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癌症自史前时代就一直困扰着人类

癌症是一种现代疾病的观点是一种普遍的误解——正如《癌症编年史:解开医学最深层谜团》摘录中解释的那样,化石记录表明这种观点是错误的。

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1932年,人类学家路易斯·利基(上图)和他的团队在肯尼亚发现了一块化石化的下颌骨,上面有一个异常的生长物。当时,利基声称这是早期人类祖先最古老的证据。虽然这一观点已发生改变,但这块化石因其左侧可能携带的肿瘤仍被认为是了不起的。这块骨头现在收藏于伦敦自然历史博物馆,被称为卡纳姆下颌骨,因其发现地卡纳姆化石床而得名。约翰·里德/科学源

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当路易斯·利基坐下来讲述发现人类属中可能最早的癌症迹象时,他首先想到的是泥泞。那是1932年3月29日,第三次东非考古探险中期,雨下得又长又大,从维多利亚湖岸边卡尼耶拉的营地开车到卡纳姆西部化石床,四英里路程花了一个小时。当他和他的团队艰难跋涉穿过泥泞时,他们浑身是泥,不久,刚刚开始辉煌人类学家生涯的利基,跪在地上,搜寻新暴露出来的骨头。

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他正从泥沼中取出一种已灭绝的猪的遗骸时,他的一名肯尼亚工人朱马·吉陶走过来,手里拿着他刚从悬崖边挖出的一颗断牙。利基注意到,这是一颗恐象的牙齿,一种史前时期漫游非洲的类似大象的生物。

吉陶回去寻找更多,当他刮擦悬崖面时,一块沉重的钙化粘土脱落了。他用镐头凿开它,看看里面有什么:更多的牙齿,但不是恐象的。这些牙齿看起来像牙医可能会认出的人类前磨牙,仍然镶嵌在骨头中,然而它们来自利基认为是更新世早期沉积的地层,大约一百万年前。

卡纳姆下颌骨迅速引起轰动。“这不仅是非洲已知最古老的人类碎片,”利基宣称,“而且是迄今为止在世界任何地方发现的最古老的真正人类属碎片。”他坚称,这是我们所有人的直接前身。

像利基的许多热情一样,这个也引起了争议。人类学家们对于利基所称的卡纳姆人(Homo kanamensis)是否像他认为的那么古老仍然存在分歧。其中一些人认为这具标本是更近期的下颌骨——更新世中晚期——它被冲刷到更古老的环境中。无论其起源或确切年龄如何,卡纳姆人不再因其古老性而引人注目,而是因其下颌左侧的异常生长物。

发现之时,它看起来像个麻烦,有损利基的发现。他在剑桥大学圣约翰学院的房间里,小心翼翼地清理标本,突然摸到一个肿块。他以为是块石头。但他继续拨弄,看到肿块是化石化下颌的一部分。他将其送往英格兰皇家外科医学院的下颌异常专家那里,后者诊断为骨肉瘤——一种骨癌。

其他人则不那么确定。直到2007年,科学家们用电子显微镜扫描下颌骨后,得出结论,这确实是一个“骨骼失控”的案例,但对于病变的性质保持中立。

动手实践历史

我第一次看到卡纳姆下颌骨的提及是在网上某个癌症史时间轴上。这让我开始查阅利基的旧书和论文,经过几次电子邮件交流,我终于在伦敦自然历史博物馆找到了这块化石,它在那里已经存放了几十年。据我所知,它从未展出过。

一个春日,我按照事先的安排,抵达博物馆位于展览路的员工和研究人员入口。警卫室的人向前台打电话给脊椎动物古生物学策展人罗伯特·克鲁斯辛斯基。他出来迎接我,然后领我进入博物馆的内殿。窗边的桌子上放着一个他从博物馆仓库里取来的棕色纸板箱。手写的标签上写着:M 16509,卡纳姆下颌骨。

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M代表哺乳动物。标签的右上角有两个彩色贴纸——一个红色的太阳状符号,下面是一个蓝色的星星——表明盒子里的标本在不同时期经过放射性分析和X射线检测。克鲁斯辛斯基先生小心翼翼地移开盖子。里面是一个更小的盒子,由轻木和纸板制成,盖着玻璃盖,而里面就是卡纳姆下颌骨。

