1992年3月5日，《紐約時報》登載了著名演員珊迪·丹尼斯（Sandy Dennis）的訃告。在45歲生日來臨之前，她因癌症去世。同一天，83歲高齡的凱瑟琳·赫本（Katharine Hepburn）的自傳已經連續25周列入該時報的暢銷書單。那麼，問題來了：為什麼丹尼斯被癌奪去了生命，為什麼她沒能像同行赫本一樣長壽？
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這是一個八卦與醫學的好問題。但是，還有一個更深刻的生物學問題：我們為什麼能夠活上幾十年而不死於癌症？癌細胞做的不過是細胞所做的正常的事情：生長和繁殖。而我們身體裡的這麼多細胞怎麼能夠做這樣一種不正常的事情：抑制生長達數十年之久？很明顯，它們「必須」如此，否則每一個人都會在早年就死於癌症。當然，這是常識。那些沒有在早年死去的人，不論是出於什麼原因，都有可能活下去，繁衍生息，把他們延遲癌症的適應機制遺傳給後代。這種演化史觀有助於我們理解人體預防癌症的機制，包括它的起源，以及這件事情是多麼了不起。
中國的孔子曾經說過大意如此的話：普通人注意到那些不常見的事情，稱之為奇跡；睿智的人才會注意那些常見的事情，發現其中的奧秘。對通常情況下不患癌症的關注，即，探索癌症不發生的機制，可能是瞭解怎樣治療癌症的關鍵。
問題
假如我們考慮下人體內每個細胞的生長歷史，我們就會發現，控制癌症是一件多麼艱巨的任務。試想某位好萊塢明星的肝臟裡一顆正常的肝細胞，它是從過去存在的某個細胞生長、分裂而來的。這個母細胞也許是一個與它相同或者相似的細胞，而它也是由過去的一個細胞生長、分裂而來的。在追溯這個肝細胞祖先的途中，我們遇到的細胞越來越不像肝細胞，而越來越像沒有分化過的胚胎細胞。在這個細胞的家譜裡面，我們最後追溯到了受精卵。就是這個受精卵，分化出了人體的各種細胞。
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這個受精卵也有它的歷史：卵細胞可以上溯到卵母細胞（oocytes）和卵原細胞（oogonia），進而上溯到母親體內的胚胎細胞。同樣，精子也可以上溯到精母細胞（spermatocytes）和精原細胞（spermatogonia），進而追溯到父親體內的胚胎細胞。還可以繼續上溯，經過雙親的原始合子查到祖父母一代，一直再追溯上去，我們將不斷地在胚胎細胞與生殖細胞之間切換，以至無窮。從最初的祖細胞算起，細胞分裂的過程綿延了數百萬年，從來沒有中斷過；更令人震驚的是，在所有這些細胞中，沒有一個是肝細胞。
圖12—1可以幫助我們理解生命史中的這一重大事實。我們所有的祖先都有肝臟，但是這些祖先的肝臟細胞並沒有產生我們的肝臟細胞，也沒有產生我們體內的任何一個細胞。我們完全來源於一條沒有盡頭的不斷分裂著的生殖細胞系。在這張圖中，一個個永恆的種質（germ plasm）產生了生物個體多種多樣複雜的胞體（somata），但這些胞體卻是譜系圖上的死胡同。19世紀的達爾文主義者奧古斯特·魏斯曼（August Weismann）最早提出了這種想法。
現在，這個傳過無數代的生殖細胞系，在經過產生一個成人身體（adult soma）所必需的幾十、上百次分裂之後，產生了一個細胞，比方說肝細胞，它必須在一個多細胞個體的生命過程中扮演一種特殊的角色。為了實現這種目標，它必須做一件它的祖系細胞們從來沒有做過的事情：停止分裂。但是如果肝臟受了創傷，它又會再次進行分裂。這種生長和分裂必須被精確地控制在正常肝臟功能所需要的範圍以內，而且在正常功能恢復以後必須立即停止下來。如果肝臟的上億個肝細胞中有一個肝細胞的生長和分裂變得任性，而且不受監督地進行下去，它就會變成腫瘤，最後引起致命的生理功能障礙。
