癌症一定是绝症吗?最新科学研究让其往成为慢性病的路上又迈进了一步!

Jane Cai

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尽管针对癌症的靶向治疗进展迅速,但是肿瘤通常会对治疗产生耐药性;当耐药性出现时,无论做了多少努力来减缓癌症的发展,癌细胞依旧会无限制生长。虽然癌细胞的突变会显著影响其对药物的敏感性,但人们也越来越认识到细胞之间的生态相互作用会对细胞产生影响。

医学博士雅各布·斯科特(Jacob Scott)是克利夫兰诊所的一名医学科学家,他对从生态进化的角度研究癌细胞如何发展和维持耐药性很感兴趣。他研究即使在最恶劣的条件下,癌细胞也能生存下来的进化策略。研究对治疗敏感的癌细胞和耐药癌细胞之间的动力学,以及两类细胞如何在抗癌治疗的选择压力下影响彼此的生长,是斯科特实验室的一个重点领域(选择压力指外界施与一个生物进化过程的压力,从而改变该过程的前进方向)。

斯科特博士说:“我们不是在寻找消灭所有耐药细胞的方法,这基本是不可能的。我们关注的重点是防止耐药细胞每次都‘获胜’。如果我们能实现这个目标,我们就能有效地使癌症成为一种慢性病。”

到目前为止,人们一直认为在治疗过程中,耐药细胞与对治疗敏感的细胞相比具有细胞自主生存的优势。这意味着只有细胞的内在机制才能促进耐药细胞存活。然而,从生态进化的角度来看,癌细胞的生长在一定程度上则是非自主性的——它的生长既依赖于细胞自身的机制,也依赖于肿瘤微环境中的其他细胞和因子。因此,不同的细胞类型可以表示为存活和增殖的“策略”,其相互作用的效果可以概括为“游戏”。

最近发表在《自然》杂志子刊《自然-生态与进化》的一篇论文中,斯科特博士和他的合作伙伴首创“游戏分析”这一概念。在对靶向治疗敏感的非小细胞肺癌细胞的实验模型中,他们用该“游戏分析”直接量化和描述对治疗敏感的癌细胞和耐药癌细胞之间的生态进化相互作用。这一发现代表了进化疗法这一不断发展的领域的一个转折点,该领域力图用癌细胞所玩的“进化游戏”背后的动力来对付癌细胞。在了解如何在癌症产生耐药性时中断其自然发展轨迹方面,对这些游戏的深入了解将有助于填补其空白,他们也希望将消除癌细胞的耐药性作为一种“制胜”策略。

斯科特博士实验室的研究生阿提姆·卡兹纳切夫(Artem Kaznatcheev)是这篇论文的第一作者。他说道:“我们的座右铭是‘针对整个游戏的机制,而不仅仅是癌细胞’”。当直接靶向癌细胞时,癌细胞的进化通常对病人不利。此时癌细胞出现耐药性,使肿瘤得以逃避治疗并导致复发。为了减小这种风险,斯科特博士和他的团队正在研究不直接针对癌细胞的方法。“我们正在寻找一种方法来改变细胞之间的相互作用——也就是它们之间的“进化游戏”。这样我们就可以利用它们的进化来更好地帮助患者。”

ALK突变型非小细胞肺癌很快就会对靶向治疗产生耐药性,研究小组由此建立模型,设计了一种实验方法,在不同的培养条件下测量比较对药物艾乐替尼(alectinib)敏感的癌细胞和对它产生耐药性的癌细胞的生长速度。他们发现,当药物和肿瘤相关成纤维细胞出现时,控制癌细胞动力学的游戏发生了逆转。在一个游戏(可以称为“僵局”游戏)中,耐药细胞总是“获胜”,从而向形成肿瘤的方向发展;而在另一种情况下(可以称为“领导者”游戏),这两种细胞类型会相互竞争,因此可以共存。

换句话说,斯科特博士和他的同事们有效地证明,通过使用药物或消除成纤维细胞,实际上是有可能掌握该“游戏”的获胜秘诀的(即防止耐药细胞每次都获胜,从而使癌症发展成为一种慢性病)。不过还需要更多的研究来探索这种潜在的干预手段。未来的研究将在其他类型的癌症中应用这一新方法,以扩大该团队研究的“游戏”种类。

可行性研究报告

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