癌症治疗未来 10 年的广阔前景

时间:2015-02-04

美国临床肿瘤学会(American Society of Clinical Oncology,ASCO)年度临床肿瘤学进展报告中指出,过去十年,我们在临床肿瘤研究领域已取得了卓越的进展,但是未来如何?最近在基础和转化肿瘤研究领域的进展提示,这些成果有希望在下一个 10 年以内改善患者治疗。

肿瘤干细胞:抗肿瘤治疗的克星

肿瘤干细胞理论认为一位特定患者的全部癌细胞只有一小部分被称为肿瘤干细胞,它们负责形成和维持肿瘤并引发其在体内扩散到远处(转移)。研究者认为肿瘤干细胞在生物学上与所谓的普通癌细胞不同,因为它们能够自我更新并形成不同的癌细胞亚型,就像正常的干细胞能产生不同的器官和组织。

该理论也表明肿瘤干细胞对化疗更加耐受,因为它们拥有特异性蛋白能够清除和修复 DNA 损伤。据认为,这可能就是为什么一些肿瘤在开始缩小后又重新长出来。因此,需要专门攻击肿瘤干细胞的治疗方法来减少复发,阻止转移并治疗侵袭性最高的肿瘤。

肿瘤干细胞生物学的新见解正为不久的将来这种方法的发展提供指导性作用。研究人员正在探索多种策略来消灭肿瘤干细胞,例如针对特定的分子途径(例如 Notch, Hedgehog),肿瘤干细胞表面蛋白和肿瘤微环境。

更快,更便宜,以及更复杂的基因组学技术

被称为下一代测序 (NGS) 的先进基因组技术正准备彻底改变个体化用药。与旧技术相比,NGS 允许更快和更加便宜的测试。例如,人类基因工程历时 13 年,耗资 13 亿于 10 年前完成,但用新技术一个人的全基因组可以只用几天,花费 5000 美元就完成测序。NGS 的另一优点在于它可以发现某些类型的肿瘤相关基因的变化,而用另一技术不能探测出。它甚至可以用来进行单个细胞的分子分析。这为在肿瘤形成和进展期间发生的遗传变异类型提供独特的新见解。

NGS 作为诊断工具和个体化治疗的筛选手段同样具有广阔的前景。小型 NGS 机器已经可以在医院实验室使用。然而,在这些技术广泛实施前有许多技术、监管、伦理和成本上的问题有待解决。

液体活检

虽然癌症被认为是起源于单个异常细胞,但是随着时间的推移,会明显出现细胞亚群,可以根据他们携带的特异性基因变异区分他们。这种现象能对癌症治疗的成功产生重要影响,尤其是在依赖组织活检以确定患者是否是针对特定靶向药物的候选人的方法时。

例如,通常医生通过活检收集癌组织的微小薄片进行分子测试。这种组织薄片可能会也有可能不会代表存在于肿瘤不同区域甚至在绝大多数肿瘤细胞中的所有突变。这就解释了为什么有些患者的特异性突变试验阳性,产生耐靶向那些突变的疗法。然而,新方法可能能够解决这一挑战。

揭示血液中肿瘤细胞的奥秘

不同于潜在痛苦和有风险的组织活检,新方法 -- 液体活检,仅需要收集几滴血液。使用先进的技术来计算和提取血样中稀少的循环肿瘤细胞。由于肿瘤脱落下多个细胞进入血流,这种方法可能要比从肿瘤局部进行传统活检提供更完整的分子图像。

患有更大、生长更快的癌症的患者血液中循环肿瘤细胞的水平越高,医生可将循环肿瘤细胞水平作为实时、无创监测患者治疗反应的尺度,可借此暂停无效治疗。然而,近期的研究质疑是否在循环肿瘤细胞数量增加后变更治疗方案能改善预后。其他研究表明分析循环肿瘤细胞中的基因变异能为患者选择合适的靶向药物,使预后达到最佳。

