有別于化療和放療等傳統(tǒng)方法,科學(xué)家們正在探索一系列新方法治療惡性腫瘤 “精確打擊”:抗癌之戰(zhàn)突破點(diǎn)
□蘇儀真/編譯
在所有折磨人的頑疾中,癌癥也許是最容易引發(fā)恐懼的。歷史上大部分時間里,對所有人而言,罹患癌癥就意味著走到了死亡的邊緣。今天在許多國家,癌癥是健康的頭號或二號殺手。
可以說,我們目前對抗癌癥的三種主要武器都非常原始和野蠻:我們通過手術(shù)切除它,用放射線灼燒它,或是用藥物毒殺它,哪怕這些藥物會破壞其他同樣會快速分裂的細(xì)胞。無可否認(rèn),這三種方法都能取得一定的效果,但也幾乎不可避免地都給人體帶來巨大損傷。
最新的癌癥治療理念是有針對性的靶向療法,即在分子水平上,針對致癌位點(diǎn)(腫瘤細(xì)胞內(nèi)部某個蛋白分子或某個基因片段)設(shè)計相應(yīng)的藥物,它只攻擊癌細(xì)胞,不會產(chǎn)生像化療那樣嚴(yán)重的副作用。然而,盡管靶向治療理念風(fēng)行一時,但治愈者卻寥寥無幾,原因無它:腫瘤細(xì)胞的高突變率使得它們往往能避開靶向藥物的攻擊,靶向療法通常只能延長患者幾個月的生命。
正因為如此,腫瘤醫(yī)生們熱期待一系列新療法的問世,包括用RNA、納米顆粒、經(jīng)過基因改造的病毒和細(xì)菌來殺死腫瘤細(xì)胞,以及利用我們的免疫系統(tǒng),通過細(xì)胞與細(xì)胞面對面的搏斗來戰(zhàn)勝癌癥。英國南安普敦大學(xué)的克里斯琴·奧滕斯米爾說:“我相信,我們將擁有一系列毒副作用更小療效更好的癌癥新療法?!?
觀察人類對抗癌癥的戰(zhàn)爭,很容易忽略一些我們已經(jīng)取得的成果。對某些類型的癌癥,確診不再等于宣判死刑。比如,過去的幾十年中,睪丸癌的治愈率已達(dá)到90%以上,兒童癌癥的治愈率大約有80%。盡管如此,肺癌、胃癌或胰腺癌的預(yù)后卻不盡如意。而且,任何癌癥,發(fā)現(xiàn)越晚,情況越糟。
提高癌癥愈率的希望在于尋找新的治療方法,包括以下下文將要提到的幾種。這些療法目前正處于早期臨床試驗階段,也許還要經(jīng)過若干年才有可能正式投入臨床。不過,只要這些方法中有一種能達(dá)到預(yù)期的效果,這都將成為自70年前化療問世以來,癌癥治療領(lǐng)域取得的最大進(jìn)展。
免疫療法
在諸多抗癌新療法里,最受關(guān)注的是駕馭自身免疫系統(tǒng),搜尋并摧毀癌細(xì)胞?!懊庖忒煼ā边@一設(shè)想的歷史并不短,它始于19世紀(jì)90年代。當(dāng)時,紐約的外科醫(yī)生威廉·科萊偶然發(fā)現(xiàn),有位罹患了頸部癌癥的病人在治愈了惡心的皮膚感染后,癌癥竟然也神奇地康復(fù)了。此后幾十年,科萊“調(diào)制”出各種細(xì)菌混合物,將其注射到患者腫瘤部位,取得了一定的成功。
科萊可能不知道,我們的免疫系統(tǒng)一直在監(jiān)測癌細(xì)胞。如果出現(xiàn)癌腫,那說明免疫系統(tǒng)的防御出了問題。偶爾有些患者的腫瘤會幸運(yùn)地自發(fā)萎縮乃至消失,據(jù)推測,這可能是因為他們的免疫系統(tǒng)雖然姍姍來遲,但最終還是被癌細(xì)胞喚醒了。
20世紀(jì)初科萊去世,他的抗癌探索似乎也一同走向終結(jié)。但隨著人們越來越了解免疫系統(tǒng),借其之力對抗癌癥的想法再次復(fù)活。事實(shí)上,我們接種疫苗以預(yù)防各種傳染病時,同樣是在人為調(diào)控免疫系統(tǒng)。但與注射麻疹、流感等疫苗不同,對抗癌癥的疫苗并非以防為主,而是屬于“治療性疫苗”。盡管如此,治療性疫苗對癌癥仍可充分發(fā)揮免疫系統(tǒng)的特異性和記憶力等特長,這種打擊只針對癌細(xì)胞,而且在注射后相當(dāng)長的一段時間里,它會持續(xù)發(fā)揮效力。
