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试试改变癌细胞存活环境

来源:科技日报2019-08-08 14:12

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  传统的癌症治疗一般采取消除恶性突变细胞的方法,试图通过使用大剂量对人体有伤害的抗癌药物来根除这种疾病,然而已经发生转移的癌症很少能治愈。据《科学美国人》8月5日报道,最近一个美国科学家团队基于达尔文进化论,通过生物实验发现,控制癌细胞存活环境,防止其获得竞争优势,可有效治疗癌症。

  人为什么会得癌症

  几乎所有医生或癌症研究人员都认为,癌症与衰老、吸烟或辐射有关,这些因素会导致突变。此观点在一定程度上是正确的,香烟烟雾或辐射确实会导致我们的DNA发生突变,而人一生中发生的DNA突变会积累在细胞中,导致细胞发展出新的特性,比如细胞分裂过度活跃,具备入侵周围组织的能力等。

  然而,这种观点只强调了细胞内部的变化,却忽略了一个事实,即任何细胞或者生物个体的进化变化主要是由细胞外部环境驱动的。

  依照达尔文进化论所述,地球上物种的进化高度依赖于环境扰动。这些环境变化导致生物体出现适应性特征选择,产生了惊人的多样性。

  达尔文进化论提到加拉帕戈斯群岛雀,在不同的岛屿上有着形状略微不同的喙。这种雀以种子为食,而每个岛上的种子都有不同的形状或特征。喙形与当地种子形状最匹配的鸟获得的食物最多,后代也最多。当两组动物在同一个小空间竞争时,更适应环境的那一组胜出。

  癌细胞也以类似的方式进化。在正常组织中,正常细胞之所以能茁壮成长,是因为它们很好地适应了周围健康组织发出的生化生长信号、营养物质和身体暗示。如果某种突变制造出的癌细胞不适应周围环境,那么它的机会不大,因为正常细胞在争夺资源方面胜过它。但是,如果周围的环境被炎症破坏时,癌细胞就会表现得更好,不断地进化,并开始将正常细胞“淘汰出局”。环境的变化最终决定了癌细胞的胜出。

  癌症进化论论证

  为了进一步验证癌症进化论,科学家们还进行了实验。埃默里大学和莫菲特癌症中心的两位研究者在一组年轻小鼠和一组老年小鼠的骨髓干细胞中制造了同样的致癌突变。结果表明,突变细胞在老年小鼠中增殖,而在年轻小鼠中则没有。这说明,相同的致癌突变对细胞的影响取决于年龄,决定因素不存在于突变细胞内,而是与周围正常细胞的代谢和基因活性有关。

  在一个人的整个生命过程中,无法避免细胞积累突变。科学家们对突变环境的关注,成功产生了一种全新的对抗癌症的思路。这一思路旨在逆转由衰老、吸烟和其他因素引起的组织改变,进而降低致癌突变细胞的竞争优势。尽管突变仍然会发生,但突变细胞很难拥有环境优势,因此不会在数量上增长。

  鉴于实验结果,癌症进化论是一种适应性肿瘤发生理论,理论表明在实验动物身上,改变其细胞环境时,癌症就会以这种方式发生,尽管癌细胞的内部运作没有改变。我们可以通过观察突变细胞周围环境来更好地理解癌症,而不是仅仅关注细胞内突变。通过减少炎症等过程引起的组织改变,可以恢复一个更正常的环境,防止癌细胞获得竞争优势。

  从预防到治疗的抗癌新思路

  除了初级预防,癌症进化论指出,可以通过减少这些细胞产生耐药性的不良倾向,提升目前癌症治疗的效果。

  现今医生们在癌症治疗上往往采取焦土疗法,通过使用大量化疗药物,试图消灭病变细胞的最后一丝痕迹。起初,这看起来是有效的,肿瘤缩小或消失。但随后它又回来了,对曾经杀死这些细胞的药物产生了抗药性。这种策略在治疗无法治愈的癌症时,常常被认为是不明智的,因为它加速了耐药癌细胞的生长。

  这种疗法的核心策略是施以“最大耐受剂量(MTD)”,即给病人化疗的药物剂量不足以致死或引起病人无法忍受的副作用。几乎所有的抗癌药物都会损害身体的正常组织,这些副作用甚至是致命的。

  依据进化论思路,为了尽可能长时间地阻止肿瘤生长和转移,新疗法采取在患者服用抗癌药物一个月后肿瘤缩小了50%时停止治疗。停止治疗将留下大量对治疗敏感的癌细胞,然后肿瘤开始重新生长,最终达到原来的大小。再生时期的大多数肿瘤细胞仍然对抗癌药物敏感,却不产生耐药性。因此,与传统的持续最大剂量给药方法相比,这种治疗将能够更长时间地维持对肿瘤的控制,而且由于药物剂量将显著减少,毒性大大降低,病患生活质量更高。

  在一项针对前列腺癌患者的临床试验中,科学家尝试了使用只够保持肿瘤微小而不完全杀死它的化疗方法,其目标是维持一小群易受攻击的化学敏感细胞。实验结果很成功,在一组肿瘤通常在13个月后开始失控生长的患者中,这种疗法使用的药物少于标准剂量的一半,并将肿瘤平均控制了34个月。(余昊原)

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