2020-12-15 17:11 來源：澎湃新聞·澎湃號·政務
原創 董文靜 呂雷 細胞世界
01 癌細胞的增殖，人類的噩夢
眾所周知，細胞是人體結構和生理功能的基本單位。細胞構成組織，組織構成器官，器官組成系統，不同系統協調合作，保證人體內各種複雜的生命活動正常進行。我們全身上下有無數個細胞，它們從一出生就被決定了自己的外形，將要去的地方和此生要完成的使命，比如圓餅狀的紅細胞住在血管裡，主要為我們輸送氧氣；上皮細胞有分泌、保護和吸收等功能；肌肉細胞細而長，能收縮和舒張，是機體器官運動的動力源泉；而免疫細胞則在人體裡不停地遊走巡邏，維持著人體的治安。它們一起勤勤懇懇地工作，新老交替，維持著我們的生命健康。
癌細胞本來也曾是正常細胞中的一員，只不過在某一個時刻有了自己的想法，不再順從機體的安排而是私自做出改變——這些改變導致其自身產生了某些可以被免疫細胞識別的特殊標誌（腫瘤抗原），同時也使其獲得了快速增殖的能力。自此，人類的噩夢就開始了。
癌症之所以可怕，在於它的生長速度遠遠大於正常細胞，並且還會向重要器官轉移，在那裡不停生長直至佔滿整個器官，從而使器官無法行使正常功能。為了滿足快速生長的需要，癌細胞相比正常細胞需要更多的營養物質和能量。那麼癌細胞最喜歡吃什麼呢？早在上個世紀60年代，德國的生理學家瓦伯格研究發現癌細胞會比正常細胞吃掉更多葡萄糖，血液中約57%的糖分都被用來滋養癌細胞。因此對於富含糖的食物，癌症患者以少吃或不吃為好。除此之外，近年來科學家們陸續發現癌細胞對於構成蛋白質的胺基酸中的穀氨醯胺（Glutamine），精氨酸（Arginine）、天冬醯胺酸（Asparagine）、絲氨酸（Serine）、甘氨酸（Glycine）和蛋氨酸(methionine)也存在著很強烈的嗜好。在這些營養物質的支持下，癌細胞迅速增殖，不斷擴大地盤，其破壞人體的計謀也就初步得逞了。
02
健康衛士——免疫細胞
那麼，我們對於癌細胞的橫行霸道就束手無策了嗎？非也非也，接下來看我們的人體衛士——免疫細胞閃亮登場！人體的免疫細胞有許多種類，如NK細胞、巨噬細胞、中性粒細胞、T淋巴細胞等，它們就像人體內的警察一樣時刻監視著體內各種細胞的一舉一動，共同組成免疫系統，各司其職同時相互配合以維持人體健康。其中NK細胞又叫做自然殺傷性細胞，是抗癌的第一道防線，可以在癌症發生早期找到並殺死癌細胞。NK細胞並不是自己在戰鬥，還有兩位合作殺敵的抗癌勇士——抗原提呈細胞（APC）和殺傷性T細胞。癌細胞自然不甘心束手就擒，它必須要偽裝自己身上的獨有標誌（腫瘤抗原），因為一旦這些標誌被在體內四處巡邏的抗原提呈細胞（APC）發現，呈遞給待在淋巴結樞紐裡的T細胞，T細胞就會立刻準備大量武器並根據這個標誌對癌細胞精準定位，一擊斃命（圖一）。
圖一：腫瘤免疫循環 APC: 抗原提呈細胞; MHC: 主要組織相容性複合物; TCR: T細胞受體 圖片來源：https://doi.org/10.4046/trd.2017.0120
03
癌細胞的反擊
免疫細胞可以精準殺傷癌症細胞，不過癌細胞也不會輕易坐以待斃，除了更加頻繁地偽裝自己的特殊標記來躲過人體內部強大防禦體系的嚴厲處理外，癌細胞還學會了策反身邊的敵人——免疫細胞。癌細胞很會利用免疫細胞的弱點，在癌細胞的大本營——腫瘤微環境中，它可以綁架免疫細胞中一部分具有抑制功能的細胞，這些細胞可以像紅燈一樣暫停針對癌細胞的攻擊，從而使癌細胞免遭殺傷。約翰霍普金斯大學的腫瘤學專家發現，轉移性的乳腺癌細胞通過重編程「策反」NK細胞，化敵為友，使其幫助癌細胞轉移。癌細胞還可以通過分泌巨噬細胞集落刺激因子（MSF）將具有殺傷癌細胞作用的M1巨噬細胞變成促進癌細胞生長的M2巨噬細胞，然後自己坐享其成。
04
T細胞的命運如何改變
除了利用外交戰術化敵為友之外，癌細胞本身也具有跟免疫細胞一較高下的實力。要知道，並不是所有的免疫細胞都吃策反這一套，比如暴脾氣的殺傷性T細胞，癌細胞不敢正面跟它硬槓，於是就不停地尋找T細胞的弱點並且還真找到了，那就是蛋氨酸。華人科學家鄒偉平教授團隊發現：在缺失蛋氨酸的情況下，小鼠CD8+ T細胞發生了明顯的細胞死亡和功能障礙，說明蛋氨酸對T細胞的存活和功能至關重要。而如前所述，快速增殖的癌細胞會消耗大量的蛋氨酸，僧多粥少，這就導致腫瘤微環境中的T細胞因為缺少蛋氨酸而很難存活，更不要說上陣殺敵了。雖然蛋氨酸對於腫瘤細胞和T細胞的存活都很重要，但研究者發現CD8+ T細胞比腫瘤細胞對蛋氨酸的剝奪更敏感。因此，腫瘤細胞正是通過跟T細胞爭奪蛋氨酸，直接抑制了T細胞的生存和功能（圖二）。
圖二：在這場蛋氨酸爭奪戰中，腫瘤細胞戰勝了T細胞 圖片來自網絡
幸而，癌細胞的這個小伎倆已經被更聰明的科學家發現了。狹路相逢智者勝，靶向腫瘤中蛋氨酸信號將為癌症免疫治療提供新方法。相信在不久的將來，我們也許能夠精準地消滅癌細胞。
作者簡介
董文靜、呂雷 復旦大學基礎醫學院生化系 代謝分子醫學教育部重點實驗室
1980-2020
喜歡此內容的人還喜歡
原標題：《【科學普及】狹路相逢智者勝——對癌細胞反擊的反擊》
閱讀原文
特別聲明
本文為澎湃號作者或機構在澎湃新聞上傳並發布，僅代表該作者或機構觀點，不代表澎湃新聞的觀點或立場，澎湃新聞僅提供信息發布平臺。申請澎湃號請用電腦訪問http://renzheng.thepaper.cn。