編者按:近年來(lái)腫瘤干細(xì)胞(tumor stem cells,TSCs)學(xué)說(shuō)越來(lái)越受到科學(xué)家的關(guān)注。目前已經(jīng)成功在腦腫瘤、肺癌、肝癌、乳腺癌、前列腺癌、結(jié)直腸癌、皮膚癌等多種惡性腫瘤中成功分離出了腫瘤干細(xì)胞。腫瘤干細(xì)胞的提出為腫瘤發(fā)生和復(fù)發(fā)機(jī)制提供了合理解釋,對(duì)于研發(fā)更有效的抗腫瘤藥物及干細(xì)胞和細(xì)胞生物學(xué)研究均具有重大意義。
生物谷:腫瘤抗藥是腫瘤治療中的一大難題,腫瘤干細(xì)胞則可能是這一問(wèn)題的罪魁禍?zhǔn)住哪壳澳[瘤干細(xì)胞的研究進(jìn)展來(lái)看,我們是否有希望可以攻克這一難關(guān),請(qǐng)為我們分析一下?
回答:隨著這些年腫瘤發(fā)病率越來(lái)越高,傳統(tǒng)的手術(shù)、放化療在腫瘤治療面前凸顯出局限性,腫瘤干細(xì)胞的研究開(kāi)始受到政府和研究者的極大關(guān)注。經(jīng)過(guò)多年的研究,從證明腫瘤干細(xì)胞的存在,到區(qū)別于一般腫瘤細(xì)胞的特性研究、再到腫瘤干細(xì)胞與微環(huán)境間的相互作用,研究者對(duì)腫瘤干細(xì)胞有了更加全面的了解,也就越來(lái)越有希望調(diào)控及消滅它。比如最初為了了解抵抗放化療、導(dǎo)致患者復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的這一小群細(xì)胞,研究者花了很多年去篩選獲取這群細(xì)胞,應(yīng)運(yùn)而生了諸多的腫瘤干細(xì)胞的分子標(biāo)記物即marker。隨著研究的不斷深入,研究者逐漸發(fā)現(xiàn)這群細(xì)胞存在異常表達(dá)的基因或異常活化的信號(hào)通路,這才是它抵抗藥物治療或獲得耐藥的根源。腫瘤是由許多癌基因和抑癌基因發(fā)生遺傳學(xué)或表觀遺傳學(xué)改變所導(dǎo)致的惡性疾病,因此腫瘤干細(xì)胞的表型也是多變的。同時(shí)這種多變性還表現(xiàn)在它應(yīng)對(duì)外界環(huán)境的能力,包括能夠根據(jù)機(jī)體環(huán)境或微環(huán)境的變化,調(diào)整自身的增殖或定位,誘化周邊正常組織。
從腫瘤干細(xì)胞目前的研究進(jìn)展看,我們對(duì)腫瘤干細(xì)胞的本質(zhì)和它們自身的調(diào)控機(jī)制已越來(lái)越多的了解,后續(xù)的事情就是我們從什么角度能夠抑制或消滅它,我對(duì)此還是很有信心的,我相信通過(guò)選擇性殺傷腫瘤干細(xì)胞,解決腫瘤抗藥的一大難題,只是時(shí)間的問(wèn)題。
生物谷:根據(jù)目前的相關(guān)研究來(lái)看,腫瘤干細(xì)胞的研究面臨著哪些困難?
回答:腫瘤干細(xì)胞比例低是腫瘤干細(xì)胞研究的一大困難,無(wú)論是腫瘤干細(xì)胞的系統(tǒng)性研究或藥物篩選鑒定都需要基于大量病人體內(nèi)獲得的腫瘤干細(xì)胞,而目前主要還是基于細(xì)胞系或病人來(lái)源的原代細(xì)胞,并不能有效的反映腫瘤患者體內(nèi)的真實(shí)情況。腫瘤干細(xì)胞的多變性是腫瘤干細(xì)胞研究的另一大困難,從病人體內(nèi)分離獲取的少量腫瘤干細(xì)胞,缺失有效的體外培養(yǎng)方法,腫瘤干細(xì)胞在體外極易發(fā)生表型變化。同時(shí)腫瘤干細(xì)胞本身也處于幼稚或原始狀態(tài),環(huán)境的些許變化都會(huì)引起腫瘤干細(xì)胞分化,給進(jìn)一步研究帶來(lái)了極大困難。在此基礎(chǔ)上的靶向腫瘤干細(xì)胞的藥物篩選也存在困難。因此,有效的從病人腫瘤組織中獲得腫瘤干細(xì)胞和建立腫瘤干細(xì)胞穩(wěn)定的培養(yǎng)體系,是本領(lǐng)域需要解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。
生物谷:和傳統(tǒng)的腫瘤治療方法相比,針對(duì)腫瘤干細(xì)胞的診治具有哪些優(yōu)勢(shì)?
