癌癥治療新思路:靶向休眠腫瘤細胞
編譯自Heidi Ledford
癌癥研究人員瞄準“播種”腫瘤的休眠細胞(dormant cell)
前列腺癌(綠色)是可在身體其他部位“散播”細胞的幾種癌癥之一。
幾十年來,藥物設計針對的是如何殺傷快速分裂的腫瘤細胞,但許多癌癥研究人員開始轉變觀念:靶向那些分布在體內但卻“沉默”的腫瘤細胞,將這些細胞在形成腫瘤前“扼殺”。
這些細胞引起的轉移導致了約90%的癌癥死亡。很多人在表面上看起來初始治療十分成功,并且看到了治愈的希望,然而正是這些細胞成為了令他們近乎絕望的癌癥復發的根源。靶向增殖性腫瘤細胞的治療往往會錯過這些沉默細胞,因為它們沒有活躍地分裂。
休眠的癌細胞非常稀少,并且很難從身體的數萬億個正常細胞中篩選出來。 多年來,科學家們缺乏研究它們的工具,紐約市西奈山伊坎醫學院的癌癥研究人員Julio Aguirre-Ghiso說。 但這正在改變。
從6月19日至22日,研究人員聚集在加拿大蒙特利爾,Aguirre-Ghiso說這是第一次致力于這些“睡眠癌細胞”的會議。他說: “人們認識到這是一個重要的臨床需求。”
在特定的癌癥患者中這種需求尤其急迫,如乳腺癌,前列腺癌和胰腺癌等,這些癌癥的復發率很高,有時在治療后多年復發。勞倫斯伯克利國家實驗室(Lawrence Berkeley National Laboratory,LBNL)的癌癥研究人員Mina Bissell說:“手術切除腫瘤,放療,做了各種治療。但癌癥早晚會轉移,你對自己說:'這些東西從哪里來?'”
追蹤沉默細胞(silent cell)
越來越多的證據表明,休眠細胞在其發育早期脫離母體腫瘤,并通過血管進入體內的新部位。 但是,在進入其他組織或器官之后,這些細胞將進入睡眠狀態,并且一直處于休眠狀態,直到某種目前尚不清楚的觸發機制喚醒它們。直到這時他們才開始分裂并形成新的腫瘤。
當癌癥研究人員試圖研究這種休眠時,他們很快遇到了一個問題:癌癥的小鼠模型被設計用來產生快速生長和高致死性的遺傳性或原發性腫瘤。 然而,研究休眠的研究人員需要緩慢生長的腫瘤 – 這樣才有時間去擴散出癌細胞 - 并且能夠在原發腫瘤被移除很長時間后跟蹤這些細胞。
印第安納大學(Indianapolis,US)的乳腺癌專家Kathy Miller說:“這種類型的動物模型很難開發。 但是,目前有幾個實驗室已經取得了進展,開發了可追蹤老鼠休眠細胞超過一年的模型。”
鑒定這些細胞的技術也在不斷改進:北卡羅萊納州達勒姆的杜克大學醫學中心細胞生物學家Joshua Snyder使用熒光標記混合物來鑒定和追蹤表達癌癥相關基因的“流浪”細胞(rogue cell)。 而在蒙特利爾會議上,華盛頓州西雅圖弗雷德哈欽森癌癥研究中心的遺傳學家Jason Bielas將介紹他使用特定DNA序列對這些細胞進行條形碼分析的初步結果。 然后可以使用便宜的DNA檢測方法以10億分之一的細胞分辨率鑒定這些細胞。
一旦確定了沉默細胞,確定它們表達哪些基因的新方法可以幫助研究人員確定誘導休眠的因素以及可喚醒睡眠細胞的觸發因素。 有了這些信息,就有可能防止細胞醒來,Miller說:“只要這些細胞仍然處于休眠狀態,它們不會殺死我的病人。”
識別抑制因素
將休眠細胞保持在原狀的努力也在持續進行中。 2015年,Aguirre-Ghiso的實驗室報告,兩種已經批準上市的藥物--5-氮雜胞苷和維甲酸的組合可以誘導培養的前列腺癌細胞的休眠,小鼠體內試驗也得到類似的結果。 現在,西奈山的腫瘤學家William Oh和他的同事們正在招募前列腺癌患者進行試驗,以在臨床中檢驗這些發現。
其他人正在研究如何徹底殺死休眠細胞。 癌癥研究人員Veronica Calvo-Vidal及其在Aguirre-Ghiso實驗室的同事與位于印第安納波利斯的制藥公司Eli Lilly合作,鑒定一種PERK蛋白抑制劑,該蛋白在休眠癌細胞中異常高水平表達。 對小鼠的早期研究表明,抑制劑可以殺死細胞,該團隊現在正在分析個體休眠細胞中的基因表達,以更多地了解抑制劑如何工作。
但Miller提示說,確定哪些癌癥(病人)最可能復發的方法也很重要,以便醫生可以選擇哪些患者需要這種治療。 她和其他治療乳腺癌的腫瘤學家目前很難決定哪些患者應該接受進一步的激素治療以降低復發性腫瘤的風險。 她說:“我們正在接近能夠更早確認癌癥復發的那一天。”
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