同时, 舒兰水可能会枯竭, 但去硝化水可以回收利用作为供水源用于补给。
4.4 中国和世界共同的梦想多个实验已初步证明了我们的假设, 即癌症是由亚硝酸盐中毒引起的, 当癌症患者饮用不含亚硝酸盐的水时, 他们的肿瘤缩小了。现在我们必须证实这个假设, 拯救数以百万计晚期癌症患者的生命。现在并没有推出治疗癌症的新药, 而采用这种方法也不会产生有害的副作用, 毕竟患者所饮用的是完全干净的水。
我们与安徽省黄山县当地政府协商实施安徽计划, 重点讨论为癌症患者在黄山山麓的许村修建疗养院, 该村居民很少得癌症, 因为他们饮用的黄山的泉水不仅不含亚硝酸盐, 还含可阻止内源性亚硝酸盐产生的微量元素。我们可以租一家空置的敬老院, 为50~100个晚期癌症患者开设疗养院。他们不用接受诊疗, 也不用吃药。中国的SDWW计划及许靖华的临床实验统计数据表明, 半数以上的晚期癌症患者可以痊愈。基于以往的经验, 只要每周在歙县的附近一家医院检查亚硝酸盐浓度, 就能看出患者的血液是否被解毒了。PET扫描则会证实肿瘤是否确实缩小。根据该理论预测和实验验证, 在一至两个月内, 肿瘤会缩到一定大小, 这时可让病人回家接受治疗直到完全康复。病人在家疗养期间需继续饮用黄山的水, 以防止像患者A一样出现癌症复发。
黄山泉水可以以瓶装每升1美元的价格提供给癌症患者。晚期病人将以不到100美元的价格进行为期100天的治疗。销售瓶装舒兰水的所得利润有助于实施CUESWE系统, 通过碳捕捉改善受污染的环境, 实现经济可持续性发展(Hsü, 2014b)。当疗养院在许村运营时, 其他在英国、 瑞士和美国的疗养院也将陆续开办。预计来自世界各地数以百万计的癌症患者回到家疗养时, 可联系舒兰健康服务中心订购舒兰水。
医务人员可以来中国学习治愈癌症患者的专利方法, 水利行业可以制定蓝图打造CUESWE系统, 即通过水和能源循环利用, 改善环境, 实现经济可持续性发展。中国将不仅成为一个超级经济大国, 中国也将再次成为全球科学和文化的领导者。
作为贵州省首个人才特区,贵阳国家高新区始终把招才引智摆在首位,积极构建动态化人才需求信息库,依托人博会、数博会等重大活动平台,打造“才聚高新”引聘活动品牌,帮助企业精准对接高端人才、创新创业人才。贵阳高新区围绕重大产业项目用人需求,搭建专场、走进校园、拓宽渠道,为企业扩充产业人才、技能人才储备。
致谢 本文内容主要基于许靖华在中国科学院的研究工作。该工作由中国卫生部、 中国科学技术部、 中国环境保护部、 中国水利部、 中国住建部、 北京市政府、 甘肃省人民政府、 云南省人民政府和广东省人民政府共同合作完成。许靖华还得到了中国各级政府的大力支持。他对助手叶文华、 中国科学院的同事刘小汉、 周新华、 李继亮、 王清晨、 丁仲礼表示感谢。叶文华自愿无偿帮助他已有十载。30年来, 中国科学院地质与地球物理研究所一直为许靖华提供财政和后勤支持。许靖华也要对他的合著者表达感谢。没有R. B. Eckhardt的支持与鼓励, 这项工作将难以完成。还要感谢河南大学环境与健康工程中心的秦明周和皇甫超申上海真实灵异事件, 他们在实验工作中与许靖华通力合作。许靖华与两人合著了Role of nitrite in tumor growth, symbiogenetic evolution of cancer cells, and China's successes in the war against cancer。这份进展报告让我们形成了癌症的演化起源理论。我们还要赞赏两位开拓进取的女性科学家的妙想。首先是Lynn Margulis, 她曾教授许靖华内共生演化理论。第二位是Charlotte Avers, 她是道格拉斯学院生物系前任教授兼系主任; 50年前, 她就向R. B. Eckhardt介绍了Margulis内共生学说的证据。最后, 我们要感谢诸多朋友的倾听, 尤其是James Wang、 C. V. Dang、 Frank Dickson、 Elisabeth Hsü、 David Rogers、 James Jepson、 Vivian Ho和其他读过许氏早期手稿的人。不是所有人都相信一个外行人的“异想天开”, 但是每一个人都极富善意, 彬彬有礼, 乐于助人。