科技那麼發達,為什麼全世界的科學家竟然攻克不了癌細胞呢?

2021-01-09 騰訊網

確實,人類日新月異的科學技術發展,人類實現了克隆,實現了對壞死身體器官進行更換,但遺憾的是,人類還沒有完全攻克癌症治療。

癌症研究的最新進展揭示了癌症的複雜性和完全治癒的難度。一起看看最新的研究,就知道攻克癌症是多麼困難。

面對未來的挑戰研究人員一直保持清醒。目前研究人員已經理解了癌症異質性,明白了一刀切的療法似乎越來越不現實。

那麼癌症研究前景黯淡嗎?離它很遠!與目前作為治療標準的大錘式化療和放療方法相比,靶向治療將產生巨大的治療效果,嚴重的副作用更少。對進步實事求是,承認成功不太可能為癌症帶來「治癒」,至少在不久的將來不會。儘管如此,它可能為大量癌症患者提供更好的預後。

為了更好地了解我們現在的處境,還有哪些挑戰有待克服,哪些進展可能即將到來,以下是一些關鍵的生物學概念,它們與癌症的關係,以及NCI指定的傑克遜實驗室癌症中心的研究,這些中心正在增加我們對每個概念的理解,在某些情況下,正在確定新的治療目標。

了解癌細胞生長和存活的關鍵

即使在同一個腫瘤內,癌細胞也可能在重要方面有所不同。技術術語是異質的,異質性的後果在幾年前才開始受到關注。當時,研究人員發現,從同一個腎癌腫瘤的四個不同區域採集的細胞實際上是完全不同的。進一步的研究已經證實了這一發現,癌細胞的異質性現在得到了廣泛的認可。鑑於活檢通常是從腫瘤內的一個單一部位進行的,這一事實對改進診斷和治療具有重要意義。這也表明任何一種靶向治療都不太可能單獨消除所有癌細胞。

Jax的癌細胞變異研究

最近成立的JAX基因組醫學單細胞基因組學中心,由保羅·羅布森博士領導,為研究癌症提供了一個強大的新平臺。有許多可能的應用,但很容易看到,一次專注於一個細胞提供了一種識別、描述和更好地了解腫瘤中細胞差異影響的方法。單細胞測序可以跟蹤突變如何通過腫瘤傳播,使其中一些突變對治療產生抗藥性。該技術還提供了發現控制腫瘤內許多細胞類型之間的細胞間通信的分子,識別潛在的藥物靶點的機會。它有可能揭示罕見或難以研究但對癌症生長和生存很重要的細胞類型。

是什麼使癌細胞存活並茁壯成長?進化論。

癌細胞以極快的速度生長和分裂,必須承受一定的壓力和DNA損傷。快速增長的癌症依賴於DNA損傷和修復之間的良好平衡,但隨著時間的推移,基因的變化會累積起來,其結果就像以扭曲速度進化一樣,促進生長的突變會導致更快速的擴張。這就導致了上面討論的異質性。這也意味著你今天發現的癌症可能與你在未來數周和數月內嘗試治療的癌症有所不同。通過現代測序和分析,現在有可能追蹤癌細胞的進化,並在它們發生之前就開始預測變化。儘管如此,擊中一個移動的靶點比固定的靶點要困難得多,如果足夠多的癌細胞在最初的治療和進一步的進化中存活下來,即使是一種高效、精確的靶向治療組合也可能不會成功。

jax的癌細胞進化研究

膠質母細胞瘤是一種侵襲性腦癌,至今仍極難治療。可悲的是,只有不到10%的患者在診斷後活了5年。計算生物學教授兼副主任Roel Verhaak博士正在使用數據密集型計算方法,以比以往更精確和更詳細的方式來描述膠質母細胞瘤,目的是發現其弱點並研究出有效的治療方法。最近的工作包括完善膠質母細胞瘤亞型的分類,因為類型之間的整體差異提供了重要的治療線索。他也從事單細胞層面研究工作,以跟蹤膠質母細胞瘤細胞及其微環境中,癌細胞周圍的組織和細胞隨時間的變化。學習在選擇性壓力下(如治療期間)如何改變和演變對於改進治療方案至關重要。由於其微環境可以幫助癌細胞逃避治療,因此將分析擴展到膠質細胞細胞本身之外是向前邁出的重要一步。

