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肿瘤角色素描 精选

已有 6167 次阅读 2013-7-8 22:35 |个人分类:科普|系统分类:科普集锦|关键词:学者| 肿瘤, 抗药性, KRAS, 癌症干细胞, EGFR

   人对肿瘤的认识在不断深化。

       最初,肿瘤作为恶性增殖的细胞,被看成没有组织的乌合之众,就像是一群没有头领的疯狗。对付他们的办法当然是斩草除根,一个不留。

       后来,人们认识到,肿瘤实际上是一个严密的组织:有头领大哥(干细胞,cancer stem cell),有小弟(其它癌细胞)。使肿瘤细胞不断增殖的罪魁,只是少数大哥。这种理论被称为肿瘤的阶级”性Tumor Hierarchy,就像狼群:头狼也就是cancer stem cell才是最致命的。因此对付肿瘤的办法改成擒贼擒王的策略。

       然而,王侯将相,宁有种乎?皇帝轮流做,明天到我家。肿瘤内不是只有一个狼群,而是很多,哪个狼群的头狼成为天下的盟主,还要看各自的机缘。真实情况常常是在外界环境的影响下,不同狼群你方唱罢我登场。比如使用抗癌药后,肿瘤细胞会迅速获得抗药性,就是因为具有抗药性的肿瘤细胞群迅速崛起。于是人们认识到,使用抗癌药的情形类似乱世,不同的肿瘤细胞就像纷纷崛起的诸侯,那些能更好适应环境生存的肿瘤细胞,就会迅速壮大,入主中原,号令天下。这种现象被称为肿瘤的克隆进化(Clonal Evolution)。可以理解群狼

       事情还要再复杂些。好人不作为,恶人就胜利(All that is necessary for thetriumph of evil is that good men do nothing)。免疫系统的失调,常常是肿瘤发展壮大的一个重要原因:不仅疯狗环伺,群狼顾盼,牧羊犬的打盹常常也是难辞其咎

       不仅如此,坏人常常还有好邻居助纣为虐。肿瘤细胞周围的正常细胞(Stromal cells有时就是这些坏人的好邻居,好人眼中的恶邻。如果说肿瘤细胞是狼,那么有些正常的细胞就是狈。狼狈为奸在肿瘤的发展中是很常见的。

擒贼擒王,控制狼群

       在肿瘤治疗中,如果能集中火力对付那些头狼,也就是肿瘤干细胞,很明显将会是事半功倍的。自从肿瘤干细胞被确定以来,很多人都试图找到能专门杀伤肿瘤干细胞的特效药。

       2009年,Salinomycin被发现能有效杀伤乳腺癌干细胞,它对小鼠中乳腺癌干细胞的杀伤力比抗癌药paclitaxel1001

       2012年,发现一种抗抑郁药物thioridazine能杀死白血病干细胞,但是对正常血细胞没有影响2

       目前寻找针对肿瘤干细胞的有效药的方法主要是差别筛选,就是用正常细胞和肿瘤干细胞模型来筛选所有可能的药品,寻找那些能杀伤肿瘤干细胞,但是对正常细胞没有影响 药物。在另一方面,也可以找到肿瘤干细胞的软肋,也就是找到肿瘤干细胞的“marker”,那样,利用这些marker来设计药物或者抗体来靶定这些细胞群,也可能找到针对肿瘤干细胞的特效药。

当你的女友改名Mary,如何再送她一首菩萨蛮——面对群狼的纠结

       出现抗药性的情况下,针对原来的肿瘤细胞群的抗癌药很显然是不管用了——女友已改名叫做Mary了。解决的办法有几个。

       首先是使用针对新的肿瘤的药物,这样就能减少肿瘤因突变而生存的机会。

       其次是把原来的肿瘤药物周期性的使用,而不是连续使用。在这种周期性使用的休整期,肿瘤细胞常常又恢复成原来的突变为主的细胞群,就像女友的名字又改回去了,就可以增加原来的抗癌药的作用效果。

       再次是使用多种抗癌药联合作战,杀死狼群。 

从小丽到Mary的一个例子——谁让肿瘤细胞无懈可击?