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從這一觀點看，生命似乎一直就處在某種程度的前癌狀態，它也意味著，必定有某種高明的抗癌機制在為我們工作。美國海洋生物學家喬治·奈斯（Geoge Liles）感歎道，「支持生命存在的細胞和器官必須設計得很好，因為活著這件事非常不容易。有生命的物體——植物、動物、細菌、球藻和真菌——都面臨著許多挑戰，足以令最有創造力的設計者躊躇。」觸動他說這段話的其實是一個看起來相當簡單的問題：水是如何巧妙地通過貽貝的食物通道的？相比起來，在幾十年的時間裡，人體的十萬億個細胞中不發生癌症豈非更有挑戰？！
圖12—1 魏斯曼的種質（germ plasm）概念。永恆的生殖細胞系產生了壽命有限的個體。圖示的個體可能是雌性，也可能是雄性
今天的生物學家大都承認這樣一種看法：多細胞生物，例如我們人類，是從某種原生動物演化而來的，其中的每一個細胞都執行著獨立的功能。大部分原生動物採用無性繁殖：一個細胞分裂成兩個細胞。在某些現代的原生動物中，這兩個新的細胞不是完全分離而是黏在一起成對生活。還有另一些原生動物，它們的後代聚集到了一起形成纖毛或者殼狀的小群體，也叫作集落（colony）。有少數原生動物的集落會分化出如圖12—1所展示的兩種細胞：生殖細胞和營養細胞。這就意味著，某些過去是獨立的細胞自願地放棄了繁殖，走進了系譜上的死胡同。它們把自己獻身給極少數的生殖細胞，為這些生殖細胞提供營養並且保護它們不受傷害。這種從獨立的個體發育到集落中分化的個體的過程，在原生動物團藻（Volvox carteri）中已經得到了充分的研究和記載。在一定程度上，這種發育事件正是所有多細胞動物原始祖先的特徵。
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自然選擇能否解釋營養細胞為何會接受這樣一種不育的、專門為他人作嫁衣裳的角色？這取決於我們如何理解自然選擇作用的對象：如果指的是細胞，那麼回答是否定的；如果指的是基因，那麼回答是肯定的。如果團藻中的生殖細胞和營養細胞擁有相同的基因，那麼具體由哪一個細胞繁殖，哪一個細胞絕育，並沒有什麼差別。重要的是，當不育細胞擔任起純營養的角色，集落繁殖會更加有效、更加成功。如果集落中的生殖細胞和營養細胞的比例為10:100要比11:99能更有效地繁殖，那麼細胞放棄生殖參與營養服務角色的趨勢便會被保留下來。
在一個包含一百個細胞的集落裡，其中的細胞都是由一個細胞衍生而來的，它們可能都有相等的活力、相等的健康程度，也幾乎肯定都是同一基因型。從一個細胞繁殖成一百個細胞的過程中，資源可能得到平均的分配，全部一百個細胞都具有精細的機制保護這些遺傳物質不受損傷、不發生變化。但是擁有一千個細胞或者一萬個細胞的集落又會怎樣呢？這樣的集落會不會發生什麼麻煩呢？會不會有偶然發生的突變使個別細胞的行為損害集落整體的利益？例如，會不會有一個突變細胞開始攫取更多的營養，開始生長和繁殖，以至於對整個集落造成傷害？當集落擴大到一定程度，肯定需要有專門的適應機制來保證組成細胞都遵守紀律不出亂子。
對策
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現在，讓我們來考慮一個像成人身體這麼大的集落。維持包含十萬億個細胞的集落，需要什麼樣的管理機制呢？從工程學的角度來看，能夠勝任該任務的質量管理系統超乎想像。如果一個汽車製造廠需要出廠上萬輛汽車，同時保證沒有一輛有嚴重缺陷，那麼這個製造廠還是關門大吉。而人體的每一個活細胞都比汽車都更複雜。
