10種「意想不到」的癌症研究新方向！

近些年來，隨著研究的深入，科學家們在揭示癌症發生機制及耐葯的新型通路上取得了突破性的成果，同時科學家也開發出了多種抵禦癌症的新型療法及預防措施，比如我們所熟知的癌症化療法、放療法，以及癌症免疫療法等方法。

而如何靶向殺滅癌細胞呢？科學家們有著不同的方法。近日，發表在國際雜誌Cancer Cell上的一項研究論文中，來自卑爾根大學等機構的研究人員發現了一種可以幫助癌細胞擴散的特殊蛋白，那麼科學家們就找到了癌細胞的致命要害，通過抑制這種特殊蛋白的活性或許就可以抑制癌症擴散，進而殺滅癌細胞。

那麼科學家們還有什麼高大上的殺滅癌細胞的方法呢？請隨小編一一來學習。

【1】漂亮！新型納米材料定向爆破癌細胞

原文鏈接（15 February 2016 doi：10.1038/nnano.2015.343 ）

對於那些體內已經存在腫瘤的患者，一般會通過手術切除腫瘤。通常在術後，為了鞏固手術效果，醫生還會根據患者的情況為患者安排化療或者放療。但是這種療法對人體來說會有很大的毒副作用，比較常見的會有脫髮、噁心嘔吐、食欲不振和白細胞或血小板減少等等，讓患者痛不欲生。

美國德州的萊斯大學（Rice University）的一個研究團隊決定使用納米金屬粒子來解決這個問題。

研究人員首先利用細胞免疫療法的原理，找到癌細胞表面的特殊標誌物，然後找到相對應的免疫蛋白抗體，將其結合到納米金屬顆粒上，這樣的納米金屬顆粒就像長了眼睛一樣，專挑癌細胞表面聚集。

由於第一步的精巧設計，大量的納米金屬顆粒會成簇的聚集在癌細胞表面，然後被癌細胞成簇的吞下，而健康細胞裡面幾乎沒有納米金屬顆粒。所以這回只需要使用超短波紅外線脈衝即可加熱納米金屬顆粒「燙死」癌細胞了。然而，沒想到的是，Lapotko團隊的這一設計讓他們收穫了意外的驚喜。這回癌細胞不是被「燙死」的，是被「炸死」的！癌細胞被精準爆破。

（上）橙黃色的納米金屬顆粒帶著綠色的抗體蛋白穿梭於血管和腫瘤組織中；（下）大量長了「眼睛」的納米金屬顆粒聚集在左邊的癌細胞表面，也有少量「眼瞎」的聚集在右邊的健康細胞表面（Lukianova-Hleb EY，2016，Nat Nano）

【2】阿喀琉斯之踵-GPS定位癌細胞

倫敦大學學院（UCL）的研究人員已經發現了一種尋找癌細胞的新方法：人體可以尋找腫瘤中的特殊標記來確定腫瘤的位置。它有一個神奇的名字——「阿喀琉斯之踵」。

以前，科學家們試圖用相同的原理引導免疫系統，來消滅惡性腫瘤，但是這些療法不太管用，並且讓人體的防禦機制走向了錯誤的方向。

癌細胞的不同是導致這一現象的部分原因。

實際上，癌細胞經過了極端的突變。這種情況就像是樹的「主幹」發生了變異，在接下來的細胞複製中又產生了不同的變異，這就是癌細胞的異質性。針對這一現象，新的研究發現了一種尋找「主幹」變異的方法，它可以改變抗原，即癌細胞表面嵌入的蛋白質。

定位主幹變異細胞有兩種方法。

第一種方法是為每個病人開發癌症疫苗，訓練免疫系統定位癌細胞。

第二種方法是」釣出「已經可以定位變異細胞的免疫細胞，在實驗室中培養增殖，然後再放回病人的體內。

癌症研究院的馬爾科 格林傑博士（Marco Gerlinger）說這項工作非常有趣，但是它的實際運作情況還有待考證。」

【3】32歲科學家發明血液癌細胞透析技術，真是神了！

今年《麻省理工學院技術評論》評選出的亞洲35位35歲以下科技創新精英（TR35）中，有一位叫Majid Ebrahimi Warkiani獲獎者，他研發的新技術將為癌症的診斷和治療帶來新的希望。

