癌症里的“世界杯”
料敌在先有助于克敌制胜,就像世界杯赛场:事先知道对手的排兵布阵,无疑对取胜是非常有利的。进一步,如果我们竟然能够在正式比赛前模拟比赛,检验我们的安排是否有效,那恐怕就要用美妙来形容了。没错,这就是发表在《科学》杂志上的关于治疗癌症的最新进展。
癌症是人类健康的大敌,这个敌人包括很多同癌症发病相关的DNA的变化,而这些异常的DNA又根据作用分成主要的变异和次要的变异——可以分别看成是足球队里的主力球员和板凳球员。
癌细胞还有一种通过对DNA变异的选择,进化以保证生存的机制——可以看成是冷酷与灵活兼具的足球教练。在各种抗癌药的压力下,癌细胞会对变异的DNA做出选择,有时甚至会改变主要和次要异常DNA的身份,以更好地适应环境,产生抗药性——就像精明的教练,对胜利的渴望让他根据情况随时调整场上队员,力图赢得比赛。
同足球教练不同的是,癌细胞手里有众多的板凳队员,而且它可以更换的人数也远不止3个。癌症就像一只由王牌教练率领的劲旅,它们战绩骄人;这不是一场90分钟的比赛,甚至不是120分钟,它持续了几千年,而我们几乎没有胜利过。如果我们能洞悉癌细胞的基因变异,甚至根据这些基因变异检验我们的治疗手段是否有效,那该多好!不过,可能么?
前者已经成为可能,但并无完美。现在已经发展出了很多办法来了解癌症的主要的DNA变异。有些产品能够查明癌症患者的相关DNA变异——就像场上踢球的队员;而且这个产品还能随时检测癌症DNA变异——就像随时洞察足球场上跑动的队员一样。听起来很好,唯一的让人不安之处在于:这样的了解是要以病人的组织样本为基础的。肺癌、前列腺癌患者可能会冒险拿出自己的一部分组织,可这让脑癌患情何以堪呢?
在完善癌基因变异检测同时,让模拟治疗成为可能的,是一种种叫做循环肿瘤细胞活体培养的技术。这种技术指从癌症患者体内提取循环癌细胞,并用于体外培养,用来检测各种抗癌药的疗效。因为这些细胞是从癌症患者体内得到的,其对患者的针对性,远远好于一般的基于细胞系的体系——治疗邻居吴老二脑血栓的药,可能用在别人身上是不好使的,我们知道个体差异对药物疗效的影响。
实体瘤,比如乳腺癌中的一些细胞会游离到血液中,就像四海飘零的游子,这就是循环癌细胞。它们能够反映实体瘤的情况,包括DNA的变异等信息。这种方法相不但伤害很小,而且让脑癌等的检测也成为可能。这种方法之所以长期以来并没有得到广泛的应用,是因为这些循环癌细胞的数量极少。获得少数循环癌细胞在技术上长期以来是无法实现的,直到最近。
在单纯的循环癌细胞培养上科学家就碰到不小的麻烦。较之于单纯用循环癌细胞来进行DNA变异检测,细胞培养更困难——前者要求数量,后者还要求活性。好在一种叫做CTC-iChip的方法解决了这个问题,其主要策略是针对正常细胞并除去,从而减少了对循环癌细胞的损伤——如果不想鱼钩伤害鱼,就把鱼塘的水放光再去抓鱼吧,这也是个好办法!
通过体外培养条件的循环癌细胞,第一件事是验明正身,以确定它们真的是循环癌细胞,其次,就是弄清培养的循环癌细胞各自的DNA变异的构成,也就是球队的场上队员。对于不同的癌细胞的DNA异常,我们还是比较了解的。但还要将这些信息和那些没有经过培养的循环癌细胞以及一些细胞系来比较。最后一步,是要把这些细胞接种到老鼠身上,看它们能不能发展成肿瘤。经过了这一系列的验证,我们才可以负责任地说得到了体外活体培养的循环癌细胞。
下一步就是利用这些细胞来检测抗癌药物疗效。在培养的循环癌细胞中加入不同的药,以不同的浓度、组合来检测细胞的活性。这是一件从来没有人做过的事,但在其中获得的信息,对于这些循环癌细胞的来源的病人而言,是有巨大价值的。