他把它放在一个带衬垫的垫子上,以缓冲它与坚硬桌面之间的碰撞。“随便看吧,”他说,然后他去找我希望看到的另一块化石:一块从英格兰斯坦德莱克一处早期中世纪撒克逊人墓穴中取出的股骨,上面有一个巨大的生长物,也被诊断为癌性骨肿瘤。

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我本以为只要瞥一眼卡纳姆下颌骨就心满意足了。没想到会被单独留下,还能把它握在手里。它呈深棕色,出乎意料地沉重而致密。这不应该感到惊讶,因为它实际上是一块石头,是石化的骨头。它曾是史前人类,或者说原人的一部分。两颗泛黄的牙齿仍在原位,另一个牙齿的根部有一个深洞。

就在下方,在下颌左侧内弯处,就是那个肿瘤。它比我预想的要大,奇怪地让我想起我小时候吃的一种叫做“碎牙糖”的糖果。

下颌骨外侧也有轻微肿胀,我能理解人们为何会就其是现代下巴的残余(利基本人相信如此)还是仅仅是肿瘤的一部分争论不休。我能看到利基切割了肿块(他的一些同事认为这是亵渎行为),取出一部分进行进一步分析。我几乎能想象出头部的其余部分,它空洞的眼睛恳求从莫名其妙的疼痛中解脱出来。

半小时后,克鲁斯辛斯基先生回来,看我研究化石的情况。“不要把它放得离边缘太近,”他警告道。我突然意识到桌上的保护垫正向我的膝盖倾斜,任何突然的动作都可能轻易地将卡纳姆下颌骨摔到油毡地板上。

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最后,他未能找到我所询问的癌变股骨。“下次再说吧,”他说。他把我送回博物馆的公共区域。成百上千不同年龄的游客穿梭于走廊中。他们中有些人不可避免地会患上癌症,或者会爱上患有癌症的人。我不知道是否有人是为了卡纳姆人而来。

古代肿瘤学

关于古肿瘤学这个冷门学科的著述不多。尽管研究断断续续地进行了几十年,但“古肿瘤学”(palaeo-oncology)一词直到1983年才被引入。当时,一小群希腊和埃及肿瘤学家(“onkos”在希腊语中意为“肿块”或“负担”)开始计划召开一个关于早期人类癌症的专题讨论会。会议于次年在希波克拉底的诞生地科斯岛举行。会议成果是一本优雅出版、印刷稀少的小书——《古肿瘤学》(Palaeo-Oncology)。我很幸运能在互联网上花100美元找到一本。它的58页用蓝色封面装订,印有烫金文字,标题下方是一只螃蟹的画。希腊语中的“螃蟹”是“karkinos”,公元前五世纪,希波克拉底用这个词来指称拉丁语名为“cancer”的疾病。它成为了“致癌物”(carcinogen)和“癌”(carcinoma)的词根。

大约600年后,古代医生盖伦在一篇古老文本中推测了词源:“就像螃蟹身体两侧都有爪子一样,在这种疾病中,从肿瘤延伸出来的血管与其形成了一个酷似螃蟹的形状。”这个故事几乎在所有癌症史中都有重复。

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然而,很少有肿瘤看起来像螃蟹。七世纪拜占庭希腊人埃伊纳的保罗(Paul of Aegina)认为,这个比喻应该更抽象地理解:“有人说,(癌症)之所以得名,是因为它如此顽固地附着在它所侵犯的部位,以至于像螃蟹一样,不费吹灰之力就无法将其分离。”“karkinoi”一词也用于指代抓取工具,如卡钳。

几乎被遗忘的是路易斯·韦斯滕拉·桑邦(Louis Westenra Sambon)提出的一种截然不同的词源。这位英国寄生虫学专家在1931年去世前,曾将注意力转向癌症研究。有一种寄生虫,名为“蟹奴”(Sacculina carcini),它以螃蟹为食的方式与癌性肿瘤的吞噬方式惊人地相似。这一过程在病理学家亚历山大·哈多爵士(Sir Alexander Haddow)1936年向皇家医学学会提交的一份报告中有所描述。

