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科學家提癌症神奇療法:用癌細胞自相殘殺

近年來癌症對人類健康的威脅越來越嚴重。科學家們一直在致力於尋找癌症的誘因及發病機制,並努力研發新的癌症治療技術。科學家認為,癌症是人類進化過程中的副產品。因此,英國、義大利等國科學家試圖利用進化理論創新癌症治療方案,這些進化療法包括同時針對兩種基礎突變實施靶向治療以及「癌細胞自相殘殺」療法等。

人類與癌症的戰爭究竟要持續多長時間?最終人類的勝算究竟有幾何?最新數據顯示,人類面對癌症挑戰的形勢越來越嚴峻。美國癌症協會權威數據顯示,美國人一生中患癌風險,男性為42%,女性為38%。這樣的數據在英國更為糟糕。英國癌症研究所科學家研究發現,男性和女性在一生中某個時間點患癌可能性分別為54%和48%。

更糟糕的是,這樣的數據在呈上升趨勢。英國麥美倫癌症援助中心調查數據顯示,2015年,英國大約有250萬癌症患者;癌症病例每年以3%的速度增加,或每五年會增加約40萬病例。

通過這些數據我們看出,癌症已變得越來越常見。人為什麼會得癌症呢?要想得到這一問題的答案,我們首先必須要清楚,癌症是我們人類進化過程中一個不幸的副產品。像人類這樣的大型、複雜的動物,很容易受到癌症的侵襲,主要原因就在於他(它)們是大型、複雜的動物。雖然,人類的進化形成了這樣一種糟糕的副產品,但同時人類思想的進步也獲得了對付癌症的先進治療方法。

要想弄清楚癌症是如何出現的,我們首先要了解一個我們人類身體內一個最基本的過程--細胞分裂。我們都知道,我們每個人的生命都是以精子和卵子的結合開始的。

數天內,受精卵變成一個擁有數百細胞的球體。到18年後我們成年時,那些細胞已經分裂了無數次。甚至科學家都無法確切知道我們體內的細胞數量,關於細胞分裂的次數,科學家們也意見不同。

在人體內,細胞分裂是受到嚴格控制的。比如,當你最初長出手掌時,一些細胞通過「自殺」過程從而雕刻出我們的手形,讓我們的手指之間切割出縫隙,這種「自殺」過程就是所謂的「細胞凋亡」,即自控性細胞死亡。癌症的出現其實也是一種細胞分裂,但兩者之間存在一個重要的差異,即癌細胞打破了我們其它細胞所遵循的受控分裂規則。

英國劍橋大學進化生物學家蒂莫西-維爾解釋說,「它們是不同的有機組織。這種細胞比周圍其它細胞分裂得越快,獲取的營養越多,那它們將來更有可能成為癌細胞,而且它們存活和成長的可能性更大。」健康的細胞分裂是受到控制和約束的,而癌細胞的分裂則是野蠻的、不受控制的增生。「成年細胞是持續受到嚴格控制的,但癌細胞則失去了控制。」

癌症的形成與某些基因有關,比如p53基因。如果某些基因因為意外停止細胞生長而導致癌細胞突變,那麼癌症就會以不受控制的方式瘋狂生長。然而,我們人體很擅長發現這些突變。人體內有許多生物系統,它們會在突變細胞對人體產生傷害前將其摧毀。

人體內有許多「正確的」基因,它們會發出指令去殺死那些「腐敗的」基因。英國弗朗西斯-克里克研究所科學家查爾斯-斯旺頓表示,「經過數百萬年的進化,我們已經擁有了這種自我保護機制。它已經很好了,但仍然不夠完美。」

威脅來自於極少數無法修復的「腐敗」細胞。經過長期生長,這些細胞中總有個別可以長大並分裂出成千上萬個癌細胞。最終,腫瘤中可能有數十億個癌細胞。這就是癌症的嚴重性所在。最初的「腐敗」細胞一旦分裂並形成一個腫瘤,那這個人就已經得了癌症,除非所有的癌細胞被清除。