Warkiani今年32歲，目前是澳大利亞世界頂尖研究型學府新南威爾士大學（UNSW）的助理教授，他還是UNSW納米醫學中心的項目負責人。

Warkiani的新技術叫「透析癌症」（dialysis for cancer），利用這一技術不僅可以發現早期的癌症，評價癌症的治療效果，以及對癌症的發展做出判斷（即所謂的預後）；更重要的是，這項技術還有治療的作用。這種治療方法簡單易懂，就是直接濾掉血液中的癌細胞，延緩甚至阻止癌症的擴散轉移。

一直以來，癌症死亡率居高不下的最主要原因就是癌症的擴散轉移。當癌組織成長到一定的程度時，癌細胞會進入癌組織中的血管，成為循環腫瘤細胞（CTCs），這些CTC在尋找到合適的新居所之後，便進入該組織定居。這就是為什麼很多人最開始得的是胃癌，最後變成肝癌、肺癌、骨癌，甚至腦癌。實際上目前的放化療手段也僅僅是將體內的癌細胞控制在一個較低的水平，並不能徹底清除體內的癌細胞。而據Warkiani介紹，「透析癌症」技術可以除掉血液中95%的癌細胞。表明該技術在提高癌症治療質量，抑制癌症轉移方面有巨大應用價值。

【4】JRO：自殺式基因療法殺死前列腺癌細胞

原文鏈接（DOI： 10.1007/s13566-015-0239-y）

來自美國休斯頓衛理公會醫院的研究人員進行了一項長期臨床研究，研究結果表明放射治療結合"自殺基因治療"技術可以為前列腺癌病人提供安全有效的治療。"自殺式基因治療"技術通過對前列腺癌細胞進行基因修飾使得癌細胞向病人免疫系統發送信號實現"自殺"過程。相關研究結果發表在國際學術期刊Journal of Radiation Oncology上。

文章作者E. Brian Butler說道："我們使用腺病毒攜帶能夠產生胸苷激酶（TK）的皰疹病毒基因，直接靶向到腫瘤細胞，一旦基因完成導入就會開始合成TK，在此之後，我們給病人服用一種常用的抗皰疹藥物--伐昔洛韋，這樣就能夠攻擊皰疹病毒DNA，使合成TK的腫瘤細胞發生自我摧毀，所以我們把這項技術稱作"自殺式基因療法"。"

Butler表示，一旦伐昔洛韋開始攻擊腫瘤細胞，它就會喚起病人的免疫系統，對癌細胞發起總攻。

根據這項研究的結果，將基因療法與放射治療結合使用，無論是否進行激素治療，都非常具有應用前景。除此之外，使用聯合治療方法的病人各項參數均好於單獨使用放射治療的病人，研究人員表示，大部分參與研究的病人基本沒有出現副作用，目前III期臨床試驗正在進行，在得到FDA批准之前仍然需要對該方法的安全性和有效性進行進一步評估。

【5】新研究用熱激活「手榴彈」定點摧毀癌細胞

新聞報道：Heat-activated "grenade" to target cancer

來自曼徹斯特大學的研究人員之前開發出小的膜泡樣脂質體可以用來裝載癌症治療藥物並將藥物轉運到癌細胞內，但是與其他治療方法所面臨的問題相同，如何將脂質體直接導向到腫瘤進行藥物投遞同時不影響健康組織是這一技術所面臨的重要挑戰。

最近這兩項新研究表明在脂質體上裝備熱激活觸發元件能夠部分解決上述問題。研究人員在實驗室內對小鼠模型體內的腫瘤進行輕微加熱，通過這種方式拉開了"手榴彈"的拉環，實現了對癌細胞殺傷藥物的釋放並達到靶向癌細胞的目的。

