郑佶祺，唐文佩. 癌症感染性病因确立的历史研究. 医学与哲学，2023，44 （17）：17-20+33

摘要：医学界对癌症病因进行了长期研究并提出多种解释理论。从19世纪的“癌症屋”理论到劳斯肉瘤病毒的发现，再到哺乳动物致癌病毒的确认，挑战了对癌症病因的传统认知，确立了病毒感染是癌症病因的一个重要分支。随着科学家观察到首个人类致癌EB病毒，人类癌症不可传播的观念被彻底打破，也使传染病与癌症之间的壁垒逐渐瓦解。在对癌症感染性病因的探索过程中，萌生了肿瘤病毒学，为癌症研究提供了新的理论框架和研究内容。考察病毒感染作为癌症病因确立的历史，有助于理解癌症研究范式的转变及其对癌症控制策略产生的深远影响。

2018 年，据世界卫生组织（World Health Organization）数据统计，约 220万癌症病例可归因于感染，占全球癌症发病率的13%。其中，人乳头状瘤病毒、乙肝病毒及丙肝病毒是除幽门螺杆菌之外的三大致癌病原体[1]。人类感染性病因的发现颠覆了以往神灵理论、体液论、癌症淋巴理论等对癌症病因的传统认知，同时也突破了癌症不可防治的困境。本文重点关注病毒如何进入癌症病因研究的视野，系统回顾从禽类致癌病毒发现到兔乳头状瘤病毒及小鼠白血病病 毒感染模型再到人类致癌病毒确立的历史脉络，认为其是癌症病因研究范式的一次重要转变，不仅对癌症的传统认知构成了冲击与挑战，开拓了以肿瘤病毒学为代表的新研究领域，也推动了制定癌症控制的最佳策略的思考。

1  癌症可感染性的早期理论模型

18 世纪以前人们对癌症病因提出很多猜测与解释模型，包括体液理论、淋巴理论和芽基理论等，也有少数人提出癌症可能由感染引起。19世纪中叶，美国内科医生乔治•伍德（George B.Wood）曾在教科书中例证癌症可能存在传染性的问题，提到将癌变物质注射到一只狗的静脉中，几周后解剖狗的尸体发现其肺部出现了癌变[2]。托马斯•沃森（Thomas Watson）也曾在医学教科书中列举妻子患子宫癌而丈夫患阴茎癌的案例，并指出“似乎这种疾病的胚芽能够从一个人转移到另一个人，甚至对另一种动物也是如此”[3]。尽管如此，直至 19 世纪末癌症的非传染性观念一直占据主导地位，即使讨论“传染”，奉行的也是“癌症屋”（Cancer Houses）理论，也称癌症瘴气论。

“癌症屋”理论假设某些地区、城镇甚至单一住宅都存在使居住者癌症风险增加的因素[4]。英国外科医生、医学史家达西•鲍尔（D'Arcy Power）是“癌症屋”理论的主要倡导者。他曾在1894 年发表的文章中列举了一系列高度相似的案例，即若一间房子中有人患过癌症，后续居住在这间房子中的人，无论是否与第一个癌症患者存在血缘关系，都会因癌症而去世。但他认为这些现象可能只是巧合，在证据不充分的情况下无法得出关于癌症感染性病因的结论[5]。随后几年间，鲍尔发现癌症传播的路径非常明显，并且“似乎依附于某些地点和建筑群”。他认为，癌症“由一种与疟疾寄生虫相关的生物体引起，但与之不同的是，它有更长的潜伏期，在更腐朽的状态下攻击组织，不再局限于血液，而是能够渗透到组织中，从而导致上皮和结缔组织细胞的快速增殖。”最后他提出了一个大胆的假设，即“癌症是一种传染性疾病”[6]。1895 年，阿尔弗雷德•哈维兰德（Alfred Haviland）基于 13 个“癌症屋”案例，提出“癌性肿瘤可能属于一种瘴气疾病，能够由有机体外形成的孢子传播”[7]。

然而，无论是鲍尔还是哈维兰德的猜想都缺乏统计数据支持，也无法阐明引起癌症的媒介究竟为何。之后也有一些研究者追随“癌症屋”理论，但均因缺乏有效的证据支持而放弃。20 世纪 30 年代后，“癌症屋”理论逐渐淡出了医学界的视野。