即使只有少數幾個癌細胞倖存下來,它們就能夠快速分裂並復發成腫瘤。此外,癌細胞遠比這可怕。只要癌細胞分裂,它就可能產生新的突變並影響自身的行為。換句話說,它們進化了。隨著腫瘤中的細胞發生變異,它們也變得越來越基因多樣性。

與人類、獅子、蛙類甚至細菌經過長時間進化獲得基因突變一樣,癌細胞也會基因突變。斯旺頓表示,「腫瘤並不是以線性方式進化。它們是以分支進化方式,即腫瘤中沒有任何兩個細胞是相同的。」在效果上,腫瘤細胞在進化過程中會變得越來越惡性。

「其實,我們是在對付這些進化分支,它們會產生多樣性並讓細胞從治療中努力生存下來,最終欺騙臨床治療手段。」事實上,腫瘤一直在不斷地改變它們的基因特徵,這也是癌症難以治癒的原因之一。基於此原因,斯旺頓等科學家試圖通過進化手段來治療癌症。斯旺頓是肺癌治療領域的專家,他的研究成果或有助於形成有效的靶向治療方案。

其實,惡性腫瘤中的細胞進化就像是一棵樹不斷分出新的分枝。樹根部位就是在最初位置上引發腫瘤的最原始突變,這種突變是這個腫瘤中所有癌細胞都擁有的突變。從理論上講,對這些基礎突變實施靶向治療應該可以摧毀腫瘤內所有的細胞。這種治療方法現在已經有人在用,比如利用EGFR藥可以對肺癌實施靶向藥物治療以及BRAF抑制劑可以用來攻擊可能引起惡性黑素瘤的「問題」基因。

問題在於,現在這些治療方法效果並不特別理想。在一些靶向治療中,抗藥性會隨著時間推移而出現。斯旺頓表示,「這是因為腫瘤中有一個或多個細胞發生抗藥性突變,從而讓治療失效。」換句話說,癌症樹的一些分枝已經進化,這些分枝不會因為樹幹被攻擊而受到影響,從而讓它們更不容易受到到攻擊。它們會逃避治療。斯旺頓和他的研究團隊對這一問題進行了深入研究,希望能夠找到一種治療癌症的更好方法。

平均一個腫瘤可能包含癌細胞上萬億個,其中某些細胞可能會通過進化讓自己逃避那些對特定基礎突變的攻擊。但是,如果一種治療方案同時針對兩種基礎突變會怎麼樣?通過進化方式同時對兩種攻擊形式免疫的癌細胞少之又少。斯旺頓等人就是希望能夠弄清楚在癌「樹幹」中究竟有多少種基礎突變,從而對它們同時實施攻擊,最終成功摧毀每一個癌細胞。他們的計算結果表明,同時對三種基礎突變實施攻擊,就可以「砍倒樹幹」,並摧毀腫瘤中的每一個癌細胞。

然而,這種治療方案並不經濟。首先,研究人員必須要搞清楚患者究竟患了哪種癌症,從而明確他們的腫瘤中的基礎突變,這樣才可以應用恰當的療法。斯旺頓解釋說,「我們拿出的方案就是確定腫瘤的序列並針對每一位患者的情況形成軀幹抗原。」

義大利都靈大學結腸直腸癌專家阿爾伯托-巴爾德利也一直在致力於利用進化理論解決癌細胞抗藥性問題。談到此前的研究成果,巴爾德利表示,「幾乎所有的腫瘤都已變得具有抗藥性。對此,我非常失望。」現在,巴爾德利正是利用抗藥性研發出一種新的抗癌治療方法。

他首先獲取一些具有抗藥性的癌細胞,並將這些細胞稱為「純種細胞」,然後他要求患者服用一種特定的藥物,這種藥物可以用來監測某一特定的「純種細胞」是否已占領腫瘤,因為它具有抗藥性。接下來,巴爾德利停止使用這種治療癌症的藥物。這相當於解除了「純種細胞」的進化壓力,從而讓它們成功成活下來。