Kostas Kostarelos教授指出，他們將熱觸發溫度設為42攝氏度，比正常體溫高几度。雖然這項工作目前只在實驗室內得到驗證，但研究人員表示目前已經有一些可以根據不同的腫瘤類型對病人體內的癌細胞進行加熱的方式，並且其中一些方法已經得到了臨床應用。

【6】Molecular cell：切斷癌細胞備用能源 「餓」死癌細胞

原文鏈接（doi：10.1016/j.molcel.2015.08.013）

癌細胞的代謝過程與正常細胞有很大不同。細胞的快速增殖意味著癌細胞對能量的需求會顯著增加，而葡萄糖是癌細胞的主要營養來源，它們對葡萄糖的利用速率是正常細胞的幾十倍甚至幾百倍。但當葡萄糖變得缺乏，癌細胞就必須轉而使用備用營養物質以維持細胞生長和存活。

科學家們對葡萄糖供應減少情況下非小細胞肺癌細胞的應答情況進行了研究，結果發現一些肺癌細胞會在葡萄糖缺乏情況下轉變它們對"食物"的偏好，轉而使用谷氨醯胺。

研究人員發現癌細胞會通過一種叫做PEPCK的酶對癌細胞代謝進行重編程。他們發現癌細胞會表達PEPCK，幫助它們將谷氨醯胺轉變成能量以及各種生物合成過程所需的原料以維持細胞生長。通過這一改變，癌細胞不僅能夠保持存活，還可以在飢餓情況下繼續保持增殖。

這種出色的靈活性可能也是癌症如此致命的一個重要原因，但研究人員同時表示這也為找尋新的癌症治療方法提供了希望。

【7】Nat Commun：微型植入物成功捕獲癌細胞

原文鏈接（doi：10.1038/ncomms9094）

細胞會隨著原始的腫瘤位點而移動進而侵襲其它器官，癌細胞的這一過程被稱之為癌症轉移，癌症轉移往往是在患者晚期階段被發現，從而導致患者死亡。

而在血液中對循環腫瘤細胞(CTCs)的早期檢測或可幫助加速癌症的診斷及療法的開發；但遊動的癌細胞會以很小的數量在機體中「旅遊」，而且持續時間較長在其找到新的侵襲位點之前其非常難以發現。

研究者開發了一種大約0.5厘米寬的生物可降解的圓盤，並且對每個小鼠進行植入。這種植入物會利用免疫細胞作為誘餌，同時它還包含有一種掃描儀可以檢測到捕獲的癌細胞的存在。

研究者指出，這種結合系統就可以實現對轉移性疾病的檢測，而且可以在癌症擴散之前對患者疾病進行檢測，從而就可以幫助患者制定出有效的治療策略來遏制疾病發展，延長患者生命。隨後植入物就可以對捕獲的轉移性癌細胞進行分析，以幫助制定最優的療法。

【8】Cancer Cell：治療新潛力藥物—讓癌細胞「得瑟」而死

原文鏈接（DOI：10.1016/j.ccell.2015.07.005）

癌細胞的分裂繁殖速度已經超乎正常，那如果給點刺激，讓癌症細胞長得再快點會出現什麼情況？——答案是會「得瑟」而死。

腫瘤細胞需要獲得癌基因突變，以支持它們的生長和生存。大量的研究都集中在識別緻癌基因，作為癌症藥物靶標。致癌基因中，類固醇受體共激活因子（SRC）家族成員尤其具有作為治療靶標的希望，因為這些蛋白質坐落在使癌細胞快速增長、擴散、並獲得耐藥性的關鍵信號傳導途徑中。在之前的研究中，Lonard和另一位同事Bert O"Malley通過篩選大量的化合物，在動物模型中確定了一種SRC抑制分子，能殺死多種癌細胞，抑制腫瘤生長。這些化合物是類似於常規的抑制癌基因的藥物。但是，他們有一個違反直覺的想法：如果他們能破壞關鍵信號通路，過度刺激SRC，會不會殺死癌細胞？畢竟癌細胞在很大程度上依賴SRC精細調節各種細胞活動，所以SRC刺激可能與SRC抑制在擾亂癌細胞信號活性的平衡一樣有效。

