讓癌細胞鐵死亡,加拿大發現癌細胞致命弱點,有助開發新療法

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摘要:人人都怕癌細胞,其實癌細胞也有天敵,隨著科學研究的進展,科學家也發現了癌細胞的多種天敵,近日,加拿大的科學家就又發現了癌細胞的新致命弱點。加拿大不列顛哥倫比亞大學醫學院、不列顛哥倫比亞省癌症研究所發現了一種名為碳酸酐酶IX的關鍵性酶的弱點,當機體內氧氣水准過低時,癌細胞無法正常生存,需要依靠碳酸酐酶IX來適應低氧環境,不然就會鐵死亡。抑制CAIX的活性後,可以有效封锁癌細胞生長。

人人都怕癌細胞,其實癌細胞也有天敵,隨著科學研究的進展,科學家也發現了癌細胞的多種天敵,近日,加拿大的科學家就又發現了癌細胞的新致命弱點。

一、CAIX酶抑制劑,讓癌細胞“鐵死亡”

加拿大不列顛哥倫比亞大學醫學院、不列顛哥倫比亞省癌症研究所發現了一種名為碳酸酐酶IX的關鍵性酶的弱點,當機體內氧氣水准過低時,癌細胞無法正常生存,需要依靠碳酸酐酶IX(CAIX)來適應低氧環境,不然就會鐵死亡(細胞程式性死亡管道)。

一般來說,腫瘤的營養物質和氧氣都需要通過血管來運送,腫瘤長大一定程度時,血管無法滿足腫瘤細胞的需求,運送到細胞內的氧氣不充足就會形成低氧區。腫瘤長時間處於低氧環境下,會導致細胞內堆積大量酸性物質。

癌細胞為了活下去,會通過釋放酶來中和酸性條件。其中一種酶為碳酸酐酶IX(CAIX),在釋放酶之後,細胞不僅可以正常生存,還變成了“强化版”,細胞變得比原先的細胞更具有侵襲性。

癌細胞需要依靠CAIX來存活,所以CAIX便成了它們最後的弱點。抑制CAIX的活性後,可以有效封锁癌細胞生長。

日前,加拿大德哈爾研究團隊發現了名為SLC-0111的獨特化合物,這個物質是CAIX的强大抑制劑。現時該抑制劑已經有一期臨床試驗,在乳腺癌、胰腺癌以及腦癌臨床前模型證實均有效。

除了CAIX以外,癌細胞的生存還離不開一種物質——穀氨醯胺,穀氨醯胺是癌細胞生長中不可缺少的“營養劑”。

二、穀氨醯胺吸收抑制劑,餓死癌細胞

癌細胞對於穀氨醯胺具有很强的依賴性,在臨床上將這個現象稱為“穀氨醯胺成癮”。癌細胞想要快速生長和分裂,需要攝入大量的穀氨醯胺來為其提供能量來源。

癌細胞攝入穀氨醯胺依賴於穀氨醯胺轉運蛋白SLC1A5的介導,在臨床上很多癌症患者體內的SLC1A5表達新增,SLC1A5表達新增越多,患者的生存率也就越差。

美國研究人員在《分子癌症療法》期刊上發表了一項研究論文,研究確定了IMD-0354小分子候選藥物具有抑制穀氨醯胺的作用。該藥物進入體內後可以通過靶向穀氨醯胺轉運蛋白SLC1A5,以此來起到抑制癌細胞攝入穀氨醯胺的作用。等於阻斷了癌細胞的能量來源,延緩其生長。

研究主要聚焦在黑色素瘤上,研究人員發現靶向SLC1A5可以有效阻斷癌細胞攝取穀氨醯胺,延緩黑色素瘤生長。並且在抑制癌細胞攝入穀氨醯胺的同時,還可以誘導細胞週期發生停滯,增强癌細胞自噬和凋亡的幾率。臨床上有很多癌細胞都依賴穀氨醯胺存活,IMD-0354有望應用於更多種不同類型的癌症。

關於碳酸酐酶IX、穀氨醯胺的研究還只是在起步階段,而接下來的這一個癌症的天敵,人類已經研究了百年之久,現時已經進入了發展的快車道,已有療法被準予上市

三、溶瘤病毒,“毒”死癌細胞

上個世紀初,一名42歲的白血病患者在一次感染流感病毒之後,發現體內的白細胞數量急劇减少,白血病也囙此而痊癒;無獨有偶的是,義大利一名醫生在給宮頸癌患者注射狂犬疫苗後,發現該患者的宮頸癌生長有所抑制。

此後,研究人員進行了大量野生型病毒治療腫瘤的臨床試驗,利用變異後的天然弱病毒對腫瘤進行溶瘤治療。1956年,美國國立癌症研究所科學家利用不同血清型的野生型腺病毒對宮頸癌患者進行治療,發現有半數以上的患者腫瘤縮小。

但是,不論是野生型病毒還是减毒毒株,都存在很大風險,如部分野生病毒本身就有致癌風險、一些病毒進入體內後會出現嚴重的急性反應,且病毒溶瘤效應很快就會被體內免疫反應所抑制,療效無法持續。其後,經過相當長的一段時間,溶毒病毒治療才得以慢慢步入正軌,現在已經成為癌症治療的一個新趨勢。

溶瘤病毒的作用機理是利用病毒將腫瘤細胞“消滅”,採用以毒攻毒的管道來治療腫瘤。它是所有可以為我們所用的病毒的統稱,不單單指一個病毒。現時大多數的病毒都是轉基因病毒,包括敲除毒性基因,更安全、給病毒加上更加能識別腫瘤的蛋白,更有選擇性、給病毒轉入一些可以刺激機體產生免疫的基因更加有效。

溶瘤病毒在進入體內後,可以有選擇的在腫瘤細胞內複製,導致腫瘤裂解;也可以通過腫瘤細胞壞死來破壞腫瘤微環境,以此來提高人體的免疫系統介導,調動全身的免疫系統來抵抗腫瘤,以此達到殺死癌細胞的目的。

四、致命溫度,燙死癌細胞

洛陽市中心醫院腫瘤二科主任醫師謝玲指出,相比較於正常的細胞,癌細胞更加不耐熱。正常細胞可以在47℃的高溫下存活一個小時,癌細胞只需要在43℃的環境下就會出現不可逆的損傷。

針對癌症的這一個致命弱點,醫學家們已經發明了熱療科技,而且已經應用於臨床。熱療是通過超聲、微波、紅外線等物理加熱的管道,讓體內的溫度達到42~43℃,並保持一段時間。這個管道在殺死癌細胞的同時,還不會影響正常細胞。

需要提醒的是,現時在臨床上只將熱療作為輔助治療手段,一般會配合放化療或是免疫治療使用。並且,熱療也並不適合所有癌症患者,血液系統腫瘤、腦部腫瘤以及心肺功能低下、腸梗阻、腎功能不全的人群不能使用熱療。使用熱療也會導致患者出現一些不良反應,常見的有呼吸、代謝系統應激反應。

癌細胞其實並不像我們想像的那麼可怕,科技在不斷進步,越來越多癌細胞的“弱點”被人類發現,在不久的將來可能癌症就會被人類攻克!

參考資料:

[1]《以毒攻毒:關於溶瘤病毒的一切》.生物世界.2020.12.13

[2]《新研究發現癌細胞的致命弱點》.科技日報.2021.8.28

[3]《用病毒對抗癌症?新型免疫療法溶瘤病毒百年大事記》.上海細胞治療工程技術研究中心.2021.7.21

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