2  癌症非传染性认知的逐渐消解

19 世纪末到 20 世纪初，医学家们开始注意到一些疾病可以通过无细胞滤液传播。1892 年，烟草花叶病被证实是由无细胞滤液引起后，口蹄疫、天花、恐水症等疾病也陆续得到证明。1908年，丹麦科学家维拉姆•埃勒曼（Vilhelm Ellermann）和奥拉夫•邦（Olaf Bang）发现白血病鸡肉组织的无细胞滤液可以传播白血病，为后续肿瘤病因学研究提供了一条新思路。

1911 年，美国病理学家佩顿•劳斯（Peyton Rous）首次描述了实体瘤的无细胞传播，成为第一个提供病毒感染引发癌症证据的研究人员。1909 年，劳斯在一只普利茅斯岩斑纹母鸡的右侧胸脯上，发现了一个巨大且不规则的球状肿块，手术切除肿块并进行病理检查后发现这可能是一种恶性肉瘤。劳斯将肿块组织的一部分接种到宿主的另一侧胸脯及腹膜腔中，并给同窝生的另外两只母鸡进行接种发现，35 天后宿主死于腹膜内增殖，另一只母鸡的胸脯中 也发现了较大的肿物。这是首例被证实可在个体间移植的禽类肿瘤，劳斯在实验中进行了反复的细菌学检查，结果均为阴性[8]，说明引起肿瘤增殖的并非细菌。

在此次实验的基础上，劳斯将肉瘤组织研磨并悬浮于林格氏溶液中，经离心后取少量上清液接种于生长状况良好的母鸡体内，结果均出现了具有肿瘤特征的组织。于是，他再次发文表示这种鸡肉瘤可以通过无细胞滤液传播。这一实验结果的特殊意义在于提示了这种增殖其实是肿瘤，在反复移植接种后恶性程度提高，暂时仅可在同一物种中转移。此外，他特别表示无细胞滤液为无菌状态，且不包含其他任何“寄生生物”[9]。劳斯明确提出肉瘤是由一种可与组织细胞分离的媒介传播的，这种媒介后来被命名为劳斯肉瘤病毒（Rous sarcoma virus，RSV）。

自20世纪30年代起，劳斯转向与同事合作开展兔子 皮肤乳头状瘤的相关研究[10]，这些研究成为了突破禽类肿 瘤与哺乳动物肿瘤之间界限的关键。1932 年，美国病毒学家理查德•肖普（Richard Shope）首次报告了无细胞滤液诱发的兔肿物，推断该病原体可能是一种可通过细菌滤器的病毒[11]。次年，肖普发现美国野生“棉尾兔”的皮肤上长有许多疣，将疣研磨制成无菌悬浮液过滤后仍具有致病性，且经无生命介质培养后未见任何可见微生物，接种到其他 野兔体内也会出现病变，同时诱导宿主产生免疫。肖普认为该病原体为可过滤病毒，并指出不能排除这种疣是哺乳 动物肿瘤的考虑[12]。

肖普对肿瘤学缺乏了解，但其与熟知肿瘤的劳斯是多年的朋友，因此邀请劳斯鉴定疣的性质[13]。劳斯认识到，肖普的发现不仅为自己早期的工作提供了支持，还提供了一个更接近人类物种的动物模型。1934 年，劳斯等[14]证实“疣”具有肿瘤的特征，是一种良性的表皮乳头状瘤，且具有明显的侵入性和破坏性。1935年，劳斯等[15]进一步发现，接种病毒的宿主所产生的皮肤乳头状瘤存在自发癌变的可能，并指出“引起乳头状瘤的病毒也必定是致癌的主要原因”。

医学界普遍认为劳斯等人发现的诱导禽类肿瘤的无细胞滤液并不具有外推性，而在哺乳动物中发现了类似的结果，无疑冲击了癌症非感染性本质的固执论调。但劳斯的研究成果并未立即获得医学界的认可，直到半个世纪后的1966 年，劳斯才因其对 RSV 的研究被授予诺贝尔生理学或医学奖，也因此被誉为肿瘤病毒学之父。