想想一個胚胎從最初的單細胞發育到一百個細胞，一千個細胞，一萬個，十萬個……最後發育成一個擁有十萬億個細胞的成年人的過程中它要面臨的難題。絕大多數的細胞都會死亡，然後被其他細胞代替。所有的這些細胞都有一套「持家基因」，用於合成分裂生長所必需的蛋白質；此外，還有一些負責精細調控的基因，在組織成熟不再需要多餘細胞的時候，持家基因就會停止合成蛋白質，細胞也停止分裂。如果其中有一個基因偶然發生了突變，無法「感知」到組織的成熟，這個基因將繼續製造分裂生長所需要的蛋白質，那麼，此時DNA編輯和修復機制便會啟動，去糾正這一缺陷。至少，理論上它們應當去糾正這一缺陷。人群之中，0.5%的人會攜帶一個基因，使得它們患結腸癌的風險大大增加。原來的理論以為這個基因「做錯了什麼」導致發生結腸癌，現在發現，原來是因為這個基因「沒做什麼」。在正常情況下，這個基因會檢查並糾正異常的DNA結構。當這套糾錯系統無法正常工作，DNA突變就會積累，癌症的風險大大增加。
事實上，只有極少數的突變缺陷最終會表現出來。少到什麼程度？讓我們假定，一萬個細胞之中有一個基因突變，製造出了突變蛋白。就整個身體的十萬億個細胞而言，我們就會有十億個異常細胞，它們有可能啟動癌的生長。這聽起來會令人坐立不安。但是每個細胞之中還有另外一種安全保障：腫瘤抑制基因，它們可以主動抑制細胞生長。其作用機制並不明確，猜測是破壞了那些異常產生的導致細胞過度分裂的蛋白質。假定這個保護機制也十分有效，每天的失敗率只有萬分之一，那麼我們可以得出：每天只有十萬個細胞會開始癌變。如果再進一步假定，還有第三個同樣有效的防護機制，而且任何三個防護機制都能避免細胞分裂異常。那麼，每天有十個新的癌症細胞形成，這樣的保險還不夠安全。
這種處境與管控核彈發射的問題十分類似。因為意外走火發射帶來的災難是如此巨大，所以在設計這一套系統的時候首先也是最重要的考慮是防止誤操作，儘管這種設計也會增加真正需要的時候發射失敗的可能。這跟我們之前描述的煙霧監測器的工作原則剛好相反。這種控制細胞分裂的機制是根據「多重安全栓」的原則設計的。如果沒有密碼，核彈發射井裡的工作人員無法發射核彈。就算有了密碼，也需要按照順序進行多項操作，例如需要兩個人在一個房間的兩個不同位置同時轉動鑰匙。這種系統設計得如此保險，如果有任何的不正常操作，核彈都無法發射。類似的，體內的細胞也有一套「多重安全栓」的機制。如果這些機制失敗了，體內還有另外的機制來阻止細胞的不正常生長。即使這些安全控制機制全部失效，細胞開始過度生長，細胞最後還有辦法來啟動自我破壞程序。
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不久前發現的p53的基因是一個很好的例子。該基因可以通過調節其他基因的表達來防止癌變。在某些情況下，它會阻止細胞生長，甚至讓細胞自我毀滅。如果某個人攜帶這個基因的異常拷貝，那麼當另一個正常拷貝再發生問題，便會出現災難性的後果。51種人類腫瘤病人，包括70%的結腸癌、50%的肺癌，還有40%的乳腺癌病人，都有不正常的p53基因。不過，約翰·托比（John Tooby）和李達·柯士密（Leda Cosmides）曾指出，這種遺傳變異並不一定存在於體內的腫瘤中。實驗室裡研究的癌細胞在組織培養基上大多已經培養了很多年，繁殖了無數代，這種培養環境有可能會篩選出細胞分裂加速的突變。
