第三代生命科学论之癌症是“线粒体氧气代谢障碍”理论的提出与沉寂

《第三代生命科学论》之

——癌症是“线粒体氧气代谢障碍”理论的提出与沉寂

作者：颜丙强 张涛

（1）沃伯格理论的发明人：奥托·海因里希·沃伯格

我们非常有必要把沃伯格先生的生平较为详细的介绍一下，因为他是一个时代的标志。

奥托·海因里希·沃伯格（Otto Heinrich Warburg, 1883-1970）是德国生理学家，医生和诺贝尔奖获得者。他是物理学家埃米尔·沃伯格的儿子，在第一次世界大战期间，他曾担任精英持矛骑士（骑兵团）军官，并赢得了勇敢者一级铁十字勋章，一直传说他与希特勒的关系暧昧。在爱因斯坦的劝说下开始了生物医学的研究，后担任德国马克斯·普朗克研究所生理学研究所所长，荣获许多国际荣誉称号。他是英国皇家学会会员，曾荣获哈佛大学、牛津大学、海德堡大学授予的荣誉学位。

1931年，因发现“细胞呼吸氧化转移酶”荣获了诺贝尔生理与医学奖。他的研究工作跨越60多年，发表了500多篇学术论文，出版了5部专著。1966年6月30日，沃伯格博士作了题为《癌症的主要原因与预防》的演说，其中介绍了正常细胞转化为癌症细胞的实验。

他是人类历史上的一个最伟大的天才人物，曾史无前例地在三个不同的领域三次被提名诺贝尔奖，但由于历史的原因后两次都错过了领奖的机会。

（2）沃伯格效应

沃伯格在1924年提出了一个发现：实验发现，肿瘤细胞与正常细胞相比，消耗200倍的葡萄糖，表现出显著不同的代谢表型。癌症细胞与正常细胞的代谢途径不一样，癌细胞主要通过糖酵解（Glycolysis）来代谢葡萄糖，而正常细胞则主要用线粒体呼吸链代谢葡萄糖，这就是著名的沃伯格效应。

生物体中糖的氧化分解主要有3条途径：糖的无氧氧化、糖的有氧氧化和磷酸戊糖途径。其中，糖的无氧氧化又称糖酵解。葡萄糖或糖原在无氧或缺氧条件下，分解为乳酸同时产生少量ATP的过程，由于此过程与酵母菌使糖生醇发酵的过程基本相似，故称为糖酵解。一个葡萄萄分子在有氧氧化的路径下，在线粒体内可以产生30-32个ATP能量分子，而在糖酵解的路径下，不经过线粒体只能产生1-2个ATP能量分子。

具体说，就是肿瘤细胞产生能量的方式极为特别，健康细胞依靠线粒体氧化糖类分子释放出有用的能量，而大多数肿瘤细胞则通过产能率相对较低的糖酵解作用为自身供能。这种作用机制不需要氧气也不需要线粒体参与。恶性生长迅速的肿瘤细胞通常的糖酵解率比他们的正常组织高达200倍。沃伯格推测这种变化的代谢是癌症的根本原因。

（3）沃伯格效应的主张及前期的一部分证据

沃伯格强调：“癌症的起源主要是由于细胞呼吸受损而造成的，但是，细胞的呼吸受损程度又没有到达导致细胞立刻死亡的程度，属于受损不彻底的范畴。线粒体受损后，氧化磷酸化过程减弱致使细胞ATP能量不足，于是糖酵解就是癌细胞能量生产的补偿方式”。

沃伯格与其支持者们一再向世人证实，癌细胞中呼吸受损的证据。例如：

1、线粒体内ATP生产明显降低；

2、癌细胞中线粒体非常脆弱，形态结构异常，对培养基的变化反应不同于正常细胞；

3、线粒体的蛋白质和脂质组成与正常细胞线粒体存在明显差异；

4、癌细胞线粒体的质子泄露和解偶联比正常细胞线粒体更显著；

5、线粒体钙调节受损；

6、线粒体的阴离子跨膜系统异常；

7、丙酮酸在线粒体内没有被有效的氧化；

8、肿瘤细胞中乳酸生产过多可能与细胞呼吸的某些缺陷有关等。

沃伯格的细胞由于氧气不足而导致的线粒体受损理论，得到了很多知名学者的支持，1970年以前，几乎大多研究者接受了“糖酵解增强是几乎所有癌症的特征”的证据。

（4）细胞缺氧导致癌症的观点被医学界与科学家们认定

被誉为“国宝”的日本细菌学家、生物学家野口英世（1876-1928），在他早期的研究中就曾经说到，缺氧乃万病之源，人体实体瘤的癌细胞就是在细胞水平上的缺氧发生、发展而来的，实体瘤是一个乏氧组织团块，肿瘤细胞在其乏氧诱导因子的调解下，使肿瘤的生长、浸润、转移及预后变差得以彰显。

亚瑟•圭腾博士 〔Dr. Arthur C. Guyton, M.D. -- 美国生理学、心脏医学专家，1990年获美国医学会特别科学成就奖，《医学生理学教科书》作者〕 “所有的慢性痛疼、因痛

而受苦、以及疾病均由细胞缺氧造成”。

帕黎斯•M•凯德博士 〔Dr. Parris M. Kidd, Ph.D. -- 生物医学研究者，营养产品研究者，《抗氧化适应》的作者〕“肿瘤癌细胞是一类厌氧性细胞，即适合在低于正常人体组织的氧分压的微环境下生长发育，所以只有提供身体足够的氧气，才能保证身体不被癌细胞侵袭”。