3  人类癌症感染性病因的构建

兔乳头状瘤致病因子的明确使肿瘤感染性病因仅限于禽类的质疑不攻自破，但限于单一物种的证据强度仍旧不足。受劳斯鸡肉瘤及肖普兔乳头状瘤等经典研究的影响，研究者开始寻找小鼠白血病的致病因子，尝试建立哺乳动物感染病毒致癌的模型。1951年，路德维克•格罗斯（Ludwik Gross）使用患白血病小鼠的组织细胞悬液接种到非白血病小鼠体内可使其患病。格罗斯提出“这种自发性小鼠白血病可能是由一种物质引起的，这种物质可以遗传给下一代，就像鸡的淋巴瘤一样”[16]。

在此基础上，美国病毒学家夏洛特•弗兰德（Charlotte Friend）从小鼠腹水肿瘤中获取了无细胞提取物，将其接种到 30 只新生小鼠体内，通过实验观察，弗兰德确认了该疾病为白血病。此外，弗兰德在实验中发现通过抑制大肠杆菌滤过器所得提取物具有致病力，且干燥后仍可长期保持活性，该物质对 X 射线的抵抗力为正常细胞的数倍。因此，弗兰德认为其具有病毒特性[17]，后来这种病原体被称为“弗兰德白血病病毒”（Friend leukemia virus）。1957 年，弗兰德将研究结果撰为论文寄送至《实验医学杂志》（Journal of Experimental Medicine），当时杂志编辑正是 RSV 的发现者劳斯，他就论文的内容架构及表达方式与弗兰德 进行了多次讨论，为其提供了建议及帮助[18]。

然而，实验的成功并未使医学界普遍认可肿瘤感染性病因的合理性，肿瘤病毒学相关研究仍处于边缘位置。直到 EB 病毒（Epstein-Barr virus，EBV）的发现，肿瘤病毒学的重要性才逐渐凸显出来，也打破了哺乳动物模型与人类癌症之间的界限。病理学家安东尼•爱泼斯坦（Anthony Epstein）在英国布兰德-萨顿研究所（Bland-Sutton Institute）经过了9 个月的培训，研究所为爱泼斯坦提供了研究 RSV 的岗位，在此契机下他进入了肿瘤病毒学研究领域[19]。1946年，首个商用电子显微镜问世，研究所拥有首批商业化的电子显微镜，为爱泼斯坦观察RSV提供了技术支持。1956年，爱泼斯坦跟随现代细胞学之父乔治•帕雷德（George Parred）学习电子显微镜的使用，掌握了观察单个细胞内部结构及功能的技术。随后，他使用电子显微镜观察到了RSV 的形态，并首次表明 RSV是一种 RNA 病毒而非DNA病毒[20]。这些对 RSV的延伸性研究使爱泼斯坦意识到使用电子显微镜探寻人类致癌病毒的重要性。

1961 年 3 月，一位爱尔兰外科医生丹尼斯•伯基特（Denis Burkitt）在米德尔塞克斯医院发表了题为“热带非洲最常见的儿童癌症——一种迄今未被识别的综合征”的演讲，爱泼斯坦对非洲儿童这种恶性肿瘤很感兴趣。伯基特在演讲中提到该淋巴瘤的地理分布主要取决于温度和降雨，这让爱泼斯坦产生了一种假设，即该淋巴瘤是由某种生物因子诱发，并决定与伯基特合作寻找诱发该病的 病毒[21]。

起初爱泼斯坦并没有任何收获，但一次偶然的机会打破了研究瓶颈。1963 年 12 月，爱泼斯坦所收集的淋巴瘤组织样本经航空运输时，天气原因导致航班被迫中转到距离伦敦 300 多公里的曼彻斯特，在这段延误时间内组织样本的运输液体发生了和往常不同的变化，呈浑浊状。于是爱泼斯坦将浑浊的液体滴到载玻片上置于光学显微镜下观察，发现其中包含大量看起来可生长发育的自由漂浮的肿瘤细胞。他当即联想到利用小鼠腹腔肿瘤腹水提取物中的细胞悬浮液成功培养出了小鼠淋巴瘤细胞，便使用同样的方法对浑浊的液体样本进行了培养，由此获得了一个连续的淋巴瘤细胞系，将其标记为 EB（Epstein and Barr）。

当时医学界的教条认为，病毒应通过生物活性或其诱导产生的抗体来证明其存在，而爱泼斯坦使用上述方法证明 EB 细胞内病毒的存在均以失败告终。因此，他决定使用电子显微镜观察单细胞制备的技术来寻找 EB 细胞中的病毒。然而，当时电子显微镜尚未普及，医学界并不相信病毒可以从形态学上被识别，甚至认为生物材料图像可能是固定和加工后的人工制品[21]。