除了細胞內的抗癌機制，細胞之間也有抗癌機制。比如，細胞可以察覺到鄰近細胞的錯誤行為，並分泌某些物質抑制它。最後，還有免疫系統，一旦它發現局部組織與正常組織不同，它會使用一系列武器把異常生長扼殺在搖籃裡。任何一種癌症，必須跨過這許多防線才能長大，從而在臨床上顯現。癌細胞不同於寄生蟲和傳染性細菌，它沒有足夠的時間去積累針對宿主防禦機制的反防禦系統。它完全來自於細胞調控系統的偶然改變，但癌細胞有無數的機會來突破宿主的防禦。
癌症的預防和治療
如何避免癌症呢？第一，要選好父母。對癌症的易感性，同許多別的疾病一樣，是可遺傳的。絕大多數癌症都有一定的遺傳基礎，對於某些癌症，例如一些罕見的兒童癌症、乳腺癌和結腸癌，遺傳性尤其高。家族成員中有這類病史的人比別人患病的可能性要高20～30倍。即使把家庭成員共享環境因素這件事情考慮進去，家族遺傳的影響仍然十分明顯。實驗室裡已經培育出一種容易患癌的小鼠品種，這個品系的小鼠失去了某種控制癌的機制。某些人類的癌症也以類似的方式遺傳給下一代。
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第二，在危險中生活：英年早逝，就不大可能患癌症。衰老，意味著細胞內環境和調節能力都在惡化。細胞生長和增殖的激素和局部調節，同一切適應性功能一樣，在成年末期效率都會降低。細胞本身會衰老，而且隨著心血管、消化和排泄系統的老化，細胞得到的營養和其他必要物質越來越少，甚至清除有害廢物的效率也越來越低。一個不可避免的後果就是，它的生長和分裂也無法得到很好的調節了。異常生長逐漸變得更加普遍，而且更加不受控制地散播開來。
癌症的發病率隨著年齡增長而增加，這印證了一個重要的演化原理：適應機制只在孕育它們的條件下才體現得最充分。人體控制癌症的機制和許多其他重要的生命功能並不是為了讓一個人活到80歲而演化出來的。任何一個80歲人的身體，對人類的基因還有它們的產物而言，都是一種不正常的環境。這種環境在石器時代基本不存在。更寬泛地講，現代環境裡的一切不利因素都會增加癌症的發病率（正如第10章討論的那樣）：X射線和其他電離輻射、新的毒素、高劑量的天然毒素（尼古丁和酒精）、不正常的飲食和其他生活方式，等等。
任何創傷和感染都有可能干擾控制癌症的機制。這種干擾可能發生在受傷的部位，或身體的其他地方。細菌可以增加受感染組織的癌症發病率，但病毒的作用可能更強。主要原因是病毒與人體細胞內的單個基因並沒有太大的差別，有時病毒可以「整合」到染色體上，彷彿它原來就屬於這個地方一樣。這種方式可以讓它很容易地擾亂細胞的正常運轉。病毒，尤其是人類免疫缺陷病毒（HIV），會攻擊免疫系統，當然也破壞了免疫系統攻擊癌細胞的能力。同細菌和寄生蟲一樣，病毒也能分泌毒素削弱細胞的各種調控機制。
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環境因素和某些癌症之間的關係有時不難理解。含鹽過多的食物，酒精度數過高的烈酒，含有致癌物的燻肉或醃肉，都會與胃壁細胞接觸而增加胃癌的危險。類似的，煙草中的多種致癌物質會直接影響支氣管和肺細胞。陽光會傷害皮膚細胞的基因並導致黑色素瘤的發生。但是，高脂肪食物對乳腺癌和前列腺癌的作用要複雜微妙得多，吸煙與膀胱癌的關係也是如此。
即使腫瘤已經發生乃至出現症狀，天然的控制機制，尤其是免疫系統，仍在努力對抗它。這些控制系統仍有可能在對抗中獲勝，或者起碼抑制腫瘤的生長，阻止其擴散。就算不經治療，一些癌症也需要相當長的時間才能擊倒病人。在極為罕見的情況下，那些似乎不可能治癒的癌症也會自行消失。