模仿疫苗
不出所料,癌癥疫苗的研制是從模仿針對細(xì)菌和病毒的“預(yù)防性疫苗”起步的?;颊弑蛔⑸淞四承┌┘?xì)胞所特有的蛋白質(zhì),或是仍附著有蛋白質(zhì)的已死亡的腫瘤細(xì)胞。在此之外,也輔以某些可向免疫系統(tǒng)亮起示警紅燈的化學(xué)物質(zhì)。
過去幾十年,沿著這條路徑,數(shù)百名患者進(jìn)行了臨床實(shí)驗,動物試驗更不計其數(shù),但所有努力最終都宣告失敗。研究面臨幾大困境:一是腫瘤會發(fā)出讓免疫細(xì)胞撤退的信號,更主要的是,經(jīng)過放化療,患者的免疫系統(tǒng)被大大削弱。此外還有一個根本性的障礙:免疫系統(tǒng)的兩大主要“武器”是免疫細(xì)胞和抗體,其中,能破壞癌細(xì)胞的是免疫細(xì)胞。英國南安普敦大學(xué)的克里斯琴·奧滕斯米爾說:“用蛋白質(zhì)制成的疫苗更擅長誘導(dǎo)產(chǎn)生抗體,卻并不那么擅長誘導(dǎo)產(chǎn)生免疫細(xì)胞。”
如今,包括奧滕斯米爾的團(tuán)隊在內(nèi),眾多研究小組已經(jīng)將重點(diǎn)放在尋找方法向免疫細(xì)胞發(fā)出警報,其中原因就在于此。最常見的方法是注入編碼癌蛋白的基因,而不是直接注入癌蛋白。一旦這種DNA疫苗被注入患者體內(nèi),比如手臂肌肉,肌肉細(xì)胞就會遵照這些新的遺傳指令,源源不斷地產(chǎn)生蛋白質(zhì),直到抵達(dá)細(xì)胞表面。
當(dāng)癌蛋白出現(xiàn)在活細(xì)胞表面(而不是自由漂浮在血液中或附著在死亡癌細(xì)胞上),就達(dá)成了激活免疫細(xì)胞的條件。目前,已經(jīng)有幾種不同的DNA疫苗正在開展小規(guī)模的早期臨床試驗。
然而,隨著疫苗療法遲遲難以走向成熟,研究人員對另一種被稱為“過繼性免疫療法”(adoptive immunotherapy,AIT)的治療方法產(chǎn)生了更大的興趣。這種療法從患者身上獲取免疫細(xì)胞,然后以某種方式“處理”后,再將其送回患者體內(nèi)。美國國家癌癥研究所免疫療法先驅(qū)者之一的史蒂芬·羅森伯格說:“這顯然是目前最令人振奮的方法。”
2010年,美國首次批準(zhǔn)癌癥疫苗在臨床上應(yīng)用。疫苗名為“Provenge”,用于治療晚期前列腺癌患者。平均下來,每位患者的生存期延長了4個月。不過,由于每例患者的治療方案都需要在實(shí)驗室中量身訂做,這導(dǎo)致醫(yī)療費(fèi)用高達(dá)10萬美元。
但是,其他類型的“過繼性免疫治療”的成果更引人注目。Provenge疫苗的特殊之處在于,它從病人血液中提取的免疫細(xì)胞并不直接殺死癌細(xì)胞,而是將癌細(xì)胞的蛋白質(zhì)“展示”給T細(xì)胞,讓T細(xì)胞來殺死癌細(xì)胞。
直接培養(yǎng)T細(xì)胞的方法已取得了更好的結(jié)果。其中一種技術(shù)是在手術(shù)切除的腫瘤里提取T細(xì)胞,加以培養(yǎng),然后再重新注入患者體內(nèi)(腫瘤中存在T細(xì)胞,表明它們已經(jīng)認(rèn)為腫瘤細(xì)胞是“外來入侵者”)。將T細(xì)胞療法與去除免疫抑制細(xì)胞的藥物和放療結(jié)合后,幾乎無藥可救的晚期黑色素瘤的治愈率高達(dá)40%。
那么,迄今為止還是不治之癥的癌癥治療領(lǐng)域能因此而獲得突破嗎?“免疫系統(tǒng)的潛力還需進(jìn)一步開發(fā),如果這種能力能被充分發(fā)掘出來,我們將有望獲得重大的突破?!眾W滕斯米爾說。
新抗生素
