权威研究：癌细胞就像吸血鬼，但现在，我们发现它有多种天敌

青山绿水

康德科学2021-02-22 20:00:00

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有人说，癌细胞就像是贪婪的吸血鬼，在人体里不断争夺营养，用来促进自己的生长。不过，癌细胞也有“敌人”。

1. 癌细胞被“饿死”

有人设想，如果能堵住癌细胞的嘴，是不是就能饿死癌细胞，治疗癌症？

从生理上看，癌细胞需要一种叫做谷氨酰胺的氨基酸，它对于合成DNA、蛋白质以及脂类来说都有重要的作用。早在20世纪50年代，科学家们就开发了一种叫做DON的药物，能有效抑制那些使用谷氨酰胺的酶，从而让癌细胞无法“吃掉” 谷氨酰胺。这样一来，癌细胞就会被饿死。

然而一系列临床试验表明，这种药物的毒副作用极大。这也可以理解。癌细胞需要谷氨酰胺，正常细胞也需要呀。把DON就这么直接用到身体里，那还不得影响到正常细胞？

为此，科学家换了一个思路。他们使用的是DON的“前药”；也就是说，只有经过额外的代谢，“前药”才会变成DON。在普通的情况下，这种“前药分子”会在血液里循环而不发挥效果；但在肿瘤微环境中，这种分子的结构会发生改变，变成抑制谷氨酰胺吸收的DON。这样一来，我们可以把药物的效果仅仅控制在肿瘤附近。

在多种肿瘤模型里，这种药物（红色）能够缩小肿瘤体积，并延长小鼠生存期（图片来源：参考资料[1]）

这种“前药分子”，真的能在动物体内起到抗癌效果，且不带来严重副作用吗？为了回答这个问题，科学家们使用了多种不同的小鼠癌症模型，它们分别被注射了结直肠癌、淋巴瘤、以及黑色素瘤。研究结果表明，在这种药物的治疗下，肿瘤体积均有明显缩小，小鼠的生存期也有所延长。相比之下，对照组的肿瘤体积最多可达治疗组的5倍。

更令人欣喜的是，后续研究表明，治疗组之所以取得那么好的效果，一方面要归功于抑制癌细胞对谷氨酰胺的吸收，另一方面则是因为免疫T细胞不受这种药物的影响。

这倒不是说这种药物分子对T细胞不起效。相反，它同样能够抑制T细胞对谷氨酰胺的吸收。但T细胞有着多条生化通路可以使用，一条被抑制了，可以使用另一条来合成DNA等关键分子，而癌细胞则没有这种能力。

T细胞对于谷氨酰胺的抑制有着更好的耐受（图片来源：参考资料[1]）

2. 溶瘤病毒

《科学》子刊《科学转化医学》（Science Translational Medicine）曾发表了一项关于溶瘤病毒的新进展。科学家们发现，在小鼠模型中，这种经过基因改造的病毒能够有效对视网膜母细胞瘤进行治疗。在人类患者里，它也取得了积极的初步结果。

视网膜母细胞瘤是一种病发于视网膜的癌症。事实上，它也是3岁以下儿童里最为常见的癌症之一。关于它的病理，科学家们已经有了一定的了解——由于体内的抑癌基因RB1的失活，癌细胞开始不受控制地生长。目前，对于这种儿童癌症最为常见的治疗方式就是化疗。这不但会对儿童视网膜造成损害，效果也不尽如人意。如果化疗不成功，这些年幼的患者就不得不摘除眼球，保全性命。

在这项研究里，一支由西班牙科学家主导的跨国科研团队决定对病毒进行改造，让它们杀死癌细胞。使用病毒治疗癌症的方法并不罕见。事实上，溶瘤病毒也是许多研究人员们所专注的重点。本研究中，科学家们选择的是“腺病毒”，这是一种会引起呼吸道轻微感染的病毒，以前常在基因疗法中作为病毒载体，用于人体。

体外实验中，这种病毒能有效杀死RB1基因失活的细胞（图片来源：参考资料[3]）

当然，这种腺病毒也得到了科学家们的遗传改造。经过改造后，它们在体外实验中，能感染和杀死那些RB1信号通路失活的细胞，而这正是视网膜母细胞瘤病发的根源之一。

这些积极的结果，激励科学家们进一步开展了小鼠实验。在患有视网膜母细胞瘤的小鼠眼球里，他们也注射进了这种病毒。实验表明，这种病毒能对肿瘤产生一定的杀伤效果。与常规的化疗相比，它更是能延长眼球的生存期，并防止癌症往大脑转移。