1964 年 2 月，爱泼斯坦使用电子显微镜观察了第一个 EB 细胞制备，发现其中确有病毒颗粒存在，并意识到该病毒可能隶属疱疹病毒谱系。1964年3月28日，爱泼斯坦等[22] 将关于病毒颗粒的发现发表在《柳叶刀》（the Lancet）杂志上，在报告中他们说明所观察到的病毒颗粒仅存在于 1% 的伯基特淋巴瘤细胞中，但并未宣称这是一项新发现，也没有声称他们看到的病毒与伯基特淋巴瘤的病因有关。即便如此，这份报告还是引起了许多怀疑。因为在大多数 医学家看来，出现在细胞系中少数细胞中的病毒很可能是污染造成的[21]。

为进一步明确病毒性质，爱泼斯坦将病毒样本寄到了美国费城儿童医院病毒学家、国家癌症研究所癌症病毒学项目顾问维尔纳和格特鲁德•亨利夫妇（Werner and Gertrude Henle）手中。亨利夫妇通过实验验证了该病毒与 伯基特淋巴瘤的病因存在关联，并将该病毒命名为“EB 病毒”[23]。经他们证实，医学界逐渐接受了EB病毒的存在。EB 病毒是首个确定的人类致癌病毒，也是首个通过电子显微镜发现的病毒，爱泼斯坦等发表在《柳叶刀》上的文章在日后成为了肿瘤学的经典引文[19]。

随着医学界对 EB 病毒的不断了解和认识，肿瘤病毒学已逐渐去边缘化，成为重要的研究领域，亦成为科学家探索癌症病因的有力抓手，近年来随着癌症疫苗计划的提出再次成为关注的焦点，人们期望通过肿瘤病毒学研究实现人类重大癌症的一级预防。

4  从致癌病毒到抗癌疫苗

EB 病毒发现后，随着电子显微镜技术的不断成熟精进，科学家们相继证实并成功分离出乙型肝炎病毒、人类 T 淋巴细胞白血病病毒Ⅰ型及人类乳头状瘤病毒等与人类癌症密切相关的病毒，不但拓阔了肿瘤病毒学的研究范畴，更为人类癌症防治带来了福音。

1965年12月，德国病毒学家哈拉尔德•楚尔•豪森（Harald zur Hausen）接受了美国费城儿童医院亨利夫妇的邀请，前往其领导的病毒学研究部就任博士后职位。当时亨利夫妇正在与爱泼斯坦合作研究 EB 病毒的性质，楚尔•豪森也加入了研究，并证明 EB 病毒颗粒直接存在于单个血清学抗原阳性的伯基特淋巴瘤细胞中，也由此正式 踏入肿瘤病毒学研究领域。1968年，楚尔•豪森回到德国 维尔茨堡大学病毒学研究所继续从事伯基特淋巴瘤细胞中 EB 病毒 DNA 相关研究。1969 年，他通过实验观察到不产生 EB 病毒的伯基特淋巴瘤细胞中也含有多个 EB 病毒 DNA，首次证实人类恶性肿瘤中持续存在肿瘤病毒 DNA。

这些研究经历为他日后对宫颈癌病因的研究奠定了基础。20 世纪60年代，由于观察到疱疹性生殖器感染后，宫颈异常的发生率增加[24]，人类疱疹病毒2型（Herpes Simplex Virus，HSV-2）被怀疑是宫颈癌发病的主要原因。楚尔•豪森和研究团队尝试使用验证EB病毒DNA的技术探寻宫颈癌组织中HSV-2DNA 序列，但均以失败告终。

20 世纪 70 年代初，有许多研究报告了生殖器疣存在恶变的趋势，而生殖器疣已确认是由人类乳头状瘤病毒（human papillomavirus，HPV）引起[25]，因此楚尔•豪森提出了引发生殖器疣的病毒可能是宫颈癌病原体的假设并展开相关研究[26]。