       三国杀中,一个万箭齐发,大家都纷纷掉血;而少数角色,因为持有无懈可击,则巍然不动。

       结肠癌细胞也是一样。一种针对细胞表面蛋白EGFR的化疗方法(Anti-EGFR),能够用来治疗结肠癌。尽管这种治疗对大多数结肠癌细胞很有效,可是少数结肠癌细胞具有一种特殊的KRAS基因突变,确保他们能够躲过化疗的攻击3-4。那些含有KRAS基因突变的肿瘤细胞,就像手持无懈可击的三国杀英雄一样。因此,假如我们预先知道了这些肿瘤细胞的手牌,就不会浪费万箭齐发了。

       有些肿瘤细胞一开始明明不含有大量突变的KRAS,然而在使用Anti-EGFR的化疗5—11个月后,突变逐渐积累,抗药性逐渐产生。那么,KRAS突变是原来就有的,还是在使用化疗中逐渐发生的呢?也就是说,这个无懈可击,是手牌中原来就有的,还是后来摸牌时抓到的。

       答案是,KRAS突变是原来就有的。通过对KRAS基因的检测发现,肿瘤细胞中既含有正常的KRAS,也含有少量的突变的KRAS。就是那些潜伏的含有少量突变KRAS的肿瘤细胞后来发展壮大,导致肿瘤细胞的抗药性

       原来肿瘤细胞天生就是一手好牌。

       理论上,解决的办法其实很简单:一是早期检测,洞悉肿瘤细胞的基因,尽量不浪费万箭齐发;二是发展针对别的基因的疗法,比如不同于EGFR的其它基因,这样,含有KRAS突变的肿瘤细胞就会缴械了,这相当于使用南蛮入侵。事实上操作起来要困难的多,肿瘤细胞常常有更多的技能。要想战胜它们,还有很长的路要走。

激发牧羊犬的使命感

       牧羊犬的失职,也就是免疫系统不作为,也是一种致命的忧伤。唯一能做的就是想办法激活免疫系统的作用。

       很多细菌能激发免疫系统的功能,就像正常细胞的羊群旁边的一只只狐狸,能让免疫系统这个牧羊犬不睡觉。

       当然这种激发最好在肿瘤发生之前就开始,如果肿瘤已经进入末期,那么这种激发常常会加速患者的死亡。去年加州大学Davis分校的两个研究者给3名晚期癌症患者接种一种叫做Enterobacteraerogenes的细菌,试图拯救这3个人,结果三个人都死掉了,其中2人并发细菌感染的症状5

警惕坏人的好邻居

       黑色素瘤细胞周围的正常细胞,在化疗过程中,常常分泌一种叫做HGF的分子,这种分子能够帮助肿瘤细胞更好的生存6-7

       古希腊神话中的英雄赫拉克里斯(Hercules)在遇到巨人安泰(Antaeus)后,发现对方和自己旗鼓相当,而且每次被摔倒后,都从大地(Gaia)上吸收力量,于是赫拉克里斯把安泰举在空中而杀掉了他。对于那些有好邻居的肿瘤细胞,也要切断他们与正常细胞的联系,才能更好地对付他们。

 

[1] Identification of selectiveinhibitors of cancer stem cells by high-throughput screening. Cell August 21, 2009; 138: 645–659.

[2] Identification of Drugs Includinga Dopamine Receptor Antagonist that Selectively Target Cancer Stem Cells. CellJune 8, 2012; 149:1284–1297.

[3] Emergence of KRAS mutations and acquired resistance toanti-EGFR therapy in colorectal cancer. Nature. 2012 Jun 28;486(7404):532-6.

[4] The molecular evolution of acquired resistance to targetedEGFR blockade in colorectal cancers.Nature. 2012 Jun 28;486(7404):537-40.

[5] Can bacteria fight brain cancer? Nature News 27 July2012.

[6] Tumourmicro-environment elicitsinnate resistance to RAF inhibitors through HGF secretion. Nature. 2012 Jul 26;487(7408):500-4.

[7] Widespreadpotential for growth-factor-driven resistance to anticancer kinase inhibitors. Nature. 2012 Jul 26;487(7408):505-9.




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