癌症和身體之間的對抗在很多方面正如病原體和宿主之間的對抗。兩種對立的力量不言自明：癌症的爆發和對癌症的抑制。癌症是一群反抗身體政策的「叛徒」，它們是損害集體利益的自私的寄生蟲。但是癌症與感染性病原體的不同之處是，它的成功注定不能持久，因為它無法散播到別的宿主去，宿主的死亡也就意味著它的死亡，它沒有後代。這一點對於產生癌症的正常細胞也是如此。當宿主死亡時，只有那些已經傳遞到下一代中的基因才能存活下去。
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癌症是所有不受控制的組織生長的總稱。癌症可以來自任何一種具有生長和分裂能力的細胞類型。不同的癌症有不同的肇因。所以癌症成了醫學難題無足為奇，而且我們也不大可能找到一種能夠包治一切癌症的方法。事實上，我們正在破解癌症的問題上取得進展，然而，將癌症理解為「叛變」的細胞群和宿主之間的衝突，或許有利於我們取得更大的進展。
女性生殖器官的癌變
最能夠說明演化醫學價值的也許是乳腺、子宮和卵巢這些女性生殖器官的癌症。這幾種癌症在近幾十年裡都變得更加多見。美國著名的醫學及人類學專家波義德·伊頓（Boyd Eaton）與同事收集了大量的信息，試圖解釋這些癌症在人群中分佈的差異。他們提供的證據表明，部分原因在於富裕的工業國家裡婦女的生育模式發生了變化。
當然，另外一部分原因在於這個無趣的事實：現在女性的壽命越來越長，而老年人更容易得癌症。然而，有趣的發現是：對不同年齡階段的女性而言，她們生殖器官癌變的概率隨她經歷的月經次數增加而增加。最容易發生女性生殖器官癌變的人群是初潮年齡很早、絕經年齡很遲、從來沒有因為生育和哺乳中斷過月經的老年婦女。
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從歷史的角度看，這是一種極不正常的生殖模式。石器時代的女性與狩獵採集社會中的女性一樣，跟現代女性相比有著一種完全不同的生殖生活史。她們的初潮年齡較遲，絕經年齡也較早，也許是因為她們比現代女性吃得差些，又有比較嚴重的寄生蟲病。石器時代的女孩，大概要到15歲以後才開始有月經，並且可能在一兩年之內就會懷孕。如果妊娠失敗，她很快會再次懷孕。如果妊娠成功，分娩之後會有2～4年的哺乳期，這幾年裡月經週期會受到抑制。在斷奶之後，月經週期會恢復，她可能再次懷孕。這種生殖模式將維持到她47歲左右進入絕經期或者直到生命的終結。在這30年間，她可能有4～6次妊娠，會把一半的光陰花在哺乳上。她的月經週期總共不超過150次。現代社會的婦女，即使她有兩三個孩子，她的月經週期也多出一兩倍。
月經週期的特徵是激素水平的大幅度波動。這種波動會引起卵巢、子宮和乳腺組織在細胞水平做出反應。這些反應是為了適應生殖的需要。同一切的適應一樣，這些反應是要付出代價的。在這裡，代價就是癌變的風險增加。這種代價一般會因一些補償修復機制有所降低。而這些補償機制一般發生在月經週期中斷的時候，比如妊娠和哺乳期間。如果沒有這樣的暫停機制，補償性修復無法啟動或者只能草草進行，生殖系統受到的損害就會不斷積累。當然，這只是一種推測。一個不爭的事實是，一個女人的月經週期越多，她的生殖器官癌變的可能性就越大。更一般性的規律是，任何一種適應機制，當它處在新環境時，副作用會更加嚴重。現代化的生活條件使女性一生的月經週期達300～400次之多，這就是一個典型的例子。不過，這種演化的視角無法幫助今天的女性免受癌症之害。就眼下而言，我們能告訴她們的無非是要避免有害物質，包括尼古丁和其他毒素，天然的和人工的輻射，以及高脂肪食品。除此之外，我們似乎就無能為力了。