循环肿瘤 DNA 和 RNA 可能有助于指导治疗决策

近期,液体活检理念延伸到检测、捕获、分析循环肿瘤 DNA(ctDNA) 和肿瘤 microRNA、在血流中自由浮动的肿瘤细胞遗传物质的微小片段。近期研究表明,ctDNA 检测可用于患者护理的所有阶段 -- 从发现、诊断至选择治疗方案和监测疾病进展。由于 ctDNA 水平与生存期呈显著负相关,其检测可能会用于快速评估癌症进展和患者的生存几率。ctDNA 分析也可对肿瘤进展和治疗期间出现的新基因突变进行实时监控并选择最佳治疗方案。

大约十年前,研究人员发现 microRNAs 异常(分子阻止细胞制备特异性蛋白)与癌症的发生和发展相关。后续研究发现 microRNA 分析一种前景好、成本效益高的方法,可以确定患者的肿瘤类型,评估肿瘤生长速度,监测治疗反应和检测复发。

尽管这些方法都在深入研究中,临床上常规和广泛使用液体活检前有必要进行大规模的临床试验以确认。

小能量:纳米

纳米技术指使用纳米级材料,例如,DNA 双螺旋有 2 纳米宽,流感病毒约 100 纳米长,红细胞直径大约为 6000 纳米。纳米大小的物体小到它们甚至不能通过常规光学显微镜看到。

首个纳米药物治疗癌症

在过去的几十年里纳米技术走过了漫长的道路并且它为癌症治疗带来广阔的前景。首个以纳米粒子为基础的癌症治疗药物 -- 紫杉醇于 2005 年被美国 FDA 批准用于乳腺癌治疗并在近期批准用于肺癌和胰腺癌治疗。许多以纳米技术为基础的治疗在临床试验中被检测,包括治疗癌症的首个纳米粒子传递基因。

改善癌症治疗的广阔的前景

科学家们现在使用各种适于医疗用途的材料,包括金,碳,甚至病毒来使纳米粒子变成不同的形状(球,棒,贝壳)和大小。抗癌药物能够加载至纳米颗粒中,纳米颗粒的表面可涂有分子如抗体来引导纳米粒子附着于肿瘤细胞。

纳米颗粒也可通过化学编程来释放它们的有效载荷使其仅对接或进入癌细胞。这种靶向和定时释放使药物集中于肿瘤内。对于一位患者,这意味着副作用更少和药物的需要量更少。纳米颗粒涂覆一种叫 PEG 的化学物来防止免疫系统的攻击,延长其在血液中的寿命。

纳米技术有助于癌症检测

纳米颗粒也正在研究用于癌症的早期检测和诊断。在血液中,涂覆有抗体的金纳米棒附着于癌症特异性生物标志物已被证明是一种检测癌症(即使是早期癌症)的廉价和灵敏的方法。特异性纳米粒子靶向进入肿瘤中可促使癌细胞数量增加并释放生物标志物。

因此,血液中生物标志物升高可能能更早地检测到肿瘤。癌症定向铁氧化物纳米颗粒具有磁性,使其适合用作成像剂。他们可以在 MRI 扫描时精确地找出癌症区域,外科医生借此手术切除肿瘤。

健康 IT 癌症护理为癌症治疗带来的前景

健康 IT 的最新进展很有可能改善未来十年癌症患者的治疗和预后。

目前几乎癌症治疗的每一个方面都基于参与临床试验的约 3%的患者收集的信息。但开发新的健康技术为从每一位患者身上总结经验提供了平台。这些研究大数据的工具使得汇集、分析和学习广泛的医疗数据(电子健康记录,基因测试的结果等等)成为可能,同时保护患者个人数据的安全性和保密性。

此外,这些技术保证能帮助削减大量并不断增长的癌症研究数据和指南网站,为医生提供癌症治疗的参考意见,使其个性化到每个患者及其肿瘤的独特特性。

兑现这一承诺的项目已经在研发,包括 ASCO 自己的 CancerLinQTM。未来十年,随着这些技术的不断出台,他们可能为癌症治疗带来非常广阔的前景,提高每个癌症护理的质量和效率,产生比以往任何时候都新颖、更有价值的研究假设,绘制规模和范围空前的癌症数据体系。