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它附着在幼蟹的身体上,除了一个小束极其重要的细胞外,抛弃了它的所有部分。这些细胞穿透宿主的身体,并在其肠道下方、胃部正下方安顿下来。在这里,被一层新的角质层包围,它们形成“内部蟹奴”,并像发芽的豆苗一样,伸出纤细的分枝状吸盘,这些吸盘像根一样延伸到螃蟹身体的每个部分以吸收营养。随着体积的增长,寄生虫压迫宿主腹部的底层壁,导致其萎缩,因此当螃蟹蜕壳时,该区域会留下一个与寄生虫身体大小相符的洞。通过这个开口,肿瘤状的身体最终突出,成为成熟的“外部蟹奴”。

早在盖伦之前,希波克拉底的弟子们在吃螃蟹时,可能已经注意到寄生虫侵占宿主的方式与癌症入侵之间的相似之处。

在英格兰斯坦德莱克出土的一具早期中世纪撒克逊人骨架,其左腿上有一个篮球大小的癌性生长物。伦敦自然历史博物馆

无论名称原因如何,古希腊文献都描述了听起来像是子宫癌和乳腺癌的疾病。出于对交感巫术的信仰,一些医生会通过在肿瘤上放置一只活螃蟹来治疗它。他们还推荐药粉和药膏(有时由粉碎的螃蟹制成)或烧灼术(烧灼封闭溃疡)。至于患有内部肿瘤的病人,希波克拉底警告说最好让他们顺其自然:“治疗后他们很快就会死亡,而未经治疗他们可以存活很长时间。”这一原则是希波克拉底誓言的一部分:首先,不造成伤害。

知道癌症一直与我们同在,它并非我们全责,无论你采取多少预防措施,基因螺旋中仍可能出现异常,这多少令人感到慰藉。通常,微损伤需要数十年才能积累——77%的癌症患者在55岁或以上。在过去几个世纪,人类寿命徘徊在30或40岁左右,在化石记录中发现癌症就像发现一种稀有鸟类。人们会首先死于其他疾病。然而,尽管困难重重,仍不断有病例被发现,其中一些被如此生动地记录下来,以至于你几乎可以想象那些被摧毁的生活。

在我访问伦敦后,我收到了自然历史博物馆寄来的撒克逊人骨骼照片,我曾希望检查其肿瘤股骨。我曾读到这个生长物很大——10英寸乘11英寸——但我惊讶地看到它看起来像一个嫁接到这个年轻人腿上的篮球。这个肿瘤呈现出病理学家认为是骨肉瘤(一种罕见的癌症,需要筛查数万人的骨骼才能找到一个病例)迹象的“太阳爆发”模式。

然而,古代病例仍在不断出现。在瑞士的一名铁器时代男子和西班牙的一名五世纪西哥特人身上都发现了癌症的迹象。德国南部黑森林山脉一处中世纪墓地中的一块骨肉瘤摧毁了一名幼儿大腿的顶部,并侵蚀了髋关节。眼眶顶部的骨性生长物表明贫血,这可能是癌症的一种影响。报告的作者推测了病因:附近铅银矿的污染。

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也许相信有一个原因会有所帮助。但没有人知道是什么导致了骨肉瘤。当时和现在一样,少数病例可能是遗传性的,可追溯到染色体异常。在现代,猜测曾一度转向氟化物处理的水,更合理地,是辐射——用于治疗其他疾病的放射疗法或接触放射性同位素,如锶-90,它通过核辐射尘传播。锶在元素周期表中位于钙下方,模仿钙的行为,紧密地结合到骨骼中。但大多数情况下,骨肉瘤发病并无明显原因,让父母们努力理解一个像陨石撞击一样无法解释的现象。