回答: 傳統(tǒng)的腫瘤治療方法如手術(shù)治療、放化療可在一定程度上清除大多數(shù)腫瘤細(xì)胞。但在絕大多數(shù)情況下,仍可能存在少數(shù)肉眼不可見(jiàn)和(或)耐藥的腫瘤病灶和細(xì)胞,導(dǎo)致腫瘤的耐藥和復(fù)發(fā),而在這中間,目前研究認(rèn)為腫瘤干細(xì)胞扮演了關(guān)鍵的角色,成為上述過(guò)程的重要事件。只有從根源上消滅這群細(xì)胞才能有效的預(yù)防腫瘤的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移,因此結(jié)合傳統(tǒng)治療和針對(duì)腫瘤干細(xì)胞的治療能根除腫瘤。另外需要提到的是,針對(duì)腫瘤干細(xì)胞的治療不僅僅是靶向和消滅腫瘤干細(xì)胞,腫瘤微環(huán)境在腫瘤干細(xì)胞的維持以及促使分化型腫瘤細(xì)胞逆分化為腫瘤干細(xì)胞中發(fā)揮重要的作用,所以阻斷這個(gè)過(guò)程也是針對(duì)腫瘤干細(xì)胞研究的重要方向。
生物谷:近年來(lái),基因測(cè)序、基因編輯等技術(shù)迅速發(fā)展,并隨著精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的提出,受到廣泛關(guān)注。您認(rèn)為腫瘤干細(xì)胞的相關(guān)研究是否可以和精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的概念相結(jié)合?它們的結(jié)合將會(huì)給這一領(lǐng)域帶來(lái)哪些方面的突破?
回答:精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)是基于分子生物學(xué)、生物信息學(xué)以及基因測(cè)序技術(shù)的發(fā)展,結(jié)合大數(shù)據(jù)的分析,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的疾病分類及診斷,制定個(gè)性化的疾病預(yù)防和治療方案。在腫瘤治療中,針對(duì)腫瘤干細(xì)胞的診治與精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的核心理念是一致的。將腫瘤干細(xì)胞的相關(guān)研究和精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的概念相結(jié)合,可以為針對(duì)腫瘤干細(xì)胞的治療帶來(lái)一些新的突破:
1、基于單細(xì)胞多組學(xué)測(cè)序技術(shù)/高通量深度測(cè)序技術(shù),可利用腫瘤患者極少的細(xì)胞就能獲得大量的有效數(shù)據(jù),為全面、系統(tǒng)的研究腫瘤干細(xì)胞的分子分型,耐藥機(jī)制和個(gè)性化治療提供依據(jù)。此外,我們可利用該技術(shù)對(duì)靶向腫瘤干細(xì)胞的小分子化合物、單克隆抗體和免疫治療等進(jìn)行快速、高效的篩選和驗(yàn)證,并實(shí)現(xiàn)對(duì)疾病的精準(zhǔn)分型、個(gè)性化用藥、預(yù)后的評(píng)估及后續(xù)治療方案的優(yōu)化。
2、基因編輯新工具的出現(xiàn),可以使研究者能夠方便而精準(zhǔn)的對(duì)DNA核苷酸序列進(jìn)行編輯。在癌癥中有許多癌基因和抑癌基因發(fā)生了遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)改變。其中,在由于癌基因或抑癌基因突變累積導(dǎo)致的腫瘤中,我們可以通過(guò)基因編輯的手段如CRISPR-Cas9等對(duì)腫瘤患者的突變基因進(jìn)行精確修復(fù)。利用基因編輯技術(shù)快速模擬腫瘤的遺傳學(xué)事件、建立相關(guān)的腫瘤模型并實(shí)現(xiàn)腫瘤基因組編輯等等,進(jìn)而將基因編輯技術(shù)應(yīng)用到腫瘤干細(xì)胞的基礎(chǔ)研究、轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)和臨床治療等不同方面,為腫瘤患者帶來(lái)新的治療契機(jī)。
生物谷:目前是否有腫瘤干細(xì)胞應(yīng)用于臨床的案例?您認(rèn)為腫瘤干細(xì)胞將來(lái)在臨床應(yīng)用方面的前景如何?