我們在開發(fā)免疫系統(tǒng)的潛力方面也許還能做得更好。除了利用免疫系統(tǒng)天生的能力,我們還可以通過遺傳工程,改造一個人的T細(xì)胞,讓它攻擊癌細(xì)胞,通過將能夠識別已知癌蛋白的受體基因引入T細(xì)胞,“我們可以創(chuàng)造出各種全新的細(xì)胞類型”,羅森伯格說。
目前,最前沿的研究是將“過繼性免疫治療”與遺傳工程療法相合,至于它的效果如何,現(xiàn)在下結(jié)論還為時過早。到目前為止,少數(shù)與大學(xué)掛鉤的醫(yī)療中心已對幾十例絕癥患者進(jìn)行了臨床試驗,部分患者的情況顯示,經(jīng)過遺傳工程改造的T細(xì)胞擁有真正的癌癥治療潛力。例如,去年發(fā)表的一項研究報告指出,三分之二的白血病患者的病情出現(xiàn)明顯緩解?!斑@些都是小規(guī)模的實(shí)驗,但卻給我們帶來了令人興奮的希望?!绷_森伯格說。
事實(shí)上,許多長期以來持懷疑態(tài)度的制藥巨頭已經(jīng)準(zhǔn)備開發(fā)免疫療法的藥物,包括葛蘭素史克、輝瑞和默克?!拔覀€人認(rèn)為,醫(yī)藥科學(xué)正處于類似于發(fā)明抗生素的時代,而新的抗生素將是免疫療法。”奧滕斯米爾說。
超級細(xì)菌療法
俗話說“敵人的敵人是朋友”。雖說誰也不希望致病菌進(jìn)入我們的身體,但如果它們能幫我們擊退癌細(xì)胞,也許可以考慮讓它們成為我們的戰(zhàn)略盟友。
許多細(xì)菌,包括沙門氏菌和大腸桿菌,都有向腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移并在那里安家落戶的傾向,它們隱藏在腫瘤中心的低氧區(qū),以躲避免疫系統(tǒng)的攻擊,同時,它們以快速分裂的腫瘤細(xì)胞的代謝物為食。和病毒療法一樣,經(jīng)過基因改造的細(xì)菌也可以有針對性地向某個特定區(qū)域釋放某種毒素,“或按照你的設(shè)想進(jìn)行任何活動?!睈蹱柼m科克癌癥研究中心的首席研究員馬克·坦尼說。
雖然與病毒療法相比,這種方法目前還處于早期階段,臨床試驗案例也不多,但細(xì)菌療法確實(shí)具有某些優(yōu)勢:它們比病毒更容易大批量生產(chǎn),基因改造時也更容易進(jìn)行控制。而且,構(gòu)成腫瘤的80%并非癌細(xì)胞,而是為癌腫提供“后勤支持”的基質(zhì)細(xì)胞。對基質(zhì)細(xì)胞,病毒無能為力,但細(xì)菌卻可以直接攻擊。
2010年,坦尼在一項老鼠實(shí)驗中發(fā)現(xiàn),無害的腸道細(xì)菌菌株的確能準(zhǔn)確“命中”腫瘤,即使口服治療也有效果。坦尼表示:“益生菌這類非致病微生物的抗癌前景令人振奮。它們對人無害,因此,人體允許它們在體內(nèi)自行其是,比如,直接在腫瘤內(nèi)部制造抗癌藥物?!?
病毒療法
破壞人體細(xì)胞是病毒的天性。病毒的生命循環(huán)通常表現(xiàn)為:感染細(xì)胞,迫使細(xì)胞產(chǎn)生更多病毒直到死亡,然后釋放出大量新的病毒去感染更多細(xì)胞。
利用這種破壞性的力量對抗癌細(xì)胞的想法,最早出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代。當(dāng)時,各種各樣的病毒被注射入人體腫瘤。不過,假使感染擴(kuò)散,有時會導(dǎo)致致命的后果。
但今天,研究人員使用的是經(jīng)過基因改造的病毒,雖然有時候這種病毒毒性更強(qiáng),更為致命,但它們只會感染癌細(xì)胞。愛爾蘭科克癌癥研究中心的馬克·坦尼說:“你可以讓它們在細(xì)胞內(nèi)瘋狂復(fù)制,吞噬腫瘤,殺出一條血路?!?