另一种恶性肿瘤,鼻咽癌,会影响鼻腔内的黏膜,并可能留下邻近骨骼的疤痕。在古埃及的骨骼中发现了它的迹象。一位女性的脸几乎被完全毁容,我试图想象她艰难地度过一生。捷克人类学家尤金·斯特鲁哈尔(Eugen Strouhal)记录了这个病例,他观察到:“肿瘤的巨大尺寸,造成了如此广泛的破坏,表明这是一个相对漫长的过程。”“如果没有病友的帮助和照护,生存是不可能的。”这是另一个癌症的恐怖穿透了平淡的科学散文的案例。

骨肉瘤和鼻咽癌——这些是原发性癌症,即在原发部位发现的癌症。它们已经足够让人虚弱了。绝大多数骨骼癌症来自转移,即从其他部位扩散而来的肿瘤。它们在化石记录中也更频繁地出现,留下独特的印记。在埃及墓葬、葡萄牙墓地、田纳西河谷的史前墓葬以及英格兰中世纪墓地的一具麻风病人骨骼中都发现了转移性骨癌。在伦敦塔附近发现了一具31岁女性的骨骼,上面有转移性病变。我们甚至从一个铅棺板上得知了她的名字:安·桑普特。她于1794年5月25日去世。

2001年,考古学家在俄罗斯图瓦共和国发掘了一座2700年前的古墓,那里曾是被称为斯基泰人的游牧骑兵纵横欧亚大草原的地方,他们的首领身着华丽的金饰。科学家们挖穿了两层木制天花板,发现了一间地下墓室。墓室地面铺着一块黑色毛毡毯,上面安放着两具骨架。两人像恋人一样紧紧地靠在一起,都穿着残存的皇家服饰。男子的脖子上戴着一条沉重的扭曲金带,上面装饰着一幅美洲豹、野山羊、骆驼和其他野兽的浮雕。他的头旁边散落着头饰碎片:四匹金马和一只鹿。他的披风上点缀着2500多只金美洲豹。

他的财富救不了他。他去世时——他看起来大约四十多岁——骨骼上布满了肿瘤。病理分析,包括用扫描电子显微镜仔细观察,得出结论,病变的性质和扩散模式是转移性前列腺癌的典型特征。生化测试显示前列腺特异性抗原(PSA)水平很高。尽管这些测试可能产生许多假阳性,但这个结果显然是真实的。

前列腺癌倾向于成骨性,给骨骼增加不必要的质量,而乳腺癌则是溶骨性的,像蛀虫一样蚕食骨骼。一名患有溶骨性病变的中年妇女在智利北部安第斯山脉被发掘,她大约在公元750年去世。她的遗体被裹在木乃伊包中,随葬品包括:三件羊毛衬衫、一些羽毛、玉米棒子、一个木勺、一个葫芦容器和一个金属坩埚。她不是斯基泰女王。她的头发编成一条长辫子,一直垂到背部,用绿色的绳子系着。她的脊柱、胸骨和骨盆都有病变。她的头骨顶部,癌症啃噬出一个35毫米的粗糙洞。癌症吞噬了她的右股骨,使她的腿变短了。

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癌症统计

我总共在考古记录中统计了大约200例疑似癌症发现。我不禁想,冰山之下究竟隐藏着多大。

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90%的人类癌症是癌瘤,它们起源于覆盖器官和体腔并包裹我们的皮肤的上皮组织。随着食物和废物的通过或暴露于外界元素,这些层会磨损,外部细胞不断死亡。下面的细胞必须分裂形成替代品。每一次分裂都会在基因复制中出现错误——自发突变,或由食物、水和空气中的致癌物引起。对于刚开始承受生活磨损的儿童来说,只有一小部分癌症是癌瘤。

在寻找古代癌症时,原发性癌几乎总是随着分解的组织而消失。而那些已经转移的癌,往往会首先扩散到肺部或肝脏,在骨骼中留下记录之前就夺走受害者的生命。埃及医学纸莎草文献对“肿胀”和“吞噬”有模糊的提及,一些证据在木乃伊中得以保存。一具1600年历史的木乃伊的直肠癌通过组织细胞分析得以证实。另一具木乃伊被诊断出患有膀胱癌。