在沒有壓力的情況下,腫瘤中的其它種癌細胞也有機會發展旺盛,它們可能會打敗已占有主導地位的「純種細胞」。在效果上,癌細胞之間已經開始了自相殘殺。當其它種癌細胞成功立足之時,再次引入藥物治療,而這些新晉的「純種細胞」應該還沒有進化出抗藥性。

巴爾德利將這種治療方法稱為「癌細胞之間的戰爭」。他表示,「我們利用癌細胞對付癌細胞,直到兩者決出勝負,然後釋放藥物的壓力。這個時候獲勝者活力不強,並開始逐漸消失,然後其它細胞取而代之。因此,我們其實就是利用腫瘤對付它自己。我希望通過這種方式讓未受藥物影響的一部分細胞打敗其它細胞。」到目前為止,我們還不能確定這種技術是否可行。但巴爾德利研究團隊計劃於2016年夏季開始實施臨床試驗。

這些進化療法前景也許很光明,但更重要的是,我們要更深入地理解癌症首發部位的諸多誘因。2013年,基因研究領域最大的進展之一就是關於對癌症的認識。研究人員遍歷了眾多癌症患者的基因體,從而明確了30種最常見癌症突變的「鮮明特徵」。這些特徵包括癌症(如肺癌、皮膚癌等)DNA中的微小化學變化。英國格拉斯哥大學外科醫生安德魯-拜安金就是這項重大課題的研究團隊成員之一。

拜安金表示,他們可以觀測到DNA的損傷。他進一步解釋說,「在皮膚癌中,如惡性黑素瘤,我們可以看到紫外線輻射的證據。在肺癌中,我們可以看到吸菸帶來的損害。我們還發現,下一代已無法修復DNA。」除了這些已知的癌症特徵,拜安金研究團隊還對一些罕見的癌症形成模式進行了研究,然而這些模式的誘因仍然不明朗。「要搞清楚這些誘因,還有大量的工作需要去做。」

不管是拜安金研究團隊還是英國癌症研究所,他們面臨的核心挑戰就是要搞清楚到底是什麼因素導致這些類型的基因突變。理解這些誘因,是發現新的治療方式的關鍵。目前,更重要的是要聚焦如何預防癌症。現在,我們已經知道一些導致癌症的風險因素,如吸菸和日光暴曬等。

美國癌症協會首席醫療官奧蒂斯-布勞利表示,關注這些風險可以在早期預防許多癌症。他列舉一組統計數據加以說明。1900年,美國人癌症死亡率為每10萬人死亡65人,而僅僅90年後,每10萬人中癌症致死人數已高達210人。「如果你能夠說出90年中什麼在快速增加,那麼其中就可能有癌症誘因。如果你排除這些誘因,死亡率將大大減小。」

在過去20年間,美國癌症致死率已下降25%。布勞利表示,「這一數據的下降,其中有一半原因是對癌症的有效預防。」比如,此前可能導致無數人死亡的某些癌症已得到預防。在美國,大約三分之一的癌症死亡案例是因為吸菸引起的。英國癌症研究所表示,菸草是唯一一種得到有效控制的癌症誘因。

雖然,死亡率在下降是件好事,但總體來說癌症確認病例卻呈上升趨勢。原因之一是,現在的癌症診斷技術越來越發達,癌症越來越易發現和識別。還有一個原因就是人的平均壽命越來越長。

拜安金表示,「如果你足夠長壽,那你就有可能患癌。」因為我們的細胞無法在我們的有生之年一直在進化保持它們的DNA。布勞利甚至認為,任何超過40歲的人,都有可能在某一時刻產生基因突變而患癌。這一說法聽起來有些駭人聽聞,但幸運的是我們人體的自然防護機制通常會在突變細胞成長為腫瘤之前將其摧毀。

雖然隨著人類平均壽命的提高以及身體健康的改善,患癌的風險也不可避免地提高,但在更好的治療技術方面進步也非常明顯。巴爾德利表示,「希望就在前方。我堅信我們能夠擊敗癌症,毫無疑問。有時我們會失敗,因為還沒有搞清楚問題的真正所在。這不是任何人的過錯,這是科學的方向。」

責任編輯: 林億  來源:新浪科技 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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