??眾所周知灰瞻,癌細(xì)胞幾乎肆虐橫行在人體的每一個(gè)部位,從大腦到各個(gè)器官辅甥,從表皮到骨骼酝润,我們?cè)?jīng)在進(jìn)化中得到的、在生物界引以為豪的人體璃弄,在癌細(xì)胞肆虐下往往顯得那么脆弱要销,有時(shí)似乎變得不堪一擊。
??癌細(xì)胞并非入侵的外族夏块,它們與組成人體各個(gè)器官的正常細(xì)胞同文同種疏咐,但不同的是癌細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)和功能的變化賦予了它們十種特殊“器物”纤掸,從而使得它們能夠在人體內(nèi)縱橫捭闔,所向披靡浑塞。
??癌細(xì)胞有十大特征借跪,這十個(gè)特征分別是:
- 自給自足生長信號(hào)(Self-Sufficiency in Growth Signals)
- 抗生長信號(hào)的不敏感(Insensitivity to Antigrowth Signals)
- 抵抗細(xì)胞死亡(Resisting Cell Death)
- 潛力無限的復(fù)制能力(Limitless Replicative Potential)
- 持續(xù)的血管生成(Sustained Angiogenesis)
- 組織浸潤和轉(zhuǎn)移(Tissue Invasion and Metastasis)
- 避免免疫摧毀(Avoiding Immune Destruction)
- 促進(jìn)腫瘤的炎癥(Tumor Promotion Inflammation)
- 細(xì)胞能量異常(Deregulating Cellular Energetics)
- 基因組不穩(wěn)定和突變(Genome Instability and Mutation)。
??這十個(gè)腫瘤細(xì)胞區(qū)別于正常細(xì)胞的特征是治療腫瘤的靶點(diǎn)酌壕,是生物靶向治療的基礎(chǔ)掏愁。
其一:生長信號(hào)的自給自足
??在人體這個(gè)迄今為止最為復(fù)雜的系統(tǒng)中,倘若一個(gè)細(xì)胞想要改變其現(xiàn)有狀態(tài)(如從靜止到生長分化狀態(tài)的改變)卵牍,必須接收到一系列相關(guān)指令果港,這一過程才能進(jìn)行,就像軍隊(duì)中的令行禁止一樣糊昙。就這樣辛掠,數(shù)以萬億計(jì)的細(xì)胞各司其職,在和諧統(tǒng)一的秩序中維系著人體的健康释牺。到目前為止萝衩,科學(xué)家在正常細(xì)胞中還沒有發(fā)現(xiàn)一例例外。
??這些改變細(xì)胞狀態(tài)的指令没咙,生物學(xué)上稱之為信號(hào)分子欠气,它們多是外源的,即由另一類細(xì)胞產(chǎn)生镜撩,這也是人體保持自我平衡的重要機(jī)制。信號(hào)分子通過與靶細(xì)胞上相應(yīng)指令接收器(受體)相結(jié)合队塘,細(xì)胞狀態(tài)改變這一過程得以實(shí)施袁梗。
??在這方面,癌細(xì)胞是截然不同的憔古,它們通過種種“奇巧淫技”把自己對(duì)外源生長信號(hào)的依賴降到了最低限度遮怜。首先癌細(xì)胞們獲得自己發(fā)號(hào)施令的能力,也就是說它們可以自行其是的合成生長分化所需的生長信號(hào)鸿市,無需依賴外源性信號(hào)锯梁。比如科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)在神經(jīng)膠母細(xì)胞瘤和惡性肉瘤中的癌細(xì)胞就分別獲得了合成PDGF(血小板源生長因子)和TGFα(腫瘤生長因子α)的能力。其次癌細(xì)胞還會(huì)大量表達(dá)其表面的信號(hào)接收器焰情,這樣就可以富集周圍微環(huán)境中的生長信號(hào)從而進(jìn)入生長分化狀態(tài)(注:正常情況下陌凳,未經(jīng)富集濃度的生長信號(hào)不足以觸發(fā)生長分化)。此外癌細(xì)胞還會(huì)改造它周圍的一些正常細(xì)胞成為生長信號(hào)的生產(chǎn)工廠供其使用内舟,并招募一些幫兇細(xì)胞合敦,如成纖維細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞來幫助它們生長分化。
其二:對(duì)抑制生長信號(hào)不敏感
