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癌症是怎样发展形成的?
癌症,细胞,癌细胞癌症是怎样发展形成的?
发布时间:2020-12-06加入收藏来源:互联网点击:
从分子的角度讲的话,肿瘤细胞实际上相当于某个正常细胞在经历了一系列“不幸的事件”以后,获得了一个无限增殖的能力,最后形成肿瘤。
我们可以把细胞想象成一辆汽车,其中有一类基因,叫做促癌基因,相当于汽车的发动机,它的突变就像发动机中的一些零件出了问题,于是不停地、不停地发动,使得细胞无限增殖。
另一类基因叫抑癌基因,它就像汽车的刹车片,当它失灵的时候,细胞也会获得无限增殖的可能。
这里有一个比较有意思的现象是,从肿瘤的发病角度讲,男性实际上比女性更容易得肿瘤。
数据显示,中国大约每十万个男性中会有240人得肿瘤,而女性是170人左右。
因为我们身体内的许多抑癌基因是定位在X染色体上的,而女性天生有两个X染色体,男性只有一个。再加上男性跟女性之间不同的烟酒习惯和激素水平,这些因素共同造成了男性比女性更容易得肿瘤的现象。
所以题外话,男同胞们不要觉得自己的身体非常强壮,经得起折腾,从这个角度讲,我们还是一个比较脆弱的群体。
人类体内大约有2.5万个基因,目前为止,确定是促癌基因或抑癌基因的有大约100个。从我们最近统计的三万多个肿瘤基因组的数据可知,关键的促癌/抑癌基因上的关键突变,只占所有突变的1%左右。
大家知道,突变的发生,在染色体上是随机的,只有当它恰好在这1%不到的基因中很小的某几个特定位点发生,它才能够导致刹车的失灵,或者是发动机的异常激活。此外,它还要能够逃脱免疫系统的监控。
所以一个肿瘤细胞,它其实是要经历非常非常多的突变之后才会产生,一个肿瘤的形成,实际上并不是一个非常非常容易的过程。
02基因是怎么突变的?
实际上它主要包括内在的突变因素跟环境的突变因素。
我们知道,生物基因是由A、G、T、C四种碱基编码而成的。比方说左边这个C碱基,和右边的T碱基长得很像,它很容易发生自发的脱氨反应,之后就会有一定比例变成T碱基,这就是一种基因突变。
肿瘤里面大概50%的突变是由这种因素造成的,它不太可控,抑癌基因的突变大部分就是这种类型。
但是还有一些其它类型的突变,比如这里面,你要想从左边这个比较胖的G碱基,变成右边这个比较瘦小的T碱基,就非常难了。
但是一些环境因素,比如吸烟,因为香烟中含有很多致癌物质,它会显著提高这一类突变的可能性。
所以说,从自然规律上来讲,我们实际上没有那么容易得癌症,根据世卫组织的推断,大概60%的癌症是可以预防的,但是环境因素会提高这种可能性。
03如何治疗肿瘤?
早期发现的时候,可以通过手术的方式去除,以及传统的放疗、化疗,达到治愈的效果。
而电影《我不是药神》里提到的格列卫,以及有些人可能听说过的治疗肺癌的特罗凯(编注:主要成分为盐酸厄洛替尼,可用于治疗既往接受过至少一个化疗方案失败后的局部晚期或转移的非小细胞肺癌「NSCLC」),包括近期一些治疗慢性白血病的方式,都属于靶向治疗,又叫精准治疗。
比如对一个癌症病人进行基因分析以后,你知道它是“发动机”上的某个关键零件出了问题,你就可以设计一个抑制剂,把这个“发动机”关掉,这样癌症肿瘤就可以消退。
上海瑞金医院的王振义院士和他们的团队,开创性地用维甲酸以及砒霜来治疗急性白血病,就是全世界最早的精准治疗的例证。
我们目前已经知道70%~80%的肿瘤是由哪些“发动机零件”突变造成的,但是以现有的治疗手段,只能够抑制其中的10%~30%。剩下的,还在努力攻克。
免疫疗法是近期取得了重大进展的一种治疗手段。
什么是免疫疗法?