这种病毒能有效延长眼球的生存期（图片来源：参考资料[3]）

在健康的兔子里，研究人员们又测试了这种疗法的安全性。他们发现，尽管兔子的眼部出现了一些炎症和积液，但病毒并没有扩散到全身，表明其具有安全性。另外，这些副作用也在6周内逐渐消失，没有带来严重的影响。

基于这些初步实验结果，研究人员们决定在人类身上评估安全性和治疗效果。他们招募了两名已经接受了化疗，但疾病依旧出现进展、且无药可用的儿童视网膜母细胞瘤患者。在患者身上，研究人员们发现这种病毒并没有引起严重的系统性反应，再次表明了其安全性。在有效性方面，一名患者体内也出现了明显的抗肿瘤反应——视网膜母细胞瘤会在眼球中留下叫做“玻璃体种子”的小肿瘤块，而这种经过改造的溶瘤病毒可以减少这些“玻璃体种子”的数量与体积。

第二名患者眼中的”玻璃体种子“（箭头）有所减少（图片来源：参考资料[3]）

不过这种病毒也并非“神药”。在研究中，这些病毒并没能直接杀死视网膜母细胞瘤，两名患者最终也不得不接受手术，摘除了他们的眼球。研究人员指出，是否提高病毒剂量就能进一步提高疗效。为了验证这个想法，他们也将尽快启动临床试验，以期让这款病毒疗法造福无法通过化疗改善病情的儿童患者。

3. 抑制癌细胞“自噬”

与滞育的胚胎相似，处于缓慢分裂状态的癌细胞，需要激活一种叫做“自噬”（autophagy）的细胞过程；它们会循环使用自身的蛋白质或细胞成分，以便在化疗导致的恶劣环境中活下去。

顺着这个思路，研究人员发现了治疗的机会：如果在化疗中干扰癌细胞的自噬，是不是就能降低癌细胞的生存能力，避免癌症的复发？

后续实验证实了这一点。研究人员测试了一种抑制自噬的小分子化合物，而失去自噬功能的癌细胞，终于被化疗药物成功杀死。

4. 癌细胞“同类相食”

来自美国杜兰大学（Tulane University）医学院的一项研究发现，癌细胞竟然会通过“吞食邻居”的方式躲过化疗。

通常情况下，化疗药物可以破坏癌细胞的DNA，从而将快速增殖的癌细胞杀死。然而，过去的研究表明，有些癌细胞会停止分裂，进入一种不死不活的“衰老”状态。衰老的癌细胞保持着活跃的新陈代谢，是癌症日后复发的大患，与患者的不良预后大有关系。

在这项研究中，科学家首先观察了乳腺癌细胞在暴露于化疗药物阿霉素（doxorubicin）或紫杉醇（paclitaxel）时的状态。他们设计了一种荧光标记方法，让癌细胞带上红、绿不同的颜色，从而方便识别邻近的不同细胞。通过延时和共聚焦显微镜，他们惊讶地发现，进入衰老状态的癌细胞，竟然在频繁地吞噬着邻近的癌细胞。

不仅乳腺癌细胞会这么做，移植到小鼠体内的其他类型肿瘤，包括肺癌细胞和骨肉瘤细胞，也会在暴露于化疗药物后吞吃相邻的癌细胞。

有专家认为，癌细胞的同类相食，可能是一种与衰老状态相关的普遍行为，而不局限于特定的癌症或特定基因。

小鼠体内的肿瘤中，一些癌细胞（红色）被另一些癌细胞（绿色）吞噬（图片来源：参考资料[4]

仔细观察被吞噬的癌细胞，它们有些是不死不活的衰老细胞，有些则还活得好好的。用研究者的话说，一些癌细胞是被“活活生吞”了。

研究人员还通过基因测序证明，衰老癌细胞确实增加了吃细胞的能力。根据它们表达的基因来看，通常在巨噬细胞（一种白细胞，专长吞噬）吞噬入侵微生物或细胞碎片时活跃的基因，在衰老癌细胞中也活跃起来。

癌细胞同类相残有什么好处呢？接下来就是这项工作的亮点了。研究人员观察到，吃掉邻居的衰老癌细胞可以在培养基中活更长的时间。

本研究示意图（图片来源：参考资料[5]）

进一步分析显示，被吞掉的邻居会在衰老癌细胞的内部被送去特殊的消化装置——溶酶体。在那里，被吞噬的细胞分解，相当于提供了一场代谢物大餐。

研究者认为，癌细胞借助同类相食获取赖以生存的能量和物质，待到化疗结束还能引发肿瘤复发。基于这些发现，抑制这一过程，也许可以提供新的治疗机会。