??平衡似乎是人體系統(tǒng)中最重要的關(guān)鍵詞验游。人體內(nèi)除了有生長信號(hào)外充岛,還存在著生長抑制信號(hào)保檐。在細(xì)胞分裂的不同階段,都有一些分子如同看家護(hù)院的“愛犬”一般時(shí)刻檢測這些細(xì)胞的“身體狀況”和周邊環(huán)境崔梗,根據(jù)情況來決定細(xì)胞的未來的命運(yùn):或是繼續(xù)生長分化夜只,或是仍然處于靜止期,抑或喪失生長分化能力進(jìn)入有絲分裂的后期蒜魄。這樣正常細(xì)胞才能保持動(dòng)態(tài)平衡的狀態(tài)扔亥,進(jìn)行有序的生長分化。對(duì)于癌細(xì)胞來說权悟,如果想要擴(kuò)大自己的地盤砸王,不斷地生長分化,必須逃避這些“愛犬”分子的監(jiān)控峦阁。他們主要策略就是通過基因突變使得這些“愛犬”分子失去活性谦铃,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)抑制生長信號(hào)不敏感的目的。
其三:規(guī)避細(xì)胞凋亡
??逃避細(xì)胞凋亡幾乎是所有類型的癌細(xì)胞都具有的能力榔昔。負(fù)責(zé)細(xì)胞凋亡的信號(hào)分子大體上可以分為兩類:一類如同上文所述的“愛犬”分子驹闰,如一種名叫p53的蛋白就是其中最重要的成員之一;另一類則負(fù)責(zé)執(zhí)行細(xì)胞凋亡撒会。前者監(jiān)控細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境嘹朗,一旦發(fā)現(xiàn)不正常情況足以觸發(fā)細(xì)胞凋亡,即指揮后者執(zhí)行诵肛。目前科學(xué)研究證實(shí)屹培,DNA損傷,信號(hào)分子的失衡以及機(jī)體缺氧都有可能觸發(fā)細(xì)胞凋亡怔檩。
??細(xì)胞凋亡是人體防癌抑癌的主要屏障褪秀。在“愛犬”分子眼中,癌細(xì)胞就是一種狀態(tài)不正常的細(xì)胞薛训,而癌細(xì)胞逃避細(xì)胞凋亡的主要方法是通過基因突變使p53蛋白失活媒吗。統(tǒng)計(jì)顯示大約超過50%的人類癌癥中發(fā)現(xiàn)p53蛋白的失活。
其四:具有無限的復(fù)制潛力
??在細(xì)胞體外培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中乙埃,人們觀察到闸英,大多數(shù)正常細(xì)胞僅有60次左右的分裂能力〗橥啵科學(xué)家已經(jīng)證實(shí)甫何,細(xì)胞的分裂能力與染色體末端的一段數(shù)千個(gè)堿基的序列有關(guān)。這段序列成為端粒遇伞,每經(jīng)一個(gè)分裂周期沛豌,這段序列就會(huì)減少50~100個(gè)堿基,隨著分裂次數(shù)的漸多,端粒變得越來越短加派,后果就是其無法再保護(hù)染色體的末端叫确,染色體也就無法順利復(fù)制,進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞的衰老死亡芍锦。
??研究結(jié)果表明竹勉,所有類型的癌細(xì)胞都有維持端粒的能力。這種能力主要是通過過量表達(dá)端粒酶實(shí)現(xiàn)的娄琉。端粒酶主要功能是為端粒末端添加所需堿基次乓,以保證端粒不會(huì)因復(fù)制而縮短。
其五:持續(xù)的新生血管形成
??對(duì)細(xì)胞來說孽水,血管就是最重要的“糧道”票腰。這個(gè)“糧道”對(duì)于細(xì)胞正常生長并良好地行使其功能是如此重要,以至于一個(gè)細(xì)胞與其最近的毛細(xì)血管的距離不能超過100微米女气。
??通常情況下杏慰,在組織形成和器官發(fā)生這些生理過程中,血管生成是受到精細(xì)調(diào)控的炼鞠,而且這種情況下的血管形成也是暫時(shí)的缘滥,當(dāng)上述生理過程結(jié)束后,血管生成即會(huì)停止谒主。促進(jìn)和抑制血管生成的信號(hào)分子通常處于“勢均力敵”的平衡狀態(tài)朝扼。
??癌細(xì)胞獲得持續(xù)的新生血管形成能力就是通過打破這種平衡狀態(tài)開始的■希科學(xué)家們?cè)谠S多類型的腫瘤當(dāng)中發(fā)現(xiàn)擎颖,一些促進(jìn)血管形成的信號(hào)分子如VEGF(血管內(nèi)皮生長因子)和FGF(成纖維細(xì)胞生長因子)的表達(dá)水平都遠(yuǎn)高于相應(yīng)的正常組織對(duì)照,而一些起抑制作用的信號(hào)分子如thrombospondin-1或β-interferon的表達(dá)則下降观游。
