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[转载]古病理学与肿瘤学发展史

已有 2039 次阅读 2022-4-9 09:55 |个人分类:医学史话|系统分类:论文交流|文章来源:转载

马向涛. 古病理学与肿瘤学发展史. 肿瘤防治研究,2015,42(3):215-218

0 引言

古埃及与古希腊历史文献中描述的“癌症”可能是真实的肿瘤,但也可能只是先人对于溃疡、脓肿或表现为局部隆起的疾病的朦胧描绘。历史上最终可以确诊为癌症的病例,皆由于某些特殊原因使得肿瘤组织以不同形式保留至今。以常见的骨肿瘤为例,病灶会形成坚硬的钙化组织,所以最有可能抵抗岁月侵蚀而保留完整的形态。而在古病理学家搜集癌症标本的实际工作过程中却遇到许多困难。除了那些保存较好的木乃伊组织,大部分人类与动物遗体在腐烂分解过程中会对骨骼产生不同的影响,可能出现类似癌症破坏造成的结果,抑或掩盖原发肿瘤的踪迹。化学因素(土壤酸度)、物理因素(机械侵蚀与细微骨折)和生物因素(真菌、细菌与病毒)均可以导致骨骼出现类似于肿瘤骨转移造成的溶骨性病变[1]。

1 远古人类与肿瘤

1932年3月29日,英国古人类学家路易斯·西摩尔·巴泽特·利基(Louis Seymour Bazett Leakey)率领考古队在肯尼亚西部进行第三次东非探险。一名叫做朱马·吉托的(Juma Gitau)肯尼亚工人递给利基一块从附近峭壁找到的化石。他起初以为这是曾经在非洲大地叱咤风云的恐象(Deinotherium)断齿,其体型仅次于巨犀与松花江猛犸,在陆地哺乳动物中位列第三。随后,吉托在原地又发现了一大块钙化的黏土,在用镐头清理后发现了两颗前臼齿。这次利基开始重视起来,他认为这个下颌骨标本来源于更新世(Pleistocene)早期人类,后人证实其生活时期距今190万年以上。虽然此前在亚洲已经发现了爪哇与北京人化石,但是利基认为卡纳姆人(Homo Kanamensis)下颌骨更符合现代人的特征,被公认为是最古老的人类标本[2]。

载誉归来后,利基回到英国剑桥大学圣约翰学院开始对卡纳姆人下颌骨进行详细的研究。他在小心去除标本表面的黏土层时不经意触到一处隆起,本以为是一块混在里面的岩石,而实则为下颌骨化石的一部分。利基带着疑问去拜访了一位英国皇家外科学院的专家,结果被告知该隆起可能是一种来源于骨组织的肉瘤。外科专家还在下颌骨上发现了一处纤细的骨折线,应该在卡纳姆人去世之前就已愈合。细胞在创伤修复过程中不断增生复制,可能在某种因素作用下失去控制,而外伤就成为肿瘤的诱因。2007年,科学家们通过电子显微镜的确发现了骨质增生现象。现在,卡纳姆人的下颌骨化石正静静躺在英国肯辛顿自然历史博物馆中。在过去的80多年中,这块编号为M16509的化石除了用做科研并未对外展出过,而关于该下颌骨的肿瘤来源问题也存在争议。1975年,英国肿瘤学家乔治·斯塔索普洛斯(George Stathopoulos)根据流行病学分析结果将病因归结为伯基特淋巴瘤(Burkitt's lymphoma)[3],而来自格拉斯哥大学西部医院的病理学家桑迪森(Sandison AT)则认为下颌骨隆起根本不是什么肿瘤,只是由外伤后过度增生的骨痂堆积而成[4]。

2 史前人类与肿瘤

尼安德特人(Homo Neanderthalensis)简称尼人,是一群生存于旧石器时代(Paleolithic age)的原始人,曾经生活在欧亚大陆不同区域,其历史可以追溯至距今20万~25万年前[5]。1856 年,尼安德特人遗迹首先在德国尼安德河谷(Neanderthal)被发现。