楚尔•豪森等[27] 收集了大量疣组织样本，对足底疣、尖锐湿疣和宫颈癌等样本分别进行活组织检查，并在足底疣组织细胞中提取出了HPV DNA，而在生殖器疣和宫颈癌等组织细胞中并未发现，这可能是一种病毒的不同分型导致，与免疫电子显微镜下观察到的皮肤疣和生殖器疣的 HPV 之间存在抗原差异的结果不谋而合[25]。1979 年底，楚尔•豪森等成功在生殖器疣中分离并克隆出了 HPV-6，然而在宫颈癌组织细胞中并未检测到[28]。1982年，楚尔•豪森等分离出了 HPV-11 并观察到感染更易出现在宫颈部，且24例宫颈癌样本中共有3例呈阳性。此外，另从一位疣状表皮发育不良患者组织样本中分离出了未分型的HPV，该类型在宫颈癌样本中同样存在[28]。这些实验结果再次 提示宫颈癌中可能存在相关但不同的HPV分型。

当时，对乳头瘤病毒分型的鉴定完全基于分子克隆后的DNA分析，楚尔•豪森等从浸润性宫颈癌患者的活检 样本中分离出的乳头瘤病毒DNA呈现出低程度碱基同源性、基因组织相似及非整合的附加体的特征，与HPV其他分型杂交，结果并未呈现阳性。楚尔•豪森等将宫颈癌样本中分离出的 DNA命名为 HPV-16，并指出其在宫颈癌细胞中呈现脱离染色体的游离状态。他们发现所收集的德国宫颈癌患者活检样本中 60%以上都存在 HPV-16，而同一地区的良性乳头状瘤患者样本中大多不存在，这一发现揭示了 HPV-16 在恶性组织中的显著特异性[29]。

1984 年，楚尔•豪森等从宫颈癌活检样本中分离出了新的HPV分型，该DNA基因组大小与其他 HPV相当，可与其他 HPV分型交叉杂交，同时其基因组组织与 HPV-6 和 HPV-16一致，但由于在高严格条件下与其他 HPV分型的 DNA不吻合，因此他们认为这是一种新的分型并命名为 HPV-18。根据实验数据统计，HPV-16 在生殖器癌中检出的比例相对较高。同时，HPV-16和 HPV-18与恶性生殖器肿瘤之间存在高度特异性，且HPV-18 仅存在于恶性组织当中，阳性率约为 20%。HPV-16 除在恶性组织中存在外，在宫颈原位癌等前期病变中检出率也较高。基于上述观察结果，楚尔•豪森等推断“人类生殖器癌症似乎与HPV感染相关”[30]。

在成功分离并鉴定 HPV-16 和 HPV-18后，楚尔•豪森立即联系了德国贝林制药公司，希望能生产包含两种高危型的宫颈癌疫苗，通过接种疫苗减少70%宫颈癌的发病。但贝林经市场调研后认为 HPV 疫苗没有市场，因此没有 进行开发生产[31]。直到2006年，默克（Merck & Co Inc）和葛兰素史克制药公司（Glaxo Smith Kline）生产的 HPV疫苗成功问世，使宫颈癌成为了可以用疫苗进行预防的癌症，实现了人类癌症一级预防。楚尔•豪森的研究让医学界乃至全社会了解了 HPV介导的致癌机制，开辟了癌症防治的新思路，同时降低了公众对于宫颈癌的恐惧。基于上述重要贡献，2008年，楚尔•豪森获得诺贝尔生理学或医学奖。

5  结 语

从“癌症屋”理论到癌症防治疫苗的研发，对致癌病毒的探索经历了漫长的历史进程，不仅改变着人们对癌症的传统认知，也极大提高了防治癌症的可能。科学家自禽类到哺乳动物最终到人类的阶梯式研究呈现出疾病在物种进化的过程中的同源与相似性，这也推动了研究边界不断外拓。致癌病毒谱系的不断完善催生了肿瘤病毒学这一新兴学科，拓展了癌症病因研究的视域，也为癌症研究提供了新的范式。而癌症病因研究范式更迭的关键突破则是佩顿•劳斯对 RSV 的研究。劳斯的研究不仅挑战了医学界的权威，也为后来肿瘤病毒学的各项研究提供了方法论的启示。

对致癌病毒的持续探索颠覆了癌症与病毒感染相互割裂的传统疾病观，是一场关于癌症认知、病因探索及理论框架的革新。在楚尔•豪森明确 HPV为宫颈癌的致病因素后其他人类致癌病毒也相继被发现，感染因子在人类癌症发病中的重要作用愈发凸显。随着肿瘤病毒学研究的不断推进，未来可能会有更多的癌症与病毒感染建立起联系，为癌症防治带来诸多新希望。

参考文献（略）