其六:侵襲和轉(zhuǎn)移
??人體中的正常細(xì)胞除了成熟的血細(xì)胞外搂捧,大多數(shù)需要粘附在特定的胞外基質(zhì)上才能存活并正常行使功能,比如上皮細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞备典,一旦脫離細(xì)胞的胞外基質(zhì)則會(huì)發(fā)生細(xì)胞凋亡。將這些細(xì)胞粘附在胞外基質(zhì)或互相粘附在一起的分子稱為細(xì)胞粘附分子意述,它們?nèi)缤板^”把船固定在港口一樣發(fā)揮著錨定的作用提佣。
??E-鈣粘素是目前研究最深入的細(xì)胞粘附分子之一。它在上皮細(xì)胞中廣泛表達(dá)荤崇,而在大多數(shù)上皮細(xì)胞癌中則發(fā)現(xiàn)活性的喪失拌屏,而喪失的方式有多種多樣,如基因水平上突變導(dǎo)致的失活及蛋白水平上活性區(qū)域被降解導(dǎo)致的失活等术荤∫形梗科學(xué)家們認(rèn)為E-鈣粘素在上皮細(xì)胞癌中發(fā)揮著廣泛的抑制癌細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移的作用。它的活性的喪失標(biāo)志著癌細(xì)胞在獲得第六種武器的道路上邁出了重要的一步。
其七:免疫逃避
??無論是固有免疫還是適應(yīng)性免疫系統(tǒng)在腫瘤清除中都起著重要的作用端圈。而實(shí)體腫瘤卻都具有不同的逃逸人體免疫系統(tǒng)監(jiān)視的功能焦读,從而確保它們不被免疫細(xì)胞如T細(xì)胞,B細(xì)胞舱权,巨噬細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞的殺傷和清除矗晃。在結(jié)腸癌和卵巢癌患者中,那些體內(nèi)含有大量CTLs和NK殺傷細(xì)胞的病人狀況要比缺少這些免疫細(xì)胞的病人好得多宴倍。而在那些具有高度免疫原性的癌細(xì)胞中张症,它們通常會(huì)通過分泌TGF-β或其它免疫抑制因子來癱瘓人體的免疫系統(tǒng)。
其八:調(diào)控細(xì)胞代謝
??即便在有氧氣的條件下鸵贬,癌細(xì)胞也會(huì)通過調(diào)控俗他,使其能量主要來源于無氧糖酵解的代謝方式,這被稱為“有氧糖酵解”阔逼。目前已經(jīng)有研究證實(shí)了在神經(jīng)膠質(zhì)瘤和其它種類的癌細(xì)胞中兆衅,異檸檬酸鹽脫氫酶功能上的突變也許和細(xì)胞能量代謝方式的改變有關(guān),它能提高細(xì)胞中氧化物的含量從而影響基因組的穩(wěn)定性颜价,還可以穩(wěn)定細(xì)胞中的HIF-1轉(zhuǎn)錄因子以提高癌細(xì)胞的血管生成和浸潤能力涯保。
其九:基因不穩(wěn)定性和易突變
??腫瘤復(fù)雜的發(fā)生過程可以歸根于癌細(xì)胞基因的不斷突變。在需要大量基因突變來誘導(dǎo)腫瘤發(fā)生時(shí)周伦,癌細(xì)胞常常會(huì)提高其對(duì)可誘導(dǎo)基因突變物質(zhì)的敏感性夕春,從而加快它們基因突變的速度。在該過程中专挪,由于某些穩(wěn)定和保護(hù)DNA的基因發(fā)生突變及志,會(huì)顯著提高癌癥的發(fā)生幾率。盡管在不同類型的腫瘤中基因突變的種類不同寨腔,但均可以發(fā)現(xiàn)大量穩(wěn)定和修復(fù)基因組DNA的功能缺失速侈。提示我們腫瘤細(xì)胞的一大重要特征就是固有的基因組不穩(wěn)定性。
其十:引發(fā)炎癥反應(yīng)
??在過去數(shù)十年中迫卢,大量的研究證實(shí)了炎癥反應(yīng)(注:主要由固有免疫細(xì)胞引起)和癌癥發(fā)病機(jī)理之間的關(guān)系:炎癥反應(yīng)可為腫瘤微環(huán)境提供各種生物激活分子倚搬,例如包括生長因子(可維持癌細(xì)胞的增殖信號(hào))、生存因子(可抑制細(xì)胞死亡)乾蛤、促血管生成因子和細(xì)胞外基質(zhì)修飾酶(可利于血管生長每界,癌細(xì)胞浸潤和轉(zhuǎn)移)、以及其它誘導(dǎo)信號(hào)(可激活EMT和癌細(xì)胞的其它一些特征)家卖。此外眨层,炎性細(xì)胞還會(huì)分泌一些化學(xué)物質(zhì),其中ROS可以加快臨近癌細(xì)胞的基因突變上荡,加速它們的惡化過程趴樱。