1899年,克罗地亚古生物学家德拉古丁·乔伊安诺维奇克拉姆博格(Dragutin GorjanovicKramberger)在克拉皮纳(Krapina)小镇附近发现了一处岩棚遗址,而这里位于克罗地亚首都萨格勒布以北55公里处。这些尼安德特人生活在距今130 000至120 000年前,属于更新世晚期(Upper Pleistocene)[6]。2013年,来自多家研究院所的考古学家、放射学家对于编号为K120.71的标本进行了深入研究。从形态学上观察,其解剖学特征与另外一块编号为K120.1来源于成年尼安德特人左侧第4至6肋骨的标本相吻合。该段肋骨长度为30 mm,骨髓腔受到严重破坏,内有细小骨针形成。X射线与CT检查发现病变呈偏心性分布,表现为模糊的髓腔内低密度区,骨质有不同程度的扩张,骨皮质变薄,病变区与正常骨质间界线明显。福瑞尔教授[6]认为造成这种骨质破坏的原因是骨纤维异常增殖症(fibrous dysplasia)。

1900年,即克拉皮纳遗址被发现的第二年,德国著名考古学家古斯塔夫·里克(Gustav Riek)于斯图加特市出生。1931年,里克在图宾根(Tubingen)大学工作期间于龙山谷(Lonevalley)的福格尔赫德(Vogelherd)洞穴中发现了尼安德特人生活遗迹。该遗址位于德国莱茵兰-普法尔茨州小镇施特腾(Stetten)西北约一公里处,这些原始人生活在旧石器时代中期,距今约33 100至31 800年。里克在此发掘出的具有现代人特征的尼安德特人颅骨被称为施特腾1号与2号,这为他带来了学术上莫大的荣耀。1978年,德国人类学家阿尔弗莱德·采尔内茨基(Alfred Czarnetzki)[7]发现施特腾2号颅骨有些不为人注意的异常表现。根据解剖学特征,采尔内茨基认为尼安德特人颅骨上骨质增生的痕迹源自矢状窦旁脑膜瘤(parasagittal meningioma)。然而,古人类学家认为这一观点尚缺乏有力的证据支持,未被学术界普遍接受。

3 文明社会与肿瘤

3.1 古埃及人与肿瘤

目前无法证实古埃及时期,社会各阶层人民是否在医疗上享有平等的待遇。潜在的差异性服务可能会左右医生的临床思维方式,从而影响癌症发病率统计。考古专家从古埃及的墓葬以及铭文中获取了大量信息,由此得出结论,从公元前4 000年到公元400年期间,古埃及精英阶层平均寿命在40~50岁,而平民阶层则为25~30岁[8]。研究显示,现代社会中75%的癌症与烟草、空气污染等环境致癌因素有关。而古代社会由于环境简单,癌症发病率较低。古代人类平均寿命较短,癌症在此期间尚未对人类健康构成威胁。

作为现代古病理学的奠基人之一,英国学者马克·阿尔芒·拉弗爵士(Sir Marc Armand Ruffer)做出了巨大贡献[9]。他于开罗创立了木乃伊组织学研究方法,核心步骤就是将那些已经历经数千年的脱水组织再水化。这些看起来干瘪破碎的木乃伊组织经过由水、乙醇与碳酸盐组成的拉弗溶液(Ruffer’s solution)处理后,组织结构可以重新焕发青春。病理学家们可以借助光学显微镜或者电子显微镜对病灶组织进行分析,从而捕捉癌症在古代社会中的蛛丝马迹。

尤金·斯特劳哈尔(Eugen Strouhal)是世界知名的人类学、考古学与古病理学专家,曾经担任捷克斯洛伐克国家博物馆的馆长,他在176例史前人类骨骼标本上发现了癌症侵犯的证据[10]。

1973年,在出土于上埃及(Upper Egypt)那加·埃德·戴尔(Naga-ed-Der)墓地的木乃伊保存在美国加利福尼亚大学伯克利分校的洛依人类学博物馆(Lowie Museum of Anthropology)内,根据古人类学家考证,217号墓穴主人生活在古埃及第六至第十二王朝时期,约为公元前2 350年至公元前1 786年。斯特劳哈尔发现其中编号为12-5046的颅骨遭到严重破坏,这种结果并非由于外伤或者感染所致,从生物学行为上分析其病因可能源自鼻咽部恶性肿瘤。这位年龄介于35~45岁的女性患者生前受到疾病的长期困扰,伴随着肿瘤逐渐侵犯颌面部与颅底骨质,她在生活上已经无法自理,很大程度上依赖仆人的照护得以度过余生。