回答:目前有腫瘤干細(xì)胞應(yīng)用于臨床的案例,但僅限于臨床試驗(yàn)階段,對(duì)于臨床應(yīng)用的廣泛推廣可能還有一段路要走。例如:新型ABC轉(zhuǎn)運(yùn)泵的抑制劑MS-209、VX-710和tariquidar可抑制P-gp和MRP1。最新臨床試驗(yàn)顯示MS-209在征服乳腺癌和其他實(shí)體瘤耐藥方面是很有前景的,臨床批號(hào):NCT00004886。Tariquidar是另一個(gè)很鼓舞人心的抑制劑,聯(lián)合tariquidar和docetaxel(多西他賽)用于治療轉(zhuǎn)移性或復(fù)發(fā)性卵巢癌、宮頸癌、肺癌和腎癌等惡性腫瘤,臨床批號(hào)NCT00072202。同樣,聯(lián)合tariquidar和Dox、依托泊苷(etoposide)、米托坦(mitotane)和長(zhǎng)春新堿(vincristine)正在進(jìn)行原發(fā)性、復(fù)發(fā)性和轉(zhuǎn)移性腎上腺皮質(zhì)惡性腫瘤患者的臨床試驗(yàn),臨床批號(hào):NCT00073996。
腫瘤干細(xì)胞將來(lái)在臨床應(yīng)用方面的前景:
1、鑒定腫瘤干細(xì)胞標(biāo)志物將是限制其臨床應(yīng)用的重要方向,找到針對(duì)多種腫瘤干細(xì)胞的標(biāo)志物及其與正常干細(xì)胞基因表達(dá)的差異,才能對(duì)癥下藥,確定腫瘤治療新靶點(diǎn);
2、闡明正常干細(xì)胞生理和腫瘤干細(xì)胞病理生理功能的分子調(diào)控途徑以及導(dǎo)致腫瘤干細(xì)胞形成的分子機(jī)制,選擇與腫瘤干細(xì)胞自我更新相關(guān)的信號(hào)傳導(dǎo)通路予以特異性阻斷,將是未來(lái)治療惡性腫瘤的重要方向之一;
3、研究腫瘤細(xì)胞群體的異質(zhì)性并針對(duì)腫瘤干細(xì)胞的特性設(shè)計(jì)綜合性的治療方案;
此外,通過(guò)設(shè)法改變腫瘤微環(huán)境,誘導(dǎo)腫瘤干細(xì)胞分化也是靶向腫瘤干細(xì)胞的治療策略之一。
目前,在腫瘤的治療過(guò)程中,以小分子抑制劑、單克隆抗體和融合蛋白為主的其它各種靶向腫瘤干細(xì)胞的藥物也在逐步開(kāi)發(fā)并進(jìn)行臨床試驗(yàn),另外靶向腫瘤干細(xì)胞的免疫細(xì)胞治療也是將來(lái)重要的發(fā)展方向。總之,以腫瘤干細(xì)胞為靶點(diǎn)的抗腫瘤治療策略,將為徹底治愈癌癥帶來(lái)新的希望。
錢程 教授
第三軍醫(yī)大學(xué)西南醫(yī)院生物治療中心
醫(yī)學(xué)博士,教授,博士生導(dǎo)師,第三軍醫(yī)大學(xué)西南醫(yī)院生物治療中心主任。長(zhǎng)期從事腫瘤發(fā)病機(jī)理、腫瘤生物治療和干細(xì)胞治療肝病方面的研究,在腫瘤干細(xì)胞生物學(xué)、腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移、EMT誘導(dǎo)和腫瘤微環(huán)境等方面,開(kāi)展深入的研究工作,已獲得很好的研究成果。所獲得的研究成果在國(guó)際著名的Journal of Clinical Oncology、Gastroenterology、Hepatology等SCI期刊上發(fā)表論文130余篇,總影響因子達(dá)650, 被Cell、Nature 系列雜志他引3000余次。獲得PCT國(guó)際發(fā)明專利4項(xiàng)。其研究成果對(duì)探討癌癥的分子發(fā)病機(jī)制、腫瘤的生物治療以及成體干細(xì)胞分子調(diào)控機(jī)制和臨床應(yīng)用具有重要意義。目前,其帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì),主要從事腫瘤生物治療和成體干細(xì)胞的基礎(chǔ)研究、轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究和臨床應(yīng)用,已在國(guó)內(nèi)獲得的多項(xiàng)重大項(xiàng)目支持。
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