目前,在研究“病毒療法(Virotherapy)”的候選名單上,至少有10組不同類型的經(jīng)過基因改造的病毒。迄今為止,效果最為明顯的是利用一種皰疹病毒,將一種叫做GM-CSF的強(qiáng)效免疫化學(xué)物質(zhì),導(dǎo)入已出現(xiàn)轉(zhuǎn)移的黑色素瘤患者體內(nèi)。在接受治療的50名患者中,有8人的腫瘤消失了。目前,多種旨在強(qiáng)化病毒毒性的治療方法仍處于動物研究階段,可以說,病毒治療癌癥的潛力還有待進(jìn)一步挖掘。
RNA干擾療法
在千年之交的時候,RNA干擾療法已被人們譽(yù)為醫(yī)學(xué)發(fā)展史上的大事件。20世紀(jì)90年代發(fā)現(xiàn)的RNA干擾治療,代表了一種自然的細(xì)胞控制機(jī)制,RNA干擾技術(shù)為我們提供了暫時開啟和關(guān)閉單個基因的能力。按照這一癌癥治療研究項目的領(lǐng)先者、哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的癌癥專家茱迪·利伯曼的說法,這為癌癥治療領(lǐng)域“開創(chuàng)了一個新天地”。
不過,要將這一治療理念轉(zhuǎn)化為有效的藥物并非易事。這項技術(shù)涉及到合成一段能關(guān)閉特定基因的較短RNA。但是我們的細(xì)胞擅長于檢測和摧毀較短的RNA片斷,因為它們看起來很像是入侵的病毒。利伯曼說:“如何成功遞送RNA仍是一個主要的障礙?!?
科學(xué)家正在研究各種巧妙的“分子騙局”來克服這一障礙。一種是將RNA隱藏在脂質(zhì)納米顆粒中,一種名為ALN-VSP的藥物就使用了這種技術(shù),目前正試用于治療肝癌,其目標(biāo)是與腫瘤生長有關(guān)的兩種基因。在一項試驗中,37名患者中,有7人體內(nèi)的腫瘤停止了生長。
據(jù)利伯曼估計,未來10年,首個基于RNA的癌癥藥物可進(jìn)入臨床應(yīng)用。她說:“從在哺乳動物細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)RNA干擾藥物可能起作用到現(xiàn)在,實(shí)際上只過了十年左右。但令人驚訝的是,RNA干擾藥物的發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他種類的藥物?!?
納米粒子療法
研究小東西的科學(xué)可能成為人類的大救星。納米顆粒本身雖然并不需要具備殺死癌細(xì)胞的毒性,但它卻可以將現(xiàn)有化療藥物的藥效提升到一個全新的高度。
馬薩諸塞州波士頓布萊根婦女醫(yī)院納米醫(yī)學(xué)和生物材料研究的負(fù)責(zé)人奧米德·法羅扎德說:“從根本上改變藥物藥理學(xué),讓我們首次以之前不可能的方式來探索生物學(xué)的奧秘?!?
化療的問題是,它會不分?jǐn)澄业貧⑺滥切┭杆俜至训募?xì)胞,無論是癌變細(xì)胞還是正常細(xì)胞。由于化療對腸道、皮膚和免疫系統(tǒng)產(chǎn)生的毒副作用,藥物劑量不得不受到限制。而如果將納米顆粒與化療結(jié)合在一起,就可以安全地使用更高劑量。那時因為與正常血管相比,納米顆粒更容易滲透進(jìn)入腫瘤部位的血管,從而在腫瘤位置集聚,于是,藥物就更能對腫瘤展開有選擇性的攻擊。
一些傳統(tǒng)的化療藥物已開始用納米顆粒進(jìn)行封裝。領(lǐng)導(dǎo)該項研究的法羅扎德說:“納米顆粒并非將壞藥變成好藥,而是讓好藥變成偉大的藥物。在一些低劑量藥物試驗中,我們已觀察到了非常顯著的藥效?!?