古埃及防腐仪式具有侵入性,可能破坏了其他古代癌症的证据。为了让法老顺利进入来世,第一步是移除他大部分的器官。大脑通过鼻孔取出。躯干被切开,取出腹部和胸部器官(除了心脏,它被认为是虚幻旅程所必需的)。为了减缓腐烂过程,有时会注入类似松节油的溶液作为灌肠剂,以溶解消化道。

木乃伊是一种奇特的存在,而大多数骨骼证据都是偶然发现的。直到最近,人类学家才真正开始利用CT扫描、X射线、生化检测以及肉眼来寻找癌症。即使在骨骼中,他们也永远无法看到那些因人类学家称之为“埋葬学变化”(taphonomic changes)而丢失的线索。

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在挖掘和运输骨骼遗骸时,标记可能会无意中被抹去。食骨性溶骨病变可能导致标本破碎和消失。通过侵蚀、分解和啮齿动物的啃咬,埋葬学变化也可能造成转移的假象——伪病理学——这种可能性必须与骨质疏松症和传染病等替代诊断一起考虑。

但总的来说,古代癌症的证据很可能被严重低估了。毕竟,大多数骨骼都是不完整的。转移癌更容易出现在某些骨骼中,如椎骨、骨盆、股骨和颅骨。其他骨骼很少受到影响。没有人知道缺失的骨骼是否恰好是癌变的。

为了消除不确定性,伦敦大学学院的古病理学家托尼·沃尔德伦试图了解考古学家应该预期发现多少癌症。首先,他必须对早期原发性肿瘤的发生频率进行估计,无论这个估计多么不完善。可供参考的资料不多。唯一看起来可靠的最古老记录来自英国总注册官关于1901年至1905年期间死亡原因的数据。

以此为基线,他考虑了各种癌症可能在骨骼中定居并被识别的可能性。这些数字,一系列近似值,来自现代尸检报告。对于结直肠癌,概率非常低,为6%到11%,胃癌也是如此,为2%到18%。较高的癌症是乳腺癌(57%到73%)和前列腺癌(57%到84%)。

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根据这些及其他考虑,沃尔德伦计算得出(取决于死亡年龄),在旧骨骼收藏中,男性癌症的比例将在0%到2%之间,女性在4%到7%之间。(女性的数字较高是因为妇科癌症。在下一个世纪,由于吸烟,男性癌症将占主导地位。)

无论你多么努力地寻找,古代癌症的病例都会很少——即使发病率与工业时代的英国一样高。为了检验他的数据是否合理,他将这些数据应用于1729年至1857年间埋葬在伦敦东区斯皮塔菲尔德基督教堂墓穴中的623具人类遗骸。仅仅依靠肉眼观察,沃尔德伦在女性中发现了一例癌瘤,男性中没有发现。

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这在他的公式范围内,鼓励他相信这不是完全错误的。下一步是将这些预测应用于更古老、规模更大的群体:905具保存完好的骨骼,它们埋葬在公元前3200年至公元前500年埃及的两个地点,以及2547具骨骼,它们被放置在公元1400年至1800年德国南部的一个骨灰堂中。(教堂墓地太小且拥挤,以至于遗骸一旦腐烂,就会定期移出并储存起来。)

慕尼黑的病理学家使用X射线和CT扫描确认诊断,在埃及骨骼中发现了5例癌症,在德国骨骼中发现了13例——这与沃尔德伦的公式预测大致相同。尽管古埃及、宗教改革时期的德国和20世纪早期的英国生活存在差异,但癌症的发生频率似乎大致相同。

自那时起,世界变得更加复杂。寿命随着香烟的生产而飙升。饮食习惯发生了巨大变化,世界充斥着合成物质。医疗系统在检测癌症方面也做得更好了。流行病学家仍在努力理清所有这些线索。

然而,表面之下一直存在一个核心的癌症发生率,这是作为不完美世界中多细胞生物的遗产。没有令人信服的证据表明这个基线与古代相比有很大不同。

[本文最初以“癌症:长长的阴影”为题发表在印刷版上。]

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