一種從海南島的蚊子身上發現的病毒,「像長了眼睛一樣」,能準確找到腫瘤組織並將其殺滅,且正常器官不受影響。
誰能想到,令人類聞風喪膽的病毒,居然還有幫人體殺死癌細胞的功效。誰能想到,以為需要通過化療、長期服藥才能緩解的癌症,有可能不需要依賴上述手段就被攻克。
這些看似不可能的事情,在中國科學家的努力下,正在逐步變成現實。
日前,中山大學中山醫學院顏光美團隊歷經多年潛心研究,從中國海南島分離得到一種天然病毒。科研人員使用細胞培養方法發現,該病毒能選擇性地感染並殺死包括肝癌、結直腸癌、膀胱癌、黑色素瘤在內的多種癌細胞,且對正常細胞無毒副作用。
他們的這項研究,10月7日發表於美國《國家科學院院刊》。
偶然中的必然
很多時候,科學家的重大突破,往往來自靈光一現。
從某個層面來說,顏光美得以發現天然病毒M1的功效,屬於偶然,但也屬於必然。
「應該說,我們的相關研究持續了10年之久。」10月14日下午,顏光美在接受《中國科學報》記者採訪時感慨地說。
M1病毒是之前在中國海南島採集到的蚊子身上發現的病毒,但此前科學家對這種病毒特性的了解並不全面,也沒有人將其和癌症聯繫在一起。自2004年起,顏光美率領的課題組便開始對M1病毒進行研究。
最初,研究人員觀察到,M1病毒殺死了小鼠身上的腦膠質細胞瘤。這一現象讓他們感到有些訝異。
這種病毒是否對其他癌細胞有作用?進而,他們用幾十種癌細胞進行相關驗證。研究人員使用細胞培養方法發現,M1病毒能選擇性地感染並殺死包括肝癌、結直腸癌、膀胱癌、黑色素瘤在內的多種癌細胞,並對正常細胞無毒副作用。
顏光美說,整體的動物模型證明,M1病毒「像長了眼睛一樣能準確找到腫瘤組織並將其殺滅」,且正常器官不受影響。
這樣的奇特現象讓顏光美意識到,如果能進一步解答「為什麼」,就有可能產生科學上的重大發現。
持續兩年的艱苦摸索
在確認M1病毒選擇性感染並殺死癌細胞的現象後,顏光美課題組的6人團隊開始了長達兩年的追因工作。
顏光美回憶:「這兩年的艱苦工作對這項研究至關重要。」兩年之中,研究人員提出了多種假設,均被實驗一一否決。「在走投無路的時候,我們只好徹底從相關的基因上尋找答案。」顏光美說,「我們從2萬多個基因中篩選出與病毒相關的上千個基因,逐一排除後剩下了77個基因。」
研究人員用RNA幹擾技術對最後的77個基因進行排除後,發現M1病毒能夠選擇性識別並殺死癌細胞的原因在於其對「鋅指抗病毒蛋白(ZAP)」缺失的識別,而人類癌症廣泛缺乏ZAP蛋白。M1病毒選擇性感染並殺死癌細胞的謎題終於被解開。
研究工作還證明了M1病毒作用的分子遺傳學機理,找到了特異的負性生物標誌物。這一發現為精準的臨床用藥和實施個體化療法提供了可靠的科學依據,也會極大地增加未來臨床試驗取得成功的機會。
那麼,M1病毒相關的藥物何時能進入「尋常百姓家」?對此,顏光美稱,作為新藥物開發,M1病毒用於癌症治療的臨床前試驗還須持續2年到3年時間。
以毒攻毒意義重大
除了發現M1病毒的獨特作用,顏光美等人的這項研究還有其他意義。
中山大學醫學院副院長、病毒學專家張輝表示,顏光美的研究思路巧妙,利用腫瘤細胞和正常細胞的區別,解決了溶瘤病毒研究中的重要科學問題。
他進一步介紹,實際上,利用溶瘤病毒治療腫瘤的傳統已持續多年,研究人員對常用病毒的基因結構及對病毒與細胞的相互作用機理不斷深入,使溶瘤病毒應用於腫瘤臨床治療成為可能。例如,上世紀90年代,科學家發現一種腺病毒能將p53基因突變的細胞殺死,而p53基因的失活對腫瘤形成起重要作用。
中科院武漢病毒研究所研究員李朝陽向記者介紹,溶瘤病毒治療癌症目前在臨床初期,尚未見大範圍治療的報導。M1病毒選擇ZAP缺陷型癌細胞突破,導致內質網脅迫引起細胞凋亡。目前尚不知道M1是怎樣選擇ZAP缺陷型癌細胞的,而且ZAP缺失和細胞凋亡的關係也不是很明確。如果能有更進一步的分子機制的解釋會對今後的腫瘤治療產生深遠的理論意義。從病毒學的角度看,以毒攻毒是非常有意義的。比如,噬菌體對多種感染的治療就是成功的例證之一。
「總的來說, M1的發現對於溶瘤病毒運用於腫瘤的治療具有巨大的理論意義。從臨床而言,增加了可以選擇的治療癌症患者的手段。」李朝陽最後表示。