致癌基因的結構變異

結構變異包括DNA片段的複製、缺失、反轉和插入,基因組的變化本身並不會改變序列,但可能產生重大後果。雖然大多數結構變異很難被發現,關於它們的細節才剛剛被研究人員發現,但一種特殊的結構變異在癌症中的作用已經被認識了很長時間。研究人員在1960年發現了著名的費城染色體,它導致慢性粒細胞白血病(CML)。結構變異豐富了基因變化的列表,這些變化可以通過重複的致癌(致癌)基因的過度表達、缺失的抑癌基因的低表達和其他導致致癌蛋白的插入/移位來打破癌細胞生長的平衡。

Jax的結構變化研究

儘管可以相對容易地找到涉及DNA長片段的結構變異,例如費城染色體,但許多標準的測序和分析方法都是不易找到的。JAX基因組醫學科學主任和查爾斯·李教授(charles lee)教授,幫助開創了結構變異研究的先河,並發現這種變異在健康人群中很常見。事實上,李對人類數千個基因組中結構變異的詳盡目錄做出了重大貢獻。李的工作也擴展到提高對結構變異在癌症中作用的理解。在目前預後不佳的胃癌中,有相當比例的患者腫瘤中含有一種防止細胞自毀的基因bcl2l1的額外拷貝。因此,即使在通常會啟動自毀過程的條件下,細胞也會繼續生長和分裂,非常容易癌變。李還發現了一種抑制癌細胞bcl2l1功能的藥物。它使自毀過程重新激活,導致細胞死亡,使其成為一個有前途的胃癌治療新靶點。

癌細胞可以隱藏在可見的地方

癌細胞,雖然在許多方面不同於身體的其他細胞,但已知會逃避我們的免疫系統或抑制通常免疫反應的關鍵元素。在某些情況下,攻擊性細胞毒性(殺手)T細胞——定位和殺死入侵病原體的免疫細胞——實際上滲透到腫瘤中。然而,由於某種原因,他們很快停止了攻擊,通過細胞對細胞信號和T調控細胞的湧入,這是一種抑制免疫反應的不同類型的免疫細胞。其他研究發現,有時在癌細胞DNA中加入一種化合物,抑制某些基因的活性,使細胞不太可能成為免疫系統的目標。通過控制這些基因的活性,癌症能夠隱藏在身體內,避免免疫反應。

Jax癌症免疫治療研究

癌症免疫治療是生物醫學研究中最令人興奮的領域之一,它利用人體自身的免疫系統來靶向和破壞癌細胞。這種興奮是值得的,在臨床病人身上已經取得了驚人的成功。但挑戰依然存在——許多患者對治療沒有反應,原因還不完全清楚,並且在免疫反應過強後出現了一些毒性問題。

Jax教授和醫學博士卡羅琳娜·帕盧卡(karolina palucka),正在努力更好地了解人類免疫系統和癌症之間的複雜相互作用。為此,她正在開發一種特殊的小鼠系統,利用人類腫瘤組織和人體免疫細胞提供實驗模型。她還在研究如何增加對一類藥物(檢查點抑制劑)的反應,這些藥物可以阻斷免疫細胞抑制並促進癌細胞的破壞。

一種方法是通過癌症疫苗增強殺手T細胞的膨脹或活化。這是一個微妙的平衡,因為過度刺激可能導致上述有毒的副作用,但仔細操作可以產生一個極其有效的癌症破壞反應。

癌症仍然是一種難以治療的疾病,但新出現的治療方法越來越有效。隨著我們進入一個新的十年,推測當我們進入2020年代時,我們能做什麼是很有趣的。今天有什麼治療方案似乎遙不可及?雖然徹底的治癒可能仍然遙不可及,但我們可能即將在治療癌症方面邁出重要一步,甚至飛躍。癌症的複雜性不會消失,但我們理解和操縱癌細胞的能力——以及抑制和殺死癌細胞——將繼續加速。

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