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肿瘤细胞各不相同,一网打尽谈何容易

 

【新闻事件】:今天《自然》杂志发表一篇利用单细胞测序技术分析结直肠癌瘤内细胞异质性的研究。这个研究使用的技术并非真正单细胞测序,而是经过体外扩增程序,但作者说这个过程引入的变异可以忽略。作者用 3 位未经治疗的结直肠癌患者提供的组织分成 4 - 6 段,以正常组织做对照,分析了瘤内基因变异、DNA 甲基化、转录组、和对已知疗法应答的多样性。不仅这三位患者的驱动变异不同(分别是 BRAF、TP53、Kras),而且每个患者的肿瘤内部不同细胞的变异也相差巨大,其中一个患者的一个克隆有 40% 变异在同一患者肿瘤的其它克隆没有发生。不同克隆对已有药物的敏感性也差别很大,IC50 差别可达上千倍。据作者称这是第一次在单细胞克隆水平同时多方面考察瘤内异质性。
 
【药源解析】:异质性是抗肿瘤药物发现困难、肿瘤难以根治的核心原因。如果肿瘤只是一个基因出了问题,那么即使是上千种疾病的组合现在估计也治愈了几百种。但是正如这个研究显示,肿瘤细胞基因组、表观基因组不仅发生巨大变化(数万种碱基取代变异、近百种重排),而且每个细胞的变异还各不相同。这一是为动物和细胞模型的建立增加了难度。现在用于药物评价的细胞和动物模型相对均一,是否能代表单个患者肿瘤的主要克隆都难说,更不用说在人群水平治愈多数患者。二是如此繁杂的基因背景也令耐药成为肿瘤治疗的瓶颈之一,即使少数幸运应答病人因为存在耐药克隆也最终会出现耐药,导致治疗失败。
 
作者说肿瘤细胞如此大规模变异可能是启动了正常细胞存在、但活性很低的变异系统,但这个系统是在驱动变异之前还是之后启动现在还不清楚,错配修复功能缺陷之外的其它机理现在也知之甚少。这么大量、高度变异的细胞能在体内生存发展仔细想想是个挺恐怖的现象。这篇文章的第一句话是“每个肿瘤都源自一个单一细胞”,这是体细胞变异学说的核心观点。但是关于肿瘤起源还另一个理论叫做组织结构场理论(TOFT),即认为组织环境发生变异在先,而基因变异和肿瘤只是这个变化的结果。如果不是有特殊的保护机制难以想象如此多样化、与正常细胞结构和功能相差如此悬殊的一群癌细胞各个都能逃避免疫系统巡查、利用能量代谢和其它生存机制而相对平安地存在,所以 TOFT 理论可能确实还有一定道理。
 
不管肿瘤到底是怎么产生的,同一患者瘤内的高度异质性说明一个一个清除肿瘤内部千奇百怪的驴头马面而又不误伤正常细胞是个几乎无法完成的任务,干扰肿瘤微环境似乎是个更高效的策略。虽然这些肿瘤细胞各不相同,但它们可能依赖少数共同的保护机制,PD- 1 似乎就是其中之一。如果切断 PD- 1 信号通路,多数肿瘤都会有 20% 左右人群病情得到控制和逆转。Keytruda 甚至已被批准用于所有错配修复失常肿瘤,考虑到上面提到的高度异质性这是个相当惊人的事实。现在制药界的主要任务是搞清楚另外 80% 患者的肿瘤最怕失去哪些保护机制,目前的看法是即使对 PD- 1 药物无应答患者失去 PD- 1 后也变得更加脆弱。学术界和制药工业正在全力以赴地寻找能配合 PD- 1 药物破坏肿瘤生存环境的药物。

 


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