斯梯芬•雷文博士〔Dr. Stephen Levine -- 著名分子生物学家与遗传学者，《缺氧∶所有变质性疾病的伴随物》的作者〕“在所有严重疾病状态中， 我们发现伴随着的低氧状态……身体组织中的低氧是疾病的可靠指示…… 组织缺氧，或组织中缺氧，是所有变质性疾病的根本原因”。

（5）大批学者“别有用心”地反对沃伯格的理论

Sidney Weinhouse是20世纪著名的癌症研究学者，他是《癌症研究》（Cancer Research)期刊的编委，也是美国国家癌症研究会的董事。

沃伯格1956年在科学期刊上发表论文不久，Weinhouse就写了《给编辑的一封信》反对沃伯格的关于癌细胞呼吸受损理论，说“没有确凿的实验证据表明肿瘤的氧化代谢出现了障碍”。

后来，多名肿瘤医学工作者参与进来进行了大讨论反对沃伯格理论。例如，哈佛大学医学院的Alan C.Aisenberg在出版的专著中说“支持沃伯格理论的证据其实并不存在”。

Sidney Colowick在《生物学综述期刊》中强调说，沃伯格的理论缺乏依据，只是一

种假说而已。

沃伯格与他的同事Dean Burk对此进行了反驳，但是反对沃伯格的典型：Sidney Weinhouse 更加激烈反对沃伯格理论

1970年，88岁的奥托·海因里希·沃伯格先生去世了。伟人的陨落，与其一起陨落的还有其毕生坚持的科学真理。反对者的历史机遇终于到来了。

1971年12月美国总统尼克松签署了《国家癌症法案》，该法案授权美国国家癌症研究所NCI所长协调处理国家癌症项目的所有活动，并建立国家癌症研究中心和国家癌症控制计划。尼克松总统用了大约100个词，建议开展深入的癌症研究，以寻找根治癌症的方法。当时他用“战争”这个字眼来描述这个计划。至今，该项目美国政府累计拨款多达1000多亿美金。

1976年，Sidney Weinhouse于沃伯格去世6年后，在一篇评论中更加激烈的批判沃伯格的假说理论。他说：“在沃伯格理论提出的半个世纪以来，尽管寻找对沃伯格假设提供支持的有关线粒体功能与结构异常的研究很多，但是，都没有足够的证据显示细胞呼吸在电子传递机制、或者在细胞呼吸与ATP的偶联中、或者在电子传递链有关的线粒体酶或者辅助因子中存在缺陷。”他希望全球的研究学者终止在癌症领域对呼吸受损理论的争论，应该把研究与讨论的话题转移到更有前景的方向上，尤其是癌症分子遗传变化的问题上来。

反对者也许另有隐情。我们根据Sidney Weinhouse的一系列言论，惊讶地发现他对沃伯格本身与其支持者Peter Psdersen等发表的大量的对癌症细胞线粒体研究的结论并不熟悉，甚至是毫无所知。至今，我们无法理解为什么他要对早期沃伯格理论支持者的研究数据如此曲解，也不知道为什么当年广大的研究者，会如此广泛地接受了Weinhouse

对沃伯格理论的大肆曲解。也许对大多数从事癌症研究的学者而言，认为沃伯格理论过于简单了。如果癌症的起因如此简单就被揭示了，对从事癌症研究的大量学者来讲，将是一场职业灾难，美国政府上千亿美元的研究资金将再也无法申请。而对于众多的医药公司来讲，损失更是巨大的，将会失去一个巨大的抗癌药物市场。

在一大批学者的“别有用心”的反对下，20世纪后半叶关于细胞呼吸受损重要性的话题，逐渐淡出了癌症研究的视线。

作者简介：

颜丙强，男，山东省济南人，中国共产党党员，《第三代生命科学论》作者。2007年博士毕业于山东大学生命科学学院，2009年9月份得到国家主席党总书记胡锦涛同志的亲切接见与勉励，并在中央电视台《新闻联播》节目中播出，一直致力于坚持利用钱学森先生的人体复杂系统论思想，思考与重建当代生命科学技术体系，总结分析了人体生命系统的六大基本原理。

颜丙强博士领导的团队在系统论思想与理论的指导下，充分论证了“癌症是一种代谢性疾病”，应主要遵循代谢调理的治疗思路，并研究出了一套综合调理方案；在利用中草药提取成份诱导人体组织器官原位再生领域取得巨大突破，实现了人体多组织器官的原位修复与再生，归纳出干细胞移植科研思路的理论缺陷，提出了“回归真正再生医学”的理论，倡导医学应该恢复“人医学模式”。

张涛，男，山东省临沂市人，产业经济学专家，《第三代生命科学论》作者。师从陈清泉院士，担任陈清泉院士科创中心项目负责人，一直致力于产业发展规律与哲学的研究，开展科技成果转化以及战略咨询研究工作。2009年结识颜丙强博士，接触到钱学森先生的

人体复杂系统论思想，开始系统研究人体科学与系统论。

“自主创新，方法先行”，方法创新是自主创新的根本之源。学的是经济学，写的是生命科学，研究过创新方法论、系统论、肿瘤学、生物物理学，与生命科学专家一起科研与工作，如此跨领域的生活经历，注定会有与一般人不同的感悟。