05 | 肿瘤和血管:如何破坏癌症的支持系统?
前面的思路就是把癌细胞当成身体里发生了异常的怪胎,去寻找与正常细胞的差异,然后依据特殊的位置形态或基因特征,开发出更精确的治疗手段去识别和杀死癌细胞。
1.1、利用差异来消灭癌细胞,是孤立地看待。其实癌细胞和组织与正常的身体细胞,整个人体系统之间存在着千丝万缕的联系。第一是获得支持。癌细胞与正常细胞一样需要有充足的氧气和营养供应,产生的废物需要及时清理,细胞微环境要能支持其生存和繁殖,而且由于生长繁殖更加旺盛,对于人体系统支持的要求会更特别更苛刻。
1.2、第二是逃避追杀。人体有非常发达的免疫系统,这套系统除了能够识别并且杀伤外来的细菌病毒之外,还能够识别人体当中产生的异常细胞,并且把它们迅速杀死。有人估算,因为难以避免的基因突变,人体每天都会产生成百上千的具备快速生长和繁殖能力的癌细胞,但它们当中绝大多数都会在第一时间被人体的免疫系统发现并杀死,根本不会发展成为癌症。反过来,那些最终发展成为癌症的癌细胞,肯定是通过某种方式逃避了免疫系统的追杀。
1.3、既然癌细胞生长繁殖需人体系统的支持,那切断人体对癌症的支持系统,是不是就可以釜底抽薪杀死肿瘤?既然癌细胞能逃脱免疫系统的追杀,那如果重新激活人体的免疫系统,让它们恢复对癌细胞的识别和杀伤能力,是不是也可以杀死肿瘤呢?
2.1、癌细胞获取人体系统支持的过程可以分为三个阶段。第一阶段:癌细胞的疯狂分裂繁殖需要得到人体系统的批准放行。虽然癌细胞通过基因突变获得了不受控制的分裂和繁殖能力,但它们始终还需得到人体的批准。具体而言是人体环境里,始终存在着一些生物信号,比如说各种各样的“生长因子”蛋白,能够给细胞的分裂繁殖开绿灯。这些绿灯信号本来是为了身体正常细胞的更新换代,没想到被癌细胞钻了空子,癌细胞直接借用这些开绿灯的信号,甚至偷偷改造自己周围的细胞,让它们专门多生产多分泌一些开绿灯的信号,帮助自己分裂繁殖。
2.2、第二阶段:肿瘤的快速生长需要人体血管系统的支持。单个癌细胞的生长需要大量的养料和氧气供应,等癌细胞越来越多,肿瘤的尺寸到达肉眼可见的毫米级别时候,它们周围现成的养料和氧气就不够用了。上世纪不少实验室观察到,在快速生产的肿瘤内部,总是伴随密密麻麻的毛细血管,如果切断这些血液供应,肿瘤的生长就会变得非常慢。基于这些早期研究,70年代哈佛大学科学家福克曼就提出了一个假说:也许癌细胞会主动释放促进血管生长的“信号分子”,让血管快速生长到肿瘤周围和内部,运输更多的养料给癌细胞。之后二三十年里,人们还真的陆续从癌细胞里提取了好几种能促进血管生成的信号分子。
特别1989年,美国基因泰克公司的科学家从中提取出一种叫“血管内皮生长因子”(VEGF)的信号分子,这种信号分子的功能就像一个信号灯,持续发出广播,让周围血管朝自己方向快速生长。
VEGF信号分子为肿瘤血管的快速生长指路这种信号分子本来对于人体血管系统的生长发育是非常重要的,但肿瘤借用了这个信号,让更多血管进入到自己内部,为自己提供养料和氧气。
2.3、第三个阶段:癌症的晚期,疯狂生长的癌细胞会突破肿瘤的边界,向外扩散,甚至通过人体的循环系统转移到其他器官上继续生长。癌细胞之间的黏性一般比较差,很松散很容易脱落。但在肿瘤世界蠢蠢欲动的癌细胞,也需要人体系统的绿灯放行,才有可能真的迁移到人体其他地方去生根发芽。如真正迁移发生之前,会提前分泌一些生物信号,顺着血液循环系统在身体到处游走,寻找一个合适的第二定居点。在那里,癌细胞还能遥控建设一个适合自己生存的环境,提前准备好基础设施,让远道而来的癌细胞能准确定位靠岸,重新开始分裂繁殖。
2.4、所以从最早期开始,癌症就是非常精明地利用和改造人体系统自带的生物学信号,推动自身的疯狂繁殖,促进血管给自己提供营养支持,甚至是在人体内给自己制造新家。
3.1、有了以上更具体的认知以后,就可以顺着这三个阶段,分别破坏癌症的生命支持系统。比如怎么让癌细胞不能借用人体的生长信号?不能给自己建造新血管?不能给自己建造新家?这些问题在今天都是前沿的研究方向。
3.2、一个特别成功的例子就是利用了第二个阶段,通过抑制血管的形成,让肿瘤无法获取充足的营养和氧气供应。2004年基因泰克公司的安维叮正式上市,这种药物能精准地抑制血管内皮生长因子的功效,阻止肿瘤周围血管生长,从而起到治疗作用。
安维叮过去这十来年,有超过十个类似的药物陆续上市,它们的具体作用机理不一样,但是治疗逻辑大同小异:都是通过抑制肿瘤周围的血管新生来治疗癌症的。
4.1、这个药物的思路除了激发出很多治疗的新手段外,还有非常独特的优势。即基于这个逻辑开发出来的药物,很有可能不光适用于一种癌症,而是对很多不同种类的癌症都能发挥作用。因为不管癌细胞是如何产生的、生长在什么部位,它都需要和人体系统发生关系。例如安维汀,它已经被用来治疗包括肠癌、乳腺癌、卵巢癌、肺癌、肾癌、宫颈癌在内的很多种癌症,而且都收获了很好的治疗效果。
4.2、相比之下,如果单纯是借助外力来对抗癌症,那么开发出来的药物尽管可以很精确地识别和杀死特定的癌细胞,但是可能只对单一类型的癌细胞有作用。比如格列卫,它几乎就只能用来治疗慢性粒细胞白血病,而且还只能是那些DNA发生了重组、产生了那种叫BCR-ABL的杂种蛋白的白血病患者。
所以,从这个角度说,是从外力到内力的一次重大升级。
20181227