3.2 斯基泰国王与前列腺癌

位于西伯利亚南部的图瓦(Tuva)是俄罗斯联邦的一个自治共和国,该地区气候属于温带大陆型,冬季寒冷,夏季温暖。图瓦地貌以森林、草甸和草原为主,四周被赛留格木山、唐努山、西萨彦岭和东萨彦岭环抱,世界第五大长河叶尼塞河(Yenisei)流经全境。这里正是世界上载入史册最早的游牧民族—斯基泰人(Scythians)的摇篮。从1971年开始,俄罗斯考古学家在图瓦附近的阿尔赞(Arzhan)山区沙皇谷发现了二十余座斯基泰墓葬。2000年至2003年,圣彼得堡艾尔米塔什博物馆(冬宫)的专家主持了深度发掘工作,其中一座被称为阿尔赞2号的积石冢格外引人瞩目。放射性同位素显示,该处墓葬建于公元前七世纪,男主人去世时年龄在40~50岁,可能是一位斯基泰国王[11],而正是这位王者的遗骸吸引了迈克尔·舒尔茨(Michael Schultz)的关注。

舒尔茨是一位来自德国哥廷根大学(University of Goettingen)古人类学家,他在这位生前显赫国王的颅骨、肋骨、脊椎与上下肢等多处发现了骨质破坏迹象,这种临床表现与前列腺癌骨转移导致的后果非常相似。尽管斯基泰国王的肉身早已不在,但是细胞外基质(extracellular matrix, ECM)蛋白可以与骨组织结合,虽历经千年仍可以获取相应的生物信息。在征得博物馆同意后,舒尔茨小心翼翼地从国王身上留取了相应的骨骼组织,分别用电子显微镜、X射线以及分子生物学手段进行了分析。研究结果不出所料,斯基泰国王全身多处骨骼被病变侵蚀,留下了不计其数的细微孔洞。他的骨髓造血机能受到了严重破坏,在去世之前应该经历了多年病痛的折磨。舒尔茨通过蛋白印迹法(Western blot)从骨骼标本中检测出前列腺特异抗原(prostate specific antigen,PSA),这也是前列腺癌骨转移的有力证据。

3.3 那不勒斯国王与结肠癌

圣多梅尼科马焦雷教堂(Basilica of San Domenico Maggiore)建于1324年,位于意大利南部城市那不勒斯的古城区,中世纪天主教神学家托马斯·阿奎那(Thomas Aquinas)曾经在这里修行。装饰精美的教堂圣器室内共保存着45具木石棺(wooden sarcophagi),墓主们生活在15世纪至16世纪上叶,其中包括10位那不勒斯国王,其中最为著名的就是费兰特一世(Ferrante Ⅰ of Aragon, King of Naples)[12]。费兰特一世于1494年去世后被制成木乃伊,之所以能够完好保存至今得益于当时的制作技术与教堂内干燥的环境。意大利比萨大学医学院病理学教授吉诺·福尔纳恰里(Gino Fornaciari)长期致力于古病理学研究[13],他领导的团队通过组织学、组织化学、免疫组织化学、电子显微镜以及分子生物学技术对于这些那不勒斯贵族的木乃伊进行了详细研究。福尔纳恰里在解剖费兰特一世的木乃伊时发现盆腔肌肉组织为结肠肿瘤侵犯,他将这些可疑的组织经过再水化处理,最终在显微镜下证实该结肠肿瘤的病理类型为黏液腺癌。为了进一步探究肿瘤发生的分子基础,福尔纳恰里借助聚合酶链式反应(polymerase chain reaction, PCR)来检测木乃伊组织中DNA的变化,结果发现结肠癌组织中K-ras基因第12密码子发生突变,这也是现代散发型结直肠癌患者常见的突变类型。

4 问题与展望

截止到目前,出土的古代人类骨骼成千上万,其中只有少量标本由于外观明显异常而得到深入研究,记载于古病理学文献中的例数不超过200例。由于肿瘤组织在自然环境下腐烂分解,能够保存下来的癌症印记主要反映在人类或者动物的遗骸上。其原发灶可能来自附近肿瘤直接侵犯、癌症远处转移或骨骼原发肿瘤[14]。考古学家、人类学家以及病理学家从古代人类及动物遗骸上获取了形态学信息,但是却很难从组织学方面做出癌症诊断。虽然古病理学在研究过程中面临重重困难,但是我们可以追溯肿瘤发展史,分析当时社会经济发展对于这种疾病的影响,为阐明肿瘤发生机制,开展肿瘤防治提供借鉴。

参考文献(略)



https://blog.sciencenet.cn/blog-279293-1333144.html

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