这里不完全地列举了一些参与肿瘤免疫监控的细胞类型,比如说自然杀伤细胞和T细胞,它们能发现并且直接消灭癌细胞;巨噬细胞,它可以直接把癌细胞吞噬掉;B细胞,它的作用是在癌细胞的表面上作标记,帮助自然杀伤细胞找到癌细胞;还有一种叫树突状细胞,它可以把癌细胞里面的突变信息提取出来,传递给B细胞和T细胞。这些细胞各自的作用以及它们之间的协同作用是我们身体对抗肿瘤的重要机理。
但是当癌细胞在和免疫系统的博弈中逃脱了上面这些监控,它就会发展成肿瘤,免疫治疗就是通过干预手段激活免疫机制,从而达到杀灭肿瘤的目的。
以T细胞为例,前面我们说了,一个正常细胞要变成癌细胞,需要积累相当相当多的突变,这是一个不可避免的过程。其中的一部分突变会反映在这个细胞的表面,对T细胞来说这样的细胞比较易于发现。当它捕捉到癌细胞的时候,它就会启动自己的增殖机制,增殖到几亿、几十亿这么一个数量级,然后贴到这个癌细胞上,把它给杀死,从整体上抑制癌变。
但是T细胞也有弱点。用一个不太恰当的比喻来说的话,当癌细胞像点穴手一样戳中了T细胞的睡穴,本来能够杀掉癌细胞的T细胞就进入了睡眠状态,不再增殖,也就不能杀掉肿瘤。这个癌细胞“点穴手”是一个叫做PD-L1的分子,而T细胞上的“睡穴”弱点,叫做PD-1。
我们可以做的就是,找一种抗体来困住癌细胞的“点穴手”,或者用另外一种抗体来保护T细胞的“睡穴”,从而重新激活T细胞,让它可以顺利增殖,进而杀灭肿瘤。
耶鲁大学的陈列平教授在这个领域做了非常非常重要的先驱性贡献。
2015年,患有黑色素瘤的美国前总统卡特,癌细胞已经转移到脑部,本来已经无力回天,但是通过PD-1抗体重新激活了T细胞,最终他神奇般地被治愈了。
图片右方就是一个用PD-1抗体治疗肺癌的过程,大家可以看到最右下角这个黄色箭头指的地方,肿瘤细胞已经完全消失了,剩下的是少量炎症反应的遗留组织。
一个月之前最新公布的数据显示,使用PD-1抗体,肺癌的存活率可以由原来非常非常低的5%左右,提升到20%以上。必须说,这是一个非常非常令人振奋的进步。
T细胞免疫疗法还有另外一种,就是CAR-T和TCR-T。因为本来T细胞是无法识别肿瘤中的突变信息的,但是我们可以在体外,通过基因操作,让它能识别出一些在肿瘤中表达的蛋白。
比如说NY-ESO-1这个蛋白,正常情况下它只在睾丸里面表达,但是因为癌细胞本身是失控的状态,有一部分的癌细胞也会表达这个蛋白,那么我们在体外给这个T细胞加一个“定位装置”,告诉它去杀掉体内所有表达NY-ESO-1这个蛋白的东西,就可以达到治疗的目的。这个在临床已经有很好的效果和治愈的案例。
除了T细胞免疫疗法以外,近期还有一种更有意思的疗法,叫做癌症的个体化疫苗。
以黑色素瘤为例,它相当于对病人的黑色素瘤样本进行基因测序,找出那些能让T细胞发现并且激活T细胞的突变蛋白,然后把这些突变所对应的蛋白质进行合成之后,作为这个病人的个体化疫苗打回他体内,激活相应的T细胞,让它们疯狂增殖,在体内把黑色素瘤吃掉。
这个研究是去年发表的,目前已经治愈了六位本来已经无药可治的晚期黑色素瘤患者。
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