圖：左為對照組癌細胞，右為經MCB-613處理的癌細胞

為了驗證這個想法，他們篩選成千上萬的化合物，以確定一個有效的SRC激活物——被稱為MCB-613。MCB-613能殺死人乳腺癌、前列腺癌、肺癌和肝癌細胞，同時保留正常細胞。當研究人員向13隻乳腺癌小鼠注射MCB-613後，這個化合物幾乎完全消除了腫瘤的生長，同時沒有引起毒性，而對照組的14隻小鼠腫瘤在7周內長到了原來的3倍以上大小。

那具體的工作機制是什麼？MCB-613使內質網上的未摺疊蛋白質大量堆積。因為要支持細胞迅速繁殖，癌細胞必須合成大量的蛋白質，使負責摺疊蛋白的內質網承受沉重的工作量。當過度刺激SRC後，給已經達到最大工作量的ER再添額外負擔，造成了大量未摺疊蛋白的積累，觸發細胞的應激反應，導致毒性分子活性氧的增多。

【9】Adv Mat：納米微球高效高劑量狙殺癌細胞

原文鏈接（doi：10.1002/adma.201501803）

來自加尼弗尼亞大學的研究人員通過研究開發了一種新型的納米粒子，其可以在一類特殊蛋白存在的情況下釋放藥物發揮作用，而特殊蛋白則可以驅動癌症發生轉移；文章中研究者開發了一種藥物運輸系統，其可以有效抑制癌症的發展。

研究者Cassandra Callmann說道，我們以一種小型分子為基礎構建了納米尺度的載體，其可以找到腫瘤並且釋放所裝載的藥物；而這種藥物運輸系統可以利用一種名為基質金屬蛋白酶（MMPs）的特殊酶類蛋白，這種特殊的酶類蛋白在多種癌症中都非常豐富，MMPs可以「撕裂」細胞膜，使得癌細胞可以逃脫而進入機體其他部位引發癌症轉移。

研究者開發了一種小型的裝載抗癌藥物紫杉酚的微型球狀結構，並且覆蓋以肽類外殼，MMPs可以撕開外殼釋放其中所裝載的藥物，外殼碎片可以形成一種漏網，其就可以包裹藥物使其對腫瘤進行穩定地作用。研究者表示，這項研究對於後期開發癌症診斷以及治療的新型策略非常重要，為了將藥物包裹如微型球體結構中，研究者進行了一定的化學處理，事實證明一系列原子對於藥物分子的作用效力非常必要，而這也意味著癌症藥物在達到腫瘤之前，在其流經的循環系統中是處於失活狀態的，這也就避免了藥物副作用的發生。

【10】ACSBSE：化療藥物包被或可增強納米顆粒殺滅癌細胞的效力

原文鏈接（doi：10.1021/acsbiomaterials.5b00111）

文章中研究者將水凝膠沉積於作用腫瘤的納米殼上，並且以化療藥物塗層覆蓋，Jennifer West教授說道，我們的思路是將破壞腫瘤的熱療法同局部藥物運輸相結合，這種組合拳或是最有效的癌症治療手段，研究表明許多化療藥物都可以有效作用於發熱的組織上，因此將上述兩種方法結合或許存在一定的可能性。

目前光熱療法已經應用於臨床試驗中進行多種癌症的治療，納米殼可以吸收近紅外線，近紅外線就可以無損傷性地穿過水和組織，然而納米殼可以快速加熱足以殺滅細胞，但其僅會在光照射的地方才會發揮作用。除了精準地靶向作用機體的特殊部位外，這種療法還會促進納米殼在腫瘤內部積累發揮作用。

這項研究中，研究人員用特殊的化療藥物覆蓋納米殼，同時在實驗室條件下將其運輸至腫瘤細胞中，隨後療法就會按照計劃開始發揮作用，即納米殼開始加熱，在釋放藥物的同時破壞大多數的癌細胞；當然完全清除所有的癌變細胞非常重要，因為任何單一癌細胞的逃脫都有可能引發致死性的癌轉移。

下一步研究者將利用活體動物來進行新型療法的試驗，當然研究者有信心在不久的將來進行人類臨床試驗。

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